Лекция анатомия насекомых план: Кожные покровы насекомых. Мышечная система насекомых. Полость тела насекомых. Системы внутренних органов



жүктеу 394.54 Kb.
бет1/4
Дата13.04.2019
өлшемі394.54 Kb.
түріЛекция
  1   2   3   4



ЛЕКЦИЯ 3. АНАТОМИЯ НАСЕКОМЫХ
План:

  1. Кожные покровы насекомых.

  2. Мышечная система насекомых.

  3. Полость тела насекомых.

  4. Системы внутренних органов.


1. Кожные покровы насекомых

Строение кожи. Кожа насекомых состоит из трех слоев: базальной мембраны, гиподермы и кутикулы.

Базальная мембрана – самый нижний слой. Она не имеет клеточного строения, образована в основном мукополисахаридами, выделяющимися из гемоцитов – клеток гемолимфы. Мембрана проводит питательные вещества к клеткам следующего слоя и является разграничителем между гиподермой и расположенными ниже жировым телом и внутренними органами.



Гиподерма – основа покровов, слой клеток, вырабатывающий компоненты кутикулы. Часть гиподермальных клеток преобразуется в секретирующие или превращается в волоски и щетинки.

Кутикула – наружный слой кожи, самый толстый и многослойный из всех. Она, как и базальная мембрана, также не имеет клеточного строения. Состоит из продуктов секреции гиподермы, основой которых является вещество хитин.

В свою очередь, кутикула также разделяется на слои. В первую очередь, это:

1. прокутикула (другие названия – ламинарная, слоистая кутикула) – толстая, расположена непосредственно над гиподермой;

2. эпикутикула – тонкая, лежит над прокутикулой.


Ламинарная кутикула делится еще на два слоя: эндокутикула (внутренняя) и экзокутикула (наружная).

В составе эпикутикулы имеется четыре слоя (изнутри кнаружи): гомогенный; кутикулиновый; восковой; наружный цементный. [2]

Более подробно строение каждого слоя освещено в статье Кутикула. (фото)

Функции кожи
1. механическая: кожа формирует наружный экзоскелет тела, несет на себе рецепторные образования и железы;

2. барьерная: покровы отделяют внутреннюю среду от внешней и регулируют проникновение веществ внутрь организма и их выход из него;

3. защитная: покровы обладают значительной прочностью, что предохраняет насекомых от последствий падения, делает недоступными для некоторых хищников и т.д.;

3. носители пигментов. гиподерма и кутикула могут являться носителями пигментов, обусловливая определенный цвет тела у насекомых; (фото)

4. функция депо: в коже откладываются некоторые метаболиты и промежуточные продукты обмена веществ.
Производные кожи
Их можно разделить на несколько типов:

1. скульптурные придатки – производные только кутикулы;

2. структурные придатки: производные кутикулы и гиподермы;

3. эндоскелетные образования – структуры, расположенные на внутренней поверхности кожи;

4. железы.[1]

Борис Николаевич Шванвич выделяет среди производных кожи другие разновидности:

5. несочлененные придатки – неподвижные, являющиеся прямым продолжением покровов (гребни, шипы и др.);

6. сочлененные придатки, отличные по строению от кожи и часто смещающиеся относительно нее (волоски, щетинки);.[3]

Так как первая классификация является более современной и общепринятой, при описании придатков кожи будем придерживаться ее.



Производные кожи

Скульптурные придатки

К ним относят шипики (хетоиды), бугорки, бороздки, вдавленные точки. Они представляют собой локальные изменения толщины кутикулы, при этом, гиподерма сохраняет равномерный рельеф и не участвует в их образовании. Такие придатки бывают у разных насекомых, но особенно часто они украшают тело и надкрылья жуков.[1]



