Внешнее внутреннее строение насекомых кратко. Насекомые - строение тела. Половая система насекомых

Лесное дело

Подготовки бакалавров

ЛЕСНАЯ ЭНТОМОЛОГИЯ

Методические указания к лабораторным занятиям и самостоятельной работе студентов, обучающихся по направлению

Брянск 2012

Лесная энтомология. Методические указания к лабораторным занятиям и самостоятельной работе студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 250100 – Лесное дело. Строение насекомых. /Брянск:БГИТА, 2012. - 35 с.

Составитель: Шелухо В.П . – доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Рецензент: Тимошенко С.Г. - руководитель Брянского филиала Центра защиты леса Калужской области ФБУ «Рослесозащита»

На основе опыта преподавания учебной дисциплины приводятся теоретическое обоснование и методические рекомендации по проведению лабораторных занятий и самостоятельной работе студентов по лесной энтомологии по усвоению строения насекомых как основы для организации мероприятий по контролю численности вредителей леса, что направлено на повышение эффективности образовательного процесса и формирование определенных компетенций.

Для профессорско-преподавательского состава кафедры лесозащиты и охотоведения БГИТА, для студентов лесохозяйственного факультета.

Переход к индивидуально-ориентированному обучению студентов является неотъемлемой частью современных методов активизации и повышения качества подготовки компетентных профессионалов. Подготовка бакалавров базируется на большом объеме самостоятельной работы студентов, полном обеспечении их разнообразными информационными ресурсами на базе информационных компьютерных технологий.

Данное методическое пособие является не только методическими указаниями к проведению лабораторных занятий по курсу лесной энтомологии, но и кратким методическим пособием к самостоятельному освоению студентами важнейшего раздела энтомологии – строения насекомых, знание которого необходимо для понимания физиологии данной группы животных, пониманию возможных путей воздействия на вредителей леса с целью управления их численностью и вредоносностью.

Курс лесной энтомологии входит в комплекс знаний, получаемых студентом при обучении лесному делу. Курс состоит из лекций, лабораторных за­нятий, летней учебной практики и дипломного проектирования. Лабо­раторные занятия проводятся в 6 се­местре в объеме 28 часов. На занятиях студенты знакомятся с удивительным и разнообразным миром насекомых, с видами, полезными для хозяйственной деятельности человека, с вредными для леса насекомыми, получают навыки определения видов, знакомятся с биологией и экологией лесных насекомых, с комплексом мероприятий по ограничению численности вредителей, приобретают навыки биологической защиты растений.

Лабораторные занятия дополняют лекции, в необходимых случаях детализируют отдельные теоретические лекционные вопросы.

Опыт работы кафедры показывает, что курс лесной энтомоло­гии требует от студента большого внимания, трудолюбия и тщательно­сти при выполнении заданий по лабораторному практикуму. Следует помнить, что глубокие знания по любой дисциплине может дать только комплекс учебных занятий, в который входят лекции, учебная и производственная практики в лесу, дипломное проектирование, работа в студенческом научном кружке, экскурсии в природу и в музей.

Насекомые имеют большое значение как вредители, опылители, почвообразователи, много видов являются украшением природы.

Кафедра располагает хорошей лабораторией, научным оборудованием, современными методическими материалами, широко использует тестирование, применение разнообразных электронных носителей информации. Контроль успеваемости студентов осуществляется препода­вателем путем систематического письменного или устного опроса, проверки конспектов. Проверка знаний по систематике насекомых проводится на фактическом материале (раздаточный материал насекомых, коллекции, препараты и пр.).

Тема: Строение насекомых

1 Знакомство с классами типа членистоногих

Насекомые относятся к обширному типу членистоногих - Arthropoda. Помимо насекомых в него входят разнообразные животные, имеющие твердый внешний скелет, расчлененный на сегменты.

Этот тип является самым многочисленным в животном мире. Он объединяет свыше 1,5 млн. видов (по отдельным оценкам 2…7 млн. видов). Представители это­го типа весьма приспособлены к жизни в различных условиях среды, они играют огромную роль в жизни леса и биосферы.

Тип членистоногих состоит из 4-х классов (табл. 1). Необходимо усвоить отличительные признаки этих классов, указать полезных и вредных представителей. В рабочую тетрадь записывается табл. 1, характеризующая признаки этих классов.

По коллекциям рассматриваются признаки внешнего стро­ения тела типичных представителей отдельных классов : мок­рицы, раки, пауки, клещи, кивсяки, жуки, бабочки и т. д.

