Усики у насекомых. Внешнее строение насекомых: типы, описание, особенности

Объяснение к заданию

В типичном случае у взрослых насекомых усики представ­ляют собой пару подвижных членистых придатков, отходящих от лицевой поверхности, обычно между глаз. Основная функция усиков – служить местом расположения сенсилл (чувствительных элементов) химического чувства. Первый членик называют скапусом (основной), второй - педицеллумом (стволик), а все оставшие­ся вместе – флагеллумом (жгутик). Прикреплен усик в усиковой ямке, иногда окруженной узким кольцеобразным усиковым склери­том. В эмбриогенезе усики разви­ваются из придатков 2-го головного сегмента. Усики чрезвы­чайно разнообразны по форме, и некоторые наиболее четко выраженные их типы имеют специальные наименования. У ли­чинок усики, как правило, сильно редуцированы как в отно­шении длины, так и в отношении числа члеников. Форма и строение усиков используются при систематике насекомых для выделения крупных единиц – семейств (пластинчатоусые, усачи и др.).

Основные типы усиков представлены на рисунке 9. Головная капсула также несет зрительные структуры двух типов: сложные гла­за и простые глазки.

Задание

Определить местоположение склеритов головной кап­сулы у майского жука. Для этого через затылочное отверстие голову насекомого укрепить на препаро­вальной игле и вращать ее, удерживая таким образом. Рас­смотреть в лупу лоб, темя, затылок, наличники, виски, щеки, а также усики, глаза, глазки, ротовое отверстие, ротовые ко­нечности.

Рассмотреть форму и положение головы у насекомых, предложенных в коллекции. Определить типы головной капсулы.

Зарисовать строение головной капсулы.

Рассмотреть типы усиков у различных насекомых, оп­ределить пол насекомых по различиям в строении усиков са­мок и самцов.

Зарисовать типы усиков.

Материалы и оборудование: набор насекомых в коллекци­ях или на пластинках - кузнечики, слоники, цикады, жужели­цы, усачи, бабочки шелкопряда (самки и самцы), майский жук, слепень; лупы 10 х, бинокулярные микроскопы.

2.3 Строение груди и её придатков

Объяснение к заданию

Грудь, состоящая из 3-х сегментов (передне-, средне- и задне- груди), несет с вентральной (нижней) стороны по одной паре членистых ног, а с дорзальной (верхней) стороны на 2-м и 3-м грудных сегментах располагаются 2 пары крыльев или их за­чатков.

Ноги насекомых, состоящие из нескольких члеников, и крылья яв­ляются придатками груди.

Грудью называется отдел тела, лежащий между головой и брюшком. Он состоит из трех последовательно расположен­ных сегментов. Каждый сегмент тела насекомого представляет собой хи­тиновое кольцо. Хитиновые пластинки (склериты), образующие это кольцо, носят названия: спинные, верхние пли дорзальные пластинки, образующие полукольцо, - тергиты ; нижние или вентральные - стерниты и 2 боковые стенки – бочки – плейриты (рисунок 10).

Тергиты 3-х грудных отделов называются последователь­но: передне-, задне- и среднеспинка, стерниты соответственно: передне-, средне- и заднегрудка.

Рисунок 2 - Внешнее строение насекомого (расчлененный жук-олень, самец; (по В. Ф. Натали, 1968):

1 - нижняя губа; 2,3 - нижние и верхние челюсти; 4- верхняя губа; 5 - наличник; 6 - усики; 7 - голова; 8 - переднегрудь; 9 - передние ноги; 10 - среднегрудь; 11 - надкрылья; 12 - средние ноги; 13 - заднегрудь; 14 - крылья; 15 - задние ноги (а - тазики, б - вертлуги; в - бедра; г - голени; д - лапка); 16 - брюшко.

Рисунок 9 - Типы усиков насекомых (по Богданову-Катькову):1 - щетинковидный усик, 2 - нитевидный, 3 - четковидный, 4 - пиловидный, 5 - гребенчатый, 6 - булавовидный, 7 - веретеновидный, 8 - пла­стинчатый, 9 - коленчатый, 10 - перистый, 11 - щетинконосный

Части усика: 1 – основной членик; 2 – стволик; 3 – жгутик; 4 - усиковая впадина.

