Общая характеристика класса. Класс Насекомые

Материал из сайт. Энциклопедия пчеловодства

Насеко́мые - класс беспозвоночных членистоногих животных , возникший около 410 миллионов лет назад. Согласно традиционной классификации, вместе с многоножками относятся к подтипу трахейнодышащих . Название класса происходит от глагола «сечь» (насекать) и представляет собой кальку с французского «insecte » (латинского insectum , ср. греческое ἔντομον с тем же значением), означающего «животное с насечками». Тело насекомых покрыто хитинизированной кутикулой , образующей экзоскелет , и состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. Во многих группах насекомых второй и третий сегменты груди несут по паре крыльев. Ног три пары, и они крепятся на грудном отделе. Размеры тела насекомых от 0,2 миллиметров до 30 сантиметров и более.

Наука, изучающая насекомых, называется энтомологией .

Систематика

Латинское название Insecta имеет формальное авторство Карла Линнея в силу правил Международного кодекса зоологической номенклатуры , согласно которому дата выхода 10-го издания линнеевской «Системы природы » () является исходной датой приоритета для всех названий зоологических таксонов. Применительно к типифицированным названиям видов, родов, семейств и промежуточных между ними действуют правила Международного кодекса зоологической номенклатуры, но на такие нетипифицированные названия, как Insecta , они не распространяются. В результате этого в научной литературе использовали название «Insecta» для самых разных таксонов. Исходно, со времён Аристотеля , это название относилось к наземным членистоногим (шестиногим , паукообразным и другим), но не к ракообразным . Линней поместил ракообразных в класс Insecta , так что Insecta по Линнею приблизительно соответствует нынешнему таксону Arthropoda (членистоногие). Ж. Б. Ламарк относил к классу Insecta некоторых крылатых насекомых. Прочие авторы использовали название «Insecta» в том или ином значении, промежуточном между линнеевским и ламарковским. Наиболее традиционным является использование название «Insecta» (Уильям Элфорд Лич , 1815) - в значении шестиногие ; но и в современной научной литературе название «Insecta» употребляют не менее чем в трёх или четырёх разных значениях. Термин Hexapoda используется как ещё одно обозначение Insecta , особенно в тех случаях, когда примитивные бескрылые насекомые (Apterygota ) не рассматриваются как истинные насекомые. В старой мировой и русской литературе «насекомыми» чаще всего называют группу в широком объёме, включающую первичнобескрылых насекомых и всех Pterygota (иногда используют и название Hexapoda ). В современном понимании класс Insecta принимается в более узком объёме. Двухвостки , коллемболы и бессяжковые учёными либо противопоставляются насекомым, образуя отдельный класс Entognatha , либо считаются самостоятельными классами.

Число видов

По состоянию на август 2013 года учёными описан 1070781 биологический вид насекомых, включая 17 203 ископаемых вида. Оценка истинного общего числа видов насекомых находится в промежутке примерно от 2 до около 8 миллионов единиц. Ежегодно описывается не менее 7000-7500 новых для науки видов насекомых. Среди четырёх десятков современных и вымерших отрядов выделяются 5 крупнейших: жесткокрылые (392 415 видов), двукрылые (160 591), чешуекрылые (158 570), перепончатокрылые (155 517) и полужесткокрылые (104 165).

Внешнее строение

Тело насекомых подразделяется на три сегментированных отдела: голова, грудь и брюшко . Каждый сегмент подразделяется на четыре части - верхнее полукольцо называется тергит , нижнее полукольцо называется стернит , боковые стенки - плейриты . При обозначении взаимного расположения частей тела и органов термином «дорсальный» (dorsalis ) обозначают верхнюю сторону тела, а «вентральный» (ventralis ) - нижнюю сторону. Выделяют также мезосому (у муравьёв из трёх грудных сегментов и первого абдоминального сегмента проподеума) и метасому (стебелёк и брюшко).

Отличительной чертой насекомых является наличие у них хитинового экзоскелета , представляющего собой наружный покров тела и конечностей. Покрывающее тело кутикула образует плотный наружный экзоскелет, но в ряде случаев она мягкая и тонкая. Твёрдый наружный скелет создаёт ряд преимуществ: защищает тело от механических воздействий, высыхания и прочего и увеличивает сопротивление деформации. Имеет он и ряд недостатков (например, большие энергозатраты, связанные с линькой). Экзоскелет подразделён на отдельные щитки - склериты (sclerites ), соединённые более тонкими участками кутикулы. Поверхность покровов обычно несёт разного рода выросты, складки, шипы, чешуйки, щетинки, мелкие волоски - хетоиды . К кутикуле относят также подвижные кожные волоски - хеты .

Окраска тела и его частей у насекомых очень разнообразна. Различают структурную и пигментную окраску. Структурная связана с некоторыми специфическими особенностями поверхностной структуры кутикулы (микроскопическими рёбрышками, пластинками, чешуйками и т. п.), которые создают эффекты интерференции , дифракции и дисперсии света - металлически блестящие оттенки. Пигментная окраска обусловлена пигментами , которые часто содержатся в кутикуле, реже в клетках гиподермы или жирового тела . У многих насекомых наблюдается сочетание этих двух типов окраски. Большинство видов насекомых имеют весьма яркие рисунки на различных частях своего тела. Преимущественно ярко окрашены насекомые с дневной активностью, приуроченные к растительным субстратам. Для многих видов, перемещающихся по поверхности почвы или обладающих ночной активностью, характерна однотонная и преимущественно тёмная окраска тела. Окраска может быть одноцветной либо состоящей из комбинации нескольких цветов, преимущественно двух - трёх, реже - большего числа цветов. На общем фоне могут иметься пятна, полосы или любой другой рисунок.

Дыхательная система

Органы чувств

Насекомые, как и другие многоклеточные организмы, имеют множество различных рецепторов , или сенсилл , чувствительных к определённым раздражителям. Рецепторы насекомых очень разнообразны. У насекомых есть механорецепторы (слуховые рецепторы, проприоцепторы), фоторецепторы, терморецепторы, хеморецепторы. С их помощью насекомые улавливают энергию излучений в виде тепла и света, механические вибрации, включая широкий диапазон звуков, механическое давление, силу тяжести, концентрацию в воздухе водяных паров и летучих веществ, а также множество других факторов. Насекомые обладают развитым чувством обоняния и вкуса. Механорецепторами являются трихоидные сенсиллы, которые воспринимают тактильные стимулы. Некоторые сенсиллы могут улавливать малейшие колебания воздуха вокруг насекомого, а другие - сигнализируют о положении частей тела относительно друг друга. Воздушные рецепторы воспринимают скорость и направление потоков воздуха поблизости от насекомого и регулируют скорость полёта.

Зрение

Цветовое зрение насекомых может быть дихроматическим (муравьи, жуки-бронзовки) или трихроматическим (пчелиные и некоторые бабочки). Как минимум один вид бабочек обладает тетрахроматическим зрением . Существуют насекомые, которые способны различать цвета только одной (верхней или нижней) половинкой фасеточного глаза (четырёхпятнистая стрекоза). Для некоторых насекомых видимая часть спектра сдвинута в коротковолновую сторону. Например, пчёлы и муравьи не видят красного цвета (650-700 нм), но различают часть ультрафиолетового спектра (300-400 нм). Пчёлы и другие насекомые-опылители могут увидеть на цветках ультрафиолетовые рисунки, скрытые от зрения человека.

Слух

Восприятие звуков, передающихся через твёрдый субстрат, осуществляется у насекомых виброрецепторами, находящимися в голенях ног вблизи их сочленения с бедром. Многие насекомые обладают высокой чувствительностью к сотрясениям субстрата, на котором они находятся. Восприятие звуков через воздух или воду осуществляется фонорецепторами. Двукрылые воспринимают звуки при помощи джонстоновых органов . Наиболее сложными слуховыми органами насекомых являются тимпанальные органы . Количество сенсилл, входящих в состав одного тимпанального органа, варьирует от 3 (некоторые бабочки) до 70 (саранчовые) и даже до 1500 (у певчих цикад).

Многие насекомые являются эктотермами (животные, для которых источником тепла является окружающая среда), другие же могут быть эндотермами (самостоятельно производить тепло внутри своего тела биохимическими процессами). Эндотермических насекомых корректней описать как гетеротермов, потому что они не являются целиком эндотермичными. Когда тепло производится, различные части тела насекомых могут иметь разную температуру, например, ночные бабочки производят для полёта тепло в груди, но их брюшко при этом относительно не нагревается.

