Гемолимфа
Жидкость незамкнутой кровеносной системы.
Внутреннее строение, размножение и развитие насекомых
Пищеварительная система насекомого — сквозной тракт с передней, средней и задней кишкой. Слюнные железы выделяют вещества, участвующие в обработке пищи; у гусениц некоторые железы преобразованы в прядильные и дают шёлковые нити. Рот ведёт к глотке и пищеводу. У многих имеется зоб для накопления пищи, за ним может находиться мускулистый отдел с образованиями для измельчения. Основные процессы переваривания и всасывания происходят в средней кишке. В задней кишке возвращаются вода и соли; непереваренные остатки выходят через анальное отверстие.
Мальпигиевы сосуды — тонкие трубочки, открывающиеся в кишечник. Они извлекают продукты обмена из гемолимфы, а последующее возвращение воды позволяет выводить отходы с небольшой её потерей. Жировое тело — ткань между органами, связанная с запасанием и обменом питательных веществ, а также другими защитными и обменными функциями. Окисление жиров даёт энергию и метаболическую воду. Эти особенности помогают переносить недостаток пищи и влаги.
Кровеносная система незамкнутая. Спинное трубчатое сердце продвигает гемолимфу вперёд, затем она циркулирует в полости тела и возвращается к сердцу. Гемолимфа доставляет питательные вещества и гормоны, переносит продукты обмена и содержит защитные клетки. У типичных наземных насекомых основной перенос кислорода выполняет трахейная система, поэтому гемолимфа обычно не играет ведущей роли в дыхательном транспорте.
Трахеи открываются дыхальцами и ветвятся до очень тонких трубочек, подводящих кислород к тканям. Кутикулярные утолщения препятствуют спадению трубок. У многих видов имеются воздушные мешки; движения брюшка улучшают вентиляцию. Углекислый газ выводится наружу. Такая организация отличается от рака: у него кислород сначала проходит через жабры в гемолимфу, а затем разносится ею к органам.
Нервная система включает надглоточный мозг, подглоточный узел, окологлоточные связи и брюшную нервную цепочку. Узлы связаны с органами чувств, ротовым аппаратом, конечностями и внутренними органами. Простые глазки многих взрослых насекомых воспринимают освещённость, фасеточные глаза формируют зрительную картину из сигналов множества элементов. Цветовое восприятие отличается от человеческого, у многих видов включает ультрафиолет. Вкус воспринимается рецепторами ротовых органов и иногда лапок, запахи — прежде всего усиками. Слуховые органы и чувствительные волоски у разных групп расположены по-разному.
Поведение включает врождённые реакции, инстинкты и обучение. Забота песчаной осы о личинке — пример: она обездвиживает добычу и оставляет её как пищу в гнезде. У общественных насекомых совместные действия связаны с разделением функций и сигналами. Пчёлы способны учиться узнавать цвета и формы, а также сообщать направление к пище. Приобретённый опыт позволяет изменять действия в меняющихся условиях; сложное поведение нельзя сводить исключительно к неподвижному набору врождённых реакций.
Насекомые обычно раздельнополы, у многих выражен половой диморфизм. У самцов развиты семенники и выводящие протоки, у самок — яичники и яйцеводы. Оплодотворение у большинства внутреннее; у некоторых видов возможно развитие из неоплодотворённых яйцеклеток — партеногенез. Взрослая стадия называется имаго. Молодые особи растут через линьки; первичнобескрылые формы с небольшими изменениями при росте сохраняют способность линять и взрослыми.
Метаморфоз — существенное преобразование строения и биологических особенностей при развитии. При неполном превращении последовательность такова: яйцо → личинка, или нимфа → имаго. Отдельной куколки нет. Нимфа постепенно приобретает признаки взрослого, включая крылья и зрелые половые органы. Часто она похожа на имаго и живёт в сходных условиях, но, например, водные личинки стрекоз отличаются от летающих взрослых.
При полном превращении есть четыре стадии: яйцо → личинка → куколка → имаго. Такой цикл характерен для бабочек, жуков, двукрылых и перепончатокрылых. Личинка обычно сильно отличается от взрослого насекомого: например, гусеница активно питается и растёт, а бабочка имеет другой ротовой аппарат и крылья. Куколка обычно не питается; в ней происходит глубокая перестройка тканей и формирование органов имаго. Не все ткани полностью уничтожаются: часть сохраняется и перестраивается, часть взрослых органов развивается из специальных зачатков. Процесс регулируется гормонами.
Различие пищи и местообитаний личинки и имаго часто уменьшает конкуренцию между стадиями. Личинка главным образом накапливает вещества для роста и превращения, куколка обеспечивает перестройку, имаго — размножение и часто расселение. Но полное превращение не означает, что конкуренция всегда полностью исчезает или что взрослые насекомые никогда не питаются. Рисунки циклов саранчи и бабочки помогают различать присутствие куколки и степень изменения между стадиями.
У насекомых трахеи доставляют кислород непосредственно к тканям, а гемолимфа переносит главным образом питательные вещества и продукты обмена. При полном превращении есть стадия куколки, при неполном её нет.
