Насекомые – это… Что такое Насекомые?

Этимология названия

Русское слово насекомое, первоначально «(животное) насечённое, с насечками», которые отделяют один членик от другого, калькировано в XVIII веке с фр. insecte, произошедшего от лат. insectum (страдательное причастие от глагола inseco «разрезаю, надрезаю, рассекаю»). Латинское слово, в свою очередь, было скалькировано с др.-греч.ἔντομον ({amp}lt;

Русское слово насекомое, первоначально «(животное) насеченное, с насечками», которые отделяют один членик от другого, калькировано в XVIII веке с фр. insecte, произошедшего от лат. insectum (страдательное причастие от глагола inseco «разрезаю, надрезаю, рассекаю»). Латинское слово, в свою очередь, было скалькировано с др.-греч.ἔντομον ({amp}lt;

Общая характеристика

Кратко класс можно охарактеризовать следующим образом. Это наземные членистоногие, у которых тело явно разделено на голову, грудь и брюшко, а основные, служащие для передвижения, конечности находятся в числе 3 пар на грудном отделе. Брюшко у взрослых особей несёт видоизменённые остатки конечностей — грифельки и др.

, лишь у отрядабессяжковых сохранились слабые брюшные ноги. Дыхание осуществляется с помощью трахейной системы или кожное — всей поверхностью тела. Те насекомые, которые дышат с помощью всей поверхности тела и имеют проницаемые для дыхательных газов и испарения покровы, ограничены в своём распространении только влажными средами.

Они встречаются в основном в почве и в гниющих остатках организмов. Те высшие насекомые, у которых покровы непроницаемы и развита трахейная система, могут обитать и в сухих средах. Эти насекомые широко расселились по нашей планете. Именно такие, ведущие открытый образ жизни и часто ярко окрашенные высшие насекомые и известны большинству читателей. Встречаются повсеместно, включая Антарктиду (Belgica antarctica).

Численность

Оценка числа описанных видов насекомых варьируется от примерно 720 тыс.[6] до более чем 1 млн видов[7]. Оценки общей истинной численности насекомых широко варьируются от примерно 2 млн[8], 5—6 млн[9] до около 8 млн[10] видов.

Расчёты, основанные на экстраполяции количества видов жесткокрылых и чешуекрылых в Новой Гвинее показывают, что предположительное число видов насекомых может находиться в пределах 3,7—5,9 млн видов[2]. Насекомые очень разнообразны и большинство их видов плохо изучено, поэтому истинная оценка количества существующих видов является очень затруднительной. Некоторые из описанных видов известны только по находкам из одной-единственной местности или даже по единственному экземпляру[11].

Размеры

Размеры представителей группы колеблются в широких пределах. Крупнейшим насекомым считается палочникPhobaeticus chani[12]. Наиболее крупный экземпляр был обнаружен в 1989 году в лесах острова Калимантан и с вытянутыми конечностями его длина составляет 567 мм[13]. Предыдущим рекордсменом по длине тела был палочник Phobaeticus kirbyi, максимальная длина тела которого составляет 328 мм, а вытянутыми конечностями — 546 мм[14].

Самым крупным жуком в мире считается дровосек-титан (Titanus giganteus) из Южной Америки, достигающий длины до 167 мм[15], а по некоторым неподтверждённым источникам даже до 210 мм[16]. Вторым по величине является южноамериканский жук-геркулес (Dynastes hercules), отдельные особи самцов которого достигают длины 160—165 мм[17].

Южноамериканскаясовка тизания агриппина (Thysania agrippina) является крупнейшей по размаху крыльев бабочкой в мире — в 1934 году в Бразилии была поймана самая крупная особь с размахом крыльев 30,8 см[18]. Самой крупной по размаху крыльев дневной бабочкой является орнитоптера королевы Александры (Ornithoptera alexandrae) — размах крыльев самки достигает 28 см[18].

Самки сатурнииCoscinocera hercules, обитающей в Австралии и Новой Гвинее, обладают самой большой площадью крыльев — до 263,2 см², а их размах может достигать 28 см. Одной из самых больших бабочек в мире также является сатурнияAttacus atlas, крупнейший задокументированный экземпляр которой был пойман на острове Ява и имел размах крыльев 26,2 см[19].

Одна из самых маленьких бабочек в мире — микро-моль Stigmella ridiculosa (семейство Nepticulidae) с Канарских островов имеет размах крыльев всего около 2 мм[20]. Самым маленьким жуком является перокрылкаNanosella fungi из США, длина тела которой около 0,25 мм, что почти в 800 раз меньше, чем у самого большого жука[21].

Систематика

Все отряды насекомых. Имаго

Все отряды насекомых. Имаго

Все отряды насекомых. Личинки.

Все отряды насекомых. Личинки.

Латинское название Insecta(Linnaeus, 1758) имеет формальное авторство Карла Линнея в силу правил Международного кодекса зоологической номенклатуры, согласно которому дата выхода 10-го издания линнеевской «Системы природы» (1758) является исходной датой приоритета для всех названий зоологических таксонов.

Применительно к типифицированным названиям видов, родов, семейств и промежуточных между ними действуют правила Международного кодекса зоологической номенклатуры, но на такие нетипифицированные названия, как Insecta, они не распространяются. В результате этого в научной литературе использовали название «Insecta» для самых разных таксонов.

Исходно, со времён Аристотеля, это название относилось к наземным членистоногим (шестиногим, паукообразным и другим), но не к ракообразным. Линней поместил ракообразных в класс Insecta, так что Insecta по Линнею приблизительно соответствует нынешнему таксону Arthropoda (членистоногие)[8]. Ж. Б. Ламарк относил к классу Insecta только крылатых насекомых, да и то не всех.

Прочие авторы использовали название «Insecta» в том или ином значении, промежуточном между линнеевским и ламарковским. Наиболее традиционным является использование названия «Insecta» (Уильям Элфорд Лич, 1815) — в значении шестиногие; но и в современной научной литературе название «Insecta» употребляют не менее чем в трёх или четырёх разных значениях[8].

