Особенности строения насекомых кратко. Внешнее строение представителей класса насекомые

Вопрос 1. Каковы особенности внешнего строения и внутренней организации насекомых?

Это самый разнообразный класс членистоногих. Число видов превышает 1 млн, и тем не менее можно выделить некоторые общие для всех насекомых особенности внешнего строения:

Тело состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка; покрыто хитиновым покровом;

На голове одна пара усиков; все сегменты головы слиты;

Грудь всегда состоит из трех сегментов: передне-, средне- и заднегруди;

Три пары ходильных ног (прикрепляются соответственно к каждому сегменту груди);

Пара сложных (фасеточных) глаз располагается по бокам головы;

У большинства насекомых имеются крылья, одна или две пары (на втором и третьем сегментах грудного отдела);

Брюшко сегментировано; количество сегментов варьируется у разных видов.

Вопрос 2. Из скольких отделов состоит тело насекомых?

Тело состоит из трех отделов: головы (образована несколькими слившимися сегментами); груди, состоящей из трех сегментов; брюшка, состоящего из нескольких сегментов (5–11), разделенных насечками.

Вопрос 3. Как устроены конечности насекомых?

На голове имеется одна пара усиков (органы обоняния и осязания) и ротовой аппарат. Последний образован видоизмененными конечностями (три пары). Ротовой аппарат может быть нескольких типов - грызущий, колюще-сосущий, лижущий, сосущий.

На каждом сегменте груди имеются парные ноги: прыгательные (кузнечик), копательные (жук-навозник), плавательные (жук-плывунец), бегательные (жуки). На втором и третьем сегменте могут быть крылья (видоизмененные складки покровов). На конце брюшка у некоторых представителей наблюдаются видоизмененные конечности: жало, яйцеклады.

Вопрос 4. Какие крылья бывают у насекомых? Каковы физические основы полета насекомых?

Вопрос 5. Составьте таблицу «Отряды насекомых», указав для каждого отряда представителя, тип ротового аппарата, количество крыльев и тип развития (работа в малых группах).

Отряды насекомых

Вопрос 6. Как вы думаете, почему кровеносная система насекомых не участвует в транспорте газов по организму?

Органами дыхания у насекомых является сложная система трахей. Трахеи образуют сеть, оплетающую все органы. Наружу трахеи открываются дыхальцами, расположенными по бокам груди и брюшка. Движение воздуха в трахеях обеспечивается ритмичными движениями брюшка. Гемолимфа - бесцветная или желтоватая жидкость, циркулирующая в сосудах и полостях насекомых, основной функцией которой является снабжение тканей и органов питательными веществами

Ответы к школьным учебникам

Тело состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка; покрыто хитиновым покровом;

На голове одна пара усиков; все сегменты головы слиты;

Грудь всегда состоит из трех сегментов: передне-, средне- и заднегруди;

Три пары ходильных ног (прикрепляются соответственно к каждому сегменту груди);

Пара сложных (фасеточных) глаз располагается по бокам головы;

У большинства насекомых имеются крылья, одна или две пары (на втором и третьем сегментах грудного отдела);

Брюшко сегментировано; количество сегментов варьируется у разных видов.

2. Из скольких отделов состоит тело насекомых?

Тело состоит из трех отделов: головы (образована несколькими слившимися сегментами); груди, состоящей из трех сегментов; брюшка, состоящего из нескольких сегментов (5-11), разделенных насечками.

3. Как устроены конечности насекомых?

4. Какие крылья бывают у насекомых?

5. Как устроена нервная система насекомых?

Нервная система насекомых построена по типу брюшной нервной цепочки и достигает очень высокого уровня развития и специализации. Центральная нервная система включает надглоточный нервный узел - головной мозг, подглоточный узел и брюшную нервную цепочку из парных нервных узлов - ганглиев. Головной мозг состоит из трех участков: переднего, среднего и заднего. Имеется серое вещество, состоящее из тел нервных клеток (нейронов), что является основой сложных форм поведения у насекомых.

6. Опишите строение глаз насекомых.

Глаза могут быть как сложными, так и простыми.