Структурные придатки

Хеты. Самый характерный из таких производных – это хеты, которые включают в себя волоски (более тонкие, по всей длине имеют одинаковый диаметр) и щетинки (толще, сужаются к концу). Несмотря на внешнее различие, происхождение разных видов хет одинаково, они берут начало из двух клеток гиподермы,[1] одна из которых преобразуется в так называемую трихогенную клетку, которая дает отросток вверх и проникает сквозь эндокутикулу через пору, а другая преображается в мембранную. Мембранная клетка создает вокруг волоска сочленовую мембрану, позволяющую ему смещаться относительно кутикулы.[3]

Волоски могут быть рассеяны по телу или густо покрывать его поверхность, бывают бесцветными или окрашенными. К примеру, густое расположение волосков отличает многих ночных бабочек и шмелей.[1] У ряда видов хеты расположены на теле пучками.[3]

Шипы. Кроме хет, у насекомых часто встречаются шипы: более мощные образования, сформированные из выступов кожи и выстланные изнутри слоем гиподермальных клеток. Эти структуры встречаются на теле и на ногах, могут быть фиксированы к коже неподвижно и подвижно.[1] Некоторые насекомые отличаются наличием гребней, рогов, паранотальных выростов, разрастаний щитков, разветвляющихся выростов. [3]

Чешуйки. Еще одним видом придатков являются чешуйки, располагающиеся на крыльях и, в небольшом количестве, на теле у бабочек. Фактически, они являются видоизменениями не собственно кожи, а хет. Чешуйки имеют сложное, причудливое строение и определенным образом складываются вместе, формируя сложный рисунок крыльев. Помимо Чешуекрылых, подобные образования имеются у ряда Первичнобескрылых и у жуков-долгоносиков.[1] (фото)

Эндоскелетные образования

Они представлены в виде выступов, гребней и других структур, которые располагаются на внутренней поверхности тела. Отдельные части внутреннего каркаса, к которым крепятся мышцы и которые поддерживают органы, носят название аподемы. В наибольшей степени эндоскелетные образования развиты в голове (там они называются общим термином тенторий) и груди; в висцеральном отделе в них нет большой необходимости.[1]



Железы

Эта группа объединяет в себе множество различных структур, отличающихся по строению, количеству, расположению и происхождению секрета. В зависимости от выделяемого продукта, они бывают нескольких видов.

Пахучие (ароматические)

Выделяют вещества с резким запахом. Такие структуры есть у клопов, у которых они находятся на груди и брюшке.[1] У личинки солдатика пахучих желез три, их выводные протоки открываются на 4, 5, 6 тергитах брюшка. Как правило, для человека запах секрета этих желез неприятен, однако это – не абсолютное правило. Например, Pizostethuscursitansвыделяет жидкость, пахнущую земляникой, а пахучие железы пчелы издаются фруктовый аромат.[3]

Восковые

Выделяют воскоподобную субстанцию, покрывающую тело насекомого либо со всех сторон, либо на ограниченных участках. Это уменьшает смачиваемость поверхности покровов водой и создает ему механическую защиту; подобное характерно для [1] Полужесткокрылых и др. У многих червецов секрет восковых желез не распределяется по телу, а остается на нем в виде пушка или нитей (красная кровяная тля, червецы). В ряде случаев длина этих нитей превышает размеры тела насекомого, как у светоноски Lystra. У пенниц секрет представлен в виде пены, которая покрывает все тело насекомого и защищает его.[3]

Лаковые

Производят субстанцию, которая используется насекомыми с технической целью. Лаковые железы имеются у некоторых видов червецов, обитающих в тропиках.[1] Выводные протоки этих желез находятся на спине, они выделяют смесь веществ, уплотняющуюся на воздухе в виде чешуек. Со временем их количество увеличивается, и они формируют сплошной щиток, под которым живет червец и развивается его молодь.[3]



Ядовитые

Выделяют отравляющие вещества, часто располагаются у основания волосков, что увеличивает чувствительность желез к малейшему физическому воздействию. Их наиболее характерные обладатели – тропические гусеницы.[1] У некоторых организмов имеются видоизмененные железы – ядовитые волоски, у которых токсин заполняет полость волоска, а не мешочек в его основании. Такие волоски часто расположены на возвышениях – ядовитых бугорках, внутри которых расположена железистая ткань, продуцирующая яд.[3]