Трахеи доставляют газы к тканям, незамкнутая кровеносная система распределяет вещества, а мальпигиевы сосуды и кишечник участвуют в выделении и сохранении воды. Развитая нервная система обеспечивает врождённое и приобретённое поведение. Развитие бывает без выраженного метаморфоза, с неполным либо полным превращением.
У большинства насекомых послеэмбриональное развитие включает метаморфоз: при неполном превращении нимфа становится взрослой без куколки, при полном личинка сильно отличается от взрослого и есть куколка. У первично бескрылых развитие ближе к прямому. Это не означает, что у других членистоногих нет метаморфоза: сложные личиночные стадии известны, например, у многих ракообразных.
Пищеварительный тракт разделён на переднюю, среднюю и заднюю кишку. Ротовые и слюнные структуры обеспечивают получение и обработку пищи; в средней кишке главным образом идут переваривание и всасывание, в задней — в том числе возврат воды и солей. Мальпигиевы сосуды открываются в кишечник, выводят продукты обмена и участвуют в осморегуляции. Жировое тело запасает вещества и участвует в обмене; состав органов зависит от питания.
Незамкнутая: спинной сосуд с сердцем и аортой перемещает гемолимфу, которая затем омывает органы в полости тела. Она переносит питательные вещества, метаболиты и сигнальные молекулы, обеспечивает защитные функции; у типичных наземных насекомых основной перенос кислорода выполняют трахеи, а не гемолимфа.
Дыхальца соединены с разветвлёнными трахеями и тонкими трахеолами, доставляющими газы к тканям. Газообмен включает диффузию, а у многих видов и вентиляционные движения; воздушные мешки могут усиливать вентиляцию. Дыхальца регулируют газообмен и потери воды; водные стадии имеют дополнительные приспособления.
Надглоточный мозг, окологлоточные связи и брюшная нервная цепочка с частично слившимися ганглиями координируют работу органов и поведение. Сложные глаза состоят из омматидиев, могут присутствовать простые глазки; усики несут хеморецепторы и механорецепторы, вкус воспринимают также рецепторы ротовых частей и ног. Специальные слуховые органы есть у отдельных групп, а не у всех насекомых.
Врождённые программы сочетаются с обучением и обработкой сигналов. Поиск пищи, размножение, уход за потомством и социальные взаимодействия различаются между видами. Пчела может запоминать признаки кормового источника; сложное поведение не требует сознательного расчёта человека и не означает полного отсутствия обучения.
Обычно самец имеет парные семенники, семяпроводы и придаточные структуры, самка — яичники с яйцевыми трубками, яйцеводы и нередко семяприёмник. Оплодотворение внутреннее. Различия размеров, окраски и придатков полов называют половым диморфизмом; выражен он не у каждого вида.
Преимущественно половым путём с внутренним оплодотворением и откладкой яиц; встречаются живорождение и партеногенез, например у ряда поколений тлей. Сроки, число яиц и забота о потомстве видоспецифичны; партеногенез означает развитие из неоплодотворённого яйца.
При неполном превращении: яйцо → нимфа нескольких возрастов → имаго; куколки нет, нимфа нередко похожа на взрослое насекомое. При полном: яйцо → личинка нескольких возрастов → куколка → имаго. Личинка главным образом питается и растёт, куколка обеспечивает перестройку, имаго — расселение и размножение. У куколки не все ткани растворяются: сохраняются и перестраиваются различные органы, действуют зачатки взрослых структур.
Головной мозг над пищеводом соединён окологлоточными коннективами с подглоточным комплексом и брюшной нервной цепочкой. Ганглии могут сливаться; нервы связывают центры с рецепторами, мышцами и внутренними органами.
Переносит питательные вещества, продукты обмена и гормоны, участвует в иммунной защите, водно-солевом равновесии и создании гидростатического давления. Основной транспорт кислорода у типичного наземного насекомого идёт по трахеям; существуют специализированные исключения.
У насекомого обычно трахеи подводят воздух непосредственно к тканям, у речного рака жабры обмениваются газами с водой, а кислород переносится гемолимфой. Оба используют тонкие влажные поверхности, но их положение и связь с кровообращением различны.
Малопроницаемый наружный покров, регулируемые дыхальца, возврат воды из кишечника и выделительной жидкости, выведение малорастворимых азотистых продуктов. Поведение — уход в укрытия и активность в прохладные часы — дополняет строение; устойчивость видов неодинакова.
Какие фазы развития наблюдаются у насекомых с неполным и полным превращением?
Неполное: яйцо — нимфа — имаго. Полное: яйцо — личинка — куколка — имаго. Нимфа и личинка проходят несколько возрастов, разделённых линьками.
Личинка интенсивно питается, растёт и запасает ресурсы; часто занимает иную пищевую нишу, чем имаго. Во время куколки происходит гормонально управляемая перестройка и формирование взрослого организма; обычно она не питается. Не все куколки неподвижны, а конкуренция стадий уменьшается, но не всегда исчезает полностью.
Выберите номер, чтобы открыть условие и пошаговое решение.
7 8 9 10Объясните
Темы для дискуссий
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.