КЛАСС НАСЕКОМЫЕ (INSECTA)

  Насекомые - самый разнообразный, многочисленный и высокоорганизованный класс членистоногих. Число видов, входящих в него, превышает 750 тыс. Класс включает 30 рядов. Насекомые приспособились практически ко всем условиям жизни.

  Насекомые чрезвычайно разнообразны по размерам, окраске, строению, пристосовуванням. Длина самых крупных насекомых (тропические паличники) 20-33 см., мельчайших (трихограммы) - 0,2 мм. Тело насекомых состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. В главной части находятся ротовой аппарат, органы чувств - зрение, обоняние, прикосновения.

  На груди, состоящие из трех сегментов, расположены три пары конечностей. В брюшке сосредоточена средняя и задняя кишка, жировое тело, система выделения, половые органы, дыхательный аппарат.

  Одна из характерных черт насекомых - наличие летательного аппарата. Крылья есть складками стенки тела и пронизаны жилками, внутри которых проходят трахеи и нервы.

  При изменении образа жизни, например при переходе к паразитизму (вши, блохи) или смене экологической ниши, наблюдается редукция крыльев. Кроме функции полета крылья выполняют защитную функцию, например у жуков передние крылья видоизменены в надкрылья. У некоторых форм насекомых (мухи) развивается одна передняя пара крыльев, задняя же является редуцированной.

  Конечности насекомых состоят не более чем из пяти члеников. Они приспособлены для хождения, бега, хватание, прыжки, плавание, размножения и т.д. Древнейшие функции конечностей - хождения и бегания. Остальные функции связана с ідіоадаптаціями - приспособлениями животных к разным условиям жизни. Мышечная система представлена отдельными пучками поперечнополосатых волокон.

  Тело и конечности животных имеют хітинізований покров - кутикулу, который является внешним скелетом и к которому прикрепляется двигательная мускулатура. Кутикула большинства насекомых снабжена большим количеством волосков, которые выполняют функцию соприкосновения. Окраска насекомых очень разнообразна, может быть протекційним или удручающим. Окраска определяется составом пигментов в кутикуле или ее основой - гіподермою, а крыльев бабочек - также ультраструктурою чешуек. На поверхности тела насекомых открываются протоки многих желез. Пахучие выделения помогают лицам одного вида находить друг друга или отпугивать врагов.

  Нервная система состоит из головного мозга и брюшного нервного цепочки. Головной мозг насекомых имеет сложное строение и состоит из переднего, среднего и заднего отделов. Передний отдел связан с развитием зрительного аппарата, в его состав входят «грибовидные тела», одна из функций которых - формирование условных рефлексов. Наибольшего развития они достигают в общественных насекомых. Нервные узлы как брюшка, так и груди могут сливаться.

  У насекомых наблюдаются сложные формы поведения. Пчелы, термиты, муравьи могут передавать полученную информацию с помощью танцев, движений.

  Осы и пчелы после первого вылета запоминают место гнезда и ближайшие ориентиры. У общественных насекомых в гнезде существует разделение труда.

  Органы чувств насекомых чрезвычайно разнообразны и способствуют тончайшим приспособлением к разнообразным условиям среды. Насекомые различают цвета, форму предмета. Цветовое зрение у насекомых отличается от цветовой гаммы, которую воспринимает человек. Так, пчелы и муравьи воспринимают ультрафиолетовые лучи, большинство насекомых плохо различает красный цвет. Насекомые лучше видят предметы, что двигаются, чем неподвижные.

  Кроме органов зрения (сложные фасеточные глаза у свободноживущих и простые в паразитов) насекомые имеют рецепторы, которые реагируют на изменение температуры.

  У насекомых доказано существование слуха. Так, некоторые бабочки могут воспринимать колебания до 175 тыс. Гц. Очень хорошо развиты у насекомых органы обоняния и вкуса.

  Органы дыхания представлены трахеями, которые начинаются отверстиями - дихальцями, через которые воздух поступает в трахеи по их разветвлениях - в отдельные клетки. Отверстия дихалець расположены на боковых поверхностях груди и брюшка. Открывание и закрывание дихалець регулируется специальным замыкающим аппаратом. Вентиляции трахеи способствует сокращение брюшка. Насекомые, которые живут в воде - водяные жуки и клопы - периодически поднимаются на поверхность воды для запасание воздуха. Воздух увлекается волосками конечностей. Личинки водных насекомых в основном дышат растворенным в воде кислородом. У личинки стрекозы, которая обитает в водоемах, дыхание происходит благодаря циркуляции воды в задней кишке.

