Класс насекомые объединяет наиболее совершенных членистоногих. Их известно более 1 млн видов. В отличие от других членистоногих, тело насекомых расчленено на три отдела: голову , грудь и брюшко . Насекомые имеют сложные глаза и одну пару усиков, у многих есть крылья. Их ротовые органы многообразны и специализированы. Исходный для насекомых более древний тип ротового аппарата - грызущий . Он состоит из верхней губы, пары верхних челюстей пары нижних челюстей и нижней губы.
В свою очередь нижняя губа и нижние челюсти несут членистые придатки - щупики, которые называются жевательными. Грызущий аппарат может быть сосущими, лижущим, колящих и др. Хитинизированный отдел груди разделяется на переднегрудь, среднегрудьи заднегрудь, сочлененные неподвижно и дающие тем самым надежную опору движущему аппарату. Каждый отдел несет по паре ходильных ног, состоящих из тазика, вертлуга, бедра, голени и членистой лапки. У высших насекомых средияя и задняя часть груди несут по паре крыльев. У насекомых (прямокрылые, тараканы, жуки) передние крылья видоизменены в жесткие надкрылья, которыми защищены перепончатые задние крылья от повреждений во время полета. У двукрылых (мухи, комары) задние крылья изменились на булавовидные органы равновесия - жужжальца .
Брюшко насекомых состоит из различного количества сегментов (от 4 до 10), на каждом из них расположено по паре дыхалец. Через них в тело насекомого попадает воздух. У самок на конце брюшка нередко имеется яйцеклад. Сегменты брюшка соединяются полосками мягкого хитина, обеспечивающего его подвижность.
При таком строении все тело насекомого, а также его конечности кажутся покрытыми насечками. Отсюда происходит название: насекомые , или «насеченные».
Пищеварительная система насекомых начинается ротовой полостью, в которую открываются протоки слюнных желез. У многих насекомых они специализированы и играют не только пищеварительную роль. У некоторых личинок бабочек и перепончатокрылых они выделяют белковое вещество, из которого образуются нити и изготавливается кокон. За ротовой полостью следует мускулистая глотка. Она служит не только органом проталкивания пищи, но нередко и органом насасывания. Далее расположен пищевод в виде трубки. У ряда насекомых, например у пчел, имеется расширение пищевода - зоб , где пища накапливается. Из пищевода пища поступает в мускулистый желудок, где перетирается хитиновыми выростами. После этого пища проталкивается в среднюю кишку, гам происходит ее окончательное переваривание и всасывание. На границе между средней и задней кишкой в кишечник впадают органы выделения - тонкие мальпигиевы трубочки. В задней кишке накапливаются непереваренные остатки пиши, выбрасываемые через анальное отверстие наружу.
Органы дыхания, типичные для насекомых, - трахеи . Это тоненькие трубочки, внутри которых есть спиральная хитиновая нить. Она не позволяет спадаться стенкам трубочек, что и обеспечивает беспрепятственное проникновение воздуха в организм насекомого. Трахеи постепенно ветвятся, пронизывают все органы и ткани, приносят к ним воздух без участия кровеносной системы. На долю последней остается только транспортировка к клеткам и тканям переваренных веществ пищи. В связи с этим кровеносная система насекомых не получает большого развития. Она незамкнутая и состоит из одного длинного спинного сосуда - сердца . Кровь поступает в него из полости тела и выливается между органами.
Из крови вредные вещества (продукты распада) проникают в мальпигиевы трубочки, по ним попадают в задний отдел кишечника и выводятся наружу.
Характерная особенность насекомых, обеспечивающая им процветание на Земле в наше время - хорошее развитие нервной системы и органов чувств. Нервная система насекомых состоит из крупного надглоточного парного нервного узла, играющего роль головного мозга ; окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. Нервы к конечностям и крыльям отходят от узлов грудной цепочки. Органы чувств у насекомых разнообразны. На коже имеются образования в виде волосков, внутри которых находятся рецепторы; очень чувствительны к механическим раздражителям - органы осязания, движению воздуха - органы слуха. Рецепторы обоняния расположены на усиках, рецепторы вкуса - на ротовых органах. Органы зрения - глаза - построены как и у ракообразных. Многие насекомые могут различать цвет. Например, медоносная пчела различает все те цвета, что и человек. В отличие от человека, она различает и ультрафиолетовые лучи.
