Органы пищеварения

Пищеварительный аппарат начинается в голове ротовым отверстием и заканчивается на последнем сегменте. Кишечный канал состоит из

трех отделов: передней, средней и задней

кишки. Передняя кишка и задняя кишка образуются из впячивания наружного зародышевого листка (эктодермы) и в соответствии со своим происхождением выстланы кутикулой. Средняя кишка образуется

из внутреннего зародышевого листа и лишена кутикулы.

Передняя кишка подразделяется на глотку, пищевод, зоб и мышечный желудок. Глотка и пищевод проводят пишу, а зоб служит для временного сохранения пищи и бывает не у всех насекомых.

За зобом помещается мышечный желудок с развитой мышечной тканью. Его стенки покрыты твердыми хитиновыми зубцами, содействующими механическому перетиранию пищи. Он хорошо развит у тараканов, прямокрылых, жуков, но отсутствует у пчел и большинства двукрылых. Передняя кишка заканчивается кольцевой складкой, носящей название кардиального

клапана.

Средняя кишка образуется путем сложного процесса из внутреннего зародышевого пласта (эндодермы). В нее выделяются все пищеварительные соки, кроме слюны, и происходит переваривание пищи и всасывание продуктов пищеварения. Средняя кишка

представляет собой равномерно утолщенную трубку. Она выстлана железистым эпителием, клетки которого выделяют капли секрета, окруженные слоем цитоплазмы. Секретирующие клетки постепенно уменьшаются и перестают существовать, но вместо исчезнувших из специальных участков (крипт) появляются новые.

В средней кишке образуется тонкая оболочка — перитрофи- ческая мембрана, окружающая пищевой комок и предохраняющая стенки кишки от соприкосновения с плохо измельченными

частицами пищи.

Задняя кишка подразделяется на толстую, тонкую и прямую кишку и начинается пилорическим клапаном. Он аналогичен кардиальному

клапану передней кишки и регулирует поступление пищевого комка из средней кишки в топкую кишку, где происходит отсасывание воды из пищевой массы. Сюда впадают маль-пигиевые сосуды.

Процесс пищеварения

Пищеварение — это совокупность процессов, включающих механическое измельчение пищи и химическое (главным образом ферментативное) расщепление пищевых веществ на компоненты,

пригодные к всасыванию и участию в обмене веществ. Как наиболее типичный обычно рассматривается процесс пищеварения

у тараканов, саранчовых, жуков. Он начинается в ротовой полости. Пища измельчается мандибулами и максиллами и смачивается

слюной. Слюна содержит амилазы, которые обеспечивают расщепление крахмала. Сосущие насекомые сначала вводят слюну в жидкую пищу, а затем ее всасывают. Язык (гипофаринкс)

проталкивает пищу дальше в глотку. В механической переработке пищи участвует также мышечный желудок, где она перетирается.

Железы, секретирующие слюну, расположены под средней кишкой и связаны с нижней губой. У гусениц и личинок перепончатокрылых

эти железы секретируют шелк, у кровососущих —

антикоагулянты, у клопов — ядовитые вещества.

Основная химическая переработка пищи происходит в средней кишке. Химическая переработка пищи слагается из процессов

гидролиза трех ее основных компонентов — белков, жиров и углеводов. Гидролиз белков, жиров и углеводов идет за счет

действия множества ферментов. Основные ферменты — амилаза, мальтаза, инвертаза, трипаза, пептидаза и липаза. Протеазы (трипаза, пептидаза) отвечают за расщепление белков до аминокислот, карбогидразы (амилаза, мальтаза, инвертаза, целлю- лаза) — за расщепление углеводов до моносахаров, а липазы —

за расщепление жиров до глицерина и жирных кислот. Моносахара, аминокислоты, глицерин и производные жирных кислот интенсивно всасываются эпителиальными клетками средней

кишки. Действие ферментов в значительной степени зависит от кислотности среды в кишечнике. Кислотность (pH) средней кишки

может варьировать от 5,8 —6,9 (кузнечик), 6,6 —7,4 (колорадский жук) до 9,0 —9,4 (гусеницы).

Набор ферментов меняется в зависимости от того, чем питается насекомое из поколения в поколение. Меняется он и в разных

фазах развития. Так, листогрызущие гусеницы бабочек имеют все три группы ферментов, а взрослая бабочка из этого набора сохраняет только инвертазу, позволяющую питаться сахаром нектара. Особенно трудно перевариваются высокомолекулярные

вещества, в частности древесина, которая состоит в основном из клетчатки, лигнина и гемицеллюлоз. Кроме того, в небольшом

количестве в ней содержатся крахмал, жиры и масла, органические кислоты, дубильные вещества, пигменты и другие химические

вещества. Лигнин никогда не переваривается, а клетчатка и гемицеллюлоза — только некоторыми видами насекомых. В связи с этим различают три группы насекомых, у которых личинки

(1) усваивают только содержимое клеток (древогрызы, некоторые усачи, ложнокороеды); (2) усваивают также углеводы клеточных

стенок, включая гемицеллюлозу, но не усваивают клетчатку (короеды); (3) кроме углеводов усваивают и клетчатку (точильщики,

некоторые усачи). В задней кишке ферменты не выделяются, но здесь также возможно

всасывание пищи. Важнейшая функция задней кишки — отсасывание воды из остатков пищевой массы и вывод экскрементов наружу через анальное отверстие. Экскременты имеют

определенные структуру и форму, по которым можно определить, к какой систематической группе принадлежат насекомые. Помимо

выведения экскрементов и всасывании воды в задней кишке переваривается пища с помощью симбионтов. В питании насекомых древесиной большую роль играют организмы- симбионты, как правило, это грибы, обитающие в мешочках

и выступах пищеварительного канал: а и способствующие разложению поступающей туда клетчатки (например, у личинок большого соснового слоника Callirus (—Hylobius) abietis, термитов,

некоторых усачей). Самки короедов древесинников вносят в ходы, которые прогрызают в древесине, споры грибов, а самки

рогохвостов закладывают споры при откладке яиц. Споры прорастают, и мицелий гриба в дальнейше м служит пищей для личинок

короедов. У ряда хищных насекомых, например у жужелиц, стрекоз, флёрниц (златоглазка), божьих коровок, пищеварение частично внекишечное. Сок средней кишки вли вается в тело жертвы по

челюстным каналам и таким образом переваривание начинается раньше проглатывания.

Имагинальная форма многих видов насекомых не питается и существует за счет жировых запасов (обоеполое поколение хермесов, монашенка, непарный шелкопряд, сосновый шелкопряд,

оводы, подёнки и т.п.). У таких насекомых ротовой аппарат часто редуцирован. У подёнок пищевой канал приобретает другие

функции — он наполнен воздухом, что облегчает полет.