Термин Hexapoda (шестиногие) используется как ещё одно обозначение Insecta, особенно в тех случаях, когда примитивные бескрылые насекомые (Apterygota) не рассматриваются как истинные насекомые.
В старой мировой и русской литературе «насекомыми» чаще всего называют группу в широком объёме, включающую первичнобескрылых насекомых и всех Pterygota (иногда используют и название Hexapoda).

Систематика класса, представленная в различных работах, отражает разные взгляды их авторов и является дискуссионной. Внутри класса насекомых обосновано выделение клад (подклассов) Archaeognatha и Dicondylia (Zygentoma Pterygota). Крылатых насекомых делят на клады Ephemeroptera Odonatoptera Neoptera.

В инфраклассе новокрылые насекомые выделяют около 30 отрядов, группируемых в несколько клад (когорты, надотряды), статус которых дискутируется (например, Polyneoptera, Paraneoptera, Oligoneoptera или Holometabola)[10]. Не утихают споры, касающиеся систематического положения или необходимости сохранения статуса целого ряда таксонов.

Например, самостоятельные ранее отряды клопы и равнокрылые теперь объединяются в отряд полужесткокрылые, а отряд термиты включён в отряд тараканообразные. В то же время веерокрылые (иногда объединялись с жуками) и богомоловые (объединялись с тараканами) современными авторами снова рассматриваются как отдельные отряды[3].

Наружное строение

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Морфология насекомого

A

 — голова,

B

 — грудь,

C

 — брюшко

1. антенна,
2. глазки (нижний),
3. глазки (верхний),
4. сложный глаз,
5. мозг (cerebral ganglia),
6. переднегрудь,
7. дорсальная артерия,
8. трахеи,
9. среднегрудь,
10. заднегрудь,
11. переднее крыло,
12. заднее крыло,
13. средняя кишка (желудок),
14. сердце,
15. яичник,
16. задняя кишка (кишечник, прямая кишка и анальное отверстие),
17. анус,
18. вагина,
19. абдоминальный ганглий,
20. мальпигиевы сосуды,
21. подушечка,
22. коготки,
23. лапка,
24. голень,
25. бедро,
26. вертлуг,
27. fore-gut (crop, gizzard),
28. грудной ганглий,
29. тазик,
30. слюнная железа,
31. подглоточный ганглий,
32. ротовой аппарат

Покрывающее тело кутикула является частью кожи, образуя плотный наружный экзоскелет, но в ряде случаев она мягкая и тонкая. Наружная кутикула подразделена на отдельные щитки — склериты (sclerites) и вследствие своей плотности благоприятна для развития на ней различных образований: вдавлений, бороздок, бугорков, рёбрышек, мелких волосков -хетоидов и др. К кутикуле причленяются также подвижные кожные волоски — хеты, имеющие иногда характер щетинок или чешуек.

Окраска тела и его частей очень разнообразна, зависит от пигментов, располагающихся в кутикуле или подстилающей её гиподерме, либо обусловлена оптическими явлениями, связанными со структурой кутикулы. Ввиду большой стойкости оптическая и кутикулярная пигментная окраски остаются почти неизменными после смерти;

Тело насекомых подразделяется на три сегментированных отдела: голова, грудь и брюшко. Каждый сегмент подразделяется на четыре части — верхнее полукольцо называется тергит, нижнее полукольцо называется стернит, боковые стенки — плейриты. При обозначении взаимного расположения частей тела и органов терминами «дорсальный» (dorsalis) обозначают верхнюю сторону тела, а «вентральный» (ventralis) — нижнюю сторону. Также выделяют мезосому (у муравьёв из трёх грудных сегментов и первого абдоминального сегмента проподеума) и метасому (стебелёк и брюшко).

Голова

Голова (caput) внешне нечлениста, но эволюционно произошла в результате слияния 5 сегментов в процессе олигомеризации тела. Сохранившимися конечностями этих сегментов являются усики, или антенны первые (antennae) и 3 пары ротовых челюстей — нечленистые верхние челюсти, или мандибулы (mandibulae), членистые нижние челюсти, или максиллы (maxillae) и членистая, внешне непарная нижняя губа (labium), являющаяся второй парой нижних челюстей, слившихся между собой.

Различают несколько типов ротовых органов, из которых первичным является грызущий, предназначенный для разрывания и поглощения более или менее твёрдой пищи. В процессе эволюции возникло несколько модификаций этого исходного типа для потребления жидкой пищи, которые у разных сосущих групп насекомых устроены по-разному.

В одних случаях сосание связано с проколом пищевого субстрата и возникает колюще-сосущий ротовой аппарат (клопы, тли, комары и др.), в других приём пищи не сопровождается проколом, как, например, у большинства бабочек. Особую модификацию представляет мускоидный тип ротового аппарата, возникший у мух и приспособленный к потреблению как жидкой, так и твёрдой пищи.

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Типы усиков насекомых

Твёрдой основой головы является черепная коробка (epicranium). На голове различают переднюю поверхность — лоб (frons), который сверху переходит в темя (vertex) и далее назад — затылок (occiput). Спереди ото лба лежит хорошо обособленная пластинка — наличник (clypeus) и далее вперед (вниз) — верхняя губа (labrum), подвижный пластинчатый кожный выступ, прикрывающий сверху ротовые органы.

На боках головы, под глазами, различают щёки (genae), сзади переходящие в виски (tempora), а снизу лежит горло (gula). С боков головы расположены сложные глаза (oculi), состоящие из множества зрительных единиц — омматидиев и являющиеся основными органами зрения. Кроме этого, между сложными глазами обычно расположено 1—3 простых глаз, или глазков (ocelli).

Предлагаем ознакомиться  В доме появилась двухвостка? Избавиться легко!

Насекомые - это... Что такое Насекомые?

В зависимости от биологии положение головы неодинаково. Различают гипогнатическую голову (caput hypognathum) — с ротовыми органами, обращёнными вниз, подобно ногам, и прогнатическую голову (caput prognathum) — с ротовыми органами, обращёнными вперёд. Первый тип обычно характерен для растительноядных, а второй — для хищных насекомых.

Усики сидят по бокам лба, между глазами или впереди них, нередко в хорошо обособленной усиковой впадине. Они очень разнообразны, характерны для разных групп насекомых. В своей основе усики состоят из утолщённого основного членика, называемого рукояткой (scapus), за которым следует ножка (pedicellus), и, начиная с третьего членика, располагается основная часть — жгутик (flagellum). Различают несколько типов усиков (см. рис.).