Насекомые - раздельнополые животные. Самцы и самки часто заметно отличаются по наружным признакам: величине, окраске и др. У бабочки античного шелкопряда самцы крылаты, а самки бескрылы. У зимней пяденицы - самки имеют сильно укороченные крылья.
Яичники самок, как правило, состоят из тоненьких яйцевых трубок, из которых созревшие яйца поступают в яйцевод. У самок многих насекомых имеется особый орган, называемый семяприемником . В нем долго сохраняется оплодотворяющая жидкость, получаемая самкой в момент спаривания. Так, пчела-матка спаривается один раз в жизни н затем сохраняет в семяприемнике жизнеспособную сперму в течение трех лет.
Когда яйцо проходит по яйцеводу, оно и оплодотворяется этой спермой. У самок некоторых насекомых, например у саранчовых, имеются добавочные железы, выделяющие слизь, которой покрываются отложенные яйца. Слизь затвердевает, и кладка яиц в земле получает надежную защиту. Такую защищенную затвердевшей слизью кладку саранчи называют кубышкой.
Развитие насекомых происходит с полным или неполным превращением . У одних насекомых из оплодотворенных яиц появляются личинки, резко отличающиеся по строению и образу жизни от взрослых насекомых. Они после ряда линек и изменений превращаются в неподвижную куколку, из которой через некоторое время выходит взрослое насекомое. Такое развитие получило название развития с полным превращением . Оно свойственно жукам, бабочкам, мухам, тутовому шелкопряду и др.
Другие насекомые (саранча, кузнечики, клопы) развиваются с неполным превращением . Их личинки в основном похожи на взрослое насекомое, различаются лишь размерами и недоразвитием половых желез.
Показать все
Сочленение крыла с телом
Крепление крыльев к телу и их движение
Способность к полетам выработалась у насекомых на протяжении эволюции: как известно, наиболее примитивные отряды могут передвигаться лишь при помощи , так как не имеют . Перемещение по воздуху более выгодно в плане скорости, и на него, к тому же, тратится куда меньше энергии, чем на ходьбу.
Крыло насекомых можно сравнить с двуплечим рычагом. Короткое плечо представлено его внутренней частью (основанием), которая скрыта под мембраной, а длинное располагается снаружи: собственно, эту видимую часть и принято считать крылом. На внутренней поверхности экзоскелета, сразу под местом сочленения крыла с телом, находится плотный выступ, который называют плейральным столбиком; данная структура играет роль точки опоры при взмахе . (фото)
Когда насекомое собирается расправить , оно сокращает специальные мышцы (), прикрепленные к спинке. Спинка перемешается немного вниз, надавливая на внутреннюю часть крыловой пластинки. Она, в свою очередь, упирается в плейральный столбик. При этом основание крыла опускается, а его наружная часть одновременно идет вверх. Если же необходимо опустить крыло, спинка снова поднимается, и все приходит в исходное положение.
Взаимодействие крыльев во время полета
Насекомые перемещаются либо с помощью четырех (жуки, бабочки), либо с помощью двух . Обычно пара крыловых пластинок, расположенная на одной стороне тела, при расправлении образует единую летную поверхность. Исключение составляют лишь некоторые представители класса. Например, среди стрекоз есть как равнокрылые, у которых движутся одинаково, так и разнокрылые - у них каждое крыло перемещается по-своему. (видео)
Типы полета
Разделение полета на разновидности может проводиться с разных точек зрения. Например, в зависимости от его цели специалисты выделяют два основных типа:
- тривиальный (обыденный) - полет с целью добычи питания, поиска партнера для и др.
- миграционный - полет, осуществляемый для поиска новых мест обитания.
Эта градация не относится к самым удачным, так как она не отражает особенностей работы крылового аппарата насекомого в том или ином случае. Так, и саранча, и бабочки могут мигрировать на большие расстояния, однако конкретные способы, которыми они это делают, отличаются, и это надо учитывать. По этой причине самой удобной представляется функциональная классификация полета на пассивные и активные способы.