Неподвижные сложные глаза, состоящие из фасеток, воспринимают форму предметов. Количество фасеток определяется биологическими особенностями насекомых. Глаза могут воспринимать мелькания с частотой 250-300 Гц (мельканий в секунду!). Также глаза насекомых могут различать цвета (бабочки, пчелы) и воспринимать поляризацию света.

Простые глаза способны лишь отличить свет от темноты.

7. Как питаются насекомые?

Среди насекомых имеются всеядные, например тараканы, которые питаются различными растительными и животными продуктами. Множество насекомых использует в качестве пищи разные части растений, от корня до плода включительно. Не менее многочисленны насеко- мые-хищники, поедающие других насекомых, червей, моллюсков и др. Существуют виды, питающиеся падалью, разного рода отбросами и продуктами гниения. Встречаются также и насекомые, которые специализируются на крайне малопитательной пище - перья, рога, воск и др.

8. Что такое гемолимфа? В чем заключается ее функция?

Гемолимфа - бесцветная или желтоватая жидкость, циркулирующая в сосудах и полостях насекомых, основной функцией которой является снабжение тканей и органов питательными веществами.

9. Как дышат насекомые?

10. Что такое мальпигиевы сосуды?

Мальпигиевы сосуды - тонкие трубочки, расположенные в полости тела, открывающиеся в кишечник на границе средней и задней кишки. Продукты обмена поступают из гемолимфы в просвет мальпигиевых сосудов в виде суспензии (взвешенных в воде кристалликов) и выделяются в кишечник. Вода из этой суспензии всасывается стенками мальпигиевых сосудов и задней кишки и возвращается в гемолимфу, а почти сухие продукты обмена вместе с непереваренными остатками пищи выводятся наружу через анальное отверстие.

11. Каковы особенности строения половой системы насекомых?

Насекомые раздельнополы. Половые железы у них парные. У самцов в брюшке расположены семенники, от которых отходят семяпроводы, впадающие в семя- извергательный канал. Яичники самок открываются в яйцеводы, которые ниже соединяются в единое влагалище. Оплодотворение внутреннее.

12. Какую роль играют насекомые в природе и жизни человека?

В природе насекомые - основные опылители цветковых растений.

Насекомые являются одним из важнейших звеньев в круговороте веществ в природе. Входят в состав различных пищевых цепей.

Потребляя растительную пищу, превращают ее в животные белки - корм для других животных.

Многие насекомые выступают санитарами биосферы, уничтожая трупы погибших животных и экскременты (жуки могильщики, жуки навозники).

Велико значение насекомых, особенно термитов и муравьев, в почвообразовательных процессах.

Проникая в ранку, личинка буквально выедает тело.

Печально известна муха цеце - переносчик часто смертельной для человека сонной болезни.

Насекомые широко используются в хозяйственной деятельности человека. Например, пчел разводят для получения меда, пчелиного яда, прополиса, воска; тутового шелкопряда - ради шелка; лаковых червецов - для получения изоляционных веществ и краски кармина.

Некоторые насекомые (например, наездник) нашли применение в борьбе с вредителями сельского хозяйства как их естественные враги.

Типичным представителем класса Насекомые являются хрущ майский (Melolontha melolontha). Длина тела достигает от 5 до 60 мм, размах крыльев не превышает четырех сантиметров.

Особенности внешнего строения

Отделы тела - голова, грудь и брюшко, каждый из которых выполняет свои функции. Председатель образована из 6 сегментов, которые полностью сливаются. На голове есть усики, глаза и ротовые органы. Усиков, которые называют антеннами или сяжки - одна пара. В жука они пластинчатые и выполняют функцию органа обоняния. Рота органов три пары: верхние челюсти (мандибулы), нижние челюсти (максил) и верхняя и нижняя губы. Эти органы образуют грызущий ротовой аппарат. На нижних челюстях и нижней губе есть выросты - щупики, которые выполняют функцию органов осязания и вкуса. Наряду с усиками расположены сложные (фасеточные) глаза. У насекомых они могут быть простыми и сложными.

