какая особенность внутреннего строения характерна только для насекомых
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Насекомые — наши постоянные спутники по жизни. Для инженеров робототехники насекомые — это вдохновение, потому что только они могут передвигаться по любой поверхности, а вот повторить это в искусственной модели очень сложно.
Особенности строения насекомых
Как и другие членистоногие, у насекомых внешний (экзо-) скелет, состоящий из хитина. Часто на покровах тела наблюдаются выросты — волоски, роговые образования, чешуйки и т.д.
Тело: голова, отдельно грудь и брюшко. 3 пары ходильных ног. У большинства насекомых есть крылья (обычно 2 пары), причем это не совсем конечности — морфологически это выросты покровов тела, куда продолжаются нервные окончания и выросты трахейной системы — жилки на крыле.
Особенности внутреннего строения насекомых
Есть наземные насекомые, есть и водные представители, поэтому есть различия в дыхательной системе:
— у водных насекомых дыхание осуществляется всей поверхностью тела;
— у наземных — органы дыхания — трахеи.
Кровеносная система: система кровообращения незамкнутая, кровь насекомых называется гемолимфой. Основной сосуд, содержащий гемолимфу, тянется по длине насекомого в спинной части. Задняя часть этого сосуда содержит «сердце» — несколько пульсирующих камер, соединенных последовательно друг с другом.
Кровеносная система служит только для транспорта питательных веществ.
Пищеварительная система:
1. Очень интересный ротовой аппарат — у различных видов он разный и зависит от приспособленности к среде обитания:
— грызущий — у тех насекомых, которые употребляют твердую пищу, или эту пищу надо добыть (выгрызть);
1- сосущий (колюще-сосущий) — для приема жидкой пищи (бабочки и комары);
— мускойдный (и грызущий и сосущий, как у мух)
2. Система, состоящая из желудка, кишечника, прямой кишки и анального отверстия.
Выделительная система: мальпигиевы сосуды (как и у паукообразных).
Особенности строения нервной системы насекомых и органы чувств:
У насекомых очень интенсивное движение, причем не хаотичное, а вполне целенаправленное, поэтому такое движение должно хорошо координироваться. У насекомых уже настоящая нервная система — ганглий, состоящий из трех отделов — нервный узел, брюшная нервная цепочка и сеть нейронов по всему телу.
— усики (антенны) — органы осязания;
— глаза — могут быть фасеточными (сложными) и простыми, но тогда их должно быть несколько штук.
— насекомые хорошо воспринимают и различают запахи (у них основа общения — выделение и распознавание различных химических веществ).
Половая система:
Оплодотворение в основном внутреннее.
Насекомые очень тесно связаны со многими другими организмами на Земле.
Для растений они — незаменимые опылители, для животных — питание.
Сами насекомые могут быть:
Мир насекомых изучен еще не полностью — есть еще много неразрешенных вопросов, но точно только одно — без насекомых экологическая система земли рухнула бы и восстановилась далеко не сразу…
Особенности внутреннего строения насекомых.
Особенности внутреннего строения насекомых.
Внутреннее строение насекомых имеет характерные черты:
1. Пищеварительная система имеет сложное строение. Передняя кишка дифференцирована на глотку, пищевод, который часто расширяется в зоб, и мускулистый желудок. Имеются слюнные железы, открывающиеся в ротовую полость. За желудком следует средняя кишка, от которой в начале отходят слепые выросты, увеличивающие всасывающую поверхность. В задней кишке одновременно с образованием экскрементов происходит всасывание воды.
2. Выделительная система представлена многочисленными мальпигиевыми сосудами, открывающимися в кишечник на границе средней и задней кишки. Кроме того, выделительную функцию выполняет жировое тело, в клетках которого также накапливаются питательные вещества.
3. Дыхательная система насекомых представлена сильно разветвленной системой трахей. Они представляют собой глубокие впячивания покровов, открывающиеся наружу дыхальцами. Трахеи имеют хитиновую выстилку, препятствующую спаданию стенок. Самые тонкие трубочки — трахеолы доставляют кислород прямо в клетки организма.