Таблица 1 Тип членистоногие - Arthropoda

Класс насекомые - INSEKTA

Происхождение насекомых связывают с действием процесса олигомеризации (уменьшения числа однородных структур, выполняющих одинаковые функции) в процессе эволюционного развития от червеобразного членистого предка (рис 1).

К этому классу относятся шестиногие членистоногие, имеющие сложный цикл развития с превращением и тело, разделенное на 3 отдела. Передний отдел - это голова, несущая глаза, антенны и 3 па­ры ротовых частей. Следующий отдел - грудь, состоящая из 3 сегментов, каждый из которых обычно несет по паре ног; у летающих насекомых второй и третий сегменты груди несут также по паре крыльев. Задний отдел тела - брюшко. Оно состоит из 4…11 сегментов и не имеет ног. Последние сегменты брюшка обычно несут видоизмененные придатки, приспособленные для спаривания или для откладки яиц. Экзоскелет насекомых, как и других членистоногих, обеспечивает защиту внутренних органов и сохранение формы тела.

За исключением некоторых живородящих форм, все насе­комые откладывают яйца. Непо-ловозрелые насекомые линя­ют несколько раз в течение своего развития до взрослой ста­дии и, как правило, при каждой линьке увеличиваются разме­ры тела и появляются специализированные органы.

Неполовозрелые насекомые не имеют крыльев. Единст­венным исключением являются некоторые поденки, у которых последняя кратковременная неполо­во-зрелая стадия уже имеет функциональные крылья. Неполо­возрелые особи у насекомых с полным циклом развития внешне не похожи на взрослых (гусеница – бабочка) и могут не иметь структур, типичных для взрослых насекомых.

Насекомые представляют самую многочисленную по видам группу животных. Иногда численность насекомых бывает столь велика, что они образуют целые тучи.

Насекомые заселяют все типы экосистем планеты, за исключением глубин океана. Они живут в тропиках и являются одними из немногих пос­тоянных обитателей района Южного полюса.

Приспособительные возможности насекомых

Насекомые являют собой самую высокоразвитую группу наземных артропод. Механические преимущества экзоскелета создали условия для дальнейшей специализации, обеспечившей им перевес над своими конку­рентами. Благодаря наличию экзоскелета насекомые получи­ли большую поверхность для прикрепления мускулатуры, прекрасные возможности для регуляции испарения воды, что особенно важно для животных с малыми размерами, почти полную защиту жизненно важных внутренних органов от внешних повреждений.

Наиболее важные черты специализации насе­комых:

Крылья . Являются продуктом коренного, революционного развития животных (принцип ароморфоза). Способность к полету неизмеримо увеличи­ла шансы насекомых на выживание и распространение по планете. Увеличились возможности для питания и размножения и появились новые способы избегания вра­гов. Расширение возможностей для добывания пищи открыло путь для использования более специфических ее источников, особенно в тех случаях, когда пища или места выплода име­лись в ограниченном количестве и были труднодоступны.

Небольшие размеры. Эволюция насекомых шла в направлении развития большого числа мелких особей, нежели небольшого числа крупных. Это позволяло использо­вать многие новые необычные виды пищи, встречающиеся в небольших количествах, а также создавало больше возможнос­тей для укрытия и избегания врагов. Недостаток малых раз­меров состоит в том, что поверхность тела непропорци­онально велика по сравнению с его объемом. Это сильно повы­шает испарение и делает наземную жизнь практически невоз­можной для животных с тонкими покровами тела. Приобретенный склеротизированный кутикулярный экзоскелет насекомых обеспечива­ет им регуляцию испарения, что позво­ляет им быть малого размера.

Полный метаморфоз. Жизненный цикл насе­комых состоит из 4 стадий: 1) яйцо; 2) личинка, или пита­ющая стадия; 3) куколка, или покоящаяся переходная стадия; 4) взрослое насекомое, или репродуктивная стадия (имаго). Такой тип жизненного цикла встречается у групп насекомых с наи­большим числом видов, в том числе у жуков и мух. Почти у всех насекомых с таким типом жизненного цикла рост проис­ходит только за счет личиночного питания. У взрослого насе­комого потребляемая пища в основном тратится на созревание половых продуктов. Разные жизненные задачи поз­воляют личинкам и взрослым особям жить в совершенно раз­ных местообитаниях с разными условия существования, пос­кольку условия жизни личинки должны быть благоприятны для быстрого роста, а условия жизни взрослой особи - для спаривания и расселения. Полный мета­морфоз открыл насекомым доступ к огромному числу разнообразных местообитаний и видов пищи, что привело к развитию сложных типов поведения. Полный метаморфоз поз­воляет виду использовать преимущества двух абсолютно раз­ных типов местообитания и в то же время избегать многих их отрицательных сторон.