В зависимости от типа пищи, ротовые органы насекомых видоизменяются, что приводит к формированию различных типов ротовых аппаратов:

грызущий ротовой аппарат - ротовые органы, к которым относятся верхняя и нижняя губы, верхние и нижние челюсти (например, бабки, жуки, тараканы, прямокрылые, термиты, муравьи)

грызущих-лижущим ротовой аппарат - ротовые органы, у которых нижняя губа и нижние челюсти образуют хоботок, а верхние челюсти потеряли жевательную функцию и участвуют в построении сот (пчелы, шмели)

сосущий ротовой аппарат - ротовые органы превращены в хоботок, который приспособлен к питанию нектаром из цветков (бабочки)

колюще-сосущий ротовой аппарат - ротовые органы, в которых нижняя губа образует хоботок для всасывания жидкостей, а верхние и нижние челюсти превращены в длинные колючие стилеты для прокалывания покровов тела (клопы, тли, вши, некоторые двукрылые).

Некоторые взрослые насекомые (тутовый шелкопряд, оводы) не подпитываются, поэтому ротовые органы у них не функционируют и очень уменьшены.

Грудной отдел состоит из трех сегментов (передне-, средне- и заднегрудь), которые имеют органы движения - ноги и в крылатых насекомых - крылья. На каждом сегменте груди - по одной паре конечностей, и поэтому у насекомых 3 пары ходильных ног, из-за чего их еще называют гексапод (шестиногими). В других насекомых эти конечности могут выполнять другие функции и поэтому выделяют следующие их типы: прыгательные, плавательные, хватательные, роющие, бегающие и тому подобное. Ко второму и третьему сегментов у насекомых присоединены две пары крыльев. Крылья является складками покровов, стенки которых построены из верхнего и нижнего слоев эпителиальных клеток, покрытых кутикулой. Между этими слоями есть щель с гемолимфы. Опорный каркас крыла образует система продольных и поперечных утолщений, которые называются жилками. В жука первая пара видоизменяется в жесткие надкрылья. Надкрылья - видоизмененные передние крылья, которые защищают перепончатые крылья от повреждений в то время, когда насекомое не летает.

Брюшко образовано разным количеством сегментов (не более двенадцати) и в нем размещена основная масса внутренних органов. Этот отдел лишен конечностей, имеет отверстия трахейной системы - дыхальца, и завершается яйцекладом.

Покровы представлены гиподермой и хитиновой кутикулой с восковидным пленкой, которая препятствует испарению воды. На теле насекомого есть многочисленные волоски, выполняющие функцию органов осязания, создают воздушный слой, который защищает тело от воды во время дождя, от перегрева, обусловливают окраску и тому подобное. На поверхность тела открываются протоки пахучих желез, которые помогают особям находить друг друга во время размножения. В других насекомых могут быть ядовиты (в мохнатых гусениц), восковые (у пчел), шелковые (у личинок бабочек) и другие железы.

Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности

Пищеварительная система состоит из переднего (ротовая полость со слюнными железами, глотка, пищевод, желудок), среднего (средняя кишка с пилорических придатками, без печени) и заднего (задняя кишка с анусом) отделов. Хрущ питается растительной пищей, поэтому в выростах его кишки являются симбиотические микроорганизмы, выделяющие ферменты для переваривания клетчатки. У личинок кишка имеет сравнительно большую длину и пища задерживается в организме на длительное время. Всасывания воды с целью предотвращения ее потери происходит в задней кишке с помощью ректальных желез.

Дыхательная система - трахейному типа. По всему телу разветвляется система трахейных трубочек, которые открываются на брюшке дихальцями- стигмами (на одном сегменте - пара). Перемещается воздух в этой системе благодаря диффузии и движениям брюшка.

Кровеносная система незамкнутая. Сердце трубчатые, расположенный в спинной части брюшка.