4. В связи с сильным развитием трахей, кровеносная система упрощается. Имеется длинное трубчатое сердце с короткой аортой, расположенное на спинной стороне тела. Сердце разделено на сообщающиеся камеры и слепо замкнуто на заднем конце. Каждая камера имеет пару отверстий (остий) с клапанами, обеспечивающими односторонний ток гемолимфы из полости тела в сердце. Стенки камер, поочередно сокращаясь, способствуют движению гемолимфы вперед к аорте.
5. Нервная система насекомых достигает наивысшего развития среди всех членистоногих. Имеется крупный головной мозг, состоящий из переднего, среднего и заднего отделов. В переднем отделе имеются грибовидные тела — важные ассоциативные центры мозга. Они особенно хорошо развиты у общественных насекомых со сложным поведением (у пчел, муравьев). В брюшной нервной цепочке происходит слияние и укрупнение нервных узлов.
Класс насекомые
Класс насекомые лидирует по числу видов среди всех животных. На настоящее время описано около 1,1 млн. видов насекомых, при том факте, что истинное число видов оценивается от 2 до 8 млн. разными исследователями. Можно смело заявить, что половина (скорее всего, гораздо больше) видов насекомых еще не изучены.
Строение насекомых
Три пары ходильных ног крепятся к груди. Членистая конечность насекомого оканчивается двумя коготками, между которыми иногда располагаются присоски. Конечности насекомых разнятся по выполняемой функции, в соответствии с ней получая свои названия: копательная, бегательная, прыгательная, плавательная, собирательная.
У большинства насекомых имеются слюнные железы. Насекомые обладают самыми разнообразными сложноустроенными ротовыми аппаратами. Строение ротового аппарата отражает способ питания. Ниже вы видите таблицу, отражающую многообразие ротовых аппаратов у насекомых.
Для насекомых характерен незамкнутый (лакунарный) тип кровеносной системы. Кровь свободно движется по лакунам (синусам), непосредственно омывая внутренние органы и ткани. Функцию сердца выполняет спинной сосуд: благодаря его сокращениям кровь перекачивается из задней части тела в переднюю.
Функционирование сосуда-сердца схоже с таковым у ракообразных. В момент расслабления сосуда-сердца через отверстия (остии) кровь наполняет его, а в момент сокращения (систолы) кровь выталкивается в артерии, затем попадает в полость тела, омывает органы и ткани.
Внутреннюю среду насекомых составляет гемолимфа, представляющая собой бесцветную или желтоватую жидкость. В гемолимфу из кишечника всасываются питательные вещества, после чего доставляются к клеткам организма. В нее же удаляются побочные продукты обмена веществ.
Как вы помните, перед насекомыми стоит сложная задача: максимально сохранить воду в организме. Мальпигиевы сосуды этому способствуют: в них поступают продукты обмена веществ из гемолимфы в виде суспензии. По мере продвижения по мальпигиевым сосудам, из суспензии всасывается вся вода обратно в гемолимфу, а продукты обмена веществ (кристаллы мочевой кислоты) в сухом виде поступают в кишку и выводятся из организма с экскрементами.
Органы чувств развиты хорошо. Глаза простые или сложные (фасеточные), одна пара усиков (антенн), на которых располагаются органы обоняния и осязания. Имеются органы вкуса, локализующиеся на щупиках нижней губы и нижней челюсти.
Такое прогрессивное развитие нервной системы заложило фундамент для появления у насекомых сложнейших и удивительных рефлексов. Среди всех беспозвоночных только насекомые отличаются общественным (социальным) образом жизни: они совместно строят гнездо, ухаживают за потомством, разделяют обязанности среди членов семьи. Общественными насекомыми являются пчелы, осы, муравьи, шмели.
Заметим, что в переднем отделе мозга расположены грибовидные тела, ассоциативные центры головного мозга. Особенно хорошо развиты грибовидные тела у насекомых, ведущих общественный образ жизни, что связано с их сложным поведением.
Развитие может быть прямым или непрямым. Запомните, что у всех насекомых развитие непрямое.