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Строение и типы конечностей насекомых.

Тип конечности:1.

Бегательная (жужелица),

2.

Прыгательная (саранча),

3.

Копательная (медведки),

4.

Плавательная (плавунец),

5.

Хватательная (богомол),

6.

Собирательная (медоносная пчела).

Часть конечности:a.

тазик,

b.

вертлуг,

c.

бедро,

d.

голень,

e.

лапка.

Грудь (thorax) состоит из трёх сегментов — передне-, средне- и заднегруди (pro-, meso-, metathorax). Тергиты груди называются спинкой (notum), а стерниты — грудкой (sternum). Соответственно 3 сегментам груди различают передне-, средне- и заднеспинку (pro-, meso-, metanotum) и также передне-, средне и заднегрудку (pro-, meso-, metasternum).

Каждый плейрит груди подразделяется швом, по крайней мере, на два склерита — спереди эпистерн (episternum) и сзади эпимер (epimerum). Прикрепление к груди органов движения превращает её в локомоторный центр тела, увеличивает размеры за счёт развития мощной мускулатуры и сильному изменению и усложнению описанных выше склеритов.

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Нога насекомого

Ноги (pedes) причленены к груди снизу, обычно сидят в тазиковых впадинах и состоят из тазика (coxa), вертлуга (trochanter), бедра (femora), голени (tibia) и лапки (tarsus). Тазик и вертлуг обеспечивают необходимую подвижность ноге. В некоторых случаях вертлуг состоит из двух члеников. Бедро является самой крупной и сильной частью ноги, так как имеет мощную мускулатуру.

Его сочленение с голенью называют коленным, а прилегающую к нему часть — коленом (geniculus). Голень по длине примерно равна бедру, но тоньше его, снабжена шипами (spinae), а на вершине — шпорами (calcariae). Лапка обычно расчленена, состоит из 2-5 члеников, на вершине несёт пару коготков (unguiculi), между которыми располагается широкая присоска — аролий (arolium) или узкий эмподий (empodium). Соответственно образу жизни ноги подверглись разнообразной специализации, поэтому различают несколько их типов.

Крылья

Крылья насекомых (alae) представляют собой пластинчатые выросты покровов, связанные с комплексом обслуживающих их мышц и преобразованных склеритов груди. В типичном случае их две пары: передняя, прикреплённая к среднегруди, и задняя — на заднегруди. Крылья состоят из тонкой крыловой пластинки (membrana), укреплённой на твёрдых жилках (venae), играющих роль прочной основы крыла.

Жилки делятся на продольные и поперечные, образующие у более низкоорганизованных групп густую сеть и многочисленные ячейки (cellulae). Поперечные жилки у высших форм сокращаются в числе и иногда исчезают совсем, так как главную поддерживающую роль несут продольные, попеременно выпуклые и вогнутые жилки. Поэтому продольные жилки, хотя и претерпели у высших групп значительную эволюцию, всё же сохранили свою основу.

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Жилкование

Насекомые - это... Что такое Насекомые?

В исходном состоянии различают следующие продольные жилки: костальная (costa или C); субкостальная (subcosta, Sc); радиальная (radius, R), снабжённая сзади ветвью — радиальным сектором (radii sector, RS); срединная, или медиана (media, M), иногда делится на переднюю (MA) и заднюю (MP) ветви; кубитальная (cubitus, Cu), в числе двух, нередко сближенных жилок — передней (CuA) и задней (CuP);

Этот исходный план жилкования подвергается существенным модификациям путём образования ряда ветвей или выпадения отдельных жилок, их перемещения, слияния и т. д. Наиболее существенно в эволюции крыльев появление у новокрылых насекомых югальной области, обеспечившей особое складывание крыльев вдоль тела.

Однако, в процессе дальнейшей эволюции Neoptera югальная область и способность складывать крылья вдоль тела неоднократно утрачивались в разных группах. Также можно отметить происходивший процесс костализации крыла, то есть смещения всех продольных жилок к переднему краю крыла, укреплявшего механическую основу и повышавшего аэродинамические характеристики.

Наивысшей степени костализация достигла у перепончатокрылых и двукрылых. Многие отряды пошли по другому пути: у них летательная функция целиком переместилась на задние крылья, а передние превратились в плотные, ороговевшие надкрылья (elytrae), играющие роль покрышек для нежных задних крыльев. В ряде случаев надкрылья полностью утратили жилкование (жуки, кожистокрылые).

С совершенствованием полёта от относительной независимости крылья насекомых «переходили» к сцеплению друг с другом различными способами, функционируя как единый орган с перемещением основной нагрузки на первую пару. Другими словами, происходил процесс диптеризации (от лат.  названия отряда двукрылых).

Брюшко

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Схематическое изображение мухи

Цеце

. Абдомен изображён зелёным,

торакс

 — синим и голова — фиолетовым цветом.

Число видов

« Насекомые. Они — истинные хозяева земли. Их — миллиард миллиардов, больше, чем звёзд в нашей галактике… »

По состоянию на август 2013 года учёными описан 1 070 781вид насекомых, включая 17 203 ископаемых вида[3].
Оценка истинного общего числа видов насекомых находится в промежутке примерно от 2 млн[11][12], 5—6 млн[13][14] до около 8 млн[15]. Ежегодно описывается не менее 7000—7500 новых для науки видов[16].

Насекомые очень разнообразны, и большинство их видов плохо изучено, поэтому истинная оценка количества существующих видов является очень затруднительной. Некоторые из описанных видов известны по находкам только из одной местности или даже по единственному экземпляру[17].

Внутреннее строение

Дыхательная система

Дыхательная система большинства насекомых представлена множеством трахей, пронизывающих всё тело. Трахеи ветвятся и опутывают все внутренние органы. Концевые ветви трахей заканчиваются звёздчатой трахейной клеткой, от которой отходят тончайшие трахейные трубочки (трахеолы), проникающие даже внутрь клеток окружающих тканей.