Особенности поведения

Внутривидовая коммуникация

Контактные сигналы

Пчёлы-разведчицы могут сообщать членам своей семьи с помощью особого танца путь к найденному источнику корма. Танцуют пчелы в темноте, внутри улья. Расшифровкой языка танцев пчёл занимался Карл фон Фриш , получивший в 1973 году за свои работы в этой области Нобелевскую премию. Важную роль играют контактные сигналы (касание антеннами) во время трофаллаксиса .

Феромоны

Феромоны используются насекомыми для самых разнообразных целей. Они вызывают ответную реакцию у особей того же вида. Выделяют две функциональные группы феромонов: релизеры и праймеры. Феромоны-релизеры вызывают немедленную поведенческую реакцию. Они широко распространены у насекомых, опосредуют половое поведение, образование скоплений, распределение особей в пространстве при высокой плотности популяции одного вида. Самыми важными являются половые феромоны, облегчающие встречу самцов и самок. Феромоны-праймеры вызывают медленные реакции и, способствуя физиологическим изменениям, либо тормозят, либо возбуждают поведенческие реакции.

Ориентация в пространстве

Важнейшим средством ориентации многих насекомых служат зрительные, звуковые стимулы и запахи. Медоносные пчёлы используют ориентацию по Солнцу для указания другим особям своего улья направления к источнику нектара (круговой и виляющий танцы пчёл). Обладая возможностью ориентироваться по плоскости поляризации света , насекомые могут определить положение Солнца и в облачную погоду. Пчёлы и осы ориентируются, запоминая расположение своего гнезда относительно окружающих его предметов (деревья, кустарники, камни и пр.). Перед тем как улететь, многие одиночные осы кружатся над гнездом, запоминая основные вехи на пути к нему. В случае пчёл, если передвинуть улей в сторону на расстояние меньше одного метра, то возвращающиеся со взятком пчёлы ищут его на прежнем месте и не сразу находят его на новом.

Экология

Взаимоотношения с другими организмами

В ходе длительной эволюции у насекомых образовались многообразные

Насекомые - самый молодой из беспозвоночных и самый многочисленный класс животных, насчитывающий более 1 млн. видов. Они полностью освоили все среды обитания - воду, сушу, воздух. Для них характерны сложные инстинкты, всеядность, высокая плодовитость, для некоторых - общественный образ жизни.

При развитии с превращением происходит разделение среды обитания и источников пищи между личинками и взрослыми особями. Путь эволюции многих насекомых тесно связан с цветковыми растениями.

Более высокоразвитые насекомые - крылатые. В круговороте веществ в природе большую роль играют жуки-могильщики, навозные, потребители растительных остатков, и в то же время большой ущерб наносят насекомые - вредители сельскохозяйственных растений, садов, запасов продовольствия, кожи, древесины, шерсти, книг.

Многие насекомые - переносчики возбудителей болезней животных и человека.

В связи с сокращением природных биогеоценозов и применением пестицидов общее число видов насекомых сокращается, поэтому в Красную книгу СССР занесено 219 видов.

Общая характеристика класса

Тело взрослых насекомых разделено на три отдела: голову, грудь и брюшко.

• Голова , состоящая из шести слившихся сегментов, отчетливо обособлена от груди и соединена с ней подвижно. На голове расположена пара членистых усиков или сяжков, ротовой аппарат и два фасеточных глаза; у многих имеется также один-три простых глазка.

  Два сложных, или фасеточных, глаза расположены по бокам головы, у некоторых видов очень сильно развиты и могут занимать большую часть поверхности головы (например, у некоторых стрекоз, слепней). В состав каждого сложного глаза входят от нескольких сотен до нескольких тысяч фасеток. Большинство насекомых слепы к красному цвету, но видят ультрафиолетовое излучение и привлекаются им. На этой особенности зрения насекомых основано применение световых ловушек, излучающих большую часть энергии в фиолетовой и ультрафиолетовой областях, для сбора и изучения экологических особенностей ночных насекомых (некоторых семейств бабочек, жуков и др.).

  Ротовой аппарат состоит из трех пар конечностей: верхние челюсти, нижние челюсти, нижняя губа (сросшаяся вторая пара нижних челюстей) и верхняя губа, которая не является конечностью, а представляет собой вырост хитина. К ротовому аппарату относится также хитиновое выпячивание дна ротовой полости - язык или гипофаринкс.

  

  

  

  В зависимости от способа питания ротовые органы насекомых имеют различное строение. Различают следующие типы ротового аппарата:

  • грызуще-жующий - элементы ротового аппарата имеют вид коротких твердых пластинок. Отмечаются у насекомых, которые питаются твердой растительной и животной пищей (жуки, тараканы, прямокрылые)
  • колюще-сосущий - элементы ротового аппарата имеют вид вытянутых в длину волосовидных щетинок. Отмечаются у насекомых, которые питаются клеточным соком растений или кровью животных (клопы, тли, цикады, комары, москиты)
  • лижуще-сосущий - элементы ротового аппарата имеют вид трубчатых образований (в виде хоботка). Отмечается у бабочек, питающихся нектаром цветов и соком плодов. У многих мух хоботок сильно преобразован, известно не менее пяти его модификаций, от колюще-режущего органа у слепней до мягкого "лижущего" хоботка у питающихся нектаром цветочных мух (или у питающихся жидкими частями навоза и падали падальных мух).

  Некоторые виды во взрослом состоянии не питаются.

  Строение усиков, или сяжков, насекомых очень разнообразно - нитевидные, щетинковидные, пильчатые, гребенчатые, булавовидные, пластинчатые и т. д. Усиков одна пара; они несут на себе органы осязания и обоняния, и гомологичны антеннулам ракообразных.

  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.

• Грудь насекомых состоит из трех сегментов (переднегрудь, среднегрудь и заднегрудь), к каждому из которых с брюшной стороны прикрепляется по паре ног, отсюда название класса - шестиногие. Кроме того у высших насекомых грудь несет на себе две, реже одну пару крыльев.

  Число и строение конечностей являются характерными признаками класса. Все насекомые имеют 6 ног, по одной паре на каждом из 3 сегментов груди. Нога состоит из 5 отделов: тазика (соха), вертлуга (trochanter), бедра (femur), голени (tibia) и членистой лапки (tarsus). В зависимости от образа жизни конечности насекомых могут очень видоизменяться. Большинство насекомых имеют ноги ходильного и бегательного типа. У кузнечиков, саранчи, блох и некоторых других видов третья пара ног - прыгательного типа; у медведок, прокладывающих ходы в почве, первая пара ног - копательные ноги. У водных насекомых, например у жука-плавунца, задние ноги преобразованы в гребные, или плавательные.

  Пищеварительная система представлена

  • Передней кишкой, начинающейся с ротовой полости и подразделяющейся на глотку и пищевод, задний отдел которого расширяется, образуя зоб и жевательный желудок (не у всех). У потребителей твердой пищи желудок имеет толстые мускулистые стенки и несет изнутри хитиновые зубцы или пластинки, с помощью которых пища измельчается и проталкивается в среднюю кишку.

    К передней кишке относятся и слюнные железы (до трех пар). Секрет слюнных желез выполняет пищеварительную функцию, содержит ферменты, смачивает пищу. У кровососущих содержит вещество, препятствующее свертыванию крови. У пчел секрет одной пары желез смешивается в зобе с цветочным нектаром и образует мед. У рабочих пчел слюнные железы, проток которых открывается в глотку (глоточный), выделяет особые белковые вещества ("молочко"), которыми выкармливают личинок, превращающихся в маток. У гусениц бабочек, личинок ручейников и перепончатокрылых слюнные железы преобразованы в шелкоотделительные, или прядильные, вырабатывающие шелковистую нить для изготовления кокона, защитных образований и других целей.

  • Средняя кишка на границе с передней кишкой покрыта изнутри железистым эпителием (пилорические выросты кишечника), выделяющим пищеварительные ферменты (печень и другие железы у насекомых отсутствуют). В средней кишке происходит всасывание питательных веществ.
  • Задняя кишка принимает непереваренные остатки пищи. Здесь из них отсасывается вода (это особенно важно для пустынных и полупустынных видов). Заканчивается задняя кишка анальным отверстием, выводящим наружу экскременты.