Рисунок 10 - Схема строения грудного сегмента насекомого. А - общий вид; Б- поперечный разрез (по Обенбергеру и Снодграссу):сп - спинка, пл - плейрит, гр - грудка, птз - предтазик (субкокса), тз - тазик, б - бедро, г - голень, л - лапка, акс - аксиллярные склериты, кр - крыло, плс -плейральный стол­бик; внутренний скелет; плч - плейральный гребень, фур - фурка

Рисунок 11- Строение и типы ног (по Бей-Биенко, Богданову-Катькову):

1 - бегательная (жужелицы), тз - тазик, в - вертлуг, б - бедро, г - голень л - лапка, 2 - прыгательная (саранчи), 3 - копательная (медведки), 4 - плавательная (плавунца), 5 - хватательная (богомола), 6 - собирательная (медоносной пчелы)

В тех отрядах, где крылья никогда не развиваются, эти 3 сегмента в главных чертах устроены примерно одинаково. Тергит и стер­нит пластинообразные, а плейральные склериты небольшие или недоразвитые.

У представителей крылатых насекомых 3 грудных сегмен­та сильно различаются между собой. Переднегрудь обыч­но сохраняет все те же части, что и в исходном состоянии. Среднегрудь и заднегрудь претерпели значительные изменения, связанные с развитием в каждом из этих сег­ментов мускулатуры, которая обеспечивать работу ног и крыльев. Плейрит значительно расширился, образовав крупную боковую пластину. С нижней части она несет коксальный отросток, к которому причленяется нога, а с верхней - крыловой отросток (плейральный столбик), к кото­рому причленяется крыло. Сзади и спереди плейрит срастается со стернитом, а участки срастания образуют мостики впереди и позади тазиковых впадин.

Стернит, объединяясь с плейритом своими передними и задними частями, имеющими вид полос, образует впадину, в которой располагается тазик.

Несмотря на огромное многообразие все насекомые имеют общее внешнее строение, которое характеризуется тремя неизменными приметами:

1. Насечка на наружной поверхности. Внешний покров состоит из кутикул - очень прочной оболочки, формирующей экзоскелет, состоящий из отдельных сегментов или члеников, что обеспечивает подвижность. Каждый сегмент покрыт щитками из хитина.
2. Три отдела туловища насекомых. Внешнее строение тела состоит из сегментов. Их может быть до двадцати, и они объединены в отделы, которыми являются: голова, брюшко, а также грудь. Голова состоит из пяти или шести члеников, в состав груди входит всего три, а брюшко может включать до двенадцати сегментов. В результате эволюции число сегментов уменьшилось и не превышает четырнадцати. На голове расположен рот, глаза и пара усиков. В грудной части находятся конечности и крылья, обычно две пары, а в брюшной части - различные придатки. Сегменты брюшной части, кроме двух последних, содержат дыхальца. У разных насекомых размер тела может быть от долей миллиметра до 30 см в длину.
3. Количество ног одинаковое. Несмотря на разнообразие насекомых, все виды содержат три пары конечностей, основание которых имеет два длинных членика: бедро и голень. На конце ноги расположена членистая лапка, на конечном членике которой присутствует пара коготков. Они помогают насекомым передвигаться по наклонной поверхности и по нижней поверхности различных предметов. Иногда между коготками имеются присоски для облегчения передвижения по гладкой или скользкой поверхности.

Внутреннее строение представителей класса насекомых состоит из следующих систем:

• Дыхательная. Кислород, а также углекислый газ переносится через систему трахей, наружу они открываются дыхальцами. Большая часть насекомых обладает открытой трахейной системой;
• Кровеносная. Кровь переносит питательные элементы, и обладает защитной функцией. Она не участвует в переносе углекислого газа и кислорода;
• Нервная. Состоит из окологлоточного нервного кольца, брюшной нервной цепочки и головного мозга, которые образованы в результате слияния нервных узлов;
• Выделительная. Поддерживает биохимическое постоянство внутри организма, а также следит за ионным составом крови. Экскреты - это вещества, которые удаляются из организма, а сам процесс называется экскрецией;
• Половая. Отлично развита и располагается на брюхе. Насекомые - это раздельнополые животные. Половые железы у них парные. Оплодотворение внутреннее.