Трахейная система насекомых является открытой (свободно сообщающейся с окружающим воздухом), лишь у некоторых личинок, живущих в воде, имеется закрытая система. В случае закрытой системы снабжение трахейной полости кислородом осуществляется с помощью трахейных жабр, улавливающих кислород, растворённый в воде.

Трахейная система насекомых выполняет не только роль снабжения организма кислородом, но и транспортную функцию по доставке кислорода к тканям. Необходимость наличия трахейной системы, пронизывающей всё тело, не позволяет насекомым достигать крупных размеров (по сравнению с позвоночными, например).

Кровеносная система

Кровеносная система насекомых незамкнутая. Гемолимфа только частично заключена в орган кровообращения — спинной сосуд. В остальном же она заполняет полость тела (миксоцель) и промежутки между органами, омывая их.[Л 1]

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

Личинка

комара-звонца

, в крови которой имеется дыхательный пигмент, родственный

гемоглобину

Главная функция гемолимфы — снабжение органов питательными веществами и удаление из них продуктов обмена. Гемолимфа также содержит гормоны, выделяемые железами внутренней секреции и участвующие в регуляции физиологических процессов. Дыхательная функция гемолимфы незначительна и ограничена растворённым в ней кислородом.

Исключение составляет только кровь личинок комаров-звонцов, которая содержит переносчик кислорода, близкий к гемоглобину. Гемолимфа также создаёт внутреннее давление в организме насекомого, поддерживая форму тела у мягкотелых (например, личинок). Давление гемолимфы используется для осуществления некоторых видов механического перемещения, например, расправление крыльев, развёртывание хоботка, разрыв покровов при линьке.

Важна также функция иммунитета, которую выполняет гемолимфа.[Л 2] Иммунная система насекомых включает яды и антибиотики плазмы (например, кантаридин и насутин), белковые ферменты плазмы (лизоцим), а также амёбоидные гемоциты, которые осуществляют фагоцитоз одноклеточных паразитов и образуют гемоцитарную капсулу вокруг многоклеточных.

Спинной сосуд представляет собой мышечную трубку, расположенную в перикардиальном синусе и подвешенную на коротких тяжах к спинной стенке тела. Задний отдел спинного сосуда — сердце, состоящее из нескольких соединённых последовательно пульсирующих камер. Передний отдел (аорта) имеет вид простой трубки.

В результате пульсаций камер сердца осуществляется движение гемолимфы в задне-переднем направлении. При диастоле (расширении камеры) гемолимфа входит в неё через устьица, а при систоле (сокращении) нагнетается вперёд, в аорту.[Л 1] Аорта открывается отверстием в полость головы, куда изливается гемолимфа.

Движению гемолимфы способствует также сокращение диафрагм. Сокращение верхней диафрагмы увеличивает емкость околосердечной полости, куда устремляется гемолимфа в момент диастолы. Сокращение нижней диафрагмы способствует передвижению крови в полости тела спереди назад. Таким образом, совместная работа сердца и диафрагм осуществляет циркуляцию гемолимфы в организме насекомого:

Насекомые - это... Что такое Насекомые?

по спинному сосуду — сзади вперёд, в полости тела — спереди назад. Движение гемолимфы в придатках тела (усики, ноги, крылья, хвостовые придатки) осуществляется дополнительными (местными) органами. Обычно это либо пульсирующие ампулы (например, в основаниях усиков) или подвижные мембраны (в ногах).[Л 4] Число камер сердца — до восьми.

Гемолимфа насекомых состоит из жидкой плазмы и клеточных элементов — гемоцитов. Плазма либо бесцветная, либо окрашена в желтоватый или зеленоватый цвет. Кровь личинок комаров-звонцов красноватого цвета из-за наличия переносящего кислород пигмента, родственного гемоглобину. Содержание воды в гемолимфе 75-90 %.

Гемоциты имеют мезодермальное происхождение. Бывают различной формы, могут быть подвижными и неподвижными. Содержание гемоцитов зависит от вида насекомого. Например, у божьей коровки до 80 тыс. гемоцитов в 1 мм³ крови.[Л 4] У других насекомых — от 10 до 100 тыс.[Л 5]

Различают три вида гемоцитов:[Л 4]

  • хромофильные лейкоциты (амёбоциты);
  • гемоциты с зернистой плазмой;
  • гемоциты с гомогенной плазмой (фагоциты).

При повреждении покровов у многих насекомых гемолимфа свёртывается и образует сгусток. При этом сначала происходит коагуляция плазмы, затем — агглютинация (склеивание) гемоцитов.[Л 6]

Нервная система

Нервная система осуществляет регуляцию процессов, происходящих в организме насекомого с помощью передачи нервных импульсов по рефлекторным дугам и выработки нейрогормонов некоторыми нейронами.

Центральная нервная система представляет собой цепь ганглиев, соединённых коннективами и состоит из так называемого мозга, подглоточного ганглия и брюшной нервной цепочки. Мозг представляет собой три сросшиеся ганглия и соответственно делится на три отдела: протоцеребрум, отвечающий за зрение и сложные поведенческие реакции, дейтоцеребрум (антенны) и тритоцеребрум (нижняя губа, мышцы вокруг ротового отверстия, внутренние органы).

От мозга отходят две коннективы, обнимающие глотку сверху вниз. Дальнейшие ганглии лежат таким образом под пищеварительным трактом. Подглоточный ганглий состоит из трёх сросшихся ганглиев и регулирует работу челюстей, гипофаринкса и слюнных желёз. Грудные ганглии развиты сильнее брюшных, так как берут на себя регуляцию работы ног и крыльев. Брюшные ганглии прогрессивных форм олигомеризуются.

Вегетативная нервная система состоит из стоматогастрической системы, влияющей на переднюю кишку и сердце и туловищного отдела — непарного нерва между коннективами ганглий, влияющего не работу трахей, дыхалец и скелетных мышц.

Предлагаем ознакомиться  Муравей — маленький силач. Описание, виды, образ жизни и среда обитания коллективного насекомого

Стоматогастрическая система представляет собой соединённый с тритоцеребрумом фронтальный ганглий перед мозгом, соединённый с ним возвратным нервом затылочный ганглий за мозгом, а также кардиальные и прилежащие тела. Кардиальные тела осуществляют секрецию своих гормонов, а также накопление гормонов нейросекреторных клеток мозга. Основная функция прилежащих тел — синтез ювенильных гормонов.