Полный метаморфоз отсутствует почти у половины отря­дов, но у них появляются другие адаптивные особенности.

Увеличение числа видов. Основные причины, с точки зрения теории эволюции, приведшие к такому видовому разнообразию насекомых следующие:

1.Многие виды насекомых приспособлены к жизни только в узких рамках некоторых экологических факторов, таких, как хозяева, температура, влажность. При относительно неболь­ших, но длительных изменениях климата, как это имело место в ледниковый период, ареал таких видов разбивается на изо­лированные части.

2.Благодаря способности к полету, крылатые насекомые могут перемещаться на большие расстояния, преодолевая с воздушными массами водные и другие преграды. В результате таких перемещений популяции насекомых могут заселить но­вые места обитания, географически изолированные от мест обитания основных популяций вида. Такие популяции-коло­низаторы могут развиваться в новые виды.

3.Генетическая несовместимость между изолированными популяциями, выражающаяся в невозможности спаривания и развития потомства, может возникнуть у насекомых очень ско­ро из-за короткой продолжительности жизни одного поколения и привести к ускоренному видообразованию.

2 Отделы тела, их строение, функции и придатки

2.1 Расчленение тела насекомого на отделы:

голова, грудь, брюшко и их придатки

Объяснение к заданию

Наружные покровы насекомых представляют собой твер­дый экзоскелет, который служит опорой для прикрепления внутренней мускулатуры, придает жесткость телу насекомого. Стенка тела мо­жет быть достаточно гибкой или упругой, но растягивать­ся она способна лишь в течение короткого времени после линь­ки. Относительная гибкость тела обеспечивается за счет деле­ния его на отдельные членики - сегменты, которые соединя­ются между собой с помощью эластичных перепонок.

Сливаясь между собой, сегменты образуют 3 отдела: голо­ву, грудь и брюшко. На примере черного таракана или май­ского жука наиболее удобно разграничить эти отделы. Каждый из отделов несет придатки различного назначения (рисунок 2).

Порядок расчленения тела насекомого

Студент самостоятельно производит расчленение тела майского жука на 3 отдела: голову, грудь и брюшко.

В работе соблюдается такая последовательность: на пред­метном стекле жук кладется на спину и удерживается в таком положении препаровальной иглой. По границе головы и груди скальпелем отделяется голова. Затем отделяется брюшко, для чего линию реза скальпелем следует провести сразу же за третьей парой ног.

Оставшийся отдел груди разделяется на 3 составляющие его членика следующим образом: позади первой пары ног де­лается надрез, после чего легко отделяется переднегрудь. За­тем делается укол иглой в вершину щитка (треугольник у ос­нования надкрыльев), надкрылья разводятся в стороны и с брюшной стороны отделяется скальпелем второй членик груди (среднегрудь) с относящейся к нему второй парой ног. Этот членик очень узкий, и линия реза скальпелем должна пройти сразу же за второй парой ног. На стеклянной пластинке оста­ется третий членик - заднегрудь. К средне- и заднегруди со спинной стороны прикрепляются по одной паре крыльев, а с брюшной - по одной паре ног.

Расчлененное таким образом насекомое раскладывается на стекле в порядке следующих друг за другом частей тела.

Рассматривая отдел головы, надо установить форму и по­ложение ее у следующих насекомых: большой сосновый дол­гоносик, валежный короед, кузнечик, жужелица. Строение го­ловной капсулы разбирается па примере майского жука. В за­висимости от способа прикрепления головы выделяются основные про­гнатический и гипогнатический типы (рисунок 3).

2.2 Голова и придатки головы

Головная капсула служит для размещения головного мозга (окологлоточного нервного кольца) и придатков. Капсула образована за счет срастания головных сегментов (5…6 шт) и прочна. Шесть туловищных сегментов, слившихся с предковой го­ловной областью, или акроном, и вошедших в состав нынеш­ней сложной единой структуры, которую мы называем головой, несли парные придатки.

Как и прочие придатки сегментов, относящиеся к осталь­ным отделам тела насекомого, придатки головы произошли из простых ног, типичных для примитивных членистоногих. Та­ким прототипом, вероятно, стала нога трилобитов. Части головы называются по аналогии с частями головы человека (рисунок 4).

Наличник (клипеус). Эта область напомина­ет губу и лежит между фронтоклипеальным швом и верхней губой под глазами в передней части головной капсулы. Наличник срастается со лбом.