Жидкость системы - гемолимфа - бесцветная и не участвует в транспортировке газов, что связано с развитием трахей. Она осуществляет такие функции, как транспорт питательных

Внутреннее строение жука майского: А - усики; Б - навкологлоткове нервное кольцо: В - декабре ганглии; Г - трахеи; Д - сердце; Е - яичник; Ж - мальпигиевы сосуды; С - дыхальце; И - зоб; И - желудок

веществ, перенос продуктов обмена, распределение гормонов, защита с помощью клеток-фагоцитов от микроорганизмов и др. Циркуляция гемолимфы осуществляется сокращениями сердца. При растяжении стенок сердца с помощью мышц гемолимфа через боковые отверстия (Остии) попадает в сердце, а при сокращении клапаны закрывают ости и жидкость поступает в артерии.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами и жировой телом. Мальпигиевы сосуды - это выделительные трубочки на границе средней и задней кишки. Количество этих выростов изменяется от 2 до 150. Жировое тело - рыхлая соединительная ткань, которая, помимо прочих функций, поглощает продукты обмена.

Нервная система - узлового цепного типа, для которой характерен хорошо развит "мозг" - надглоточного скопления нейронов. В нем выделяют С отделы - передний, средний и задний. Передний отдел построен сложнее и обеспечивает сложные формы поведения. Брюшной цепочка состоит из пидглоткового узла и, как правило, 10 грудных и брюшных увеличенных ганглиев.

Поведение очень сложная и определяется взаимодействием безусловных и условных рефлексов. Большую роль для насекомых имеют такие врожденные формы поведения как инстинкты.

Эндокринная система осуществляет гуморальную регуляцию с помощью гормонов, которые выделяются надглоточным и подглоточный узлами, придатками мозга и др. Особое значение для насекомых имеют такие биологически активные вещества, как экдизон, которые влияют на линьку, " ювенильный гормон" - тормозит созревание, феромоны влияют на представителей своего вида, половые аттрактанты - привлекают особей противоположного пола во время размножения и др.

Органы чувств - самые разнообразные, что связано с общим высоким уровнем организации и сложным поведением насекомых. В основном это волосы или другие творения с рецептором внутри: органы зрения - глаза сложные фасеточные и простые, органы обоняния - усики, орган вкуса - на ротовых органах и на других частях тела, органы осязания - чувствительные волоски на покровах тела, органы слуха (тимпанальной органы, хордотональни органы ) находятся на брюшке (у кузнечиков - на ногах). В майских жуков, как и в других летающих насекомых, в основе усиков есть специальные Джонстон органы для контроля за скоростью и направлением полета.

Размножения. Майские жуки, как и почти все насекомые, - раздельнополые. Оплодотворение внутреннее. Половой диморфизм жука майского выражается в том, что на усиках самцов семь члеников, а у самок их только шесть; самки имеют яйцеклад для откладывания яиц, расширенные голени конечностей для зарывание их в почву и др.

Развитие у майского жука - косвенный, при котором в жизненном цикле наблюдается куколка. Куколка - стадия развития насекомых с полным превращением, в которой происходит внутренняя перестройка, в результате которой насекомое превращается из личинки во взрослую особь. Преобразование от яйца до стадии взрослого насекомого регулируется гормонами и продолжается в жука несколько лет.

Развитие в большинстве насекомых, как правило, непрямой, но есть прямой:

1) прямой (в первиннобезкрилих насекомых, или щетинкохвосток)

2) косвенный (или развитие с превращением - метаморфозом):

■ с полным превращением: яйцо - личинка - куколка - имаго (в жесткокрылых, перепончатокрылых, чешуекрылых, двукрылых, блох )

■ с неполным превращением: яйцо - личинка - имаго (в прямокрылых, тараканов, клопов ).

Биологическое значение преобразования заключается в том, что: а) личинки и взрослые особи живут в разных условиях и поэтому не конкурируют за место обитания и пищу; б) насекомые имеют большую возможность выжить при неблагоприятных условиях жизни (низкая температура, отсутствие пищи) на той или иной менее уязвимой стадии развития, в целом способствует увеличению численности особей вида.