 

Рис.71. Схема работы сердца насекомого: 1 - отверстия; 2 - камера сердца в состоянии сокращения; 3 - камера сердца в состоянии расслабления.

 

  Кровеносная система незамкнутая. Строение кровеносной системы очень упрощенная вследствие развития трахейной системы, гемолімфа (бесцветная жидкость, циркулирующая в кровеносной системе) почти не принимает участия в обмене газов, а выполняет транспортную функцию и разносит гормоны и питательные вещества к тканям тела. Трубкоподібне сердце есть спинной сосудом, что сокращается, состоит из нескольких камер, разделенных клапанами, которые пропускают кровь только в одном направлении.

  Огромное разнообразие освоенных насекомыми источников пищи привела к многообразие строения ротового аппарата. Эволюционно-древнее грызущихся аппарат. В результате ідіоадаптації он превратился в колючий (двукрылые), сосательный (чешуекрылые), колюще-сосательный (клопы), лижучий (мухи), гризучо-сосательный (пчелы, шмели). С передней кишкой связаны слюнные железы, их секрет смачивает и частично растворяет твердую пищу. У пчел секрет слюнных желез при смешивании с нектаром превращается в мед.

  У гусениц слюнные железы превратились в прядильные. Они выделяют тонкую нить - шовковинку. Рабочие пчелы секретом глоточных желез выкармливают личинок будущей пчелиной матки.

 

Рис. 72. Ротовые органы насекомых. А - грызущихся ротовой аппарат таракана; Б - колюще-сосательный ротовой аппарат комара; В - лижучий ротовой аппарат мухи; Г - сосательный ротовой аппарат бабочки: 1 - верхняя челюсть; 2 - нижняя челюсть; 3 - нижняя губа.

 

  Пищеварительная система имеет сложное строение. Из ротовой полости пища попадает в мускулистую глотку, которая у многих насекомых способна засасывать пищу. Глотка ведет в пищевод, который может сильно расширяться и образовывать зоб (рабочие пчелы). По зобом обычно следует мускулистый жевательный желудок. Из передней кишки пища попадает в среднюю кишку, где происходит переваривание и всасывание, и далее в заднюю кишку, которая заканчивается анальным отверстием. В задней кишке всасывается избыток воды (рис. 73).

  Выделительная система представлена тонкими трубчатыми слепыми выростами кишечника - мальпігієвими сосудами. Продукты обмена всасываются стенами мальпігієвих сосудов из полости тела и выделяются в заднюю кишку. В водных мальпигиевы сосуды насекомых регулируют давление осмоса. Кроме этих сосудов функцию выделения у насекомых выполняет жировое тело. В нем накапливаются также питательные вещества, которые используются в период метаморфоз.

 

Рис. 73. Внутреннее строение самки черного таракана (со спинной стороны): 1 - резервуар слюнной железы; 2 - слюнная железа; 3 - зоб; 4 - жевательный желудок; 5 - средняя кишка; 6 - пи-лоричні вырасти; 7 - мальпигиевы сосуды; 8 - задняя кишка; 9 - трахейна система, 10 - брюшная нервная цепочка; 11 - семенники; 12 - дополнительные половой железы системы.

 

  Размножение насекомых половое. У бабочек, жуков, двукрылых оплодотворения внутреннее (самец вводит сперматофор в половые пути самки с помощью совокупительного органа). Развитие насекомых происходит с полным и неполным преобразованием. При развитии с полным превращением из яиц выходят личинки, резко отличающиеся по строению и образу жизни от взрослого насекомого. Полное преобразования отличается от неполного сменой четырех фаз: яйца, личинки, куколки и имаго (взрослая половозрелая насекомое). Две фазы развития - личиночная и взрослый - имеют разное приспособительные значения. Личиночная стадия составляет самый продолжительный период жизни насекомого, во время которого накапливаются питательные вещества. Крылатая (взрослая) фаза обеспечивает размножение и расселение. Развитие с метаморфозом характерно для пауков, блох, пчел, ос, муравьев и т.д.

  Личинки с неполным превращением по строению в основном похожи на взрослую насекомое (саранча, кузнечики, тараканы и т.д.), различие заключается главным образом в недорозвинутості половых желез.

