1) Пищеварительная система
На головном отделе располагаются ротовые органы разного типа (систематический признак отряда).
а) наиболее древним считают грызущий ротовой аппарат (жуки, тараканы, прямокрылые, которые питаются твердой пищей). Этот ротовой аппарат состоит из 4-х компонентов (см. отряд жуки).
На нижней челюсти и нижней губе располагаются вкусовые рецепторы и щупики (органы осязания).
б) сосущий ротовой аппарат (бабочки) представлен нечленистым хоботком, свернутым в спираль. Он образован нижней челюстью и нижней губой, верхних структур нет.
в) колюще-сосущий ротовой аппарат (клопы, тли, комары, мухи-жигалки). Все компоненты ротового аппарата вытянуты в длину, образуя колющий хоботок.
г) грызуще-сосущий ротовой аппарат (Перепончатокрылые) включает обособленную верхнюю губу, верхнюю челюсть и хоботок, образованный из нижних структур.
д) лижущий ротовой аппарат (мухи), в котором нижняя губа превращается в хоботок.
Разнообразие ротовых аппаратов возникло в процессе эволюции, как приспособление к различным видам пищи.
Среди насекомых есть хищники, фитофаги, некрофаги, копрофаги (питающиеся экскрементами), всеядные, паразиты растений, животных, человека.
Органы пищеварения: рот - глотка - пищевод (куда открываются протоки слюнных желез) - зоб (расширение пищевода) - мускульный желудок с хитиновыми зубцами - кишечник - задняя кишка с анусом.
2) Кровеносная система типичная – незамкнутая, с трубчатым сердцем. Гемолимфа бесцветная, зеленая, красная, темная. Некоторые насекомые способны выбрасывать гемолимфу через поры в суставах конечностей (функция: предостережение или защита).
3) Дыхательная система начинается дыхальцами, далее идут дыхательные стволы, трахеи, которые ветвятся на множество тонких трахеол. Трахейная система - это система разветвленных трубочек разного диаметра, пронизывающих весь организм, слепо заканчивающихся, контактирующих с клетками.
Трахеи и трахеолы выстланы эпителием и тонким слоем хитина, в них есть спиральные хитиновые уплощения, обеспечивающие неспадение трахей. Дыхательные движения осуществляются за счет мышц брюшка. Дыхательная система без всасывающих легких делает невозможным существование организмов крупных размеров (гиганты среди насекомых - палочники с телом с длиной до 26 см).
4) Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами (2 - 200); функцию накопления продуктов распада выполняет жировое тело.
5)
6) Нервная система типична, окологлоточные узлы сильно сближены, образуя так называемый головной мозг. Органы чувств разнообразны. Органы зрения -фасеточные глаза, включающие до 28 тыс. простых глазков каждый. Некоторые насекомые имеют цветное зрение (пчелы видят желто-зеленые, синие и ультрафиолетовые). Органы обоняния - усики (самцы некоторых видов улавливают запах самки на расстоянии 11 км). Органы осязания - чувствительные волоски, покрывающие все тело насекомых. Органы слуха развиты у стрекочущих насекомых (у саранчи они располагаются по бокам брюшка, у кузнечиков на голенях первой пары конечностей). Некоторые насекомые способны улавливать ультразвук.
Для насекомых характерно сложное поведение - инстинктивное и условно-рефлекторное.
Инстинкт - цепь последовательных безусловных рефлексов, в которой конец предыдущего рефлекса является раздражителем для последующего (поведение общественных насекомых).
7) Половая система типична, оплодотворение внутреннее. Раздельнополые животные, как правило, с половым диморфизмом.
8) Цикл развития существует в 2-х вариантах:
- цикл развития с полным превращением (жуки, бабочки, двукрылые, перепончатокрылые) :
- цикл развития с неполным превращением (клопы, тараканы, прямокрылые):
9) У насекомых хорошо развиты различные железы:
а) экзокринные (железы секретирующие шелк, воск, яд);
б) эндокринные (секретирующие гормоны в гемолимфу, благодаря чему осуществляется регуляция обмена веществ, линьки, метаморфоз).
ЗНАЧЕНИЕ НАСЕКОМЫХ В ПРИРОДЕ
1. Элементы цепей питания (консументы I и II порядка, паразиты).
2. Регуляторы численности животных и растений.
3. Опылители цветковых растений.
4. Распространители семян.
5. Насекомые - "санитары" (трупоеды)
ЗНАЧЕНИЕ НАСЕКОМЫХ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ДЛЯ НАУКИ
1. Продукты пчеловодства: мед как продукт питания; воск; лекарственные производные: мед, молочко, перга (переработанная пыльца), пчелиный яд, прополис (смола для промазывания щелей улья).
