Особенности строения и жизнедеятельности насекомых

Выясните по рисунку 134, где в природе можно встретить насекомых и какой образ жизни они ведут. Что у них общего в строении и чем они различаются?

Местообитания и особенности внешнего строения насекомых. Насекомые живут всюду: в лесах, садах, лугах, полях, огородах, на животноводческих фермах, в жилище человека. Их можно встретить в прудах и озерах, на теле животных. В лесах обычны разнообразные жуки-короеды и жуки-лубоеды, на полях и огородах — бабочки-капустницы, в жилье человека — комнатные и другие мухи.

При общем плане строения насекомые различаются по форме головы, ротовым органам, величине глаз, длине и форме усиков, форме ног и крыльев. У пчел, например, наряду с парой сложных глаз, имеются простые глазки. Усики у пчелы нитевидные, у майского жука — пластинчатые, у бабочки капустницы — булавовидные (рис. 133). С помощью усиков насекомые различают запахи. Они же выполняют и роль органов осязания. В состав ротовых органов насекомых входят верхние и нижние челюсти, нижняя губа. Ротовые органы насекомых могут быть грызущими, сосущими, лижущими, колюще-сосущими (рис. 134). Ротовые органы у майского жука, кузнечика, стрекозы — грызущие, у комаров и клопов — колюще-сосущие, у бабочки-капустницы и других бабочек — сосущие. У большинства насекомых ротовые органы грызущие. Разнообразие ротовых органов — результат приспособления насекомых к поеданию различной пищи.

Усики насекомых
Рис. 133. Усики насекомых
Ротовые органы насекомых
Рис. 134. Ротовые органы насекомых

Расположенные на груди насекомых три пары ног, а у большинства и две пары крыльев имеют различные особенности строения в связи с разным образом жизни. Так, у кузнечиков, живущих в траве, ноги задней пары прыгательные, у жуков-навозников передние ноги копательные, у жуков-плавунцов задние ноги плавательные (рис. 135).
Разнообразие ног насекомых
Рис. 135. Разнообразие ног насекомых
Крылья насекомых (две пары или одна) различны по плотности, расположению жилок, окраске. Используя различные способы передвижения, насекомые отыскивают пищу, особей своего вида, спасаются от опасности, расселяются. Среди насекомых имеются виртуозы полета. Комнатные мухи, например, могут делать в полете резкие броски в стороны. Бражники зависают над цветками, из которых берут нектар.

Брюшко насекомых состоит из 5—10 члеников. По его бокам имеются отверстия — дыхальца, ведущие в трахеи.

Особенности внутреннего строения насекомых. Пищеварительная система насекомых состоит из рта, глотки, пищевода, его расширения — зоба, желудка, кишечника (рис. 136). В глотку впадают протоки слюнных желез.

Вскрытый майский жук
Рис. 136. Вскрытый майский жук

На границе средней и задней кишки впадают многочисленные выделительные трубочки — мальпигиевы сосуды (рис. 136). Это органы выделения насекомых. Поступающие в них продукты выделения стекают в задний отдел кишки, где избыток воды из них всасывается стенками кишки. В полости тела насекомых имеются жировые клетки с запасом питательных веществ и воды. Поэтому насекомые могут долго голодать и обходиться без воды. В жировых клетках откладываются некоторые ненужные для организма вещества.

Органы воздушного дыхания насекомых — трахеи — отличаются от подобных органов паукообразных большой разветвленностью (см. рис. 110). Крупные насекомые вентилируют трахеи. Майский жук, например, сокращая брюшко, создает большое давление воздуха в трахеях, и он выходит во внешнюю среду. При расслаблении стенок брюшка и увеличении его объема воздух засасывается в трахеи. У мелких насекомых газообмен происходит путем диффузии.

Кровеносная система насекомых развита слабее, чем у раков и пауков, так как кровь у них не участвует в переносе кислорода и углекислого газа. Сердце насекомых находится на спинной стороне и состоит максимально из 12 камер, а сосуды развиты слабо (рис. 113).

Нервная система и органы чувств у насекомых имеют более сложное строение, чем у других членистоногих. Надглоточный узел у насекомых крупный (рис. 137). Его нередко называют головным мозгом. Узлы брюшной нервной цепочки неодинаковы по величине, и их число обычно не соответствует количеству члеников тела. У некоторых насекомых брюшная нервная цепочка состоит из 1–2 крупных узлов.