  Ряды насекомых с полным преобразованием

  Чешуекрылые, или бабочки (Lepidoptera). Ряд включает более 100 тыс. видов. Фауна чешуекрылых особенно богата (как по разнообразием форм, так и по числу видов) в тропиках. Наиболее распространены и богатые видами семейства совок, п'ядунів, листоверток надсімейство огневок, группа моли. Большинство представителей ряда ведет сумеречный или ночной образ жизни, некоторые - дневный. Подавляющем большинстве чешуекрылых свойственный високоспеціалізова ный аппарат (спирально закрученный хобот, с помощью которого они питаются нектаром цветков), что сосет, и окрашен лусковий покров перетинкових крыльев. Яркая расцветка, особым образом «переливается», зависит от преломления светового луча бесцветными чешуйками; черные, желтые и другие пятна определяются пигментными птеринами. Усики различных размеров и формы. Крылья в размахе от 3,2 мм. (в моли - малютки) до 300 мм. (совки). Яйца различной формы, часто специфическая и имеет систематическое значение. Представителем ряда является капустный билан. Личинка бабочки называется гусеницей; она живет на растениях и в почве. Гусеница билана имеет ротовой аппарат гризучого типа и с его помощью объедает листья капусты, редиса, репы. После окукливания из кокона выходит взрослое насекомое. Как правило, вреда растениям наносят именно гусеницы: гусеницы п'ядунів объедают почки и листья плодовых деревьев; гусеницы шашелей проделывают глубокие ходы в стволах лесных и плодовых деревьев. Издавна человек разводит тутового и дубового шелкопрядов с целью использование коконов, которые образует личинка при заляльковуванні. Нить кокона разматывают, подвергают специальной обработке и получают с нее натуральные шелковые ткани.

  Двукрылые (Diptera). Прогрессивная группа с быстрыми темпами эволюции. Ряд объединяет около 100 тыс. видов. Представители ряда имеют только переднюю пару перетинкових крыльев (отсюда название). Задние крылья превращены в парный булавоподібний или колбоподібний орган - дзизкальце (halterium), вероятно орган чувство равновесия и направления, в немногих бескрылых форм иногда является редуцированным. Личинки двукрылых в безногие, живут в воде (комары, мошки) или в органических остатках, что раскладываются (мухи). Личинки оводов ведут паразитический образ жизнь, питаясь тканями хозяина. Взрослые оводы - крупные мухи - не питаются. Яйца или личинки они откладывают на кожные покровы, в глаза человека, овец, крупного рогатого скота. Среди двукрылых являются растительноядные (самцы комаров), хищники (личинки оводов) и такие, что питаются кровью или органическими остатками, что раскладываются (самки комаров, мухи). Соответственно тип ротового аппарата у них такой, что лижет, сосет, колюще - сосущий. Большинство взрослых двукрылых хорошо летают; могут парить, неподвижно зависать в воздухе.

  Среди двукрылых много опылителей растений. Личинки комаров служат пищей для обитателей водоемов, а взрослые особи - для птиц, летучих мышей и других животных. Растительноядные двукрылые являются вредителями сельскохозяйственных растений, мелкие кровососы наносят ущерб животноводству. Для человека представляют опасность двукрылые, что питается кровью, и различные виды мух как переносчики целого ряда возбудителей опасных заболеваний (туляремия, сибирская язва, малярия, сонная болезнь и др.). Комнатная муха на ворсинках тела и лапках переносит более 70 различных возбудителей болезней человека (цисты различных одноклеточных, яйца паразитических червей, микроорганизмы).

  Перепончатокрылые (Hymenoptera). Один из крупнейших рядов (по разным данным, от 150 до 300 тыс. видов). Широко распространены. Длина от 0,2 мм. (трихограммы) до 4-6 см. (рогохвости, тропические осы, пчелы, некоторые наездники). Конечно имеют две пары перетинкових прозрачных крыльев, задние меньше передних и прикрепляются к ним зацепками. Есть вториннобезкрилі формы (муравьи, немки). Ротовые органы гризучі (наездники, осы, муравьи) или сосущие (пчелы). Среди представителей ряда являются растительноядные (пчелы, шмели), хищники (осы) и паразиты (наездники). Общественные насекомые (медоносная пчела, муравьи) характеризуются сложным поведением, основой которой являются различные инстинкты (строительство и охрана жилья, заготовка пищи, выкармливание личинок). Инстинкт (от лат. instinctus - побуждение) - совокупность сложных, наследственно обусловленных актов поведения, характерных для особей данного вида при определенных условиях. Общественные насекомые живут семьями, внутри которых наблюдается разделение функций, и соответственно этому члены семьи имеют морфологические особенности. Так, пчелиная семья состоит из одной крупной самки (матка, или царица), нескольких сотен самцов (трутни) и десятков тысяч рабочих пчел. Рабочие пчелы лепят из воска соты, которые заполняют медом. Мед - это продукт переработки в зобе насекомых собранного с цветков нектара. Весной в каждую чашечку сотов пчелиная матка откладывает оплодотворенные яйца, из которых развиваются личинки рабочих пчел. Каждую личинку рабочие пчелы посещают около тысячи раз и приносят ей пищу в виде молочка (содержание зоба). Когда личинка превращается в куколку, рабочие пчелы закрывают чашечку воском. Через 11-12 дней из куколки выходит молодая пчела. Трутни развиваются из неоплодотворенных яиц. Затем пчелы строят несколько крупных ячеек, в которые матка откладывает оплодотворенные яйца. Личинки, вышедшие из них, выкармливаются особой, более питательной пищей. Они быстро растут, имеют более крупные размеры и впоследствии дают начало молодым маткам. Старая матка покидает улей с частью рабочих пчел и на ветке дерева образует рой; он дает начало новой пчелиной семьи. К осени пчелы заполняют медом все чашечки, а с наступлением холодов, готовясь к зимовке, замазывают воском все щели в улье.