Лоб . Эта область располагается внизу передней части лица над наличником и ограничена с боков фронтальными швами.

Щеки . Щеки представляют собой нижнюю часть голо­вы под глазами и позади лба. Иногда впереди на лицевой части между лбом и щеками имеется щечный шов; если же этот шов отсутствует, то определенной границы между щеками и лбом нет.

Темя . Область задней части головы над глазами.

Затылок . Эта об­ласть охватывает большую часть задней поверхности головы. Она отделена от темени и щек затылочным швом.

Зазатылок . Это - узкий кольцеобразный склерит, составляющий край затылочного отверстия. Он отделен от за­тылка зазатылочным швом, имеющимся практических у всех взрослых насекомых. Зазатылок несет затылочные мыщелки, с помощью которых голова причленяется к цервикальным склеритам шейной области.

Затылочное отверстие , через которое проходят пищевод, нервная цепочка, протоки слюнных желез, аорта, трахеи и свободная кровь. Внутри головы расположен комплекс перекладин, называемый тенториумом.

Задание

В лупу рассматриваются отдельные части головной кап­сулы (склериты): наличник, лоб, темя, щеки, виски, затылок, горло, шея. Отыскиваются усики, глаза, ротовое отверстие и ротовые аппараты (рисунок 4).

Придатки головной капсулы и ротовые аппараты .

Голова насекомых несет усики, глаза и ротовые органы.

2.2.1 Строение и типы ротовых аппаратов

Тремя важнейшими частями ротового аппарата являются верхние челюсти (мандибулы), нижние челюсти (максиллы) и нижняя губа (лабиум). Все они представляют собой резуль­тат видоизменения типичных парных конечностей членисто­ногих.

Эволюционно сложилось, что предки и древние насекомые питались твердой пищей – отмершей растительностью, поэтому первичным является ротовой аппарат грызущего типа. Все остальные типы ротовых аппаратов появились в процессе эволюции как адаптация к изменению пищи и способам ее добывания. На построение частей ротовых аппаратов использованы три пары конечностей предков насекомых.

Верхняя губа . В типичном случае представляет собой подвижный козырек, свисающий с края наличника и прикрывающий рот. Верхняя губа образовалась путем отчленения от надротового щитка лицевой части головы. Форма у различных насекомых значительно варьирует.

Верхние челюсти (жвалы, мандибулы) . Являются измененными парными придатками 4 сегмента головной капсулы. В типичном случае они твердые, сильносклеротизированные, несут зубцы различной конфигурации и предназначены для откусывания крупных частиц пищи. У насекомых, питающихся жидкой пищей, лежащей на поверхности – редуцированы.

Нижние челюсти (максиллы) . Располага­ются непосредственно за мандибулами и являются парными придатками 5-го головного сегмента. Они имеют лишь боковое сочленение с основанием головной капсулы. Предназначены для измельчения крупных кусочков пищи, имеют членистое строение и несут щупики с размещенными на них органами химического чувства. Нижние челюсти у насекомых с сосущим типом ротового аппарата за счет нижнечелюстных щупиков образовали сосательную трубку (бабочки).

Нижняя губа . Членистое образование, представляющее собой частично сросшиеся парные придатки 6-го головного сегмента, закрывает ротовую полость снизу. Оно кажется единым элементом, но состоит из второй пары максилл (нижних челюстей), которые срос­лись вдоль средней линии и образовали функционально еди­ную структуру. Части нижней губы соответствуют час­тям нижних челюстей. У насекомых с грызущее-лижущим типом ротового аппарата части нижней губы удлинились и образовали лакающий язычок (пчелы), а у видов с колюще-сосущим типом (комары, клопы) – хоботок. При колюще-сосущем типе аппарата все части исходного грызущего аппарата сильно удлинились и служат для прокалывания (прорезания) тканей и являются чехлом для нижнегубного хоботка. У клопов на ротовых частях имеется сустав, позволяющий укладывать хоботок в покое на грудь.

Порядок выполнения задания:

1. Производится расчленение грызущего ротового ап­парата на составные части. Для этого используется голова расчлененного ранее майского жука. Через затылочное отвер­стие голова укрепляется на препаровальной игле. Скальпелем делаются надрезы в области правой и левой щеки и отделяет­ся нижняя губа, несущая нижнегубные щупальца и жеватель­ные лопасти. Затем отделяются нижние челюсти со щупаль­цами, верхние челюсти и верхняя губа. Выделенные части ротового аппарата рассматриваются в лупу. Рассматривается также грызущий ротовой аппарат других насекомых во взрос­лой стадии и у личинок жуков, черного таракана, стрекоз и др.