Наиболее примитивными органами выделения являются лабиальные органы щетинохвосток. Это гомологи метамерных органов кольчатых червей, а также антеннальных и максиллярных желёз ракообразных, лабиальные органы имеются также у ногохвосток.

Органы парные, состоят из парных начального мешочка, извитого лабиринта, прямого выводного протока и единого выводного отверстия над основанием нижней губы. В выводной проток впадает железистый придаток.

У более совершенных групп насекомых основным органом выделения являются мальпигиевы сосуды. Кроме того, в выделении играют роль мочевые клетки жирового тела, накапливающие мочевую кислоту либо чтобы хранить вечно, либо чтобы потом с выходом клеток в плавание по гемолимфе передать мальпигиевым сосудам.

У некоторых насекомых (тутовый шелкопряд, гладыши) выделительную функцию выполняют также некоторые клетки гиподермы, скидываемые во время линьки.

Морфология насекомого

Insect anatomy diagram.svg

A — голова, B — грудь, C — брюшко

1. антенна,
2. глазки (нижний),
3. глазки (верхний),
4. сложный глаз,
5. мозг (cerebral ganglia),
6. переднегрудь,
7. дорсальная артерия,
8. трахеи,
9. среднегрудь,
10. заднегрудь,
11. переднее крыло,
12. заднее крыло,
13. средняя кишка (желудок),
14. сердце,
15. яичник,
16. задняя кишка (кишечник, прямая кишка и анальное отверстие),
17. анус,
18. вагина,
19. абдоминальный ганглий,
20. мальпигиевы сосуды,
21. подушечка,
22. коготки,
23. лапка,
24. голень,
25. бедро,
26. вертлуг,
27. передняя кишка (пищевод, желудок),
28. грудной ганглий,
29. тазик,
30. слюнная железа,
31. подглоточный ганглий,
32. ротовой аппарат.

Дыхательная система

Дыхательная система большинства насекомых представлена множеством трахей, пронизывающих всё тело и открывающихся наружу с помощью дыхалец (стигм)[34], которые регулируют поступление воздуха[33]. Трахейная система насекомых может быть открытой (типична для многих наземных свободно живущих видов или для водных насекомых, дышащих атмосферным кислородом) либо замкнутой.

Insects collage.jpg

При втором типе трахеи имеются, но дыхальца отсутствуют. Этот тип характерен для водных или эндопаразитических насекомых, дышащих кислородом, растворённым в воде или в полостной жидкости хозяина. Многие водные личинки насекомых, имея замкнутую трахейную систему, дышат растворённым в воде кислородом и обладают жабрами, которые обычно располагаются по бокам брюшных сегментов или на кончике брюшка[34].

В открытую трахейную систему воздух поступает через дыхальца, количество которых меняется от одной-двух пар до восьми-десяти пар. Количество и места расположения дыхалец отражают приспособление насекомых к условиям мест обитания. Каждое дыхальце ведёт в атриальную полость, стенки которой образуют замыкательный аппарат и систему фильтрации воздуха.

Трахеи ветвятся и опутывают все внутренние органы. Концевые ветви трахей заканчиваются звёздчатой трахейной клеткой, от которой отходят самые мелкие разветвления, имеющие диаметр 1—2 мкм (трахеолы). Их кончики лежат на клеточных оболочках либо проникают внутрь клеток. У многих хорошо летающих насекомых имеются воздушные мешки, представляющие собой расширения продольных трахейных стволов.

Размеры

Крупнейшая в мире бабочка — тизания агриппина (Thysania agrippina) с размахом крыльев до 28 см

Крупнейшая в мире бабочка —

тизания агриппина

(

Thysania agrippina

) с размахом крыльев до 28 см

Размеры представителей группы колеблются в широких пределах. Крупнейшим ныне живущим насекомым считается палочникPhobaeticus chani[18]. Наиболее крупный его экземпляр с Калимантана имеет длину 357 мм, а с вытянутыми конечностями — 567 мм[19]. Предыдущим рекордсменом по длине тела был палочник Phobaeticus kirbyi с максимальной длиной 328 мм, а с вытянутыми конечностями — 546 мм[20].

Крупнейшими жуками являются жук-геркулес, отдельные особи самцов достигают длины 171 мм[23], и дровосек-титан из Южной Америки, достигающий длины 167 мм[24][25]. Совкатизания агриппина является крупнейшей по размаху крыльев бабочкой в мире — до 28 см[26][27]. Самой крупной дневной бабочкой является орнитоптера королевы Александры (Ornithoptera alexandrae) — размах крыльев самок до 27,3 см[28].

Самыми маленькими насекомыми в мире являются самцы паразитических наездниковDicopomorpha echmepterygis: длина их тела примерно 0,139 мм[29]. Ранее рекорд принадлежал виду Megaphragma caribea с длиной 0,170 мм[30]. Мельчайшими насекомыми являются также перокрылки из трибы Nanosellini (Ptiliidae), которые имеют длину менее 1 мм;

Таким образом, самые крупные известные насекомые превосходят самых мелких по длине тела в 1500 раз[22].

Биология и экология

Широкие усики мирмекофильных жуков-пауссид имеют специальные железы, выделяющие вещества, которые слизывают муравьи

Широкие усики мирмекофильных

жуков-пауссид

имеют специальные железы, выделяющие вещества, которые слизывают муравьи

В ходе длительной эволюции у насекомых образовались многообразные типы взаимоотношений с другими организмами: отрицательные формы взаимодействий между видами (паразитизм, хищничество, конкуренция) и положительные (комменсализм, мутуализм, инквилинизм и т. д.)[16].

Жизненный цикл

Насекомые являются первично яйцекладущими животными; у немногих видов известно яйцеживорождение. После завершения развития в яйце (эмбриогенеза) происходит вылупление. С этого момента насекомое вступает во второй этап своего развития — фазу личинки, с которой и начинается послезародышевый период. Постэмбриональное развитие состоит в росте тела личинки, что сопровождается периодическими линьками — сбрасыванием старой кутикулы.