  Большинство перепончатокрылых - активные обпилювачі растений. Человек широко использует продукты деятельности пчел (пчелиный яд, мед, воск, маточное молочко, прополис). Для биологической борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур используются наездники. Самка наездника откладывает яйца в тело различных гусениц, и ее личинки развиваются, питаясь их тканями. Вредных насекомых в большом количестве истребляют также паразитические осы. Важную роль в природе играют муравьи, которые уничтожают вредителей леса и поля, они есть их санитарами. Среди перепончатокрылых есть и опасные вредители растений: орехотворки вызывают разрастание ткани и образование галлов на растениях, пилильщики повреждают листья на деревьях.

Ряды насекомых с неполным преобразованием.

  Прямокрылые (Orthoptera, или Saltatoria). К отряду относятся около 20 тыс. видов, обитающих в разных частях земного шара, особенно в тропиках и субтропиках. Представители - стрекозы, кузнечики, саранча, медведки. Надкрылья в прямокрылых узкие, кожистые; крылья более нежные, сложные веерообразные. Третья пара конечностей конечно скакательного типа. Кузнечики и сверчки имеют длинные усики, саранча - короткие. Саранчовые растительно-мае, кузнечики могут питаться растительной и животной пищей. Ротовой аппарат гризучого типа. Для прямокрылых характерно наличие органов воспроизведения и восприятия звуков. Кузнечики и сверчки издают звук трением друг о друга надкрильців, саранчовые - трением заднего бедра в надкрылья. Воспринимают звуки тимпанальні органы (от греч. tympanon - тимпан - барабан). У кузнечиков и сверчков расположены на передней голени, в саранчовых - сбоку на переднем сегменте брюшка. У самок на конце брюшка есть длинный яйцеклад. Саранчовые обитают на открытых пространствах лугов и степей, кузнечики - чаще на участках, поросших кустарником или редкими деревьями. Большинство представителей отряда - вредители растений. Кузнечики наносят вред садам и виноградникам, медведки повреждают корни растений. Наибольшую опасность для сельского хозяйства представляет саранча (степная, итальянский). В годы массового размножения она способна полностью уничтожить посевы сельскохозяйственных культур. Распространению на большие пространства способствуют перелеты взрослой саранчи и передвижения личинок («пешая саранча»). Саранча активно уничтожается птицами (розовые скворцы, грачи), мелкими грызунами.

 

Рис. 74. Многообразие насекомых: а - саранча и ее личинки (прямокрылые); б - постельное блощица (напівтвердокрилі); в - совка, ее гусеница и куколка (чешуекрылые); г-домашняя муха, ее яйца, личинки и куколки (двукрылые); д - свекловичный долгоносик, его личинки и куколка (твердокрилі); е - рабочая пчела, матка и трутень (перепончатокрылые).

 

  Вши (Anoplura) - мелкие бескрылые насекомые. Каждый вид паразитирует только на определенном хозяева и не переходит на лиц другого вида. Паразитами человека являются головная, платяная и лобковая вши.

  Головная вошь (Pediculus humanus capitis). Локализуется на волосистой части головы. Размеры 2-3 мм. Тело сплющенное в дорсовентральному направлении. Голова маленькая, хорошо отграничена от груди. На голове имеется пара усиков, пара простых глаз (иногда отсутствуют), колюще - сосущий ротовой аппарат. В покое ротовой аппарат втянут внутрь головы и не виден снаружи. Грудные сегменты слиты, грудь несут три пары ног. Последний членик лапки сильно развит коготь, который вместе с выращиванием предпоследнего членика образует устройство, закрывается, вроде клешни. С помощью этого устройства вошь прочно удерживается на волосах. Крыльев нет.

