Насекомые систематика и описание. Насекомые. Надкласс Шестиногие (Hexapoda)
 Скачать 83.58 Kb.
|
|
Надкласс Шестиногие (Hexapoda) Надкласс шестиногие, как и многоножки – это трахейнодышащие и имеют ряд общих признаков с последними: трахейное дыхание, у них одинаковое строение головы – из акрона и четырех сегментов, одна пара усиков и три пары челюстей. Отличаются подразделением тела на отделы. Тело шестиногих делится на три отдела: голова, грудь и брюшко. Грудь их несет три пары ног, на брюшке развитые конечности отсутствуют. В ротовом аппарате вторые максиллы образуют непарную пластинчатую губу, глаза могут быть простыми или фасеточными. По старой систематике всех шестиногих относят к одному классу насекомых (Insecta). Однако, при тщательном изучении выяснилось что группа их очень неоднородна. На международном энтомологическом конгрессе в 1956 г. Было принято решение о разделении шестиногих на два подкласса, а затем на два класса: Insecta Entognatha – скрыточелюстные насекомые и Insecta Ectognatha – открыточелюстные насекомые. Класс Насекомые скрыточелюстные (Insecta Entognatha) Класс объединяет примитивных бескрылых шестиногих. Грудной отдел их слабо обособлен от брюшного. Ротовой аппарат скрыт в головной капсуле. На голове, большинство, имеет усики и простые глазки. На брюшке могут быть придатки выполняющие двигательную функцию. Дыхание может быть только кожным, но и трахейное присутствует. Класс скрыточелюстных объединяет насекомых отрядов: отряд Бессяжковые (Protura), отряд Ногохвостки (Collembola), отряд Двухвостки (Diplura). Отряд Бессяжковые или Протура (Protura) Это очень мелкие скрытноживущие насекомые от 0,5 да 2 мм. Голова не имеет усиков, конической формы, отсутствуют и глаза. Ротовой аппарат состоит из стилетообразных мандибул, маленьких максил и скрыт в капсуле. Первые грудные ноги длиннее остальных, направлены вперед и несут функцию усиков. Число брюшных сегментов доходит до 12 и на первых трех сегментах брюшка имеются рудименты ног. Оплодотворение спрматофорное. Развитие с анаморфозом, в процессе линек увеличивается число брюшных сегментов. Отряд Ногохвостки или Коллемболы (Collembola) Мелкие и среднего размера насекомые (0,2-10мм). На голове имеются 4-6 члениковые усики, часто имеются простые глаза. Ротовой аппарат грызущего типа, скрытый, некоторые имеют стилетообразный ротовой аппарат. Грудные ноги одинакового строения. Брюшко состоит из 6 члеников, бывает слитным. На брюшке имеется прыгательная вилка — видоизмененные брюшные ноги. Коллемболы не имеют трахей и мальпигиевых сосудов. Оплодотворение сперматофорное, развитее прямое. Отряд Двухвостки (Diplura) Имеют длинное, гибкое тело, в связи со скрытным образом жизни. Не имеют глаз, мелких и средних размеров энтогнамы!. Быстро передвигаются по скважинам, ощупывая путь длинными многочлениковыми усиками. На конце брюшка они имеют чувствительные придатки — церки. У некоторых видов церки превращаются в клешневидные органы. Брюшко — 10 члениковое, ноги длинные — бегательные, ротовой аппарат скрытый с саблевидными мандибулами. Класс Насекомые – Открыточелюстные (Insecta –Entognatha) В отличие от класса насекомых – скрыточелюстных имеет открытый ротовой аппарат – отсюда в и название класса. Тело, как всех других насекомых делится на голову с усиками и тремя парами ротовых конечностей, грудь из трех сегментов и с тремя парами ног и брюшко без развитых конечностей. Дыхание трахейное. У большинства насекомых этого класса на средней и задней груди имеются развитые крылья и на голове сложные фасеточные глаза. Рудиментарные брюшные ножки, на конце тела, преобразованы в половые придатки Внешне строение. Тело поделено на три отдела: голову, грудь и брюшко. Голова слитная, но закладывается из акрона и четырех сегментов. Усики насекомых многочлениковые придатки, отходящие от лицевой поверхности головы, чаще между глаз. Это органы осязания, обоняния, и они могут быть нитевидными, четковидными, булавовидными, пластинчатыми, перистыми, коленчатыми и т. д. Ротовые органы насекомых также разнообразны. Но считают, первичным типом ротового аппарата насекомых является грызущий. Такого типа ротовой аппарат имеют низшие трахейные многоножки и низшие группы шестиногих. Грызущий ротовой аппарат имеют: тараканы, прямокрылые, жуки ряд других отрядов. Грызущий ротовой аппарат состоит из верхней губы, верхних челюстей: – мандибул с зубцами на внутренней поверхности, максилл (нижних челюстей), состоящих и двух базальных члеников (кардо), стволика (стипеса), челюстных щупиков и двух жевательных лопастей ( наружной и внутренней ) и нижней губы. Нижняя губа