2. Ознакомившись со строением грызущего типа (основного), следует рассмотреть устройство колюще-сосущих ротовых ор­ганов. Для этого используются крупные клопы: вредная чере­пашка, ягодный клоп, сосновый подкорный клоп, комары и др. Отделив голову, следует рассмотреть строение «хоботка» и отдельных его щетинок. Взаимодействие ротовых частей при приеме пищи удобнее наблюдать у живых насекомых и их ли­чинок.

3. Рассмотреть устройство хоботковых типов ротовых ап­паратов: грызуще-лижущего у медоносных пчел и шмеля, со­сущего - у бабочек бражников, лимоницы, капустницы и др.; колюще-сосущего - у клопов и комаров.

4. Определить типы ротовых аппаратов у других насеко­мых, предложенных в наборе.

5. Зарисовать основные типы ротовых аппаратов (рисунки 5.6.7.8).

Материал и оборудование : отчлененные головы майских жуков, предварительно распаренные; набор насекомых в кол­лекции: бабочки белянки, сосновой бражник, кузнечик, жуже­лица, щавелевый клоп, пчела или шмель, жук-олень. Биноку­лярные микроскопы. Лупы, стеклянные пластинки для расчле­нения, препаровальные иглы.

2.2.2 Строение усиков (антенн)

Объяснение к заданию

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

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

Задание

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

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

3. Зарисовать строение головной капсулы.

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

5. Зарисовать типы усиков.

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

2.3 Строение груди и её придатков

Объяснение к заданию

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Внешнее строение насекомых. Насекомые отличаются от других представителей типа членистоногих главным образом по расчленению тела на три отдела - голову, грудь и брюшко и по наличию на грудном отделе 3 пар ног и обычно 2 пар крыльев). Тело насекомых одето кутикулярным (хитиновым) покровом и разделено на кольца (сегменты). Грудной отдел состоит из 3 сегментов - передне-, средне- и заднегруди, брюшной - обычно из 10 сегментов. Спинную часть грудных сегментов называют передне-, средне- и заднеспинкой. Спинная часть последнего брюшного сегмента называется анальной пластинкой, а его брюшная часть - генитальной пластинкой.

Голова насекомых состоит из нерасчлененной головной капсулы, на боковых сторонах которой расположены крупные фасеточные глаза. Ее передняя поверхность называется лбом (книзу ото лба находится наличник), верхняя - теменем, задняя - затылком, а боковые - висками (позади глаз) и щеками (ниже глаз). Кроме фасеточных глаз, на темени часто имеются мелкие линзовидные прозрачные глазки; обычно бывает 3 глазка.

К передней поверхности головы причленяются усики, которые могут быть нитевидными (тонкие, одинаковой толщины на всем протяжении), щетинковидными (тонкие, к концу утончающиеся), четковидными (с резкими перехватами между короткими цилиндрическими или округлыми члениками), мечевидными (уплощенные и расширенные в основании), булавовидными (с расширением на конце),пильчатыми(снеправильно-треугольнымиуплотненными члениками, край которых выступает углом), гребенчатыми (с длинными мясистыми выростами на концах члеников), перистыми (с тонкими волосовидными выростами на члениках), пластинчатыми (с несколькими пластинками на конце), коленчатыми (согнутые под углом, с сильно удлиненным основным члеником) или имеют неправильную форму. Число члеников усиков может колебаться от 2-3 до нескольких десятков. Длина усиков может в несколько раз превышать длину тела.

Ротовые части причленяются к голове снизу. При рассматривании головы спереди видна верхняя губа, представляющая собой непарную пластинку, подвижно соединенную с наличником. По сторонам верхней губы расположены массивные жвалы. Рассматривая голову снизу, легко выделить нижнюю губу, которая представляет собой срединную непарную пластинку, снабженную на конце короткими губными щупиками. По бокам от этой пластинки расположены нижние челюсти, несущие на наружной поверхности по длинному членистому челюстному щупику. Такое строение характерно для типичного грызущего ротового аппарата. Насекомые, питающиеся жидкой пищей, имеют ротовой аппарат, видоизмененный в колющий или сосущий хоботок. Иногда жвалы не входят в состав хоботка и нормально функционируют - такого типа ротовой аппарат называется грызуще-лижущим или грызуще-сосущим. У некоторых насекомых ротовые части недоразвиваются.