Голова насекомых

Черепная коробка сильно уплотнена. Она состоит из нескольких слившихся сегментов. У разных насекомых их количество колеблется от 5 до 8 штук. На голове расположены 2 глаза, имеющие сложное строение, и от 1 до 3 простых глазков или глаз, а также мобильные придатки, которые представляют собой усики и ротовые органы. Внешняя поверхность головы разделена на участки, между которыми иногда находятся швы:

• лоб находится между глазами;
• темя расположено выше лба;
• щеки размещены под глазами сбоку;
• затылок следует за теменем;
• верхняя губа граничит с наличником;
• наличник имеется книзу ото лба;
• верхние челюсти примыкают снизу к щекам.

Голова насекомых по внешнему строению может быть следующей формы: округлой (у мухи), вытянутой (у долгоносиков) и сжатой с боков (у кузнечиков), а ее постановка зависит от того, к какому виду оно принадлежит.

Органы зрения

Пара сложных глаз расположена по боковым сторонам головы насекомого и состоит из нескольких сотен, а иногда и тысяч фасеток. Как раз это связано с тем, что органы зрения некоторых насекомых, например, стрекоз занимают почти всю голову. Такими глазами обладает большинство взрослых насекомых и личинок.

Между сложными глазами находятся глазки или простые глаза, их число обычно равно трем. Один из них, имеющий треугольную форму, располагается на лбу, а два других - на темени. В некоторых случаях остаются только два боковых, а средний исчезает. Бывает и наоборот, присутствует только треугольный глазок, а боковые парные отсутствуют.

Усики

Иначе их называют антеннами. Они являются органами обоняния и осязания. Расположена пара усиков на боковых частях лба и находится в усиковых ямках. Каждый усик имеет утолщенное основание членика, ножку и жгутик.

У разных видов и групп насекомых внешнее строение усиков отличается. По ним как раз и определяют насекомого. Самцы и самки одного вида могут иметь несколько отличное друг от друга строение этих органов.

Ротовые органы

Их строение зависит от еды, которую употребляют насекомые. Поедающие твердую пищу, размельчают ее двумя жвалами. А сосущие нектар, сок и кровь вместо жвал обладают хоботком, который может быть игловидным у комаров, толстым у мух, длинным и скученным у бабочек.

Сверху и снизу ротовые органы заслоняются пластинками, которые являются губами - верхней и нижней. У некоторых насекомых (грызуще-сосущих или грызуще-лижущих) одновременно присутствует хоботок и жвал. Игловидный аппарат будет называться колюще-сосущим, если насекомое прежде, чем сосать делает прокол кожных покровов. Ротовые органы у некоторых видов могут быть и не полностью развиты.

Крылья

Грудь

Грудь насекомых по внешнему строению представляет собой три сегмента: передний, средний, задний. На каждом из которых расположилась пара конечностей. У летающих насекомых это крылья, которые находятся на среднем и заднем сегменте. В зависимости от образа жизни различают следующие конечности:

• копательные;
• хватательные;
• ходильные;
• плавательные;
• прыгательные;
• бегательные.

Брюшко

Туловище состоит из сегментов. Их количество может варьироваться от одиннадцати до четырех. Низшие насекомые обладают парными конечностями, а у высших - они видоизменены в яйцеклад или другие органы. У взрослых особей число сегментов туловища может быть не больше трех. Это происходит из-за того, что часть из них сливается друг с другом, а остальные становятся совокупительным органом. Тем не менее в большинстве случаев хорошо видны пять - восемь сегментов, они разделяют нижнюю и верхнюю часть.