Логично предположить, что у насекомых с неполным превращением личинка напоминает взрослую особь, но меньше ее в размерах. У насекомых с полным превращением, которое сопровождается метаморфозом (гусеница становится бабочкой), личинка совершенно не похожа на взрослую особь, разительно отличается от нее по строению и функциям.
Партеногенез встречается у следующих насекомых: тли, муравьи, пчелы, осы, шмели, тутовый шелкопряд. Партеногенез относится именно к половому (а не бесполому) типу размножения, поскольку новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (женской гаметы). Данный процесс играет важную роль: он значительно увеличивает темпы роста популяции, регулирует соотношение женских и мужских особей, обеспечивает продолжение существования вида.
Значение насекомых
Некоторые насекомые определенно приносят человеку больше вреда, чем пользы:
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Внутреннее строение насекомых
Внутреннее строение насекомых – это совокупность особенностей структуры и расположения органов, которыми представители этого класса отличаются от других живых организмов.
Содержание:
Общий план строения. Полость тела
Органы насекомых располагаются в полости тела – его внутреннем пространстве, которое делится по уровню на три отдела, или синуса. Это разделение возможно благодаря наличию в полости горизонтальных перегородок (диафрагм).
Верхняя, или дорсальная диафрагма отграничивает перикардиальный отдел, внутри которого находится спинной сосуд (сердце и аорта). Нижняя диафрагма отделяет пространство перинейрального синуса; в нем лежит брюшная нервная цепочка. Между диафрагмами находится самый широкий висцеральный (внутренностный) отдел, в котором лежат пищеварительная, выделительная, половая система и структуры жирового тела. Элементы дыхательной системы встречаются во всех трех отделах. [1]
на примере таракана” />
на примере таракана
Общий план строения насекомых
на примере таракана
на примере таракана” />
Каждый орган в теле насекомого имеет особое, строго определенное расположение относительно других структур; типичный вид органокомплекса можно продемонстрировать на примере схематического внутреннего строения таракана (см. фото). [1] Посистемное внутреннее строение насекомых описано ниже.
Мышечная система
В теле насекомых до 2 000 мышц, таким образом, их количество может в 3,5 раза превышать число мускулов в организме человека. Мышечные пучки располагаются в стенках внутренних органов (висцеральные) либо прикрепляются к элементам наружного скелета (к внутренней поверхности склеритов). В последнем случае они называются скелетными. Скелетные мышцы делятся по своему расположению на головную, грудную и брюшную группы. В области прикрепления мышц к кутикуле последняя имеет гребни, бугорки и прочие выступающие внутрь тела элементы – аподемы. [3] [4]
Каждая мышца представляет собой совокупность мышечных волокон, а каждое волокно – это клетка определенного строения. Внутри нее находится несколько ядер, цитоплазма, большое количество митохондрий («энергетических станций», благодаря которым возможна работа мышц) и нити специальных сократительных белков (актомиозина). [4] [1]
В области прикрепления к кутикуле мембраны мышечных клеток срастаются с гиподермой, там же от мышц отходят прочные тонкие нити – тонофибриллы, являющиеся у насекомых некоторым аналогом сухожилий. [1]
самых сильных насекомых” />
самых сильных насекомых
Муравей – одно из
самых сильных насекомых
самых сильных насекомых” />
В мышечной ткани насекомых с очень высокой скоростью происходит обмен веществ. Кроме того, у них есть особенности нервно-мышечной связи: у некоторых в ответ на поступление к мышце одного импульса она может сокращаться несколько раз! Подобный механизм особенно часто реализуется у летающих видов, представители которых могут делать до 1000 взмахов крыльев в 1 секунду. [3] Благодаря этим особенностям насекомые могут длительное время выполнять физическую работу, отличаются большой силой мышц (в «своих» масштабах) и медленно утомляются.