Каждый грудной сегмент несет по паре ног, соответственно - передние, средние и задние ноги. Основной членик ноги - тазик помещается в особой тазиковой впадине на нижней стороне грудного сегмента. Далее следуют короткий вертлуг, длинное и нередко утолщенное бедро, не менее длинная голень и состоящая из нескольких члеников лапка, обычно заканчивающаяся двумя коготками. Под коготками у многих насекомых имеются присоски. На голени нередко расположены шипы, а на ее конце - подвижные шпоры. В зависимости от строения и функции ноги могут быть ходильными, бегательными, прыгательными, плавательными, копательными, хватательными и т. д. На заднем крае груди расположен небольшой, обычно более или менее треугольный выступ - щиток.

К спинной части груди у большинства насекомых прикрепляются две пары крыльев; передняя пара расположена на средне-, задняя - на заднегруди. У некоторых насекомых передние крылья кожистые, а иногда сильно склеротизованные, прочные. Они несут защитные функции, прикрывая в состоянии покоя заднюю пару крыльев, служащих для полета, и называются надкрыльями. Некоторые группы насекомых не имеют крыльев, иногда же хорошо развита только их одна (передняя или, реже, задняя) пара. В крыле различают основание и вершину, а также передний, наружный и задний края. При определении некоторых видов и групп насекомых важное значение приобретает жилкование крыла, т. е. особенности того рисунка, который образуют твердые жилки, служащиекаркасом для крыловой перепонки).

Жилки в соответствии с их направлением делятся на продольные и поперечные, причем главными являются продольные жилки. По краю крыла проходит так называемая костальная жилка (С), которая иногда обходит все крыло. Следующая жилка, ответвляющаяся в основании крыла и идущая параллельно костальной, носит название субкостальной (Sc). Она может делиться на несколько ветвей (Sc1, Sc2 и т. д.). Следующие два ствола жилок, ответвляющиеся в основании крыла, особенно важны. Первый из этих стволов - радиальный (R) - разветвляется на целый куст радиальных жилок, которые в соответствии с порядком их слияния с передним краем крыла обозначаются как первая радиальная (R1), вторая радиальная (R 2) третья радиальная (R3) и т. д. Второй ствол - медиальный (М) - также может ветвиться и в том же порядке образует первую медиальную (M1), вторую медиальную (М2), третью медиальную (М3) и последующие жилки. Задний край крыла укрепляют также отходящие от основания крыла единым кубитэльным стволом (Сu ) кубитальные жилки (Сu 1, Сu 2 и т. д.), которых обычно две. Веер жилок завершают несколько неветвящихся анальных жилок (А1, А2, А3 и т. д.).

Пространство между жилками называется полем, которое обозначается по наименованию впереди лежащей жилки. Поперечными жилками поле делится на ячейки: в радиальном секторе - радиальные, в медиальном - медиальные и т. д. В основании крыла различают базальные ячейки, а между радиальным и медиальным секторами - одну или несколько дискоидальных. Если поперечных жилок и, следовательно, ячеек много, жилкование называется сетчатым, если имеется несколько поперечных жилок, ограничивающих крупные ячейки, то ячеистым. У переднего края крыла нередко находится небольшой затемненный участок - крыловой глазок. Поверхность крыла может быть покрыта волосками, чешуйками или иными кутикулярными образованиями.

Брюшко насекомых снабжено различными придатками, располагающимися, как правило, только на самом конце. Это главным образом длинные тонкие хвостовые нити или более короткие парные церки. У самок нередко развит твердый игловидный (саблевидный) или мягкий, обычно втяжной яйцеклад. Иногда имеется жало. Лишь у немногих насекомых развиты придатки на нижней стороне брюшных сегментов: парные выросты или своеобразная прыгательная вилка.

Литература: Б.М. Мамаев, Л.Н. Медведев, Ф. Н. Правдин. Определитель насекомых Европейской части СССР. Москва, "Просвещение", 1976

Насекомые являются классом, принадлежащим типу Членистоногие. К насекомым принадлежит подавляющее число видов членистоногих. Насчитывают порядка 1,5 миллионов видов насекомых. По сравнению с ракообразными и паукообразными они устроены более сложно в связи с тем, что лучше приспособились к обитанию на суше и освоили здесь почти все среды жизни. Они ползают по земле, живут в почве, летают и прыгают. Некоторые даже вернулись к жизни в воде, но все равно при этом дышат воздухом.

К насекомым относятся жуки, бабочки, кузнечики, комары, стрекозы, мухи, пчелы, муравьи, тараканы и многие другие.