  

  Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами (от 2 до 200), которые имеют вид тонких трубочек, впадающих в пищеварительную систему на на границе между средней и задней кишкой, и жировым телом, которое выполняет функцию "почек накопления". Жировое тело - рыхлая ткань, расположенная между внутренними органами насекомых. Имеет беловатую, желтоватую или зеленоватую окраску. Клетки жирового тела поглощают продукты обмена (соли мочевой кислоты и др.). Далее продукты выделения поступают в кишечник и вместе с экскрементами выводятся наружу. Кроме того, клетки жирового тела накопляют запасные питательные вещества - жиры, белки и углевод гликоген. Эти резервы расходуются на развитие яиц, во время зимовки.

  Органы дыхания - трахеи. Это сложноветвящаяся система воздухоносных трубок, непосредственно доставляющих кислород ко всем органам и тканям. По бокам брюшка и груди имеется чаще всего 10 пар дыхалец (стигм) - отверстий, через которые воздух попадает в трахеи. От стигм начинаются крупные основные стволы (трахеи), которые разветвляются на более мелкие трубочки. В груди и передней части брюшка трахеи расширены и образуют воздушные мешки. Трахеи пронизывают все тело насекомых, оплетают ткани и органы, входят внутрь отдельных клеток в виде мельчайших разветвлений - трахеол, через которые осуществляется газообмен. Углекислый газ и водяные пары удаляются наружу через трахейную систему. Таким образом, трахейная система подменяет функции кровеносной системы в снабжении тканей кислородом. Роль кровеносной системы сводится к доставке тканям переваренной пищи и переносу от тканей к выделительным органам продуктов распада.

  Кровеносная система в соответствии с особенностями органов дыхания развита сравнительно слабо, незамкнута, состоит из сердца и короткой неразветвленной аорты, отходящей от сердца к голове. Циркулирующая в кровеносной системе бесцветная жидкость, содержащая белые кровяные тельца, называется в отличие от крови гемолимфой. Она заполняет полость тела и промежутки между органами. Сердце трубковидное, находится на спинной стороне брюшка. В сердце имеется несколько способных пульсировать камер, в каждую из которых открывается пара отверстий, снабженных клапанами. Через эти отверстия внутрь сердца поступает кровь (гемолимфа). Пульсация камер сердца обусловивается сокращением особых крыловидных мышц. Кровь движется в сердце от заднего конца к переднему, затем поступает в аорту и из нее в полость головы, затем омывает ткани и по щелям между ними изливается в полость тела, в промежутки между органами, откуда через специальные отверстия (остии) попадает в сердце. Кровь насекомых бесцветная, или зеленовато-желтая (редко красная).

  Нервная система достигает исключительно высокого уровня развития. Состоит из надглоточного узла, окологлоточных коннективов, подглоточного узла (он образовался в результате слияния трех ганглиев) и брюшной нервной цепочки, которая у примитивных насекомых состоит из трех грудных ганглиев и восьми брюшных. У высших групп насекомых происходит слияние соседних узлов брюшной нервной цепочки путем объединения трех грудных узлов в один крупный узел или брюшных узлов в два-три или один крупный узел (например, у настоящих мух или пластинчатоусых жуков).

  Особенно сложно устроен надглоточный ганглий, который часто называют головным мозгом. Он состоит их трех отделов - переднего, среднего, заднего и имеет очень сложное гистологическое строение. Головной мозг иннервирует глаза и усики. В переднем его отделе наиболее важную роль играет такая структура, как грибовидные тела - высший ассоциативный и координирующий центр нервной системы. Поведение насекомых бывает очень сложным, носит четко выраженный рефлекторный характер, что также связано со значительным развитием головного мозга. Подглоточный узел иннервирует ротовые органы и передний отдел кишечника. Грудные ганглии иннервируют органы движения - ноги и крылья.

  Насекомым свойственны очень сложные формы поведения, в основе которых лежат, инстинкты. Особенно сложные инстинкты характерны для так называемых общественных насекомых - пчел, муравьев, термитов.

  Органы чувств достигают исключительно высокого уровня развития, что соответствует высокому уровню обшей организации насекомых. Представители этого класса имеют органы осязания, обоняния, зрения, вкуса и слуха.

  В основе всех органов чувств лежит один и тот же элемент - сенсилла, состоящая из одной клетки или группы чувствительных рецепторных клеток, имеющих два отростка. Центральный отросток идет в центральную нервную систему, а периферический - в наружную часть, представленную различными кутикулярными образованиями. Строение кутикулярного футляра зависит от типа органов чувств.

  Органы осязания представлены чувствительными волосками, разбросанными по всему телу. Органы обоняния расположены на усиках и нижнечелюстных щупиках.

  Органы зрения играют ведущую роль для ориентации во внешней среде наряду с органами обоняния. Насекомые имеют простые и сложные (фасеточные) глаза. Сложные глаза состоят из огромного числа отдельных призм, или омматидиев, разделенных светонепроницаемым слоем. Такое строение глаз дает "мозаичное" зрение. Высшие насекомые имеют цветное зрение (пчелы, бабочки, муравьч), но оно отличается от зрения человека. Насекомые воспринимают в основном коротковолновую часть спектра: зелено-желтые, синие и ультрафиолетовые лучи.

  Органы размножения находятся в брюшке. Насекомые - раздельнополые организмы, у них хорошо выражен половой диморфизм. У самок развиты пара трубчатых яичников, яйцеводы, придаточные половые железы, семяприемник и нередко яйцеклад. У самцов имеются пара семенников, семяпроводы, семяизвергательный канал, придаточные половые железы и копулятивный аппарат. Насекомые размножаются половым путем, большинство из них откладывает яйца, есть и живородящие виды, у них самки рождают живых личинок (часть тлей, оводы и др.).

  Из отложенных яиц после определенного периода эмбрионального развития выходят личинки. Дальнейшее развитие личинок у насекомых различных отрядов может происходить с неполным или полным превращением (табл. 16).

  Жизненный цикл . Насекомые - раздельнополые животные с внутренним оплодотворением. По типу постэмбрионального развития отличают насекомых с неполным (у высоко организованных) и с полным (у высших) метаморфозом (превращением). Полный метаморфоз включает стадии яйца, личинки, куколки и имаго.

  У насекомых с неполным превращением из яйца выходит молодая особь, близкая по строению к взрослому насекомому, но отличающаяся от него отсутствием крыльев и недоразвитием половых органов, - нимфа. Нередко их называют личинками, что не вполне точно. Условия обитания ее сходны со взрослыми формами. После нескольких линек насекомое достигает предельных размеров и превращается во взрослую форму - имаго.

  У насекомых с полным превращением из яиц выходят личинки, резко отличающиеся по строению (имеют червеобразное тело) и по среде обитания от взрослых форм; так, личинка комаров живет в воде, а имагинальные формы в воздушной среде. Личинки растут, проходят ряд стадий, отделенных друг от друга линьками. При последней линьке образуется неподвижная стадия - куколка. Куколки не питаются. В это время происходит метаморфоз, личиночные органы подвергаются распаду, а взамен их развиваются органы имаго. По завершении метаморфоза из куколки выходит половозрелая окрыленная особь.

  Таб 16. Развитие насекомых	Тип развития
  	Надотряд I. Насекомые с неполным превращением	Надотряд 2. Насекомые с полным превращением
  Количество стадий	3 (яйцо, личинка, взрослое насекомое)	4 (яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое)
  Личинка	Похожа на взрослое насекомое внешним строением, образом жизни и питанием; отличается меньшими размерами, крылья отсутствуют или развиты неполностью	Отличается от взрослого насекомого внешним строением, образом жизни и питанием
  Куколка	Отсутствует	Имеется (в неподвижной куколке происходит гистолиз личиночных и гистогенез взрослых тканей и органов)
  Отряд	Отряд прямокрылые (Orthoptera)	Отряд жестокрылые, или жуки (Coleoptera) Отряд чешуекрылые, или бабочки (Lepidoptera) Отряд перепончатокрылые (Hymenoptera)

  Краткий обзор класса

  Класс насекомых разделяется более чем на 30 отрядов. Характеристика основных отрядов приведена в табл. 17.