Нервная система пчелы и мухи
Рис. 137. Нервная система пчелы и мухи

У насекомых сильно развиты органы зрения, обоняния, вкуса, осязания. Некоторые бабочки, например, могут по запаху находить особей своего вида, находящихся на расстоянии 3—9 км, отличать по вкусу от чистой воды раствор с ничтожнейшим количеством сахара (0,0027 % ной концентрации). У насекомых, издающих звуки, развиты органы слуха, находящиеся или на груди, или на ногах (кузнечик), или у основания крыльев (стрекоза).
Поведение насекомых сложное. Пчела, например, отыскав цветущие растения, по возвращении в улей начинает крутиться на сотах, описывая определенные фигуры. По ее «танцу» другие пчелы определяют направление к месту сбора нектара и пыльцы. Муравьи на ночь закрывают входы в муравейник, выносят на поверхность влажные хвоинки, а после просушки перетаскивают их в глубь муравейника. Жуки скарабеи скатывают крупные шарики из навоза, зарывают их в почву (это пища будущих личинок) (рис. 138).

Скарабей
Рис. 138. Скарабей
Опыты показывают, что инстинктивное поведение насекомых представляет собой цепь сменяющих друг друга рефлексов. Например, вид достроенной ячейки вызывает у пчелы прекращение строительного рефлекса и служит сигналом для рефлекса собирания нектара.

Типы развития насекомых. Насекомые — раздельнополые животные. Самки откладывают оплодотворенные яйца, из которых выводятся личинки. У одних насекомых (саранча, кузнечики, клопы) личинки внешне похожи на взрослых особей. Усиленно питаясь, они растут, несколько раз линяют и становятся взрослыми насекомыми (рис. 139).

Развитие насекомого с неполным превращением (саранча)
Рис. 139. Развитие насекомого с неполным превращением (саранча)

У других насекомых (бабочки, жуки, мухи) отрождающиеся личинки внешне и по питанию не похожи на взрослых особей. Личинки бабочки капустницы — гусеницы питаются не нектаром, как бабочки, а листьями капусты. Ротовой аппарат у них не сосущий, а грызущий. Такие личинки растут, несколько раз линяют и становятся куколками. Под покровом тела куколки происходят сложные изменения, связанные с превращением во взрослое насекомое. Куколки не питаются и не передвигаются. Через некоторое время покров тела куколки лопается, и из него выходит взрослое насекомое (рис. 140).

Развитие насекомого с полным превращением (колорадский жук)
Рис. 140. Развитие насекомого с полным превращением (колорадский жук)

Таким образом, одни насекомые проходят в своем развитии три фазы: яйцо → личинка → взрослое насекомое. Другие — четыре фазы: яйцо → личинка → куколка → взрослое насекомое. Развитие, во время которого насекомое проходит три фазы, а личинки обычно похожи на взрослых особей, называют неполным превращением. Развитие насекомых, включающее четыре фазы (в том числе фазу куколки), а личинки не похожи на взрослых особей, называют полным превращением.

Развитие с превращением дает возможность насекомым лучше сохраняться в природе. Наибольшими преимуществами обладают насекомые с полным превращением. Их личинки обычно используют другую пищу и часто живут в другой среде, чем взрослые особи. Так, личинки бабочки-крапивницы питаются листьями крапивы, а сами бабочки — нектаром цветков. Разное питание личинок и взрослых особей исключает конкуренцию между ними, дает возможность шире использовать кормовые условия местообитания. Кроме того, насекомые с полным превращением могут переносить неблагоприятные условия среды на какой либо одной из четырех фаз развития.

➊ Каковы общие признаки строения насекомых? ➋ По каким признакам насекомые различаются между собой? ➌ Какие особенности строения дали возможность насекомым широко расселиться по Земле и приспособиться к жизни в самых различных местообитаниях? ➍ С чем связано более сложное поведение насекомых по сравнению с другими членистоногими? ➎ Как происходит развитие насекомых с полным превращением? ➏ Чем оно отличается от развития с неполным превращением? ➐ Какой тип развития способствует лучшему сохранению насекомых в природе и почему?

ВНЕШНЕЕ СТРОЕНИЕ НАСЕКОМОГО

Отделы тела Органы, располагающиеся на них Функции органов
  • Осмотрите постройки во дворе дома: нет ли на стенах, под крышами куколок бабочки-капустницы. Соберите обнаруженных куколок. Выясните, проявляют ли они какие-либо признаки жизни. Поместите куколок в стеклянную банку и пронаблюдайте, выйдут ли из них бабочки. Разломите неподвижную побуревшую куколку: нет ли в ней личинок куколочного наездника?
  • Выясните, каких насекомых можно наблюдать в природе в октябре – начале ноября?

Мировое сельское хозяйство ежегодно не добирает около 10 млн т картофеля по вине колорадского жука. В нашей стране этот вредитель был обнаружен в конце 50-х годов.