Wikispecies-logo.svg

В конце концов, происходит превращение во взрослое насекомое — имаго. У одних насекомых это происходит с последней линькой личинки, у других — посредством особой фазы развития, называемой куколкой. Говорят, что насекомые имеют разный метаморфоз. Личинки насекомых весьма разнообразны, но могут быть сведены к 2 основным типам — сходным со взрослой особью и несходным;

первые называются нимфами, вторые — истинными личинками. Нимфы сходны со взрослой стадией как морфологически, так и биологически: они живут обычно в той же среде, что и имаго, и сходно питаются. Истинные личинки резко отличаются от взрослых особей внешним видом, средой обитания и пищей. Именно таким личинкам для превращения во взрослое насекомое требуется стадия куколки.

Имаго является заключительной стадией жизненного цикла, но далеко не всегда переход в эту стадию завершает развитие особи; это наблюдается лишь в немногих случаях, когда насекомое сразу по достижении состояния имаго является вполне половозрелым и способным к размножению (подёнки, шелкопряды и др.). Биологические функции (питание, расселение и размножение) распределяются между личинкой и имаго различным образом, при этом функция размножения почти всегда принадлежит имаго (кроме случаев неотении).

Весь жизненный цикл, называемый генерацией, протекает у разных видов в течение неодинакового времени. Многие виды имеют короткую продолжительность генерации дают одну, две или три генерации в один год и называются, соответственно, одно-, дву- и трёхгенерационными. У других одна генерация продолжается много лет (так, у чёрного таракана развитие длится 4 года, а у семнадцатилетней цикады — соответственно, 17 лет!).

Другой существенной стороной жизненного цикла видов является время протекания в природе тех или иных фаз развития. Так, зимовка видов, обитающих в умеренном поясе может проходить на стадии яйца, личинки, куколки либо имаго; соответственно этому меняется время протекания других фаз в течение вегетационного периода.

Иногда годичный цикл осложняется задержкой развития той или иной фазы — диапаузой, сопровождающейся понижением обмена веществ и прекращением питания. Внешне создается впечатление остановки развития. Диапауза контролируется как внешними (температура, длина светового дня и др.), так и внутренними (гормональными) факторами, являясь одной из форм приспособления насекомых к жизни в странах с резкими сезонными изменениями климата.

Питание

Насекомые - это... Что такое Насекомые?
Насекомые - это... Что такое Насекомые?

КомарвидаAedes aegypti

 —

паразит

и переносчик

лихорадки денге

и

жёлтой лихорадки

Пищевая избирательность проявляется у насекомых сложно и многообразно, путём использования для питания самых различных источников органического вещества: тканей животных и растений, продуктов жизнедеятельности организмов, мертвых тел и остатков животного и растительного происхождения. Приспособление к постоянному питанию каким-либо из этих видов органики породило среди насекомых различные пищевые режимы, или пищевую специализацию I порядка.

Так, очень многие виды являются растительноядными, или фитофагами, другие составляют группу хищников и паразитов, а остальные представлены всякого рода потребителями мертвой органики: сапрофаги питаются гниющими веществами, некрофаги — трупами животных, копрофаги — помётом, детритофаги — растительными остатками на поверхности почвы.

При использования каких-либо отдельных тканей, органов или частей животного возникают дальнейшие подразделения рассмотренных специализаций: среди фитофагов появляются потребители листьев — филлофаги, плодов — карпофаги, древесины — ксилофаги, корней — ризофаги, а также галлообразователи; среди хищников и паразитов могут быть кровососы, эктопаразиты, эндопаразиты.

Иной формой является пищевая специализация II порядка — появление избирательности уже внутри вышеназванных основных источников пищи. Так, среди фитофагов, хищников и паразитов есть одноядные монофаги, ограниченноядные олигофаги и многоядные полифаги. Хищники и паразиты других насекомых (например, трихограммы) нередко обозначаются термином энтомофаги.

Само собой разумеется, что между всеми рассмотренными типами специализации есть переходы, но они вопреки ожиданию не столь многочисленны.

Места обитания

Насекомые обитают в подавляющем большинстве известных наземных биотопов, заняв такие негостеприимные экосистемы, как вершины гор, глубокие пещеры а также зарождающиеся экосистемы недавно образовавшихся островов вулканического происхождения. Известны и морские насекомые, относящиеся к особому семейству водомерок из отряда полужесткокрылых (кроме них, в прибрежных солёных водах изредка поселяются другие, типично пресноводные клопы).

Избирательность стаций (местообитаний) является весьма существенным и характерным свойством насекомых. Каждый вид имеет свой набор стаций — в одних случаях разнообразный, в других ограниченный экологическими рамками и иногда сведённый к единственному типу местообитания. Однако часто вид не ограничивается заселение только лишь одной стации: проявляется закономерное изменение видами своих местообитаний. Смена стаций может быть зональной, вертикальной, сезонной и годичной.

Зональная смена стаций свойственна многим трансзональным видам (то есть видам, ареал которых пересекает несколько природных зон): при продвижении к северу ареала избираются более сухие, хорошо прогреваемые открытые местообитания, в то время как при продвижении к югу заселяются более увлажненные и затененные стации, часто с густым растительным покровом.

Особой формой зональной смены стаций является зональная смена ярусов — переход в сухих частях ареала наземных видов к подземному образу жизни. Вертикальная смена стаций аналогична зональной, но характерна для горных условий. Если горная система подпирается аридными ландшафтами — степями или пустынями, а низинная часть ареала отодвинута от горной к северу, тогда с повышением уровня виды переходят в более увлажнённые стации.

Сезонная и годичная смены стаций протекают уже во времени являются следствием вынужденных миграций вида в результате изменений микроклимата, погодных условий и состояния растительного покрова. Первая характерна для областей с жарким летом и заключается в переходе в более увлажнённые стации. Годичная смена стаций вызывается отклонением климатических показателей от средней нормы и приводит в сухие годы к перемещению ряда видов во влажные стации и, наоборот, во влажные годы — к перемещению в сухие стации.