Между собой соединяются тонкой мембраной, что дает возможность брюшку увеличиваться во время созревания яиц или переполнения кишечника пищей. У большей части насекомых внешнее строение туловища цилиндрической или выпуклой сверху и практически плоской снизу формы. Кроме того, брюхо может быть плоским, круглым, треугольным в поперечном сечении и булавовидным. Например, у муравьев тело соединятся с грудью при помощи небольшого стебелька, состоящего из двух члеников, у ос и пчел - узкой перетяжкой. Большая часть примитивных насекомых имеет на конце туловища два членистых придатка.

Покров (панцирь)

Все туловище насекомых, как и остальных членистоногих заключено в прочный внешний панцирь, скелет которого состоит из хитина. Это мягкий и хрупкий материал в чистом виде. У насекомых он на верхнем слое покрыт белковым веществом, который имеет название склеротин, именно этот элемент придает необходимую прочность и жесткость скелету. Верхний слой состоит из воскоподобных веществ, которые не пропускают воду.

Поэтому внешний скелет основательно охраняет внутренние органы, сохраняет их от высыхания, а также повышает твердость всего туловища. Секрет прочности покрова насекомых кроется в их строении - трубка с мягкой сердцевиной в три раза крепче такой же трубки с жестким стержнем, которая присутствует у всех позвоночных. Но если сделать трубку очень толстой, то она потеряет свои достоинства, так как прочность полого цилиндра значительно уменьшается с увеличением его диаметра, что в свою очередь, ограничивает утолщение туловища, а значит и размеры беспозвоночных членистоногих животных.

Биология. Класс насекомые

Главные приспособления, которые обеспечивают быстрое развитие насекомых:

• Возможность летать позволяет им достаточно быстро осваивать новые места и преодолевать разные препятствия. Подвижность обеспечивается развитой мускулатурой и членистыми конечностями.
• Хитинизированная кутикула, которая состоит из нескольких слоев, относится к особенностям внешнего строения насекомых. Она содержит специальные элементы, предохраняющие туловище от потери влаги, механических повреждений, а также влияния ультрафиолета.
• Небольшие размеры способствуют выживанию и созданию условий, которые требуются для жизни даже в маленьких пространствах, например, в трещине коры деревьев.
• Высокая плодовитость. Среднее число яиц, которые откладывают насекомые составляет двести - триста штук.

Насекомые встречаются буквально повсюду: в саду, лесу, поле, огороде, почве, воде, на теле животных. Примеры насекомых:

• бабочка-капустница обитает на огороде, в поле и местах, где растет капуста;
• майского жука можно встретить в садах и лесах;
• комнатная муха обитает вблизи жилища человека.

Огромное разнообразие мест обитания в наземной среде способствовало их видообразованию и широкому расселению.

Страница 5 из 5

Тип нервной системы у насекомых

Нервная система насекомых обрабатывает сигналы, поступающие из окружающей среды, в электрические импульсы. Благодаря этому осуществляются движения мускулов и функционирование органов. Особенно большое количество нервных клеток расположено в голове. Они образуют мозг, а также второй нервный центр, расположенный под пищеводом, - подглоточный ганглий. В трех грудных сегментах находятся нервные узлы, контролирующие движения лапок и крыльев. Расположенные в задней части туловища восемь нервных узлов иннервируют свой участок туловища. Нервные узлы соединены между собой и с другими нервными центрами нервными стволами. Таким образом, нервная система насекомых построена по принципу веревочной лестницы. У многих насекомых нервные узлы грудных сегментов и задней части туловища сливаются в более крупные узлы.

Как насекомые дышат

По сложной системе трубок воздух распространяется по телу насекомого. По бокам грудных и брюшных сегментов расположено по одному дыхательному отверстию, От него отходят трахеи, дыхательные пути, которые интенсивно разветвляются. Тончайшие трубочки, в тысячи раз тоньше человеческого волоса, опутывают поверхности всех органов насекомых. Крупные насекомые, такие как жуки и бабочки, часто дышат путем напряжения и расслабления задней части тела. Для того чтобы из дыхательных путей не уходила влага, насекомое закрывает дыхательные отверстия с помощью волосков; так исключается и возможность попадания в них инородных тел. Трахеи изнутри покрыты кутикулой, которая обновляется при каждой смене оболочки.

Есть ли у насекомых уши?