Отпугивающие (оборонительные)

Такими обладают плавунцы, гусеница гарпии, жуки-бомбардиры. У последних секрет желез, содержащий оксид азота и азотнокислые соли, выбрасываются в воздух, и при контакте этих веществ с воздухом происходит некое подобие взрыва. Это отвлекает противника и причиняет ему боль, если секрет желез попадает на его покровы. Особые оборонительные железы используют и термиты, применяя их в борьбе муравьями. Выводные протоки желез находятся у них на голове и выпускают секрет в виде капель или нитей. Попадание жидкости на антенны муравьев выводит их из строя.[3]

Шелкоотделительные (прядильные)

Имеются у личинок бабочек, ручейников и др., по происхождению являются видоизмененными слюнными железами, которые мы не описывали, так как они не являются придатками кожи. Прядильные железы выделяют жидкость, которая застывает на воздухе и вытягивается насекомым в длинную нить.[1]



Рога – средство защиты жука-носорога

Функции придатков кожи

Скульптурные придатки могут играть роль светопреломляющих образований, служить отличительным видовым признаком насекомых, однако особой роли в их жизнедеятельности они чаще всего не играют.

Волоски при редком расположении на теле играют роль чувствительных элементов, а их густота может говорить о том, что они участвуют в терморегуляции. На это указывает то, что густо опушенных насекомых больше среди обитателей жарких засушливых территорий. Чешуйки бабочек имеют основное значение в формировании окраски крыльев. Шипы, гребни, выступы чаще имеются у самцов и используются для защиты. (фото)

Общее значение всех структурных образований состоит в том, что их наличие, количество, расположение, размер и другие характеристики могут иметь наследственную природу, вследствие чего их изучение можно использовать при распознавании видов.

Благодаря эндоскелетным образованиям, покровы могут выполнять функцию наружного скелета. Эти придатки служат местами прикрепления мышц и других внутренних структур, что делает возможным их работу и сохранение постоянного взаиморасположения.

Значение желез очевидно, в зависимости от характера выделяемого секрета, они способны выполнять множество функций. Помогают защищаться от врагов, искать партнеров для размножения, механически защищать тело, производить строительный материал для жилища (например, сот у пчел) и т.д. Назначение этих образований может быть и другим. Например, пахучие железы, секрет которых увеличивается в объеме у мигрирующих насекомых, может руководить их поведением в группе, а пчелы «включают» их тогда, когда находят источник пищи и хотят сообщить об этом своим сородичам.[3][1]


Характерной особенностью насекомых, как и всех других членистоногих, является то, что их тело снаружи покрыто более или менее плотной кутикулой, которая играет роль наружного скелета насекомых.



Твердый наружный скелет сыграл и играет исключительно важную роль в эволюции насекомых.

Наружный скелет служит защитой от механических повреждений, препятствует проникновению различных вредных веществ, он служит прекрасной защитой для нежных внутренних органов. Велико и опорно-механическое значение наружных покровов, они являются опорой скелетно-мышечного аппарата.

Именно наружный скелет позволяет достигать чрезвычайной сложности внешней формы при ничтожно малых размерах.

Хитиновый покров – это не просто «панцирь», скорлупа, защищающая тело насекомых. С ним связаны различные его выросты, придатки: волоски, шипы, шипики, чешуйки, играющие ту или иную роль в жизни насекомых. С наружными покровами связаны разнообразные железы, открывающиеся на поверхность хитинового панциря, осязательные, обонятельные, вкусовые органы.

Наконец, от хитинового покрова зависит окраска насекомых, которая многообразием тонов и рисунков превосходит яркость и причудливость окраски цветов.

Кожные покровы насекомых состоят из 3-х основных слоев: кутикулы, гиподермы и базальной перепонки.

Кутикула представляет собой продукт выделения гиподермы. Это наружная часть покровов, и она не имеет клеточного строения. Однако она имеет слоистое строение и состоит из двух слоев: наружного – эпикутикулы и внутреннего – пропикутикулы.