Пищеварительная система
Пищеварительная система насекомых представляет собой кишечный канал, начинающийся на переднем конце тела ротовым отверстием и заканчивающийся на задней части брюшка анальным отверстием. Кроме того, к пищеварительной системе относят железы, которые открывают свои протоки в различные отделы кишечного канала. [6] [4]
Строение пищеварительной
В структуре канала выделяют три отдела:
Передняя кишка
У некоторых в передней кишке и на границе ее расположения со средней имеются выпячивания – дивертикулы или пилорические выросты. Зоб и выросты служат резервуарами для хранения пищи, там она обрабатывается ферментами. [6] [4]
Средняя кишка
Задняя кишка
Данная схема является универсальной, однако насекомые, которые питаются разными субстратами (твердыми и жидкими, растительными и животными), могут иметь свои особенности строения пищеварительной системы. Подробнее – в этой статье.
по количеству мальпигиевых сосудов” />
по количеству мальпигиевых сосудов
Пустынная саранча – рекордсмен
по количеству мальпигиевых сосудов
по количеству мальпигиевых сосудов” />
Выделительная система
Главными органами выделительной системы у насекомых являются мальпигиевы сосуды. Это трубкообразные структуры, слепые концы которых оканчиваются в полости тела и омываются гемолимфой, а базальные части соединяются с кишечным каналом, как это показано на фото к предыдущему разделу. Сосуды захватывают из гемолимфы конечные продукты обмена веществ (в основном белкового обмена, главным образом мочевая кислота) и выводят их в кишку, откуда они потом с экскрементами выводятся наружу.
Число мальпигиевых сосудов может быть от 1 до 250, а порой и больше. Больше всего их у пустынной саранчи. [4] [5] (фото)
Кроме того, функцию выведения из организма балластных веществ, метаболитов и ядов выполняют и другие органы, напрямую не относящиеся к выделительной системе. Это трахеи, избавляющие организм насекомого от летучих соединений, и железы. Также стоит упомянуть, что жировое тело и кутикула могут депонировать некоторые соединения в своих структурах. [4] [5]
Орган свечения у светлячка
Жировое тело
Жировым телом называется субстанция, находящаяся между органами. Условно его можно отнести к органам выделительной системы («почкам накопления»), [3] однако оно не только накапливает метаболиты, но и выполняет множество других функций, что также создает ему сходство с «нашей» печенью и жировой тканью.
Жировое тело имеет цвет от белого до ярко-оранжевого, в наибольшем объеме располагается в брюшке. Оно накапливает запасные питательные вещества в виде гликогена или жира, в нем происходят процессы обезвреживания ядов (в том числе инсектицидов) и продуктов обмена веществ, а у некоторых насекомых в жировом теле находятся особые клетки, формирующие органы свечения. [1] [4] (фото)
Кровеносная система
Кровеносная система у насекомых не замкнутая, то есть их кровь (гемолимфа) циркулирует не по закрытой сети сосудов, а частично протекает в полости тела между органами. Сосудистая часть кровеносной системы образована так называемым спинным сосудом, который делится на две части: сердце и аорту. [1] [4]
Выделение гемолимфы как защитный механизм
Сердце располагается у насекомых в брюшке, имеет удлиненную форму, состоит из 1-7 камер, по бокам в нем имеются отверстия (устьица, ости) через которые орган, сокращаясь, засасывает внутрь себя гемолимфу и перекачивает ее в аорту.