  Брюшко несколько шире грудной отдел, состоит из 10 члеников. В самцов в конце брюшка видны копулятивний аппарат. На боковых сторонах грудных и брюшных сегментов расположены стигмы.

  Развитие с неполным метаморфозом. Отложенные яйца приклеиваются к волосы секретом клеевых желез (гниды). Все развитие происходит на теле человека. Из яйца выходит личинка, похожая по основным признакам на взрослую личность. После линек она превращается в имаго. Питаются кровью. Максимальная продолжительность жизни 38 дней.

  При определенных условиях (массовость заражения) может переносить возбудителей сыпного тифа, будучи специфическим переносчиком. Ектопаразит. Слюна, что вводится в ранку, вызывает огрубления кожи, пигментацию, иногда ковтун на голове (педикулез).

  Профилактика и меры борьбы. Для предупреждения вшивости необходимое регулярное мытье тела с одновременной сменой белья, поддержание чистоты одежды и жилья. Меры общественной профилактики заключаются в контроле за содержанием и поддержанием санитарного состояния в местах массового пребывания людей: вокзалы, пристани, гостиницы, поезда, пассажирские суда и т.п.

  Для уничтожения головных вшей используют инсектицидное мыло, для уничтожения гнид - специальные средства.

  Платяная вошь (Pediculus humanus humanus). Живет на нательном белье и одежде, при сосании крови переходит на тело. На вид и по развитию очень сходна с P. humanus. В настоящее время их относят к разным подвидов вида P. humanus. Имеет более крупные размеры, до 4,7 мм. Отличительный внешний признак - менее глубокие вырезки по краю брюшка и менее выразительная пигментация боковых частей сегментов брюшка. Яйца откладывает на волосках одежды. Весь цикл развития происходит на человеке. Продолжительность жизни до 48 дней. Резвая, при температуре 27°С проползает 35 см за минуту.

  Ектопаразит и специфический переносчик возбудителей тяжелых заболеваний с высокой смертностью (сыпной тиф, возвратный тиф), которые могут приобретать эпидемический характер, охватывая большие массы людей.

  Роль насекомых очень велика в почвообразовании, особенно в разрушении опавших листья. Важное значение имеют насекомые в опылении цветковых растений. Некоторые растения не способны размножаться без насекомых - опылителей. У одних растений цветки опыляются различными насекомыми, в других - только определенными видами. Связано это в первую очередь с различиями в строении цветка. Например, клевер среднерусская пчела за недостаточную длину хобота опиливать не может, к этого способная лишь довгохоботкова кавказская пчела или шмель. Культурные растения в основном не могут опыляться домашней пчелой, а только дикой. Цветки, которые раскрываются ночью, опыляются ночными бабочками. Большинство цветочных растений (около 80 %) связана с жизнью насекомых.

  Человек использует в хозяйстве пчел, тутового шелкопряда, лаковых червецов, выделяя вещества, имеющие исключительные изоляционные свойства, а также краску - кармин. Вред, причиняемый некоторыми насекомыми культурным растениям, очень велика. Насекомые объедают листья, многие из них приспособились к жизни в древесине, лубі, плодах, орехах, желудях, в головках клевера, в соломинах злаков, в стеблях травянистых растений.

  Ряд насекомых представляет опасность для человека, являясь переносчиками возбудителей тяжелых заболеваний: тифа (вши), чумы (блохи), малярии (комар анофелес). Мухи и тараканы переносят возбудителей болезней на поверхности своего тела. Существуют насекомые, которые вызывают болезни, паразитучи на человеке (вши, личинки оводов).

  Сохранение видового разнообразия насекомых. Как и весь живой мир, окружающий человека, насекомые страдают от общего загрязнения окружающей среды, от неконтролируемого применения в сельском хозяйстве различных химических веществ, от изменения биотопов при освоении человеком новых территорий.

  Вопросы защиты животного мира касаются и защиты насекомых. Восстановлению их численности в немалой степени будет способствовать сохранению растительного покрова Земли. Эту проблему можно решить, исключив химические методы борьбы с вредителями, заменив их биологическими, поскольку от химических веществ большей степени страдают растения и полезные насекомые, чем вредители, которые к ним быстро приспосабливаются. Контролировать численность популяций насекомых следует естественным путем, ориентируясь на их «естественных врагов» - насекомоядных птиц и млекопитающих, осмисливців, наездников. При восстановлении благополучия в природе в целом оно наступит и в мире насекомых.