Предлагаем ознакомиться  У растений семейства пасленовых плоды

Экологической основой смены стаций является строгое подчинение своему экологическому стандарту. В результате изменяется тип заселяемых стаций, что приводит в конечном итоге к изменению экологии вида, стимулирует внутривидовую дифференциацию и становится фактором эволюции. Нередки случаи, когда в разных зонах вид представлен разными подвидами или даже дифференцировался на два очень близких вида.

Географически увеличенная стация представляет собой ареал. Для многих насекомых известны сплошные ареалы, хотя в классе, как выясняется в последнее время, относительно высока доля видов-двойников, порой различающихся лишь по биохимическим особенностям. Также, как и ареалы других животных, ареал насекомых характеризуется принадлежностью к одной или нескольким зоогеографическим областям.

Некоторые исследователи полагают, что можно создать единую подробную схему зоогеографического районирования, приемлемую для всех насекомых. Другие считают, что создание такой универсальной схемы невозможно, поскольку даже такая единая в таксономическом отношении группа, как насекомые, не представляет собой чего-то единого в отношении закономерностей географического распространения.

Поэтому бессмысленно пытаться создать единую зоогеографическую карту, а следует разрабатывать карты для отдельных экологических групп насекомых. В частности, такая карта для реофильных амфибиотических насекомых (большинство подёнок) совершенно несопоставима с картой для растительноядных наземных насекомых и существенно отличается от карты лимнофильных амфибиотических насекомых, как, например, стрекозы.

Для общей характеристики расположения ареалов самых разных насекомых обычно используют широко признанные названия крупных разделов суши: Палеарктика, Неарктика, Голарктика, Амфипацифический сектор, Эфиопская область, Ориентальная область, Арктогея, Неотропики и Австралийская область.

Внешнее строение

Общий план внешнего строения насекомых на примере майского хруща. А — голова, В — грудь, С — брюшко. 1 — усики, 2 — сложный глаз, 3 — бедро, 4 — две пары крыльев (в данном случае вторая пара находится под первой), 5 — голень, 6 — лапка, 7 — коготок, 8 — ротовой аппарат, 9 — переднегрудь, 10 — среднегрудь, 11 — заднегрудь, 12 — стерниты брюшка, 13 — пигидий

Общий план внешнего строения насекомых на примере

майского хруща

. А — голова, В — грудь, С — брюшко. 1 — усики, 2 — сложный глаз, 3 — бедро, 4 — две пары крыльев (в данном случае вторая пара находится под первой), 5 — голень, 6 — лапка, 7 — коготок, 8 — ротовой аппарат, 9 — переднегрудь, 10 — среднегрудь, 11 — заднегрудь, 12 —

стерниты

брюшка, 13 —

пигидий

Тело насекомых подразделяется на три сегментированных отдела: голова, грудь и брюшко[33][34]. Каждый сегмент подразделяется на четыре части — верхнее полукольцо называется тергит, нижнее полукольцо называется стернит, боковые стенки — плейриты. При обозначении взаимного расположения частей тела и органов термином «дорсальный» (dorsalis) обозначают верхнюю сторону тела, а «вентральный» (ventralis) — нижнюю сторону. Выделяют также мезосому (у муравьёв из трёх грудных сегментов и первого абдоминального сегмента проподеума) и метасому (стебелёк и брюшко).

Отличительной чертой насекомых является наличие у них хитинового экзоскелета, представляющего собой наружный покров тела и конечностей[33]. Покрывающее тело кутикула образует плотный наружный экзоскелет, но в ряде случаев она мягкая и тонкая. Твёрдый наружный скелет создаёт ряд преимуществ: защищает тело от механических воздействий, высыхания и прочего и увеличивает сопротивление деформации.

Commons-logo.svg

Имеет он и ряд недостатков (например, большие энергозатраты, связанные с линькой). Экзоскелет подразделён на отдельные щитки — склериты (sclerites), соединённые более тонкими участками кутикулы. Поверхность покровов обычно несёт разного рода выросты, складки, шипы, чешуйки, щетинки, мелкие волоски — хетоиды. К кутикуле относят также подвижные кожные волоски — хеты.

Окраска тела и его частей у насекомых очень разнообразна. Различают структурную и пигментную окраску. Структурная связана с некоторыми специфическими особенностями поверхностной структуры кутикулы (микроскопическими рёбрышками, пластинками, чешуйками и т. п.), которые создают эффекты интерференции, дифракции и дисперсии света — металлически блестящие оттенки.

Пигментная окраска обусловлена пигментами, которые часто содержатся в кутикуле, реже в клетках гиподермы или жирового тела. У многих насекомых наблюдается сочетание этих двух типов окраски. Большинство видов насекомых имеют весьма яркие рисунки на различных частях своего тела. Преимущественно ярко окрашены насекомые с дневной активностью, приуроченные к растительным субстратам.

Для многих видов, перемещающихся по поверхности почвы или обладающих ночной активностью, характерна однотонная и преимущественно тёмная окраска тела. Окраска может быть одноцветной либо состоящей из комбинации нескольких цветов, преимущественно двух — трёх, реже — большего числа цветов. На общем фоне могут иметься пятна, полосы или любой другой рисунок[33].

Голова

Схема строения головы насекомых

Схема строения головы насекомых

Различные типы ротового аппарата насекомых: А — грызущий, В — лижуще-грызущий, С — сосущий. a — усики; c — сложный глаз; lb — лябиум; lr — лабрум; md — мандибулы; mx — максилла

Различные типы ротового аппарата насекомых: А — грызущий, В — лижуще-грызущий, С — сосущий. a — усики; c — сложный глаз; lb — лябиум; lr — лабрум; md — мандибулы; mx — максилла

Голова (caput) внешне нечлениста, но эволюционно произошла путём слияния пяти сегментов тела и акрона в процессе олигомеризации тела. Сохранившимися конечностями этих сегментов являются усики, или антенны первые (antennae), и 3 пары ротовых конечностей — нечленистые верхние челюсти, или мандибулы (mandibulae), членистые нижние челюсти, или максиллы (maxillae), и членистая, внешне непарная нижняя губа (labium), являющаяся второй парой нижних челюстей, слившихся между собой.