Пассивный полет
- осуществляемый без активной работы мышц, под воздействием силы тяжести, воздушных потоков или накопленной в активном полете кинетической энергии (силы инерции).Он бывает:
Активный полет
: он возможен благодаря активным движениям . Насекомое осуществляет крыловые удары, которые и обеспечивают его перемещение вперед и вверх. Активное перемещение разделяют на две основных разновидности:- машущий полет - осуществляемый при помощи высокоамплитудных взмахов , во время него насекомое движется относительно земли.
- стоячий (трепещущий) полет - насекомое производит мелкие движения, при этом оно висит в воздухе, но не летит вперед.
Способность к машущему полету имеют все крылатые отряды, а стоячий могут продемонстрировать лишь мухи, бабочки и некоторые другие, довольно немногочисленные насекомые. При этом во время стояния на месте кончик крыла описывает фигуру восьмерки. Если же насекомое смещается вперед, эта фигура «растягивается», и крыло «рисует» синусоиду. (видео)
Скорость и дальность полета
Казалось бы, чем легче насекомое, тем быстрее оно должно летать, но в живой природе все нередко происходит наоборот. Чем меньше размеры у летуна, тем труднее ему противиться току воздуха, и тем больше усилий надо прикладывать для перемещения. Поэтому быстрее всего летают средние и крупные мухи, бабочки и стрекозы. Жуки им в этом уступают: с увеличением размера тела Жесткокрылые становятся более тяжелыми и неповоротливыми. Так, например, бабочка бражника в полном безветрии способна перемещаться на 15 м за одну секунду (54 км/ч) 1046 раз в секунду.
Внешние условия, такие, как ветер и дождь, очень сильно влияют на возможность полета. Обычно насекомые стараются не взлетать при неблагоприятных условиях среды. Однако у некоторых существуют весьма необычные взаимоотношения с природными явлениями. Например, при скорости ветра до 0,7 м/с синие мясные мухи летают очень активно - такая интенсивность течения воздушных потоков действует на них стимулирующее. Однако, как только показатель достигнет больших величин, полет у этих Двукрылых сразу же становится крайне непопулярным занятием.
Во время расселения или миграций насекомые порой могут совершать достаточно длительные перелеты, но на это способны не все. Например, большинство мух в спокойных условиях преодолевают несколько метров, а затем присаживаются отдохнуть. Если лишить их такой возможности, они пролетят чуть больше километра, а затем устанут и упадут. Другие же достаточно сильны для того, чтобы перелетать на куда большие расстояния. Например, стрекоз видели посреди Карибского моря более, чем за 500 км от ближайшего участка суши. Если учесть, что такое насекомое обладает достаточным запасом сил, чтобы вернуться назад, оно показывает фантастические результаты выносливости.
Особенности внешнего, внутреннего строения и процессов жизнедеятельности:
- Глава состоит из 5 сегментов. С нижней стороны головы находится рот. По бокам расположены сложные глаза. Между ними могут быть простые глазки. На голове находится 1 пара усиков или сяжок, выполняющие функции осязания и обоняния.
- Грудь состоит из трех сегментов, каждый из которых несет 1 пару конечностей. Всего у насекомых 3 пары конечностей.
- На спине может находиться 1-2 пары крыльев.
- Брюшко состоит из 8 и более сегментов, зависит от уровня развития насекомого. Чем она примитивна, тем больше сегментов.
- Есть видоизмененные конечности: яйцеклад, копулятивный орган и жало.
- Кровеносная система незамкнутую, движение крови (гемолимфы), заполняющей полость тела, обеспечивается спинным сосудом (аортой) с пульсирующим отделом — трубкоподибним сердцем. Гемолимфа желтоватого цвета и не участвует в дыхании.
- Дыхательная система образована трахеями, обеспечивающих газообмен в организме насекомых. Трахеи открываются наружу дыхальца, которые находятся на боковой поверхности брюшка.
- Пищеварительная система представлена дифференцированным пищеварительным трактом и слюнными железами. Ротовые аппараты различные по типу и строению. Передняя кишка делится на рот, глотку, пищевод, который часто расширяется в зоб и желудок. Печени у насекомых нет. Есть слюнные железы, железистые клетки средней кишки и ректальные железы, которые обеспечивают всасывания воды. Средняя кишка образует складки. Задняя кишка выводит продукты обмена веществ.
- Выделительная система представлена пучком мальпигиевых сосудов и жировым телом, в котором накапливаются продукты обмена.
- Нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки, включающей в себя несколько ганглиев.
- Развитие нервной системы обусловил появление у насекомых сложных инстинктов, заботы о потомстве, распределение функций у общественных насекомых.
- Кроме зрения, насекомые наделены прикосновением, острым обонянием, вкусом, слухом, гигротермической чутьем и т.д.
- Насекомые раздельнополые. Резко выраженный половой диморфизм. Половые железы парные, оплодотворение внутреннее.
Развитие насекомых сопровождается сменой стадий (фаз) и превращением — метаморфозом. При неполном превращении выражены лишь 3 стадии: яйцо — личинка — взрослое насекомое. При полном: яйцо — личинка — куколка — взрослое насекомое.
В классе Насекомые выделяют более 35 рядов.
Среди них ряды с неполным превращением: тараканы, прямокрылые, вши, термиты, равнокрылые и клопы.
Развитие с полным превращением характерен для представителей таких рядов: жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки), двукрылые, блохи и перепончатокрылые.
Насекомые играют чрезвычайно важную роль в наземных и пресноводных биоценозах благодаря своей численности, биомассе и разнообразия питания.
Огромное значение насекомых в круговороте веществ в природе. Насекомые входят в состав различных цепей питания и участвуют в процессе почвообразования. Они опыляют цветковые растения и выполняют санитарную роль в природе.
С давних времен человек разводит некоторые виды насекомых для получения от них ценной продукции. Прежде всего, это медоносная пчела, которая дает человеку мед, прополис, пергу, маточное молочко и воск. Разводят и тутового шелкопряда для получения натурального шелка.
Большое значение имеют насекомые в сельском и лесном хозяйстве в связи с развитием биологических мер борьбы с насекомыми-вредителями. Насекомые — весьма удобный объект для самых разнообразных научных исследований.
Насекомые - класс беспозвоночных членистоногих животных.
Внешнее строение.
Тело насекомого состоит из трех частей: голова, грудь и брюшко . Покровы представлены хитиновой кутикулой, гиподермой и базальной мембраной. Окраска покровов насекомых обуславливается пигментами, содержащимися в кутикуле или гиподерме.
На голове из пяти слившихся сегментов два усика, глаза и органы рта. Строение глаз сложное – фасеточное. У некоторых видов насекомых еще имеется 1 – 3 простых глаза, которые находятся между сложных глаз. Усики (антенны) являются органами обоняния. Ротовой аппарат : верхняя губа (лабрум), верхние челюсти (мандибулы), нижние челюсти (максиллы), нижняя губа (лабиум). К ротовому аппарату относится язык (гипофаринкс). Ротовой аппарат может быть: грызущий, колюще-сосущий, сосущий и лижущий. Первичный тип – грызущий.
Грудь состоит из трех сегментов: переднегрудь, среднегрудь и заднегрудь. От неё отходят три пары ног, две пары крыльев . Конечности могут быть: хватательными, копательными, плавательными, прыгательными и собирательными. Конечности членистые. Основной членик ноги называется тазик, за ним следуют вертлуг, бедро, голень и лапка. Крылья (2 пары) находятся на задней стороне груди. Под жесткими надкрыльями находятся перепончатые крылья. Крылья представляют собой выпячивания стенок тела. Крыло состоит из двух складок кожи, покрытых кутикулой, и полости между ними.
Брюшко состоит из нескольких сегментов, по его бокам находятся дыхальца. Число сегментов брюшка варьирует от 11 до 4. На брюшке у низших насекомых имеются парные конечности, у высших насекомых они видоизменяются в яйцеклад.
Внутреннее строение.
Пищеварительная система состоит из кишечного тракта. Сама система начинается от ротового аппарата и слюнных желез. Затем следует передняя кишка, которая состоит из глотки, пищевода и жевательного желудка. В средней кишке происходит переваривание и всасывание питательных веществ. Здесь пища распадается на простые органические соединения. Задняя кишка делится на тонкую кишку (происходит распад глюкозы) и прямую кишку (происходит всасывание воды и образование экскрементов).
Кровеносная система у насекомых кровеносная система незамкнутая. Сердце имеет вид длинной трубки, туда из полости тела, через поры засасывается кровь. Дальше она поступает в аорту и вытекает в полость тела, принося питательные вещества.