образована второй парой нижних челюстей. Базальная пластинка нижней губы – подподбородок соответствует кардомаксилл. К подподбородку причленяется подбородок – гамологичен стипесу максилл. Нижнегубные щупики подобны щупикам нижних челюстей, две пары язычков жевательным лопастям максилл. Остальные типы ротовых аппаратов произошли от грызущего, что связано с переходом к питанию жидкой пищей. Среди других ротовых аппаратов насекомых менее всего изменился грызуще-лижущий ротовой аппарат пчелиных (пчелы, шмели). Функцию слизывания нектара выполняет длинный язычок. Образующийся внутренними парными лопастями нижней губы. Нижнегубные щупики удлинились и прилегают к языку. Хоботок работает по типу капиллярной системы. Наиболее специализированный аппарат кровососущих насекомых – колюще-сосущий, он образован из всех элементов грызущего. Сосущий ротовой аппарат имеют бабочки, которые высасывают нектар цветов с глубокими нектарниками. Саамы специализированный ротовой аппарат лижущего типа у мух. Разнообразие ротовых аппаратов насекомых одно из свидетельств их широкой экологической радиации и конвергенции способов питания некоторых групп. Например, у всех насекомых, использующих в питании жидкую пищу – хоботок, но построен он по разному в разных отрядах. Грудь насекомых имеет состоит из трех сегментов. Каждый грудной сегмент имеет сложное строение из чередующихся склеритов и участков мембран. Это обеспечивает его большую подвижность и прочность. Имеются спинные склериты (тергиты), брюшные (стерниты) и боковые (плевриты). Склериты внутрь образуют выпячивания, к которым прикрепляются мышцы ног и крыльев. В целом грудь несет двигательную функцию. Все сегменты груди несут по паре конечностей. В зависимости от функции ноги у насекомых могут быть: прыгательными, бегательными, копательными, хватательными, плавательными, присасывательными. Морфологически каждый тип ног особенный. Конечности насекомых состоят из пяти отделов: базального членика – тазика, вертлуга, бедра, голени и лапки, состоящей из нескольких члеников, на последнем один или два коготка. Ноги насекомых - это самые совершенные органы передвижения среди всех членистоногих. Они причленяются ближе к брюшной стороне, что приподнимает тело над субстратом. Многочлениковые ноги обеспечивают передвижение по самому сложному рельефу. Большую роль играет появление на ногах насекомых лапки, которая функционально соответствует стопе сухопутных позвоночных. Крылья это придатки средне-заднегруди, приспособленные к полету. Закладываются крылья на стадии куколки мягкими складками. В момент выхода насекомых из куколки по жилкам крыльев нагнетается гемолимфа и воздух по трахеям, и крылья расправляются. Жилки это, прежде всего каркас, опора крыла. Жилкование крыльев это важный систематический признак. Самые примитивные насекомые крыльев не имеют. Большинство насекомых имеют две пары крыльев, у некоторых первая пара превращена в жесткие надкрылья, в покое которые прикрывают вторую функционирующую пару крыльев (жуки). Полет осуществляет только вторая пара крыльев, и этих насекомых называют «заднемоторными». Мухи, комары, наоборот, летают только на первой паре крыльев (переднекрылые), задние крылья у них редуцировались и превращены в жужельца. У высших насекомых (бабочки, перепончатокрылые) задние и передние крылья сцепляются между собой и образуют как бы единую крыловую пластинку. По движению крыльев и способу их прикрепления насекомых делят на две группы: древнекрылые и новокрылые. Наконец, некоторые насекомые утратили крылья в связи с образом жизни; вши, блохи, Некоторые клопы т. к. ведут паразитический образ жизни. Но есть и другие экологические причины бескрылости. Бескрылы почвенные и пещерные насекомые, или обитатели муравейников и термитников. Полет обеспечивает крыловая мускулатура, а также особенности прикрепления крыльев к грудным сегментам. Скорость взмаха крыльев у насекомых различна, у бабочки – 5-9 взмахов в секунду, пчелы – 200. Варьирует и скорость полета насекомых. Пчела пролетает 3 м/с, бабочка бражник – 15 м/ с. Длительность полета также разная. Брюшко насекомых имеет максимальное сегментов – 10. В целом в классе наблюдается олигомеризация сегментов, например, у некоторых мух всего 4- 6 сегментов. На брюшке нет ног, но у некоторых есть рудименты ног, несущие другие функции. Грифельки чешуйниц выполняют функцию полозьев. Заднюю пару грифелек имеют тараканы. Членистые церки – это также измененные ноги. Яйцеклады насекомых – тоже видоизмененные ноги трех последних сегментов брюшка. Покровы тела. Эпителий (гиподерма) однослойный и снаружи выделяет