Различают несколько типов ротовых органов, из которых первичным является грызущий, предназначенный для разрывания и поглощения относительно твёрдой пищи. В процессе эволюции возникло несколько модификаций данного исходного типа, которые у разных групп насекомых устроены по-разному. В одних случаях питание связано с проколом пищевого субстрата — колюще-сосущий ротовой аппарат (клопы, тли, цикады, комары и др.

), в других приём пищи не сопровождается проколом — трубчато-сосущий тип — у большинства бабочек[33]. Грызуще-лижущий тип приспособлен к питанию жидкой пищей и характерен для ос и пчёл. Особую модификацию представляет мускоидный тип ротового аппарата, возникший у мух и приспособленный к потреблению как жидкой, так и твёрдой пищи.

Другой путь развития исходного ротового аппарата наблюдается у скрыточелюстных, нижняя губа которых слилась с т. н. оральными складками, образовав парные челюстные карманы, в которые погружены мандибулы и максиллы. Существует также множество других типов, которые нередко представляют собой переходные формы между вышеописанными типами[33].

Основой головы является черепная коробка (epicranium). Внутри неё есть особая скелетная структура — тенториум. На голове различают переднюю поверхность — лоб (frons), который сверху переходит в темя (vertex) и далее назад — в затылок (occiput). Спереди ото лба лежит хорошо обособленная пластинка — наличник (clypeus), далее вперёд (вниз) — верхняя губа (labrum), подвижный пластинчатый кожный выступ, прикрывающий сверху ротовые органы.

На боках головы, под глазами, различают щёки (genae), сзади переходящие в виски (tempora), а снизу лежит горло (gula). С боков головы расположены фасеточные глаза (oculi), состоящие из множества зрительных единиц — омматидиев — и являющиеся основными органами зрения. Они характерны почти для всех взрослых насекомых и личинок насекомых с неполным превращением.

Вторичное их исчезновение отмечается у блох и веерокрылых. Кроме этого, между сложными глазами обычно расположено от одного до трёх простых глаз, или глазков (ocelli). В зависимости от биологии положение головы неодинаково. Различают гипогнатическую голову (caput hypognathum) — с ротовыми органами, обращёнными вниз, подобно ногам, — и прогнатическую голову (caput prognathum) — с ротовыми органами, обращёнными вперёд.

Первый тип обычно характерен для растительноядных, а второй — для хищных насекомых.
Усики находятся по бокам лба, между глазами или впереди них, нередко в обособленной усиковой впадине. Они очень разнообразны, характерны для разных групп насекомых. В своей основе усики состоят из утолщённого основного членика, называемого рукояткой (scapus), за которым следует ножка (pedicellus) и, начиная с третьего членика, располагается основная часть — жгутик (flagellum). Различают несколько типов усиков[33].

Грудь (thorax) состоит из трёх сегментов — передне-, средне- и заднегруди (pro-, meso-, metathorax). Тергиты груди называются спинкой (notum), а стерниты — грудкой (sternum). Соответственно трём сегментам груди различают передне-, средне- и заднеспинку (pro-, meso-, metanotum) и также передне-, средне и заднегрудку (pro-, meso-, metasternum). Каждый плейрит груди подразделяется швом по крайней мере на два склерита — спереди эпистерн (episternum) и сзади эпимер (epimerum)[1].

Ноги (pedes) причленены к груди снизу, обычно сидят в тазиковых впадинах и состоят из тазика (coxa), вертлуга (trochanter), бедра (femora), голени (tibia) и лапки (tarsus). Тазик и вертлуг обеспечивают необходимую подвижность ноге. В некоторых случаях вертлуг состоит из двух члеников. Бедро является самой крупной и сильной частью ноги, так как имеет мощную мускулатуру.

Прилегающую к нему часть называют коленом (geniculus). Голень снабжена шипами (spinae), а на вершине — шпорами (calcariae). Лапка обычно расчленена, состоит из двух — пяти члеников и на вершине несёт пару коготков (unguiculi), между которыми располагаются широкая присоска — аролий (arolium) — или узкий эмподий (empodium). Соответственно образу жизни ноги различных насекомых подверглись разнообразной специализации, поэтому различают несколько их типов (см. илл.).

Крылья

Схематическое изображение основного типа жилкования крыла насекомых

Схематическое изображение основного типа жилкования крыла насекомых

Крылья насекомых (alae) представляют собой пластинчатые выросты покровов, связанные с комплексом их мышц и преобразованных склеритов груди. В типичном случае крыльев две пары: передняя, прикреплённая к среднегруди, и задняя — располагающаяся на заднегруди. Крылья состоят из тонкой крыловой пластинки (membrana), укреплённой твёрдыми жилками (venae), играющими роль прочного каркаса крыла.

Жилки делятся на продольные и поперечные, образующие у более низкоорганизованных групп густую сеть и многочисленные ячейки (cellulae). Поперечные жилки у высших форм сокращаются в числе и иногда исчезают совсем, так как главную поддерживающую роль несут продольные, попеременно выпуклые и вогнутые жилки[22][33].

В исходном состоянии различают следующие продольные жилки: костальную (costa, или C); субкостальную (subcosta, Sc); радиальную (radius, R), снабжённую сзади ветвью — радиальным сектором (radii sector, RS); срединную (media, M), иногда делится на переднюю (MA) и заднюю (MP) ветви; кубитальную (cubitus, Cu), в числе двух, нередко сближенных жилок — передней (CuA) и задней (CuP); анальные (analis, A).

У некоторых отрядов насекомых крылья претерпели ряд изменений для выполнения специальных функций. У чешуекрылых и перепончатокрылых заднее крыло отличается от переднего как по функциональному значению, так по размеру и площади, а у двукрылых превращается в жужжальца. У веерокрылых в жужжальца превратилась передняя пара крыльев.

Крупнейшее известное насекомое — палочник Phobaeticus chani

У щетинохвосток и других бескрылых насекомых из подкласса Apterygota крылья вообще отсутствуют. Большинство представителей подкласса Pterygota имеют крылья, однако наблюдаются вторичная их утрата у отдельных групп (блохи, вши, пухоеды) и короткокрылость (брахиптерия). У некоторых из них крылья могут присутствовать только у представителей одного пола, например, у самцовос-немок (Mutillidae) и веерокрылых (Strepsiptera).

Загрузка ...
Adblock detector