Дыхательная система. Через дыхальца воздух поступает в трахеи. Трахеи – это тонкие трубки, которые ветвятся по всем органам насекомого. Через стенки трахей, находящихся в тканях, происходит газообмен.
Нервная система состоит из нервных узлов, которые делятся на: надглоточные, подглоточные и брюшные нервные цепочки. Надглоточный узел – мозг, который делится на три части – передний мозг (отвечает за глаза), средний мозг (отвечает за усики) и задний мозг (верхняя губа).
Выделительная система. Основные органы выделения – мальпигиевы сосуды (2 трубочки) в полости тела одним концом заканчиваются в полости тела и в них всасываются конечные продукты жизнедеятельности из крови; задняя кишка. Еще есть жировое тело, извлекающее из крови вредные вещества, но не выводит их из организма.
Органы чувств. Сложные глаза, органы осязания (усики), органы обоняния, органы вкуса. Многие насекомые способны издавать звуки и слышать их. Органы слуха и органы, издающие звуки, могут находиться на любом участке тела.
Размножение и развитие.
Размножение половым способом. Происходит внутреннее половое оплодотворение. Для ряда видов известен партеногенез (тли).
Насекомые – раздельнополые животные. У многих видов насекомых выражен половой диморфизм. У самцов в семенниках образуются сперматозоиды, у самок есть яичники с большим количеством яиц.
Развитие насекомых: яйцо – личинка – куколка – насекомое. Развитие делится на два периода – эмбриональное, включающее развитие зародыша в яйце, и постэмбриональное, которое начинается с момента выхода личинки из яйца и заканчивается смертью насекомого.
Конспект урока «Класс Насекомые» . Следующая тема:
Взрослые насекомые являются наиболее подвижными и активными беспозвоночными. У всех есть ноги, все способны передвигаться, причем как с небольшой, так и с огромной скоростью. Отдельные отряды способны прыгать с помощью задних ног, а другие умеют плавать на воде и под водой. Движение насекомых - одна из самых захватывающих и малоизученных тем для ученых-зоологов.
Строение тела
Значительная часть взрослых насекомых обладает тремя парами конечностей. Они зафиксированы в нижней части сегментов грудного отдела, по паре на сегмент. Как правило, ноги состоят из 5 частей, таких как:
- Кокса (тазик).
- Бедро.
- Голень.
- Вертлуг.
- Лапка.
Представители хищных видов используют такие конечности для активной охоты, причем некоторые особи предпочитают атаковать жертву, подкравшись к ней на близкое расстояние. Как только дистанция окажется слишком маленькой, цепкие передние ноги выбрасываются с молниеносной скоростью и впиваются в жертву.
И хоть такие отличия не отыгрывают большой роли, при решении специализированных задач они являются очень важными. К примеру, у кузнечиков, которые обладают более крупными задними ногами, расположено максимальное количество мускулов в бедренной части. Заметив опасность, они могут совершать прыжки, в несколько раз превышающие по высоте длину тела. При этом медведка, которая является близким родственником кузнечиков, обладает немного удлиненными передними конечностями, которые предназначаются для копания земли.
Насекомые, обитающие в воде, характеризуются медленной скоростью передвижения, хотя отдельные виды способны двигаться очень быстро, т. к. у них имеются веслообразные придатки из волосистой бахромы. У водных жуков эти придатки находятся на задних ногах, а у клопа-гребляка - на передних.
Личинка стрекозы вообще отличается модифицированной формой передвижения. При столкновении с опасностью у нее включается своеобразный «реактивный двигатель», который выбрасывает воду из брюшка.
Специфические модификации
Существуют виды насекомых, которые не способны использовать конечности по прямому назначению. Связано это с различными модификациями, которые они перенесли при собственном усовершенствовании.
Итак, у богомолов, ведущих хищный образ жизни, ноги предназначены для прочного захвата добычи. Они обладают особыми шипами, которые гарантируют мертвую хватку жертвы.
Подобные видоизменения присутствуют и у водного клопа ранатра. Представители пчелиного семейства снабжены специальными элементами для перемещения пыльцы с растений в улей. Различные модификации ног не всегда объясняются спецификой питания. Так у самцов жука-плавуна на ногах имеются присоски для фиксации скользкой самки при спаривании.