2. Получение шелка (тутовый шелкопряд) и чесуча (дубовый шелкопряд).
3. Насекомые, используемые для борьбы с вредными насекомыми (наездники, трихограммы, мухи тахины).
4. Ценные опылители культурных растений (часто - специализированные).
5. Декоративные насекомые.
6. Корм для рыб (личинки комара-звонца — мотыль).
7. Насекомые - объекты генетики, бионики, биотехнологии, этологии.
8. Насекомые - вредители культурных растений сада, огорода, полей; лесов.
9. Насекомые - переносчики возбудителей болезней (мухи, комар рода Анофелес, москиты и т.д.).
10. Кровососущие насекомые: "гнус" (жгучий мокрец, комары, мошки), слепни.
11. Насекомые-паразиты (оводы, вши, блохи).
12. Уничтожение продуктов, одежды и т.д. (моли, тараканы, муравьи и т.д.).
МНОГООБРАЗИЕ НАСЕКОМЫХ
Класс Насекомые разные авторы делят на 30-40 отрядов, которые выделяются по совокупности 3-х признаков:
- строение крыльев;
- тип ротового аппарата;
тип цикла развития.
НАСЕКОМЫЕ, РАЗВИВАЮЩИЕСЯ С ПОЛНЫМ ПРЕВРАЩЕНИЕМ
ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ
Класс Насекомые
Отряд Чешуекрылые, или Бабочки (> 110 тыс. видов)
ПРИЗНАКИ:
1. Две пары крупных по сравнению с телом крыльев, покрытых видоизмененными волосками - чешуйками, от окраски, формы и расположения которых зависит цвет насекомого. Передние крылья больше задних, жилки на крыльях продольные.
2. Ротовой аппарат сосущего типа, длинный хоботок которого в покое спирально закручен.
3. Развитие с полным превращением. Личинки - гусеницы (на брюшных сегментах не более 5 пар ложноножек; голова с грызущим ротовым аппаратом; на грудных сегментах - 3 пары членистых конечностей; многие покрыты волосками (защита), имеют покровительственную или предостерегающую окраску).
ТУТОВЫЙ ШЕЛКОПРЯД. Беловатая толстая бабочка (размах крыльев - 4-6 см). В ходе искусственного отбора потеряла способность летать. В диком виде обитала в Гималаях, одомашнена в Китае (~ 3 тыс. лет - 5 тыс. лет назад). Ныне известно более 50 пород, отличающихся величиной коконов, цветом, длиной и качеством нити (до 1000 м). Распространение шелководства связано с местами произрастания тутового дерева (шелковица), листьями которого питаются гусеницы.
ВЫРАЩИВАНИЕ:
Самка откладывает 300-600 яиц, покрытых хитинизированной оболочкой (грена). Через 8-10 суток из яйца выходят маленькие темно-бурые гусеницы, которые выращиваются на специальных этажерках с парусиновыми полками. Постепенно они переходят жить на побеги шелковицы. Гусеницы растут, линяют (30-40 дней), после 4-й линьки окукливаются (делают кокон на сухих прутьях). Кокон образуется из шелковой нити, которая возникает при застывании секрета (10 дней) шелкоотделительной железы, расположенной на нижней губе. Коконы обрабатывают горячим паром и разматывают. Из нити получают шелк (1 кг коконов - 90 г).
ЗНАЧЕНИЕ:
I. В природе:
1. Элементы цепей питания.
2. Регуляторы численности растений.
3. Опылители цветковых растений.
II. В хозяйстве человека:
1. Получение шелка и чесучи (дубовый шелкопряд).
2. Специализированные опылители культурных растений.
3. Декоративные животные.
4. Насекомые-вредители - сада (яблонная моль, яблонная плодожерка, пяденицы), леса (кольчатый шелкопряд, совки, пяденицы), огорода и поля (капустница, брюквенница, репница, озимая совка, луговой мотылек).
5. Порча вещей (шерсть, мех, ткани) личинками комнатной или мебельной моли.
ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ
Класс Насекомые
Отряд Двукрылые (> 85 тыс. видов)
ПРИЗНАКИ:
1. Одна (передняя) пара перепончатых прозрачных или окрашенных крыльев. Задняя пара крыльев редуцированна, остатки превращены в жужжальца (органы равновесия?). Лучшие летуны.
2. Ротовой аппарат колюще-сосущий или лижуще-сосущий.
3. Развитие с полным превращением. Личинки безногие, безголовые или с головой (с грызущим аппаратом или втяжной головой с крючками).