Можно дать следующую общую характеристику насекомых:

• Тело покрыто кутикулой, содержащей хитин (как и у всех членистоногих).
• Тело насекомых состоит из головы, груди и брюшка . Грудь состоит из трех сегментов. Количество сегментов брюшка бывает разным в зависимости от вида (от 6 до 10 сегментов).
• Три пары ног (всего 6), которые отрастают от сегментов груди. Каждая нога состоит из нескольких члеников (тазик, вертлуг, бедро, голень, лапка). У некоторых насекомых ноги могут быть видоизменены в связи с тем, что выполняют не функцию хождения, а какую-либо другую (для прыжков, рытья, плавания, хватания). Например, у кузнечиков задние ноги более мощные и длинные и обеспечивают ему хороший прыжок. А у богомолов передние ноги видоизменены в хватательные конечности, ими он ловит других насекомых.
• У большинства насекомых имеются две пары крыльев . Они отрастают от двух последних сегментов груди. У ряда групп первая пара крыльев видоизменена в жесткие надкрылья (например, у жуков).
• На голове имеется одна пара усиков , на которых располагаются органы обоняния и осязания.
• Глаза насекомых сложные (фасеточные) , состоят из множества простых глазков (фасеток). Такие глаза формируют мозаичное изображение (общая картина составляется из маленьких частей).
• У насекомых нервная система и поведение сложнее, чем у других групп членистоногих, но ее общий план строения примерно такой же. Выделяют головной мозг (надглоточная ганглиозная масса), окологлоточное кольцо, брюшную нервную цепочку.
• Насекомые могут по-разному питаться. В процессе эволюции у них сформировались различные ротовые аппараты (грызущего, сосущего, фильтрующего и других типов). В любом случае в образовании ротовых аппаратов участвуют верхние и нижние губы, пара верхних и пара нижних челюстей, а также хитиновый язык.
• Пищеварительная система состоит из ротовой полости, пищевода, зоба (не всегда), желудка, средней кишки, задней кишки, анального отверстия. В ротовую полость и среднюю кишку впадают различные железы, выделяющие пищеварительные ферменты. В желудке насекомого пища в основном измельчается с помощью жестких хитиновых образований. Переваривание происходит в средней кишке, которая на границе с желудком по кругу имеет слепые отростки, увеличивающие ее поверхность.
• Выделительная система представлена только мальпигиевыми сосудами . Это трубки, один конец которых впадает в заднюю кишку, а другой находится в полости тела и слепо замкнут. Через стенки мальпигиева сосуда из полости тела, в которой течет кровь, фильтруются продукты жизнедеятельности, которые требуется вывести из организма. Из задней кишки они выходят вместе с непереваренными остатками пищи. Наиболее вредные вещества организм насекомых изолирует в так называемом жировом теле (но основная его функция - запас питательных веществ).
• Дыхательная система состоит только из трахей - разветвленных трубочек, пронизывающих тело. Наружу они открываются на каждом сегменте парой отверстий.
• Кровеносная система незамкнутая , т. е. из сосудов кровь изливается в полость тела, а затем снова собирается в сосуды. Кровь толкает сердце, расположенное на спинной стороне брюшка. Из сердца кровь течет в головном направлении. От головы кровь течет в брюшном направлении по промежуткам между органами. Затем снова собирается в сосуды, идущие к сердцу. Кровь участвует только в переносе питательных веществ из кишечника и выводе вредных продуктов жизнедеятельности из клеток. Кислород в ткани организма насекомого поступает прямо из трахей. В них же из тканей выделяется углекислый газ. Несмотря на то, что трахейная система дыхания для членистоногих считается более продвинутой, и трахеи пронизывают все тело насекомого, данный тип дыхания препятствует увеличению размеров насекомых. Большое тело невозможно полноценно обеспечить кислородом с помощью трахей.
• Существует два типа развития насекомых: с полным превращение и с неполным превращением . У насекомых с полным превращением в жизненном цикле наблюдается метаморфоз, когда непохожая на взрослых особей личинка через окукливание сильно изменяется и становится взрослым половозрелым насекомым. Такое развитие позволяет личинкам и взрослым питаться и жить в разных местах, что снижает конкуренцию между ними. У насекомых с неполным превращением метаморфозов в жизненном цикле нет. Из яиц они выходят внешне похожими на взрослых особей. По мере роста молодняк несколько раз линяет, в нем развиваются половые органы.
• На протяжении исторического развития жизни на Земле (эволюции) многие насекомые вступили в своеобразный симбиоз с цветковыми растениями, став их опылителями и кормясь их пыльцой и нектаром. Именно это определило и их внешнее строение (особенно строение ротового аппарата) и все многообразие и красоту цветков растений. Многие виды насекомых опыляют только определенные виды растений, цветок которых приспособлен для опыления только данным видом насекомого.