  Полезные насекомые

  Медоносная, или домашняя, пчела [показать] В улье обычно живет семья, которая состоит из 40-70 тыс. пчел, из них одна - матка, несколько сот самцов-трутней, а все остальные - рабочие пчелы. Матка по размеру крупнее остальных пчел, у нее хорошо развиты органы размножения и яйцеклад. Ежедневно матка откладывает от 300 до 1000 яиц (в среднем это составляет 1,0-1,5 млн. за всю жизнь). Трутни чуть крупнее и толще рабочих пчел, у них и матки нет восковых желез. Трутни развиваются из неоплодотворенных яиц. Рабочие пчелы - это недоразвитые самки, не способные размножаться; их яйцеклад превратился в орган защиты и нападения - жало. В состав жала входят три острые иглы, между ними находится канал для выведения яда, образующегося в специальной железе. В связи с питанием нектаром грызущие ротовые органы существенно изменились, при приеме пищи они образуют своеобразную трубку - хоботок, через него с помощью мускулатуры глотки всасывается нектар. Верхние челюсти служат также для постройки сот и других строительных работ. Нектар собирается в расширенный зоб и превращается там в мед, который пчела отрыгивает в ячейки сот. На голове и груди пчелы находятся многочисленные волоски, когда насекомое перелетает с цветка на цветок, к волоскам прилипает пыльца. Пчела счищает пыльцу с тела, и она скопляется в виде комочка, или обножки, в специальных углублениях - корзинках на задних ножках. Пчелы сбрасывают пыльцу в ячейки сот и заливают ее медом. Образуется перга, которой пчелы кормят личинок. На четырех последних члениках брюшка пчелы находятся восковые железы, которые внешне имеют вид светлых пятен - зеркалец. Воск выходит наружу через поры и застывает в виде тонких треугольных пластинок. Пчела челюстями пережевывает эти пластинки и строит из них ячейки сот. Восковые железы рабочей пчелы начинают выделять воск на 3-5-й день ее жизни, достигают наибольшего развития на 12-28-й день, потом уменьшаются и перерождаются. Весной рабочие пчелы начинают собирать пыльцу и нектар, а матка откладывает по одному оплодотворенному яйцу в каждую ячейку сот. Через три дня из яиц отрождаются личинки. Рабочие пчелы 5 дней кормят их "молочком" - богатым белками и липидами веществом, которое выделяют верхнечелюстные железы, а потом пергой. Через неделю внутри ячейки личинка плетет кокон и окукливается. Через 11-12 дней из куколки вылетает молодая рабочая пчела. Несколько дней она выполняет различную работу внутри улья - чистит ячейки, кормит личинок, строит соты, а потом начинает вылетать за взятком (нектаром и пыльцой). В несколько более крупные ячейки матка откладывает неоплодотворенные яйца, из которых развиваются трутни. Их развитие длится на несколько дней дольше, чем развитие рабочих пчел. В большие ячейки-маточники матка откладывает оплодотворенные яйца. Из них отрождаются личинки, которых пчелы все время кормят "молочком". Из этих личинок развиваются молодые матки. Перед выходом молодой матки старая пытается разрушить маточник, но рабочие пчелы мешают ей это сделать. Тогда старая матка с частью рабочих пчел вылетает из улья - происходит роение. Рой пчел обычно переносят в свободный улей. Молодая матка вылетает из улья вместе с трутнями, а после оплодотворения возвращается. У пчел хорошо развит надглоточный узел, или головной мозг, он отличается сильным развитием грибовидных, или стебельчатых, тел, с которыми связано сложное поведение пчел. Отыскав богатые нектаром цветы, пчела возвращается в улей и на сотах начинает описывать фигуры, напоминающие цифру 8; брюшко ее при этом колеблется. Этот своеобразный танец сигнализирует другим пчелам, в каком направлении и на каком расстоянии находится взяток. Сложные рефлексы и инстинкты, обусловливающие поведение пчел,- результат длительного исторического развития; они передаются по наследству. Люди разводят пчел на пасеках с давних времен. Разборный рамочный улей был выдающимся достижением в развитии пчеловодства, его изобрел украинский пасечник П.И. Прокопович в 1814 г. Полезная деятельность пчел заключается прежде всего в перекрестном опылении многих растений. При пчелоопылении урожай гречихи повышается на 35-40 %, подсолнечника - на 40-45 %, огурцов в теплицах - более чем на 50 %. Пчелиный мед - ценный пищевой продукт, его используют также с лечебной целью при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердца, печени, почек. В качестве лечебных препаратов используют маточное молочко и пчелиный клей (прополис). В медицине применяют также пчелиный (осиный) яд. Пчелиный воск широко используется в различных отраслях промышленности - электротехнике, металлургии, химическом производстве. Ежегодный мировой сбор меда составляет около 500 тыс. тонн. [показать] Тутовый шелкопряд известен людям свыше 4 тыс. лет. В природе он уже существовать не может, его разводят в искусственных условиях. Бабочки не питаются. Малоподвижные беловатые самки шелкопряда откладывают 400-700 яиц (так называемую грену). Из них в специальных помещениях на стеллажах выводят гусениц, которых кормят листьями шелковицы. Гусеница развивается в течение 26-40 дней; за это время она четыре раза линяет. Взрослая гусеница плетет кокон из шелковой нити, которая вырабатывается в ее шелкоотделительной железе. Одна гусеница выделяет нитку длиной до 1000 м. Эту нить гусеница наматывает вокруг себя в виде кокона, внутри которого она окукливается. Небольшую часть коконов оставляют живыми - позднее из них отрождаются бабочки, которые откладывают яйца. Большинство коконов убивают горячим паром или воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (при этом куколки внутри коконов нагреваются за несколько секунд до 80-90 °С). Затем коконы разматывают на специальных машинах. Из 1 кг коконов получают более 90 г шелка-сырца.

  Если бы можно было точно подсчитать вред и пользу насекомых для народного хозяйства, то, возможно, польза значительно превысила бы убытки. Насекомые обеспечивают перекрестное опыление около 150 видов культурных растений - садовых, гречихи, крестоцветных, подсолнечника, клевера и др. Без насекомых они не давали бы семян и погибли бы сами. Аромат и окраска высших цветковых растений выработались в процессе эволюции как специальные сигналы для привлечения пчелиных и других насекомых-опылителей. Велико санитарное значение таких насекомых, как жуки-могильщики, навозники, и некоторых других. В Австралию специально завозили навозников из Африки, потому что без них на пастбищах скоплялось большое количество навоза, что мешало росту травы.

  Насекомые играют значительную роль в процессах почвообразования. Почвенные животные (насекомые, многоножки и др.) разрушают опавшую листву и другие растительные остатки, усваивая лишь 5-10% их массы. Однако экскременты этих животных почвенные микроорганизмы разлагают быстрее, чем механически измельченные листья. Почвенные насекомые вместе с дождевыми червями и другими обитателями почвы играют весьма важную роль в ее перемешивании. Лаковые червецы из Индии и Юго-Восточной Азии выделяют ценный технический продукт - шеллак, другие виды червецов - ценную природную краску кармин.

  Вредные насекомые

  Многие виды насекомых повреждают сельскохозяйственные и лесные культуры, только на Украине зарегистрировано до 3000 видов вредителей.