Комнатная муха обыкновенная относится к короткоусым. Усики короткие, трехчлениковые, глаза большие, покрывающие почти всю голову (видит во все стороны), брюшко яйцевидное. На конечностях кроме коготков находятся влажные «прилипающие подушечки» (способность держаться и двигаться по стенам, потолку).
В помещениях обычны домовая и малая комнатные мухи, залетают синие/серые мясные мухи, зеленые падальные мухи, осенью ~ мухи жигалки.
ОВОДЫ своеобразны тем, что их личинки паразитируют на млекопитающих. Взрослые особи не питаются, их ротовые органы недоразвиты, в связи с этим срок жизни имаго — несколько дней (ограничен запасами жирового тела, накопленного личинкой). Личинки разных видов развиваются под кожей, в разных отделах ЖКТ, носовых ходах. Способны совершать длительные миграции в организме хозяина (по подкожной соединительной ткани, через мышцы и внутренние органы).
ЗНАЧЕНИЕ:
I. В природе:
1. Элементы цепей питания.
2. Регуляторы численности животных (паразиты).
3. Опылители цветковых растений (мухи журчалки = цветочные мухи). II. В хозяйстве:
1. Насекомые, используемые для борьбы с насекомыми-вредителями (мухи тахины, откладывающие яйца и личинок внутрь тела гусениц).
2. Опылители культурных растений.
3. Корм для рыб (личинки комара звонца - мотыль).
4. Двукрылые - переносчики яиц гельминтов, возбудители болезней (муха Це-Це, комары рода Анофелес, москиты, мухи).
5. Кровососущие (комары, мухи жигалки, слепни).
6. Паразиты (оводы).
7. Дрозофила - генетический объект.
ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ
Класс Насекомые Отряд Жуки, или Жесткокрылые (- 300 тыс. видов)
ПРИЗНАКИ:
1. Две пары крыльев: верхние - надкрылья (жесткие и прочные) с функцией защиты второй пары крыльев, верхней стороны заднегруди и брюшка, вторая пара крыльев - прозрачные, перепончатые с функцией полета.
2. Голова и переднегрудь подвижно сочленены с задним концом тела (средне- и заднегрудь и брюшко).
3. Ротовые органы грызущего типа (питание твердой пищей). Ротовой аппарат из 4-х компонентов:
а) верхняя губа представлена хитиновой пластинкой, закрывающей ротовой аппарат;
б) верхние челюсти (функция: измельчение пищи);
в) нижние челюсти
г) нижняя губа (функция: слизывание пищи).
4. Развитие с полным превращением.
ЗНАЧЕНИЕ:
I. В природе:
1. Элементы цепей питания.
2. Регуляторы численности животных и растений.
3. Опылители
4. Трупоеды («санитары»).
5. Участие в почвообразовании.
II. В хозяйстве:
1. Использование для борьбы с насекомыми-вредителями (божья коровка).
2. Декоративные.
3. Вредители культурных растений и лесов (короеды, усачи, колорадский жук, майский жук и др.).
4. Уничтожение продуктов (мучной хрущик)
ОКРАСКА:
1) покровительственная;
2) предостерегающая.
Как правило, яркая, обусловлена пигментами и особой структурой покровов, создающей «оптическую» окраску - с металлическим отливом.
ЗАЩИТА ОТ ВРАГОВ: быстрый взлет, бег, прыжки, замирание, выделение пахучей или жгучей жидкости, иногда испаряющейся «со взрывом» (жуки-бомбардиры).
МАЙСКИЙ ЖУК ВОСТОЧНЫЙ. Длина 2,5 см. Надкрылья коричневые с восковыми волосами, грудь и брюшко темные, задний сегмент брюшка с перехватом у самца или очень короткий у самки. Усики с пластинчатой булавой, на них располагаются органы, воспринимающие запахи.
НАСЕКОМЫЕ, РАЗВИВАЮЩИЕСЯ С НЕПОЛНЫМ ПРЕВРАЩЕНИЕМ.
ОТРЯД ПРЯМОКРЫЛЫЕ (около 20 тыс. видов)
ПРИЗНАКИ:
1. Две пары крыльев: передние - надкрылья с почти параллельными продольными жилками; задние - более широкие с радиально расходящимися продольными жилками.
2. Ротовой аппарат грызущего типа.
3. Развитие с неполным превращением.
ОСОБЕННОСТИ:
1. Задние конечности прыгательного типа.
2. Есть специальные органы слуха (на голени передней конечности, т. к. для животных характерно стрекотание, звук возникает при трении крыльев друг о друга).