Несмотря на огромное многообразие все насекомые имеют общее внешнее строение, которое характеризуется тремя неизменными приметами:

Насечка на наружной поверхности. Внешний покров состоит из кутикул - очень прочной оболочки, формирующей экзоскелет, состоящий из отдельных сегментов или члеников, что обеспечивает подвижность. Каждый сегмент покрыт щитками из хитина.
Три отдела туловища насекомых. Внешнее строение тела состоит из сегментов. Их может быть до двадцати, и они объединены в отделы, которыми являются: голова, брюшко, а также грудь. Голова состоит из пяти или шести члеников, в состав груди входит всего три, а брюшко может включать до двенадцати сегментов. В результате эволюции число сегментов уменьшилось и не превышает четырнадцати. На голове расположен рот, глаза и пара усиков. В грудной части находятся конечности и крылья, обычно две пары, а в брюшной части - различные придатки. Сегменты брюшной части, кроме двух последних, содержат дыхальца. У разных насекомых размер тела может быть от долей миллиметра до 30 см в длину.
Количество ног одинаковое. Несмотря на разнообразие насекомых, все виды содержат три пары конечностей, основание которых имеет два длинных членика: бедро и голень. На конце ноги расположена членистая лапка, на конечном членике которой присутствует пара коготков. Они помогают насекомым передвигаться по наклонной поверхности и по нижней поверхности различных предметов. Иногда между коготками имеются присоски для облегчения передвижения по гладкой или скользкой поверхности.

Внутреннее строение представителей класса насекомых состоит из следующих систем:

Дыхательная. Кислород, а также углекислый газ переносится через систему трахей, наружу они открываются дыхальцами. Большая часть насекомых обладает открытой трахейной системой;
Кровеносная. Кровь переносит питательные элементы, и обладает защитной функцией. Она не участвует в переносе углекислого газа и кислорода;
Нервная. Состоит из окологлоточного нервного кольца, брюшной нервной цепочки и головного мозга, которые образованы в результате слияния нервных узлов;
Выделительная. Поддерживает биохимическое постоянство внутри организма, а также следит за ионным составом крови. Экскреты - это вещества, которые удаляются из организма, а сам процесс называется экскрецией;
Половая. Отлично развита и располагается на брюхе. Насекомые - это раздельнополые животные. Половые железы у них парные. Оплодотворение внутреннее.

Голова насекомых

Черепная коробка сильно уплотнена. Она состоит из нескольких слившихся сегментов. У разных насекомых их количество колеблется от 5 до 8 штук. На голове расположены 2 глаза, имеющие сложное строение, и от 1 до 3 простых глазков или глаз, а также мобильные придатки, которые представляют собой усики и ротовые органы. Внешняя поверхность головы разделена на участки, между которыми иногда находятся швы:

лоб находится между глазами;
темя расположено выше лба;
щеки размещены под глазами сбоку;
затылок следует за теменем;
верхняя губа граничит с наличником;
наличник имеется книзу ото лба;
верхние челюсти примыкают снизу к щекам.

Голова насекомых по внешнему строению может быть следующей формы: округлой (у мухи), вытянутой (у долгоносиков) и сжатой с боков (у кузнечиков), а ее постановка зависит от того, к какому виду оно принадлежит.

Органы зрения

Пара сложных глаз расположена по боковым сторонам головы насекомого и состоит из нескольких сотен, а иногда и тысяч фасеток. Как раз это связано с тем, что органы зрения некоторых насекомых, например, стрекоз занимают почти всю голову. Такими глазами обладает большинство взрослых насекомых и личинок.

Между сложными глазами находятся глазки или простые глаза, их число обычно равно трем. Один из них, имеющий треугольную форму, располагается на лбу, а два других - на темени. В некоторых случаях остаются только два боковых, а средний исчезает. Бывает и наоборот, присутствует только треугольный глазок, а боковые парные отсутствуют.

Усики

Иначе их называют антеннами. Они являются органами обоняния и осязания. Расположена пара усиков на боковых частях лба и находится в усиковых ямках. Каждый усик имеет утолщенное основание членика, ножку и жгутик.

У разных видов и групп насекомых внешнее строение усиков отличается. По ним как раз и определяют насекомого. Самцы и самки одного вида могут иметь несколько отличное друг от друга строение этих органов.

Ротовые органы

Их строение зависит от еды, которую употребляют насекомые. Поедающие твердую пищу, размельчают ее двумя жвалами. А сосущие нектар, сок и кровь вместо жвал обладают хоботком, который может быть игловидным у комаров, толстым у мух, длинным и скученным у бабочек.