"Барабанная" кожа присутствует в организме многих насекомых. Это "ухо" восприимчиво зачастую не только к тем звукам, которые слышат люди, но и к ультразвуку. Однако расположено оно не на голове насекомого, а на самых различных частях его тела: у цикад и некоторых ночных бабочек-на задней части туловища, у других бабочек - в последнем грудном сегменте. У кузнечиков "уши" находятся под коленями на передних лапках. Многие насекомые пользуются ушами, для общения: женские особи кузнечиков и сверчков находят поющих самцов. Но у насекомых есть и другие органы чувств, которые воспринимают шумы. Самцы комаров улавливают с помощью органа, расположенного в усиках, звуки, которые издают самки их вида при полете, и таким образом находят партнершу. У тараканов на задней части туловища находятся длинные чувствительные волоски, способные воспринимать звук.

Зачем насекомым усики?

Органы чувств на усиках насекомых сообщают им не только состоянии окружающей среды, они помогают общаться с сородичами, найти подходящее место обитания для себя и потомства, а также пищу. Самки многих насекомых привлекают самцов с помощью запахов. Самцы малого ночного павлиньего глаза могут учуять самку на расстоянии нескольких километров. Муравьи распознают по запаху самок из своего муравейника. Некоторые виды муравьев метят путь от гнезда к источнику питания благодаря пахучим веществам, которые выделяются из специальных желез. С помощью усиков муравьи и термиты чуют запах, оставленный их сородичами. Если оба усика улавливают запах в одинаковой степени, значит, насекомое на правильном пути. Вещества-аттрактанты, которые выделяют готовые к спариванию самки бабочек, обычно разносятся ветром.

Вариации строения усиков у насекомых весьма широки, но, как правило, целые семейства, подотряды или отряды насекомых характеризуются той или иной определённой формой усиков.

Обычно усики состоят из большого числа члеников, но иногда они короткие и члеников в них немного. Последний вариант имеет место у мух и стрекоз: в их усиках всего по 3 членика.

У жуков же усики обычно 11-члениковые, у а перепончатокрылых (наездники, осы, пчёлы, муравьи и др.) они состоят из 12-13 члеников.

У таких насекомых, как кузнечики и некоторые жуки-дровосеки, усики бывают длиннее тела.

Различают несколько форм усиков.

Если усик на большей части своей длины примерно одинаковой толщины, а на конце расширяется - это булавовидный усик. Они бывают у дневных бабочек.

Ночным бабочкам, таким, как сатурния, свойственны перистые усики. У таких усиков от каждого членика в обе стороны отходит по тонкому выросту.

Если первый членик усика длинный, а последующие располагаются под углом к нему, то такие усики называют коленчатыми. Иногда у коленчатых усиков бывает ещё и булава, состоящая из веерообразно сложенных пластинок (например, у майского жука).

Существуют и другие формы усиков: щетинковидные, нитевидные, чётковидные…

Для чего же нужны насекомым усы?

Оказалось, что для улавливания запахов! То есть, с помощью усиков насекомые… нюхают!

Именно таким образом большинство насекомых обнаруживает и находит пищу. Подобным же образом они находят особей противоположного пола для спаривания. Например, самцы бабочки Actias selene прилетают на запах самки за 11 км, самцы непарного шелкопряда - за 3,8 км.

Но усики у насекомых служат также и органами осязания.

С их же помощью насекомое получает представление о температуре и влажности окружающего пространства.

Но осязательные рецепторы имеются не только на усиках насекомого, но и на всех частях его тела. Обычно они представлены волосками и щетинками.

Подвижно причленённые волоски - это также и органы для восприятия движения воздуха, в том числе, самого слабого - от летящего или идущего мимо другого насекомого.

В некоторых случаях такие органы чувств полностью заменяют насекомому зрение. Пример - слепой пещерный жук. У него нет глаз, но он прекрасно ориентируется в своём пещерном доме благодаря чувствительным усикам: ими он нащупывает дорогу и принюхивается к ней; а пробежит кто-то рядом - он обязательно его ощутит: ведь всё его тело покрыто нежными чувствительными волосками.