ЦИКЛ РАЗВИТИЯ на примере АЗИАТСКОЙ САРАНЧИ:
Во второй половине лета самка делает брюшком в почве ямку и на 2/3 заполняет ее оплодотворенными яйцами. Параллельно происходит выделение особого пенистого вещества, которое, затвердевая, склеивает яйца в кубышку. В таком виде яйца зимуют. Весной следующего года из яиц появляются личинки (нимфы), которые по внешнему облику напоминают имаго, но характеризуются более мелкими размерами и отсутствием крыльев - это пешая саранча, которая движется большими скоплениями - кулигами, поедая все на своем пути.
В течение последующих полутора месяцев происходит 5 линек. После последней линьки возникают крылатые особи. В связи с этим в новые районы имаго перелетают стаями.
ЗНАЧЕНИЕ:
I. В природе:
1. Элементы цепей питания.
2. Регуляция численности растений.
II. В хозяйстве:
1. Насекомые-вредители (саранча, кузнечики, кобылки, медведки).
2. Использование в пищу.
ОТРЯД КЛОПЫ = ПОЛУЖЕСТКОКРЫЛЫЕ (> 30 тыс. видов)
ПРИЗНАКИ:
1. Передние крылья в основной части толстые и жесткие, кожистые, в вершинной части - мягкие, тонкие, прозрачные. Вторая пара крыльев тонкая, перепончатая. В покое задние крылья и конечные участки передних крыльев убираются под жесткие основные части передних крыльев. У некоторых надкрылья однородные (клоп водомерка), у других они укороченные или редуцированы (постельный клоп).
2. Колюще-сосущий ротовой аппарат в виде хоботка.
3. Развитие с неполным превращением.
ОСОБЕННОСТИ:
1. На нижнебоковой поверхности заднегруди открываются протоки пахучих желез.
ЦИКЛ РАЗВИТИЯ на примере КЛОПА-ВРЕДНОЙ ЧЕРЕПАШКИ (вредитель хлебных злаков):
Самка откладывает 70-100 яиц в одной кладке. Из яиц выходят личинки по внешнему облику напоминающие взрослое насекомое, которые линяют 5 раз, после 5-й линьки возникает взрослое насекомое. Личинки и имаго сосут соки стеблей и колосьев злаков, разрушая их. Осенью имаго мигрируют с зерновых на места зимовки (леса, лесополосы).
ЗНАЧЕНИЕ:
I. В природе:
1. Элементы цепей питания.
2. Регуляторы численности растений и животных.
II. В хозяйстве:
1. Насекомые-вредители (клопы-черепашки, черный клоп).
Паразиты птиц, млекопитающих, в том числе и человека (постельный клоп).
БИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ БОРЬБЫ С ВРЕДНЫМИ НАСЕКОМЫМИ.
Существуют разнообразные методы борьбы с вредными насекомыми: механический (счищение кладок, ловушки, раздавливание), агротехнический (уничтожение сорняков, ранние сроки посева, своевременная уборка), химический и биологический.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ:
охрана и привлечение насекомоядных птиц, летучих мышей, хищных насекомых;
разведение насекомых – естественных врагов насекомых-вредителей и выпускание их в природу (яйцееды и наездники из перепончатокрылых);
использование биопрепаратов, вызывающих болезни насекомых (вирусные, бактериальные, грибные, которые безопасны, так как видоспецифичны);
создание сортов, устойчивых к насекомым-вредителям (методы генной инженерии);
использование феромонов – естественных пахучих веществ насекомых, служащих для коммуникаций (нарушение поведенческих инстинктов, в связи с чем самки остаются неоплодотворенными; использование самок в ловушках с целью привлечения самцов).
ОХРАНА ПОЛЕЗНЫХ НАСЕКОМЫХ И СОХРАНЕНИЕ ИХ МНОГООБРАЗИЯ
Охрана местообитаний и кормовой базы насекомых в заповедниках, заказниках и на других особо охраняемых природных территориях.
Неприменение химического метода борьбы с вредными насекомыми.
Запрет на отлов декоративных насекомых.
Размножение в условиях заповедных территорий редких видов.
Пропагандистская работа.
Сходство и различия между кольчатыми червями и членистоногими.
Сходство: метамерия.
Различия:
Признаки |
Кольчатые черви |
Членистоногие |
1. Хитиновый скелет |
+ |
- |
2. Поперечнополосатые мышцы |
отсутствуют |
Есть |
3. Кровеносная система |
Замкнутая |
Незамкнутая |
4. Полость тела |
целом |
Миксоцель |
5. Наличие метанефридиев |
есть |
Нет |
6. Конечности |
Нерасчлененные параподии |
Членистые конечности |