кутикулу. Кутикула насекомых трехслойная: эпикутикула очень тонкая и в основе ее лежит воскоподобное вещество. Второй слой экзокутикула столбчатого строения. Третий слой – эндокутикула слоиста. Экзо и эндокутикула во много раз толще эпикутикулы и в основном состоят из хитина, и пропитаны белками, задубленными фенолами. Гиподерма содержит много желез: восковые (у пчел), пахучие (у клопов), ядовитые (у гусениц). Слюнные и паутинные также кожного происхождения. В кутикуле и гиподерме имеются пигменты, обеспечивающие окраску тела насекомых. Окраску насекомых обеспечивает и структура кутикулы, которая интерферирует свет и дает переливчатую и металлическую окраску. Производными кутикулы могут быть скульптурные образования (ямкам, бугорки, шипы) и более сложные: волоски, щетинки, шпоры. Окраска насекомых имеет защитное значение; у одних под цвет фона, у других яркая предостерегающая. Мышечная система хорошо развита и дифференцирована. У насекомых различают: скелетные мышцы, приводящие в движение тело и его придатки, и внутренние - входят в состав внутренних органов. Почти все мышцы насекомых имеют поперечнополосатую структуру. Относительная сила мышц насекомых очень велика. Пищеварительная система насекомых, как и всех членистоногих состоит из трех отделов. Передняя кишка эктодермального происхождения и делится на отделы: глотка, пищевод, часто расширен в зоб и мускульный желудок. В передний отдел кишечника впадают протоки 1 – 2 пар слюнных желез. Желудок растительноядных насекомых имеет крупные хитиновые зубцы, а хищников рот с цедильным аппаратом, у пчел имеется медовый желудок, слепой вырост зоба, где накапливается мед, а затем пчелы его отрыгивают и заполняют ячейки. Средняя кишка энтодермального происхождения, в ней пища переваривается и всасывается. У многих насекомых она имеет пилоричекие выросты, выполняющие роль пищеварительных желез Задняя кишка также дифференцирована на несколько участков: тонкий, толстый и прямой. В стенках прямой кишки имеются ректальные железы. Они обеспечивают более полное всасывание влаги из экскрементов, выделяемых через анальное отверстие. Органы выделения насекомых мальпигиевы сосуды, число которых зависит от того, где живут насекомые. Если живут в воде или влажных местах их много (до 150), ибо они несут еще функцию осморегуляции. У видов, живущих в аридных условиях их мало (1 -2 пары) и коны их часто прирастают к прямой кишке. Дополнительную функцию выделения у насекомых выполняют клетки жирового тела, а также перикардиальные клетки. Главная же функция жирового тела накопление запасных питательных веществ (жиров, белков, гликогена). Кровеносная система, как и всех членистоногих незамкнутая. Кровь – гемолимфа разного цвета, циркулирует по полости тела, омывая все органы. Имеется сердце, в виде мускулистой трубки, поделенной на камеры. Число камер от восьми до одной. Каждая камера имеет пару остий и клапан, препятствующий току крови назад. На заднем конце сердце слепо замкнуто, и в перикардиальной полости подвешено на крыловидных мышцах. Кровь содержит плазму и кровяные тельца гемоциты, среди них различают: фагоциты, лейкоциты, амебоциты. В связи с сильно развитой трахейной системой, кровь насекомых практически не несет дыхательной функции, но в условиях дефицита кислорода она может выполнять ее. Основная функция крови снабжение органов питательными веществами и перенос продуктов обмена к органам выделения. У некоторых насекомых кровь выполняет защитную функцию, т.к. она содержит яды, например, у божьих коровок и жуков нарывников. Дыхательная система – трахеи – это глубокие выпячивания покровов, которые открываются наружу дыхальцами. Внутри насекомых трахеи ветвятся, опутывая все органы. Концевые веточки трахей в виде звездчатой трахейной клетки, от которой отходят мельчайшие трахеолы, проникающие даже внутрь клеток и тканей. С внешней средой трахеи сообщаются с помощью дыхалец, максимальное число которых – 10 пар. Трахейная система с дыхальцами называется открытой. У некоторых водных личинок трахейная система закрыта, без дыхалец. Тогда у таких насекомых развиваются трахейные жабры, выросты покровов тела с гутой сетью трахей внутри. Это дает водным насекомым дышать кислородом, растворенным в воде, то есть газообмен идет через покровы тела. Нервная система насекомых устроена по типу брюшной нервной цепочки. У высших групп насекомых нервная система достигла высокого уровня дифференциации. Непарный надглоточный узел, называемый головным мозгом, делится на три отдела: прото-, дейто- и трироцеребриум. На протоцеребриме развиты грибовидные тела, к которым подходят зрительные нервы. В целом этот отдел иннервирует акрон и глаза. Дейтоцеребриум – усики, тритоцеребриум – нижнюю губу. От сложности строения головного мозга и развития грибовидных тел зависит и более сложное поведение насекомых, например, рабочие особи муравьев и пчел. Головной мозг коннективами связан с надглоточным ганглием, который иннервирует ротовой аппарат и передний отдел кишки. Брюшная нервная цепочка содержит три грудных и 8-10 брюшных ганглиев и иннервирует грудь, ее придатки и брюшко. В классе насекомых наблюдается тенденция к олигомеризации ганглиев брюшной нервной цепочки. Например, у многих мух ганглии грудного отдела сливаются в один грудной узел. Развита и симпатическая нервная система, иннервирующая внутренние органы. Центральная нервная система имеет нейросекреторные клетки, продуцирующие нейросекреты, а они регулируют деятельность эндокринных желез, выделяющих гормоны, регулирующие рост, линьки, обмен веществ, развитие организма. Органы чувств насекомых достигают высокой степени совершенства. Возможности их сенсорного аппарата превосходят таковые у высших позво- ночных животных и человека. Мухи различают недоступный нам поляризованный свет, а пчелы ультрафиолет. Органы слуха некоторых, например, ночных бабочек, воспринимают ультразвуки. Самцы некоторых бабочек улавливают аттактанты самок с привлекающим запахом на расстоянии 11 км. Органы чувств насекомых подразделяются на: механорецепторы, хеморецепторы, термо и гигрорецепторы, фоторецепторы. Механорецепторы – воспринимают механические раздражения как контактные, так дистанционные. К ним относятся органы осязания, слуха и сейсмического чувства. Механорецепторы в основном находятся на усиках насекомых. Органы слуха и сейсмического чувства воспринимают колебания среды и обладают дистанционным восприятием. К хеморецепторам относятся органы вкуса и обоняния. Восприятие может быть контактным и дистантным. Органы обоняния в основном дистантные и представлены хеморецепторами, расположенными в основном на усиках. Органы вкуса представлены вкусовыми сенсиллами, пронзенными порами. Это контактные хеморецепторы. Органы вкуса могут быть расположены на разных участках тела, например, у бабочек и мух на лапках передних ног, у жуков на челюстных щупиках. У насекомых имеются термо и гигрорецепторы, которые воспринимают изменения влажности и температуры. Фоторецепторы – органы зрения, в жизни насекомых играют ведущую роль и представлены простыми и сложными фасеточными глазами. Сложные глаза состоят из отдельных глазков омматидиев, число которых может достигать нескольких сот и тысяч. Каждый из этих глазков состоит из оптического и чувствующего отделов. Оптический отдел представлен хитиновой прозрачной фасеткой, в форме шестигранника, и хрустального конуса из 4-х прозрачных удлиненных клеток. Чувствующая часть омматидия состоит их 4-12 зрительных ретинальных клеток, расположенных радиально, которые окружены пигментными клетками. Центральные отростки зрительных клеток образуют зрительный нерв. В результате каждый омматидий заключен в 2-х ярусный пигментный бокал и изолирован от соседних оматидиев. Многие насекомые: бабочки, пчелы, мухи, муравьи имеют цветное зрение, хотя их восприятие цвета отличается от человека. Простые глазки имеются не у всех насекомых, чаще всего их три и располагаются они на темени. По строению они отличаются от амматидиев. Они лишены хрустального конуса и иннервируют от протоцеребрума. Насекомые, у которых имеются только простые глазки, могут различать только степень освещенности, это определяет их время суточной активности, а также избирательность к местам обитания с разной освещенностью. Половая система и размножение. Насекомые раздельнополые, у большинства хорошо выражен половой диморфизм в окраске, в придатках на теле, у жуков носорогов самцы имеют выросты на голове, или самцы крылатые, а самки бескрылые (у Саранчевых, у жуков светликов, некоторых бабочек мешочниц). Половая система и самцов и самок состоит из парных семенников, парных яичников, как и парных семяпроводов и яйцеводов. У самцов есть придаточные железы, образующие сперматофоры. Семяпроводы заканчиваются семяизвергательным каналом, и последний совокупительным органом – эдеагусом, в состав его входят гениталии, совокупительные элементы. Строение гиниталиев имеет таксономическое значение. Яичники самок состоят из яйцевых трубочек, их может быть 1-100 пар. Яйцеводы впадают в непарное влагалище. Многие виды имеют семяприемник, проток его открывается во влагалище. Самки многих насекомых у полового отверстия имеют яйцевод, форма его различна у разных насекомых. |