  [показать] Взрослые жуки объедают весной молодые листья деревьев (поедают листья дуба, бука, клена, ильма, лещины, тополя, ивы, ореха, фруктовых деревьев). Самки откладывают яйца в почву. Личинки до осени питаются тонкими корешками и перегноем, зимуют глубоко в почве, а на следующую весну продолжают объедать корни (преимущественно травянистых растений). После второй зимовки в почве личинки начинают питаться корнями деревьев и кустарников, молодые насаждения со слаборазвитой корневой системой могут погибнуть вследствие повреждений. После третьей (или четвертой) зимовки личинки окукливаются. В зависимости от географической широты местности и климатических условий развитие майского хруща длится от трех до пяти лет. [показать] Колорадский картофельный жук начал повреждать картофель в 1865 г. в Северной Америке в штате Колорадо (отсюда название вредителя). После первой мировой войны был завезен в Европу и быстро распространился на восток до Волги и Северного Кавказа. Самки откладывают яйца на листья картофеля, по 12-80 яиц в кладке. Личинки и жуки питаются листьями. За месяц жук может съесть 4 г, личинка - 1 г листьев. Если учесть, что в среднем самка откладывает 700 яиц, то уже второе поколение одной самки может уничтожить 1 т листьев картофеля. Личинки окукливаются в почве, там же зимуют и взрослые жуки. В Еврепе, в отличие от Северной Америки, нет естественных врагов колорадского жука, которые сдерживали бы его размножение. Обыкновенный свекловичный долгоносик [показать] Взрослые жуки весной объедают всходы сахарной свеклы, иногда полностью уничтожая посевы. Самка откладывает яйца в почву, личинки питаются корнями и корнеплодами сахарной свеклы. В конце лета личинки окукливаются в почве, молодые жуки зимуют. Клоп вредная черепашка [показать] Клоп вредная черепашка вредит пшенице, ржи и другим хлебным злакам. Взрослые клопы зимуют под опавшими листьями в лесополосах и кустарниках. Отсюда в апреле-мае они перелетают на озимые посевы. Вначале клопы питаются, прокалывая хоботком стебли. Потом самки откладывают по 70-100 яиц на листья злаков. Личинки питаются клеточным соком стеблей, листьев, позже переходят на завязи и созревающее зерно. Проколов зерно, клоп выделяет в него слюну, которая растворяет белки. Повреждение вызывает усыхание зерна, снижение его всхожести и ухудшение хлебопекарных качеств. [показать] Передние крылья светло-бурые, иногда почти черные. На них - типичный «рисунок совок», представленный почковидным, круглым или клиновидным пятном, окантованным черной линией. Задние крылья светло-серые. Усики у самцов слабогребенчатые, у самок нитевидные. Размах крыльев 35-45 мм. Гусеницы землисто-серого цвета, с темной головой. Гусеница Озимой совки осенью повреждает (подгрызает) в основном всходы озимых злаков (отсюда название вредителя), в меньшей степени овощные культуры и корнеплоды; в южных районах вредит сахарной свекле. Взрослые гусеницы зимуют зарывшись в почву на полях, засеянных озимыми. Весной быстро окукливаются. Вышедшие в мае из куколок бабочки летают ночью и в сумерках. Самки откладывают яйца на просо и пропашные культуры - сахарную свеклу, капусту, лук и др. и в местах с разреженной растительностью, поэтому их часто привлекают распаханные поля. Гусеницы уничтожают высеянные зерна, подгрызают всходы растений в области корневой шейки, объедают листья. Очень прожорливы. Если на 1 м 2 посевов живет 10 гусениц, то они уничтожают все растения и на полях возникают "плешины". В конце июля они окукливаются, в августе из куколок вылетают бабочки второго поколения, которые откладывают яйца на сорняки на стерне или всходах озимых. Одна самка озимой совки может отложить до 2000 яиц. В Украине на протяжении вегетационного периода развивается два поколения озимой совки. [показать] Одна из самых обычных наших бабочек. Верхняя сторона крыльев белая, наружные углы черные. У самцов на передних крыльях черных пятен нет, у самок на каждом крыле по 2 черных круглых пятна и по 1 булавовидному пятну. Задние крылья как у самцов, так и у самок одинаковые - белые, за исключением черного клиновидного пятна у переднего края. Нижняя сторона задних крыльев характерной желтовато-зеленой окраски. Размах крыльев до 60 мм. Тело капустницы покрыто густыми, очень короткими волосками, придающими ему бархатистый вид. Пестрая окраска гусениц - предупреждение о несъедобности. Гусеницы синевато-зеленые, с желтыми полосками и мелкими черными точками, брюшко желтое. У гусениц бабочек-капустниц ядовитая железа расположена на нижней поверхности тела, между головой и первым сегментом. Защищаясь, они отрыгивают зеленую кашицу изо рта, к которой примешивают и выделения ядовитой железы. Эти выделения представляют собой едкую ярко-зеленую жидкость, которой гусеницы стараются обмазать нападающего врага. Для мелких птиц доза в несколько особей этих животных может оказаться смертельной. Проглоченные гусеницы капустницы бывают причиной гибели домашних уток. Люди, собиравшие этих насекомых голыми руками, случалось, попадали в больницу. Кожа на руках краснела, воспалялась, руки распухали и зудели. Бабочки-капустницы летают днем в мае-июне и с небольшим перерывом в течение всей второй половины лета и осени. Питаются нектаром цветков. Яйца откладывают кучками по 15-200 яиц на нижнюю сторону листа капусты. Всего бабочка откладывает до 250 яиц. Молодые гусеницы живут группами, соскабливают мякоть капустных листьев, более взрослые выедают всю мякоть листа. Если на капустном листе питаются 5-6 гусениц, то они съедают его целиком, оставляя только крупные жилки. Для окукливания гусеницы переползают на окружающие предметы - ствол дерева, забор и т. п. За вегетационный период развивается два-три поколения капустной белянки. Капустница обычна в европейской части бывшего СССР, в Сибири этого вредителя нет, так как бабочки не выдерживают сильных зимних морозов. Вред, наносимый капустницей, очень велик. Нередко многие гектары капусты полностью уничтожаются этим вредителем. Интересны перелеты бабочек. При сильном размножении бабочки собираются большими массами и перелетают на значительные расстояния. [показать] Древоточец ивовый - Cossus cossus (L.) Древоточец ивовый повреждает луб и древесину тополей, ив, дубов, других лиственных деревьев и фруктовых пород. Бабочки появляются в природе начиная с конца июня, в основном в июле, а в зависимости от географического местоположения, местами еще до середины августа. Летают медленно поздним вечером. Лет продолжается максимально 14 дней. Днем сидят в характерной позе с косоотстающей грудью на нижней части ствола. Самки откладывают яйца группами по 15-50 штук в трещины коры, на поврежденные места, раковые раны стволов на высотах до 2 м. Гусеницы отрождаются через 14 дней. Сначала совместно выедают ткани луба. На старших деревьях с толстой корой в нижней части ствола гусеницы выедают отдельные длинные, неправильно проходящие, на поперечном разрезе овальные ходы только после первой зимовки. Стены ходов разрушены особой жидкостью и бывают коричневые или черные. На более тонких стволах с гладкой корой гусеницы проникают в древесину раньше, как правило, в течение месяца после отрождения. Щепочки и экскременты гусеницы выталкивают наружу через нижнее отверстие. В конце вегетационного периода, когда опадают листья, прекращается питание гусениц, которые зимуют в ходах до периода распускания листвы, т. е. до апреля - мая, когда гусеницы продолжают питаться в отдельных ходах опять до осени, еще один раз зимуют и заканчивают питание. Окукливаются или в конце кругового хода, где заранее приготовят летное отверстие, закрытое щепочками, или в земле, вблизи поврежденного ствола в коконе из щепочек. Стадия куколки продолжается 3-6 недель. Перед вылетом куколка с помощью шипиков наполовину высовывается из летного отверстия или из кокона наружу, чтобы бабочка могла легче покинуть экзувий. Генерация максимально двулетняя. Древоточец ивовый распространен по всей Европе, главным образом в средней и южной частях. Встречается по всей лесной зоне европейской части России, на Кавказе, в Сибири, а также на Дальнем Востоке. Известен в западном и северном Китае и Средней Азии. Передние крылья бабочки от серо-коричневых до темно-серых с "мраморным" рисунком и расплывчатыми серо-белыми пятнышками, а также темными поперечными волнистыми линиями. Задние крылья темно-коричневые с матовыми темными волнистыми линиями. Грудь сверху темная, к брюшку беловатая. Темное брюшко имеет светлые кольца. Самец в размахе крыльев имеет 65-70 мм, самка - от 80 до 95 мм. Брюшко самки закончено выдвижным, хорошо заметным яйцекладом. Гусеница сразу после отрождения вишнево-красная, позже - мясо-красная. Голова и затылочный щиток черные блестящие. Взрослая гусеница имеет 8-11 см (чаще всего 8-9 см), потом бывает желтоватого мясного цвета, сверху бурая с фиолетовым оттенком. Желто-коричневый затылочный щиток имеет два темных пятна. Дыхательное отверстие коричневое. Яйцо овально-продольное, светло-коричневое с черными полосками, плотное, величиной 1,2 мм. Многие насекомые, особенно с колюще-сосущим ротовым аппаратом, переносят возбудителей различных заболеваний. Малярийный плазмодий [показать] Малярийный плазмодий - возбудитель малярии - попадает в кровь человека при укусе малярийного комара. Еще в 30-х годах XX в. в Индии ежегодно заболевало малярией свыше 100 млн. человек, в СССР в 1935 г. зарегистрировано 9 млн. заболеваний малярией. В прошлом веке в Советском Союзе малярия была ликвидирована, в Индии заболеваемость резко снизилась. Центр заболеваемости малярией переместился в Африку. Теоретические и практические рекомендации для успешной борьбы с малярией в СССР и сопредельных странах разработаны В. Н. Беклемишевым и его учениками. Характер повреждений растительных тканей зависит от строения ротового аппарата вредителя. Насекомые с грызущими ротовыми органами отгрызают или выедают участки листовой пластинки, стебля, корня, плодов или прокладывают в них ходы. Насекомые с колюще-сосущим ротовым аппаратом прокалывают покровные ткани животных или растений и питаются кровью или клеточным соком. Они наносят непосредственный вред растению или животному, а также часто переносят возбудителей вирусных, бактериальных и других заболеваний. Ежегодные потери в сельском хозяйстве от вредителей составляют около 25 млрд. руб., в частности, ущерб от вредных насекомых в нашей стране ежегодно составляет в среднем 4,5 млрд. руб., в США - около 4 млрд. долларов. К опасным вредителям культурных растений в условиях Украины относится около 300 видов, в частности хрущи, личинки жуков-щелкунов, медведка, хлебные жуки-кузьки, колорадский картофельный жук, обыкновенный свекловичный долгоносик, клопы-черепашки, луговой и стеблевой мотыльки, озимая и капустная совки, боярышница, непарный шелкопряд, кольчатый шелкопряд, яблонная плодожорка, американская белая бабочка, свекловичная корневая тля и др. Борьба с вредными насекомыми Для борьбы с вредными насекомыми разработана комплексная система мероприятий - профилактических, в том числе агро- и лесотехнических, механических, физических, химических и биологических. Профилактические мероприятия заключаются в соблюдении определенных санитарно-гигиенических норм, препятствующих массовому размножению вредных насекомых. В частности, своевременная уборка или уничтожение отбросов, мусора способствует уменьшению количества мух. Осушение болот ведет к снижению численности комаров. Большое значение имеет также соблюдение правил личной гигиены (мытье рук перед едой, тщательное мытье фруктов, овощей и т. д.). Агротехнические и лесохозяйственные мероприятия, в частности уничтожение сорняков, правильные севообороты, правильная подготовка почвы, применение здорового и осадочного материала, предпосевная очистка семян, хорошо организованный уход за культурными растениями, создают неблагоприятные условия для массового размножения вредителей. Механические мероприятия заключаются в непосредственном уничтожении вредных насекомых вручную или с помощью специальных приспособлений: мухоловок, клейких лент и по ясов, ловчих канавок и т. п. Зимой в садах снимают с деревьев и сжигают зимующие гнезда гусениц боярышницы и златогузки. Физические мероприятия - использование для уничтожения насекомых некоторых физических факторов. Многие ночные бабочки, жуки, двукрылые летят на свет. С помощью особых приборов - световых ловушек - можно своевременно узнать о появлении некоторых вредителей и начать борьбу с ними. Для обеззараживания плодов цитрусовых, зараженных средиземноморской плодовой мухой, их подвергают охлаждению. Амбарных вредителей уничтожают с помощью токов высокой частоты. Особенное значение поэтому приобретает интегрированная борьба с вредителями, предусматривающая сочетание химического, биологического, агротехнического и других методов защиты растений при максимальном использовании агротехнического и биологического методов. В интегрированных методах борьбы предусматривают проведение химических обработок только в очагах, грозящих резким повышением численности вредителя, а не сплошную обработку всех площадей. С цнлью охраны природы предусматривается широкое применение биологических средств защиты растений.

Самый многообразный класс - насекомые, внешнее строение и внутренние органы которых хорошо исследованы. От других типов членистоногих насекомые отличаются делением тела на три отдела: голову, грудь и брюшко. Как правило, изучается внешнее строение насекомых на примере майского жука или кузнечика.

Экзоскелет

У насекомых отсутствует внутренний скелет. Его роль выполняет твердая плотная поверхность тела - кутикула. Она выполняет защитную и опорную функцию, создает своеобразный каркас.

К экзоскелету прикрепляются мышцы, а его поверхность является барьером, отделяющим полости тела от окружающей среды. Кутикула может быть твердой или мягкой, превращаться в панцирь. В некоторых случаях на голове и груди кутикула жесткая, на брюшке - мягкая.

Личинки из-за быстрого роста имеют гибкую, растягивающую кутикулу. Они могут линять несколько раз, сбрасывая старый панцирь. Некоторые части тела насекомого могут быть дополнительно защищены пластинами и щитками.

Голова

Внешнее строение насекомых начнем изучать с головы. На первый взгляд кажется, что голова представляет собой единое целое, однако эволюционно она образовалась путем слияния 5 сегментов.

На голове расположены усики и три пары ротовых конечностей. Их подразделяют на верхние, нижние челюсти и нижнюю губу (пару сросшихся челюстей). Ротовые конечности у разных насекомых отличаются и делятся на несколько видов в зависимости от типа питания:

• грызущие, для твердой пищи, например, как у хищных жуков;
• колюще-сосущие, если нужно прокалывать пищевой субстрат, есть у комаров, клопов, цикад;
• трубчато-сосущие, если прокалывание не требуется, как у бабочек;
• грызуще-лижущие для жидкой пищи у пчел, ос;
• мускоидные для питания жидкой и твердой пищи у мух.

По бокам головы расположены сложные глаза, а между ними от одного до трех простых глазков. Перед глазами - усики, которые также делятся на несколько типов.

Грудь

Продолжаем изучать внешнее строение насекомых. Грудь насекомых может делиться на три крупных сегмента, в которых выделяются ещё более мелкие. Внизу груди причленены ноги. Вертлуг и тазик обеспечивают подвижность конечности. Бедро - самая крупная и сильная часть ноги, оснащенная мощной мускулатурой.

Далее следуют колено и голень, которая снабжена шпорами и шипами. Сама лапка делится на несколько небольших члеников, на вершине расположены коготки и присоски. Особенности внешнего строения насекомых зависят от вида. Ноги также могут иметь специализацию и делятся на типы.

Крылья

Внешнее интересно изучать благодаря разнообразию видов. Крылья бабочек и комаров отличаются внешне, но имеют похожее строение. Чаще всего крыльев две пары, они представляют собой выросты, расположенные на спинке. Состоят они из тончайших пластин, укрепленных жесткими жилками.

Внешнее строение тела насекомого зависит от образа жизни. В связи с выполнением различных функций, крылья претерпели ряд изменений. У двукрылых в жужжальца трансформировались задние крылья, у веерокрылых - передние. У жуков передние крылышки эволюционировали в надкрылья, у богомолов и тараканов стали кожистыми и т. д. У некоторых видов насекомых крылья отсутствуют у представителей одного пола или полностью у всех особей.

Брюшко

Оканчиваем изучать внешнее строение насекомых брюшком. Эта часть состоит из множества одинаковых сегментов, обычно из десяти. На 8 и 9 сегменте располагаются половые придатки и отверстия. В брюшке располагаются практически все внутренние органы.

Конечностей на брюшке нет, но у личинок там могут располагаться ложные ножки. В задних сегментах расположены у самцов, яйцеклад у самок и анальное отверстие. Таблица «Внешнее строение насекомого» поможет лучше понять особенности строения этих представителей животного мира.

Дыхательная и кровеносная система

Внешнее и внутреннее строение насекомых зависит от образа жизни, который они ведут. Дыхательная система состоит из трахей, они пронизывают все тело. Они открываются дыхальцами, регулирующими поступление воздуха. У насекомых, дышащих воздухом, дыхательная система открытая. У водных она замкнута, дыхальца отсутствуют. У личинок могут быть жабры.

Воздух поступает через отверстия дыхалец и проникает в трахеи, опутывающие внутренние органы. Трахеи оканчиваются разветвленными трахейными клетками и трахеолами, кончики которых проникают в клетки.

Гемолимфа не участвует в газообмене, эту роль выполняет трахея. Гемолимфа перекачивается с помощью сердца, расположенного на спине. Выглядит орган как мускулистая трубка.

Гемолимфа попадает в эту трубку через отверстие и движется по направлению от брюшка к голове. На другом конце гемолимфа свободно поступает непосредственно в полость тела и обтекает внутренние органы, напитывая их необходимыми веществами.

Пищеварительная и выделительная системы

Продолжим изучение внешнего строения насекомых и их внутренних органов. Пищеварительная система начинается ротовой полостью, куда впадают протоки слюнных желез. В слюне содержатся ферменты для расщепления пищи. Далее следуют пищевод, зоб, желудок. Кишечник разделен на три отдела с помощью двух клапанов и заканчивается анальным отверстием. У некоторых видов пищеварительная система во взрослом состоянии не развита. Например, у подёнок нет челюстей, кишечник редуцирован. Они живут несколько дней и не питаются.

У насекомых представлены мальпигиевыми сосудами и задней кишкой. Мальпигиевы сосуды - это трубочки, расположенные между средней и задней кишкой. Продукты жизнедеятельности отфильтровываются стенками сосудов и выводятся в заднюю кишку.

Эндокринная и половая системы

Органы эндокринной системы выделяют в гемолимфу гормоны, регулирующие такие физиологические процессы, как обмен веществ, размножение, поведение и др.
Насекомые - раздельнополые животные. Половая система самцов представлена двумя семенниками, семяпроводами и семяизвергательным каналом. Половая система самок представлена яичниками и яйцеводом.

Во время спаривания семенная жидкость попадает в семяприемник самки и хранится там. Спаривание может длиться до нескольких суток, большинство видов сразу же расстаются. Во время откладывания яйца смазываются спермой и оплодотворяются. На размножение тратятся все силы организма, поэтому самки либо активно питаются, либо погибают.

Нервная система и органы чувств

Нервная система насекомых имеет сложное строение. Она состоит из нейронов. В нервной клетке можно выделить тело, дендриты и аксон. Через получают сигналы, а через аксон обмениваются информацией.

Центральная нервная система представлена надглоточным и брюшной цепочкой, которые состоят из ганглиев. Эти органы контролируют деятельность всех органов и тканей. Периферическая система - это двигательные и чувствительные нервы, которые соединяют ЦНС с органами и тканями. Вегетативная система состоит из отдельных ганглиев, которые регулируют управление работой органов.

Через органы чувств в нервную систему поступает информация.

Зрение представлено несколькими простыми глазками или личиночными глазками.

Органы слуха могут располагаться на различных частях тела. Представлены они виброрецепторами в ногах у наземных насекомых, которые чувствуют вибрацию субстрата. Звуки через воду и воздух воспринимаются фонорецепторами, а двукрылые слышат с помощью джонстоновых органов. Самыми сложными органами слуха являются тимпанальные органы.

Органы вкуса располагаются на лапках, брюшке и в ротовой полости. Органы осязания расположены по всему телу. Органы обоняния - на усиках.

Внутреннее и внешнее строение насекомых может сильно отличаться у разных видов. Оно зависит от образа жизни и типа питания. Таблица «Внешнее строение насекомого», которая размещена в этой статье выше, поможет систематизировать полученные знания.

Около 1 млн. видов.

Тело разделено на голову, грудь и брюшко.

Конечности: 6 ног и крылья; расположены на грудных сегментах.

Покровы: хитиновая кутикула и гиподерма содержат пигмент и определяют окраску насекомого. Изнутри к покровам прикреплены мышцы.

Рост сопровождается линьками.

Конечности головы:

одна пара антенн ;

нечленистые верхние челюсти, или мандибулы;

членистые нижние челюсти, или максиллы;

членистая, внешне непарная нижняя губа, являющаяся второй парой нижних челюстей, слившихся между собой.

Эти элементы образуют различные типы ротовых аппаратов (исходный - грызущий тип).

Рис. Типы ротовых аппаратов (1 - верхняя губа, 2 - мандибулы, 3 - максиллы, 4 - максиллярный щупик, 5 - нижняя губа, 6 - нижнегубной щупик)

6. Грудь состоит из трёх члеников, каждый из которых несёт по паре членистых конечностей. В зависимости от типа передвижения образуются разные типы конечностей (исходный тип - бегательная нога с относительно равномерно развитыми члениками).

Рис. Типы конечностей насекомых

7. На втором и третьем грудных сегментах находятся крылья, представляющие собой выросты покровов. Обычно их две пары. Существует группа первичнобескрылых насекомых, предки которых никогда не имели крыльев. У отряда двукрылые задняя пара крыльев редуцирована, а у ряда групп передние крылья превращены в жёсткие или кожистые надкрылья, выполняющие защитную функцию.

8. Брюшко состоит из многих, в целом однотипных, сегментов, исходно из 10, не считая хвостового членика, но у отдельных отрядов их число может уменьшаться до 6-7.

9. Нервная система: головной ганглий (мозг) и брюшная нервная цепочка.От ганглиев расходятся нервы ко всем органам.

10. Органы чувств хорошо развиты: обоняние, органы вкуса (на лапках и ротовых придатках)

Звуковоспринимающие структуры расположены на различных частях тела: у сверчков и кузнечиков органы слуха находятся на передних голенях, а у саранчовых - у основания брюшка. Возможно, многие виды вообще "глухи" в нашем понимании, но улавливают предупреждающие об опасности или присутствии добычи сигналы в форме вибраций поверхностей, на которых они сидят.

Глаза бывают двух типов:

два фасеточных глаза дают мозаичное зрение;

три простых глаза, расположенные треугольником на лбу, различают свет и темноту, помогают насекомым регулировать суточную активность, а также, у летающих форм, следить за линией горизонта.

Насекомые воспринимают ультрафиолетовые волны и поляризацию света, что позволяет им ориентироваться по направлению на Солнце при сплошной облачности.

11. Кровеносная система незамкнутая. Кровеносная система состоит из единственного сосуда - переходящего спереди в суженную аорту трубчатого многокамерного сердца, продольно лежащего в спинной части тела. Кровь выталкивается вперед благодаря сокращению его стенок, свободно обтекает внутренние органы и вновь всасывается внутрь сердца, когда его стенки растягиваются специальными мышцами, через маленькие отверстия с клапанами - остии.

Гемолмфа не участвует в газообмене, поэтому не содержит эритроцитов и дыхательных пигментов. Ее роль ограничивается переносом питательных веществ, продуктов обмена, гормонов, заживляющих раны и некоторых других соединений, а также поддержанием водно-солевого баланса организма. Исключения: крупные виды насекомых в гемолимфесодержат гемоцианин, а у некоторых водных личинок (например, комаров-звонцов), кровь содержит гемоглобин.

12. Дыхательная система большинства насекомых представлена множеством трахей, пронизывающих всё тело и открывающихся наружу отверстиями по бокам брюшка. Трахеи ветвятся и опутывают все внутренние органы. Трахейная система насекомых выполняет не только роль снабжения организма кислородом, но и транспортную функцию по доставке кислорода к тканям. Наличия трахейной системы, пронизывающей всё тело, не позволяет насекомым достигать крупных размеров.

13. Пищеварительная система:

ротовая полость + слюнные железы - глотка - пищевод - зоб - жевательный желудок - железистый желудок (средняя кишка + пищеварительные железы) - задняя кишка - анальное отверстие

14. Выделительная система:

мальпигиевы сосуды - выросты в виде слепых трубочек на границе между средней и задней кишкой. Они всасывают продукты распада из крови и направляют их в кишечник, откуда те в составе фекалий удаляются через анальное отверстие.

жировое тело - соединтельная ткань внутренней среды насекомых, клетки которой могут накапливать мочевую кислоту и ряд других продуктов метаболизма.

15. Половая система: раздельнополые животные, иногда с выраженным половым диморфизмом. Оплодотворение внутреннее. У некоторых - партеногенез.

Яйцерождение или яйцеживорождения.

Развитие с полным или неполным превращением (метаморфозом). Из яйца выходит личинка, которая растёт, претерпевая несколько линек. Число линек в течение развития личинки изменяется от трёх (мухи) до 25-30 (подёнки и веснянки). После каждой линьки личинка переходит в следующий возраст, поэтому линьки разделяют между собой возраста личинок , при этом количество возрастов равно количеству линек. У насекомых с неполным превращением возраста личинок обычно хорошо различаются по ряду признаков - степени развития крыловых зачаток, числу члеников в усиках и др. Развитие личинок здесь сопровождается существенными внешними их изменениями.

У личинок насекомых с полным превращением переход их из одного возраста в другой проявляется главным образом в увеличении размеров тела, которые, однако, изменчивы.

Типы развития насекомых

По типу постэмбрионального развития насекомые делятся на две группы:

насекомые с полным превращением (голометаболические) : личинки обычно имеют червеобразную форму. Последняя личиночная стадия превращается в куколку: внешне покоящуюся форму, внутри которой происходят крупные перестройки, фактически все внутренние органы образуются заново из групп специальных клеток - имагинальных дисков. Из куколки выходит взрослое насекомое, совершенно не похожее на личинку.

насекомые с неполным превращением (гемиметаболические) : личинка похожа на взрослое насекомое, отличаясь недоразвитием половой системы и крыльев. Последняя линька происходит с образованием крыльев, и появляется взрослое насекомое.
Личинки насекомых с неполным превращением имеют сложные глаза, такие же, как у взрослых, ротовые органы и в старших возрастах - хорошо выраженные наружные зачатки крыльев. Помимо этого, у многих насекомых с неполным превращением личинки ведут сходный с имаго образ жизни и могут встречаться совместно с последними.
Вследствие большого морфологического и биологического сходства с имаго такие личинки называются имагообразными или нимфами. Нимфы веснянок и стрекоз претерпевают особую модификацию - они тоже похожи на имаго, но живут в воде и обладают провизорными, то есть специально личиночными, органами - жабрами и др. Таких личинок называют наядами .
В качестве подтипа гемиметаморфоза выделяют также его упрощение - гипоморфоз (лат. hypomorphosis), характерный для вторично бескрылых представителей насекомых с неполным превращением - вшей, пухоедов, некоторых тараканов, прямокрылых и др. При гипоморфозе нимфы внешне практически неотличимы от имаго. Прежде считалось даже, что эти насекомые развиваются без превращения.

Взрослые насекомые - имаго - не растут и не линяют.

Полный метаморфоз - более прогрессивный тип развития: личинки и взрослые насекомые не конкурируют за пищу и среду обитания; специализация стадий.

Значение личиночных стадий:

накопления пластических и энергетических веществ

Значение имаго:

размножение

расселение.

Тип Иглокожие

Общая характеристика класса. Это самый многочисленный класс, включающий более 1 млн. видов. По своему происхождению — это группа настоящих наземных животных. Насекомые заселили самые различные наземные местообитания, почву, пресные водоемы, прибрежье морей. Большое разнообразие местообитаний в наземной среде способствовало видообразованию и широкому расселению этой многочисленной группы членистоногих.

Брюшной отдел у разных групп насекомых состоит из неодинакового количества сегментов (большей частью их 9-10) и лишен настоящих конечностей.

Кожные покровы насекомых устроены сходно с таковыми паукообразных. В коже расположены различные красящие вещества, определяющие окраску насекомых. Окраска может быть покровительственной, предупреждающей. Имеющиеся на поверхности хитиновой кутикулы многочисленные волоски выполняют функцию осязания. Покровы обильно снабжены различными железами — восковыми, пахучими, прядильными, ядовитыми и т. д., выделения которых играют важную роль в жизни насекомых.

Поперечно-полосатая мускулатура особого развития достигает в грудном отделе, обеспечивая быстрые движения крыльев (от пяти до тысячи взмахов в секунду) и конечностей.

Как и у других членистоногих, пищеварительная система насекомых состоит из трех отделов. Строение переднего отдела кишечника модифицируется в зависимости от пищевой специализации насекомых. У насекомых, питающихся твердой пищей, имеется мускульный желудок (рис. 11.14). У питающихся жидкой пищей ротовая полость превращена в систему каналов, а желудок сосательного типа. Слюнные железы могут быть преобразованы в прядильные (гусеницы бабочек) или содержать антикоагулянты крови (у кровососущих форм). В заднем отделе кишечника большинства насекомых расположены специальные железы, предназначенные для всасывания воды из непереваренных остатков пищи.

Кроме мальпигиевых сосудов (от 2 до 200), органом выделения служит и жировое тело, основная функция которого — запасание питательных веществ, необходимых для развития яиц во время зимовки. Конечным продуктом азотистого обмена насекомых является мочевая кислота, выделяемая в форме кристаллов, что связано с необходимостью сохранения воды в их геле.

Дыхание насекомых осуществляется исключительно с помощью сильно разветвленной системы трахей. Отверстия дыхалец расположены на боковых поверхностях груди и брюшка. Дыхальца снабжены специальными клапанами, регулирующими поступление в них воздуха, движение которого происходит при помощи сокращений брюшка. Живущие в воде насекомые — водяные мухи и клопы — вынуждены периодически подниматься на поверхность воды для запасания воздуха.

Рис. 11.14. Схема строения органов таракана: 1 — пищевод; 2 — зоб; 3 — мускулистый желудок; 4 — средняя кишка; 5 —выделительные трубки; б — боковые трахеи; 7 — брюшная нервная цепочка.

Кровеносная система насекомых в связи с особенностями строения органов дыхания развита слабо и не имеет принципиальных отличий от таковой других членистоногих (рис. 11.15). Кровь бесцветная или желтоватая, редко красная, что зависит от растворенного в ней гемоглобина (например, у личинок комара-мотыля).

Нервная система, как и у других членистоногих, построена по типу окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. Надглоточный ганглий достигает высокого уровня развития, особенно у общественных насекомых (пчел, муравьев, термитов), преобразуясь в «головной мозг» с тремя отделами: передним, средним и задним. Он иннервирует глаза и усики. Поведение общественных насекомых сложное.

Органы чувств насекомых хорошо развиты. Органы зрения взрослой особи представлены фасеточными глазами, к которым иногда добавляются и простые глазки, расположенные на лбу и темени.

Некоторые насекомые обладают цветовым зрением (бабочки, пчелы). Своеобразно устроены органы равновесия и слуха. Насекомые имеют острое обоняние, позволяющее им отыскивать пишу и половых партнеров. Органы осязания располагаются чаще всего на усиках, а органы вкуса — на ротовых конечностях. Высокоразвитая нервная система и совершенные органы чувств определяют сложное поведение насекомых, особенно общественных. Оно определяется инстинктами, которые представляют собой врожденные комплексы реакций.

Рис 11 .15 . Кровеносная система насекомого: 1 — аорта; 2 — крыловидные мышцы; 3 — спинной сосуд — «сердце».

Типы развития насекомых. Насекомые раздельнополые, большинство из них с хорошо выраженным половым диморфизмом. Половые железы парные, у самцов нередко имеется совокупительный орган. Яйца богаты желтком и откладываются во внешнюю среду. После выхода из яйца развитие организма насекомого происходит с неполным или полным превращением (метаморфозом).

У насекомых с неполным превращением из яиц вылупляются личинки, похожие по внешнему виду на взрослое насекомое, но отличающееся от него меньшими размерами и недоразвитыми крыльями и половой системой. С каждой линькой они становятся все больше похожими на взрослую форму. Напротив, у насекомых с полным превращением развитие идет с последовательной сменой форм, совершенно непохожих одна на другую. Из яйца вылупляется червеобразная личинка (у бабочки она называется гусеницей), которая ползает, много ест, несколько раз линяет и с каждой линькой становится крупнее. В результате последней личиночной линьки образуется куколка, которая не двигается и не питается. Куколки разных отрядов насекомых с полным превращением имеют различное строение, но общим для них является разрушение анатомических структур личинки и использование этого материала для построения органов взрослого насекомого. Регуляция всех стадий метаморфоза происходит при участии специальных гормонов.

У насекомых с полным превращением личинка (гусеница) и взрослая особь различаются не только внешним видом, но и способом и объектами питания. Так, гусеница бабочки капустницы питается листьями, взрослая бабочка сосет цветочный нектар. Кроме того, личинки и взрослые насекомые заселяют разные места обитания. Например, личинка комара живет в пресных водоемах и питается водорослями и простейшими, а взрослый комар (самка) обитает в наземных условиях и сосет кровь человека и других млекопитающих. Благодаря таким различиям в источниках пищи и местах обитания ослабляется внутривидовая конкуренция, что способствует процветанию насекомых.

Отряды насекомых. Класс Насекомые включает большое количество отрядов. Основой их выделения служит строение крыльев, ротового аппарата и тип развития. Характеристика основных отрядов представлена в табл. 11.1.

Табл. 11.1. Основные отряды насекомых.

Роль насекомых в природе, их практическое значение. Насекомые при их разнообразии и огромной численности играют важную роль в природе и жизни человека. Они являются опылителями растений, истребляют вредных представителей этого класса и выполняют роль санитаров. Некоторых полезных насекомых — пчел, шелкопрядов — человек одомашнил. Вместе с тем велик и вред, наносимый насекомыми. В зависимости от объекта нападения вредных насекомых делят на несколько групп: вредители поля, сада, огорода, амбарные вредители, переносчики болезней.

В целях защиты растений от насекомых используют разные способы борьбы с ними. Широко применяется сбор насекомых с помощью ловчих канав, колец, бредней, насекомоуловителей (механический способ) и др. Кроме того, борьба ведется и химическим методом, при котором на насекомых воздействуют ядами. Но использование химических веществ приводит к отравлению почвы, воды, уничтожению наряду с вредными и полезных насекомых. Поэтому в последнее время признание получил биологический способ борьбы, при котором человек использует естественных врагов насекомых: насекомоядных птиц, насекомых-хищников (жужелиц, божьих коровок и др.). Искусственно разводят наездника-трихограмму для борьбы с яблонной плодожоркой.