Страница 1 из 5

Тело насекомого

Тело насекомого состоит из трех частей: головы, груди и задней части. На голове 6 сегментов слились воедино и совсем не заметны. Грудь состоит из 3 сегментов. Задняя часть - обычно из 10, по бокам которых расположены дыхательные отверстия.

Скелет насекомых

Насекомые - беспозвоночные животные , поэтому строение их туловища коренным образом отличается от строения тела позвоночных животных, к которым относится и человек. Наше тело поддерживается скелетом, состоящим из позвоночника, ребер, костей верхних и нижних конечностей. К этому внутреннему скелету крепятся мускулы, с помощью которых тело может двигаться.

Насекомые обладают наружным, а не внутренним скелетом. Мускулы крепятся к нему изнутри. Плотная оболочка, так называемая кутикула, покрывает все тело насекомого, в том числе голову, лапки, усики и глаза. Подвижные суставы соединяют многочисленные пластинки, сегменты и трубки, имеющиеся в теле насекомого. Кутикула по своему химическому составу сходна с целлюлозой. Белок придает дополнительную прочность. Жиры и воск входят в состав поверхности оболочки тела. Поэтому панцирь насекомого прочен, несмотря на легкость. Он водо и воздухонепроницаем. На сочленениях образуется мягкая пленка. Однако такая прочная оболочка тела имеет существенный недостаток: она не растет вместе с телом. Поэтому насекомым приходится периодически сбрасывать свой панцирь. В течение жизни насекомое меняет множество оболочек. Некоторые из них, такие как чешуйницы, делают это более 20 раз. Панцирь насекомого нечувствителен к прикосновениям,теплу и холоду. Зато в нем есть отверстия, через которые с помощью специальных усиков и волосков насекомые определяют температуру, запахи и прочие характеристики окружающей среды.

Строение лапок насекомых

Жуки, тараканы и муравьи очень быстро бегают. Пчелы и шмели с помощью лапок собирают цветочную пыльцу в "корзиночки", расположенные на задних лапках. Богомолы используют передние лапки для охоты, зажимая ими жертву. Кузнечики и блохи, спасаясь от врага или разыскивая нового хозяина, совершают мощные прыжки. Водяные жуки и клопы используют лапки для гребли. Медведка своими широкими передними лапками прокапывает ходы в земле.

Несмотря на то что лапки различных насекомых выглядят по-разному, они имеют аналогичное строение. Лапка в тазике присоединяется к грудным сегментам. Затем следуют вертлуг, бедро и голень. Лапка разделена на несколько частей. На ее конце обычно расположен коготок.

Части тела насекомых

Волоски - микроскопические органы чувств, выступающие из кутикулы, с помощью которых насекомые соприкасаются с окружающим миром - обоняют, пробуют на вкус, слышат.

Ганглий - узлообразное скопление нервных клеток, отвечающее за деятельность отдельных частей тела.

Личинка - ранняя стадия развития насекомого, следующая за стадией яйца. Варианты личинок: гусеница, червячок, нимфа.

Мальпигиевы сосуды - выделительные органы насекомого в виде тонких трубок, которые выходят в кишечник между его средним отделом и прямой кишкой.

Опылитель - животное, которое переносит пыльцу с одного цветка на другой того же вида.

Ротовой аппарат - специально предназначенные для того, чтобы кусать, колоть или лизать, органы на голове насекомого, которыми они берут пищу, пробуют, размельчают и поглощают ее.

Сегмент - одна из нескольких составляющих тела насекомого. Голова состоит из 6 практически слившихся сегментов, грудь - из 3, задняя часть - обычно из 10 хорошо различимых сегментов

Смена оболочки - многократно повторяющийся процесс в жизни насекомого; оно сбрасывает старую оболочку, для того чтобы расти. На месте старой оболочки постепенно образуется новая.

Усики - нитевидные антенны на голове насекомого. Они выполняют функции органов чувств и служат для получения обонятельных, вкусовых, осязательных и даже слуховых ощущений.

Фасеточный глаз - сложный глаз насекомого, состоящий из отдельных глазков, количество которых может доходить до нескольких тысяч.

Хоботок - ротовой аппарат колюще-сосущих или лижуще-сосущих насекомых, например клопов, комаров, мух, бабочек и пчел.

Экзувия - старая оболочка насекомого, которую оно сбрасывает при вылупливании.