Сверху и снизу ротовые органы заслоняются пластинками, которые являются губами - верхней и нижней. У некоторых насекомых (грызуще-сосущих или грызуще-лижущих) одновременно присутствует хоботок и жвал. Игловидный аппарат будет называться колюще-сосущим, если насекомое прежде, чем сосать делает прокол кожных покровов. Ротовые органы у некоторых видов могут быть и не полностью развиты.

Крылья

Грудь

Грудь насекомых по внешнему строению представляет собой три сегмента: передний, средний, задний. На каждом из которых расположилась пара конечностей. У летающих насекомых это крылья, которые находятся на среднем и заднем сегменте. В зависимости от образа жизни различают следующие конечности:

копательные;
хватательные;
ходильные;
плавательные;
прыгательные;
бегательные.

Брюшко

Туловище состоит из сегментов. Их количество может варьироваться от одиннадцати до четырех. Низшие насекомые обладают парными конечностями, а у высших - они видоизменены в яйцеклад или другие органы. У взрослых особей число сегментов туловища может быть не больше трех. Это происходит из-за того, что часть из них сливается друг с другом, а остальные становятся совокупительным органом. Тем не менее в большинстве случаев хорошо видны пять - восемь сегментов, они разделяют нижнюю и верхнюю часть.

Между собой соединяются тонкой мембраной, что дает возможность брюшку увеличиваться во время созревания яиц или переполнения кишечника пищей. У большей части насекомых внешнее строение туловища цилиндрической или выпуклой сверху и практически плоской снизу формы. Кроме того, брюхо может быть плоским, круглым, треугольным в поперечном сечении и булавовидным. Например, у муравьев тело соединятся с грудью при помощи небольшого стебелька, состоящего из двух члеников, у ос и пчел - узкой перетяжкой. Большая часть примитивных насекомых имеет на конце туловища два членистых придатка.

Покров (панцирь)

Все туловище насекомых, как и остальных членистоногих заключено в прочный внешний панцирь, скелет которого состоит из хитина. Это мягкий и хрупкий материал в чистом виде. У насекомых он на верхнем слое покрыт белковым веществом, который имеет название склеротин, именно этот элемент придает необходимую прочность и жесткость скелету. Верхний слой состоит из воскоподобных веществ, которые не пропускают воду.

Поэтому внешний скелет основательно охраняет внутренние органы, сохраняет их от высыхания, а также повышает твердость всего туловища. Секрет прочности покрова насекомых кроется в их строении - трубка с мягкой сердцевиной в три раза крепче такой же трубки с жестким стержнем, которая присутствует у всех позвоночных. Но если сделать трубку очень толстой, то она потеряет свои достоинства, так как прочность полого цилиндра значительно уменьшается с увеличением его диаметра, что в свою очередь, ограничивает утолщение туловища, а значит и размеры беспозвоночных членистоногих животных.

Биология. Класс насекомые

Главные приспособления, которые обеспечивают быстрое развитие насекомых:

Возможность летать позволяет им достаточно быстро осваивать новые места и преодолевать разные препятствия. Подвижность обеспечивается развитой мускулатурой и членистыми конечностями.
Хитинизированная кутикула, которая состоит из нескольких слоев, относится к особенностям внешнего строения насекомых. Она содержит специальные элементы, предохраняющие туловище от потери влаги, механических повреждений, а также влияния ультрафиолета.
Небольшие размеры способствуют выживанию и созданию условий, которые требуются для жизни даже в маленьких пространствах, например, в трещине коры деревьев.
Высокая плодовитость. Среднее число яиц, которые откладывают насекомые составляет двести - триста штук.

Насекомые встречаются буквально повсюду: в саду, лесу, поле, огороде, почве, воде, на теле животных. Примеры насекомых:

бабочка-капустница обитает на огороде, в поле и местах, где растет капуста;
майского жука можно встретить в садах и лесах;
комнатная муха обитает вблизи жилища человека.

Огромное разнообразие мест обитания в наземной среде способствовало их видообразованию и широкому расселению.