Эпикутикула состоит в основном из кутикулина, являющегося смесью липоидных веществ и воскоподобных соединений. Она обеспечивает непроницаемость покровов для воды и плохо смачивается водой. Гигрофобность эпикутикулы объясняется присутствием в ее составе воска и липоидов. Эпикутикула является барьером для проникновения многих пестицидов.

Внутренний слой – пропикутикула во много раз толще (до нескольких сот микрон). Пропикутикула может быть прозрачной и не дифференцированной на слои. Но очень часто она состоит из двух слоев: 1-й внутренний – непосредственно прилегающий к гиподерме (эндокутикула) и 2-й наружный – более тонкий прозрачный слой (экзокутикула).

Биохимическую основу пропикутикулы составляют белки и хитин. Кутикула становится склеротизированной, и это предопределяет дифференцировку пропикутикулы на два слоя: нижний слой – эндокутикулу – толстый, светлый эластичный, способный к растяжению слой, верхний – более тонкий, темный, плотный, не способный к растяжению – экзокутикулу.

Пропикутикула слоиста, состоит из множества тонких, слоистых пластинок. Волокнистые слои могут ограниченно скользить один вдоль другого.

Пропикутикула пронизана тончайшими менее 1 мкм канальцами, которые тянутся от гиподермы до эпикутикулы и служат путями, по которым проходит продвижение веществ от гиподермы к поверхности.

На поверхность кутикулы выходят протоки железистых клеток, выделяющих жироподобный секрет. Железистая клетка находится в гиподерме, и ее выводной канал тянется через все слои до поверхности.

В связи с тем, что эпи - и экзокутикулы почти не растяжимы, то рост насекомых происходит с помощью периодических линек, то есть сбрасывания старой кутикулы (которые происходят с помощью личиночных гормонов).

Линочные (проторокальные) железы выделяют линочный секрет (по составу стероиды) экдизон, который растворяет эндокутикулу. Расшифровка линочного гормона экдизона (как стероида) позволила создать гормональные препараты для борьбы с вредителями сельского хозяйства – на основе нарушения процесса линьки.

Все разнообразие внешнего покрова насекомых создается в процессе развития насекомого, деятельностью живых клеток, выстилающих кутикулу и носящих название гиподермы.

Гиподерма состоит из одного слоя живых клеток обычно цилиндрической или кубической формы. Это очень деятельный слой.

Ее функции: 1.Выделение и образование кутикулы. 2. Выделение линочной жидкости, растворяющей старую пропикутикулу.

Базальная перепонка – подстилает гиподерму, очень тонка и трудно различима. Не имеет клеточной структуры, происходит из кровяных клеток.
Производные кожных покровов

Кожные покровы образуют ряд производных: различные выросты, придатки – волоски, шипы, щетинки, чешуйки, играющие важную роль в жизни насекомых.

С наружными покровами связаны разнообразные железы, открывающиеся на поверхность хитинового покрова: осязательные, обонятельные, вкусовые, ветрочувствительные и др. органы. От хитинового покрова, наконец, неотделима и окраска насекомых. Кожные покровы образуют и внутренний скелет – эндоскелет.

Придатки кожи разнообразны и подразделяются на два основных типа: скульптурные и структурные образования.

К числу скульптурных придатков относятся чисто кутикулярные образования – без участия гиподермы, это разнообразные выросты, шипики, бугорки, бороздки, точечная пунктировка.

Структурные образования являются уже производными кожи в целом – и кутикулы и гиподермы. Из этих образований наиболее характерны волоски и щетинки (они более толстые к основанию), объединяемые под общим названием хеты. Началу волоску дает трихогенная клетка гиподермы, она увеличивается и выпускает через кутикулу отросток, заканчивающийся кутикулярным колпачком, внутри которого содержится протоплазма клетки (неподвижно сочлененные волоски как механическая защита поверхности тела от холода).