Аорта расположена в грудном отделе, в ней нет камер и отверстий, она проводит кровь в направлении к голове. В последней никаких сосудов уже нет, гемолимфа изливается в ее полость, а потом под действием отрицательного давления постепенно опять перемещается к заднему концу тела, где вновь засасывается в сердце. [1] [4]
В основании ног и усиков также имеются дополнительные образования, напоминающие сердца и обладающие самостоятельной сократительной активностью. Благодаря их наличию кровь может циркулировать и в придатках тела. [1] [4]
Что касается гемолимфы, то это – прозрачная (желтоватая, зеленоватая, бурая, реже другого оттенка) жидкость, которая разносит по телу питательные вещества и собирает из клеток продукты обмена веществ, которые затем фильтруются мальпигиевыми сосудами и выводятся из организма. Дыхательной функции, как у животных, кровь насекомых не имеет, что связано с особенностями строения органов дыхания, о которых мы поговорим чуть ниже. Зато у ряда насекомых она выполняет дополнительные задачи. К примеру, некоторые жуки, защищаясь от врагов, выделяют капли гемолимфы, содержащей раздражающие вещества, из области ротовых органов или сгибов конечностей. [1] [4] (фото)
Строение дыхательной системы
1 – трахейные стволы, 2 – стигмы
Дыхательная система
Дыхание насекомых осуществляется атмосферным воздухом, притом кислород доставляется к клеткам и тканям непосредственно из окружающей среды. Это возможно благодаря особому строению трахейной системы – совокупности проводящих воздух внутренних трубочек, начинающихся от боковых частей груди и брюшка отверстиями – дыхальцами. [4] [5] (фото)
От дыхалец внутрь тела идут более или менее прямые короткие стволики, которые впадают в основные трахейные стволы, лежащие продольно справа и слева. Иногда помимо основных у насекомых также бывают добавочные трахеальные стволы, одна пара или более. От них на уровне каждого сегмента вглубь отходят более мелкие трахеи. [4] [5]
К спинному сосуду и другим дорсально расположенным структурам направляется дорсальная ветвь, к органам пищеварительной и половой систем идет висцеральная ветвь, а к вентрально расположенным образованиям – вентральная. [4] [5]
Трахеи многократно ветвятся и оканчиваются трахеолами – самыми маленькими по диаметру трубочками, диаметр которых не превышает 1 мм. Они оплетают клетки и группы клеток, в результате чего те получают возможность путем диффузии извлекать через тонкие контактирующие мембраны кислород. [4] [5]
Нервная система
Она имеет очень сложное строение, но все ее компоненты состоят из одинаковых функциональных единиц – нервных клеток, или нейронов. Каждый нейрон содержит три части: тело, дендриты (многочисленные отростки, по которым клетка получает импульсы) и аксон (один отросток, по которым клетка сама передает импульсы к другим нейронам, а также рабочим органам – мышцам, железам). [2] [1] [4]
у разных насекомых” />
у разных насекомых
Строение нервной системы
у разных насекомых
у разных насекомых” />
1 – у жука-краснокрыла (рассеянная нервная цепочка),
2 – у жука-вертячки (часть ганглиев цепочки слиты),
3 – у мухи (все ганглии нервной цепочки объединены).
Макростроение нервной системы можно представить таким образом:
центральная нервная система
периферическая нервная система
симпатическая, или вегетативная система
Особого внимания среди этих структур заслуживают головной мозг и нервная цепочка. [2] [1] [4]
Мозг насекомых состоит из трех отделов – протоцеребрум, дейтоцеребрум и тритоцеребрум. Тритоцеребрум имеет самое простое строение, он расположен сразу кпереди от брюшной нервной цепочки, управляет движениями верхней губы и мышц угла рта, имеет связь с симпатической нервной системой. [2] [1] [4]
Дейтоцеребрум лежит впереди от тритоцеребрума, координирует работу усиков.
Протоцеребрум, или первичный мозг, имеет самое сложное строение, включает ряд отдельных анатомических структур, обладающих многочисленными функциями и неодинаково выраженных у представителей различных таксонов (зрительные доли, грибовидные тела, протоцеребральный мост, протоцеребральные лопасти и т.д.). Именно этот отдел отвечает за анализ информации, в нем формируются рефлексы и так далее. В конечном итоге протоцеребрум не только управляет работой всех органов, но и служит местом формированияповедения насекомых. [2] [1] [4]
Брюшная нервная цепочка – парная цепь ганглиев, лежащая вдоль тела на протяжении грудного и брюшного отдела. Каждая пара принимает чувствительные нервы и отдает двигательные нервы в пределах соответствующего сегмента тела. Иногда два или более ганглиев соединяются между собой, сливаясь в единое образование. В крайних случаях, например у мух, все ганглии брюшной нервной цепочки вообще собраны в одну массу, от которой к органам и тканям направляются нервы. [2] [1] [4] (фото)