Вокруг волоска на поверхности кутикулы образуется тонкая, гибкая сочленованная мембрана. Основание волоска часто образует углубление, окруженное прочным хитиновым валиком. К таким волоскам подходят нервные окончания и играют роль элементов органов чувств (осязание, тактильных, ветрочувствительные).



Кожные железы у насекомых очень разнообразны – восковые, лаковые, ядовитые, отпугивающие, пахучие, прядильные и др. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными.

Восковые железы свойственны тлям, червецам, пчелам.

Ядовитые кожные железы свойственны многим бабочкам: например, гусеницы и бабочки – златогузки. Поступающие в полые волоски ядовитые выделения служат средством защиты.

Отпугивающие и пахучие железы очень распространены у насекомых. Наиболее характерны они для клопов, у личинок они располагаются на брюшке.

Выделения самок привлекают самцов (половые аттрактанты).



Шелковыделительные железы – или прядильные, у ручейников, перепончатокрылых, у бабочек представляют собой видоизменения (выделения) слюнных желез.

У некоторых насекомых есть специальные прядильные кожные железы, например, на передних лапках у эмбий.


Окраска тела насекомых. С кожными покровами связано и многообразие окрасок насекомых. По происхождению она подразделяется на пигментную или химическую и структурную или физическую.

Пигментная окраска зависит от наличия соответствующего пигмента, то есть красящего вещества, которое может находиться в кутикуле или гиподерме, а иногда даже в крови или жировом теле. Каратиноиды – источником этих веществ служит каратин растений, он отлагается в кожных покровах, находится в крови – обуславливает желтые и красные окраски (личинки колорадского жука). Травянисто-зеленая окраска обуславливается не хлорофиллом растений, а зеленым пигментом инсектовердином.

Особую и широко распространенную группу пигментов составляет птерин. Они определяют окраску от белой и желтой до оранжевой и красной. Птерины – соединения близкие по своей природе к мочевой кислоте.



Структурная окраска – обуславливается особенностями строения кожных покровов и связана с особенностями разложения света (явлениями светового резонанса), явлениями дифракции и интерференции. Сюда можно отнести все окраски с металлическим блеском. Нередко окраска бывает комбинированной и представляет собой сочетание пигментной и структурной, обеспечивая более яркую окраску насекомых.

Большое распространение в мире насекомых имеет мимикрия, при которой один вид характеризуется предупреждающей окраской и не съедобен или опасен (ядовит), а другой вид незащищенный инструмент его. Например, осы и мухи сирфиды, шмели и мухи шмелевидки.

Помимо указанных свойств кутикула насекомых играют роль внутреннего скелета – эндоскелета. Серия внутренних выростов кутикулы служит для прикрепления мышц и поддержания внутренних органов, и составляют как бы внутренний каркас тела. Отдельные элементы этого каркаса называются аподемами. Особенно развит внутренний скелет головы и груди, так как здесь крепятся наиболее сильные мышцы (тенторий).
2. МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА НАСЕКОМЫХ

Мышечная система насекомых – это совокупность мышечных клеток, объединенных в обособленные структуры (мышцы), которые способны к сокращению, обеспечивают способность насекомых к передвижению и работу их внутренних органов.

Показать все


Содержание:


  • Устройство мышечной системы насекомых

  • Скелетные мышцы

  • Брюшная группа

  • Грудная группа

  • Головная группа

  • Висцеральные мышцы

  • Строение мышц

  • Сокращение мышц

  • Ссылки

Каталог: company -> personal -> user
user -> 11 людей, которые не сразу стали успешными
user -> А. Бергсон Творческая эволюция
user -> Лекция №4 Тема лекции: «Виноделие Италии» План лекции: История развития виноделия в Италии Итальянская классификация вин
user -> Тема 15. Утилизация отходов производства
user -> Лекция №27. Современная физическая картина мира Сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное взаимодействия
user -> Тема: Биогеографическое районирование океана
user -> Лекция 2: опыт местного самоуправления за рубежом и виды муниципальных систем


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет