Первые научные описания внешнего строения насекомых, представленные в энтомологических трудах, датированы ХVI веком. Характеристика гистологической структуры учеными-энтомологами была дана лишь тремя веками позже. Практически у каждого представителя класса Насекомых есть свои характерные особенности строения, позволяющие классифицировать различные виды по типу конечностей, антенн, крыльев и ротового аппарата.
Общее строение тела насекомых (со схемой и картинками)
Тело насекомых состоит из члеников — сегментов, разнообразных по форме и несущих различные наружные придатки и органы. В строение тела насекомых входит три отдела: голова, грудь и брюшко. Голова включает в себя основные органы чувств и ротовой аппарат. Насекомые имеют на голове пару удлиненных членистых антенн (усиков) — органов осязания и обоняния — и пару сложных фасеточных глаз — основных зрительных органов. Кроме того, многие насекомые имеют от 1 до 3 мелких простых глазков — вспомогательных светочувствительных органов. Ротовой аппарат насекомых формируется на основе 3 пар челюстей — видоизмененных конечностей сегментов головы, третья пара челюстей сросшаяся. Грудь состоит из 3 крупных сегментов: переднегрудь, среднегрудь, заднегрудь — м несет локомоторные органы. На каждом сегменте находится по одной паре членистых ног: передние, средние, задние. У большинства насекомых развито 2 пары крыльев: передние„ расположенные на среднегруди, и задние, находящиеся на заднегруди. У ряда насекомых одна или обе пары крыльев могут быть недоразвиты вплоть до полной их утраты. Брюшко, состоящее из многочисленных равномерных сегментов, содержит большую часть внутренних органов.
Обратите внимание на картинку – в строении брюшка насекомых 11 сегментов, однако у большинства насекомых сохраняется от 5 до 10 сегментов:
В 8-9-м сегментах, соответственно их полному составу, расположен половой аппарат. V самок некоторых насекомых (прямокрылые, перепончатокрылые) на нижней стороне этих сегментов развит специальный орган для откладки яиц—яйцеклад. Некоторые насекомые (поденки, тараканы, прямокрылые, уховертки) имеют на последнем сегменте брюшка пару церков — придатков различной формы и назначения.
Посмотрите подробную схему строения насекомых, где указаны все основные отделы:
Строение головы насекомых
Голова — наиболее компактный отдел тела насекомых. Вошедшие в строение головы насекомых сегменты сливаются без различимых границ. Их покровы формирунот плотную монолитную головную капсулу. На голове выделяются различные части, нередко разделенные швами. Нижний передний участок головы называется наличник, за ним следует передняя часть — лоб, далее верхняя часть голо .вы — темя, разделенное продольным швом на две половины. Участок позади темени — затылок — располагается над затылочным отверстием. Боковые части головы, находящиеся ниже и позади фасеточных глаз, называются соответственно щеки и виски.
Основные виды пар усиков у насекомых
Основные осязательные и обонятельные; органы насекомых — парные членистые антенны (или усики) подвижно прикреплены обычно на лбу, между глазами, в специальных сочленовных ямках, затянутых мембраной. Длина и форма антенн у насекомых чрезвычайно разнообразна и нередко служит наглядным признаком для определения семейств, родов, видов насекомых. Количество члеников в антеннах варьирует у разных насекомых от трех до сотни и более. В общем строении усиков насекомых выделяют три отдела: рукоятку — первый членик, ножку — второй членик и жгутик — совокупность остальных члеников. Только рукоятка и ножка снабжены собственной мускулатурой и активно подвижны. Внутри ножки находится скопление особых чувствительных клеток — джонстонов орган, воспринимающий вибрации окружающей среды, у некоторых насекомых также звуковые колебания.
У насекомых выделяют многочисленные типы антенн. Щетинковидные антенны — тонкие, сужающиеся к вершине (тараканы, кузнечики), и нитевидные антенны — тонкие, равномерные по всей длине (жуки жужелицы, саранчовые), называются также простыми ввиду типичности формы. Четковидный тип усиков насекомых отличается выпуклыми, округлыми с боков члениками (жуки чернотелки). Членики пиловидных антенн имеют острые углы, придающие зазубренную форму (жуки-щелкуны и усачи). Удлиненные отростки имеют членики гребневидных антенн (некоторые виды щелкунов и ночных бабочек). Вид усиков насекомых с утолщенной за счет расширенных последних члеников вершиной называют булавовидным (дневные бабочки). Антенны с крупной, резко выраженной булавой — головчатыми (жуки-могильщики и короеды). Усики насекомых с булавой, состоящей из широких пластинчатых члеников, — пластинчатобулавые (жуки-хрущи и навозники). Веретеновидные антенны расширяются к середине, на вершине суженные и заостренные (бабочки бражники). Коленчатые антенны согнуты в сочленении рукоятки с остальной частью (осы, муравьи). Коленчатые пары усиков насекомых, оканчивающиеся булавой или гребнем, называют соответственно коленчато-булавые (жуки-долгоносики) и коленчато-гребенчатые (жуки-олени). Членики перистых антенн снабжены густо расположенными тонкими чувствительными волосками (ночные бабочки, некоторые комары). Щетинконосные антенны всегда короткие, 3-члениковые, от последнего членика отходит чувствительная щетинка (мухи). Антенны с асимметричными, разной формы члениками называют неправильными (жуки-нарывники).
Виды ротовых аппаратов насекомых
У насекомых в связи с разнообразием типов питания и способов добывания пищи сформировались самые различные ротовые аппараты. Типы ротовых аппаратов насекомых служат крупными систематическими признаками на уровне отрядов. Их изучение следует начать с первичного и наиболее распространенного — грызущего аппарата.
Грызущий ротовой аппарат имеют такие насекомые, как стрекозы, прямокрылые, жесткокрылые, сетчатокрылые, большинство перепончатокрылых и многие более мелкие отряды. Он предназначен для питания преимущественно плотной пищей: растительной, животной или органическими остатками. Аппарат состоит из верхней губы, верхних челюстей, нижних челюстей и нижней губы. Верхняя губа — специализированная кожная складка прямоугольной или овальной формы. Прикрывая спереди другие ротовые придатки, верхняя губа служит осязательным и вкусовым органом. Верхние челюсти монолитны, нечленисты, сильно хитинизированы. На внутреннем крае развиты зубцы. С их помощью насекомые захватывают, отгрызают и начинают пережевывать пищу. Нижние челюсти сохраняют членистость и состоят из основного членика, прикрепленного к головной капсуле, и отходящего от него стволика; на вершине стволика расположены наружная и внутренняя жевательные лопасти, последняя снабжена зубцами. Несколько сбоку от стволика отходит 4-5-члениковый нижнечелюстной чувствительный щупик. Третья пара челюстей у насекомых срастается, образуя нижнюю губу. Строение губы ротового аппарата насекомых подобно нижним челюстям.
Основная часть разделена поперечным швом на заднеподбородок и раздвоенный на вершине предподбородок. Каждая половина предподбородка несет пару небольших жевательных лопастей: внутренние — язычки и наружные — придаточные язычки, а также 3-4-члениковые нижнегубные чувствительные щупики.
Колюще-сосущий ротовой аппарат предназначен для питания разнообразной жидкой пищей, скрытой под покровными тканями животных или растений. Этот аппарат развит у клопов, равнокрылых (тли и др.), бахромчатокрылых (трипсы) и части отряда двукрылых (кровососущие комары). Наружную часть ротового аппарата клопа представляет удлиненный членистый подвижный хоботок, прикрепленный к переднему краю головы и подгибающийся под голову в состоянии покоя. Хоботок является видоизмененной нижней губой. Внутри полого хоботка лежат видоизмененные верхние и нижние челюсти — две пары тонких, жестких и заостренных колющих игл или щетинок. Верхние челюсти — простые иглы, прокалывающие покровы. Пара нижних челюстей плотно соединяется между собой и имеет на внутренней поверхности два продольных желобка, образующих два канала. Верхний — пищевой — служит для всасывания пищи. По нижнему — слюнному — каналу в питательный субстрат проводится слюна, содержащая ферменты, необходимые для первичной обработки пищи. Небольшая верхняя губа лежит в основании хоботка. При питании насекомое надавливает хоботком на субстрат. Хоботок слегка коленчато изгибается, а пучок колющих игл прокалывает покровы и проникает в ткани. Далее происходит нагнетание слюны и всасывание пищи. Грызущим и колюще-сосущим ротовыми аппаратами насекомые способны повреждать растения.
Сосущий ротовой аппарат развит у чешуекрылых (бабочек), приспособлен для добывания нектара из венчиков цветков. Верхняя и нижняя губы во внешнем строении сосущего аппарата у представителей класса Насекомые небольшие, в виде простых пластинок, на нижней губе — хорошо развитые щупики. Верхние челюсти отсутствуют. Главную часть—длинный, гибкий, спирально скручивающийся в покое хоботок — образуют видоизмененные нижние челюсти. Соединяясь между собой, нижние челюсти образуют трубку с обширной внутренней полостью, служащей для всасывания нектара. Стенки хоботка содержат множество хитиновых колечек, обеспечивающих его упругость и поддерживающих пищевой канал открытым.
Грызуще-лижущий ротовой аппарат встречается у части перепончатокрылых (пчелы, шмели). Он также предназначен для питания нектаром, но имеет совсем другое строение. Верхняя губа и верхние челюсти сохраняют типичную для грызущего аппарата форму. Главную рабочую часть составляют сильно удлиненные, видоизмененные и взаимосвязанные нижние челюсти и нижняя губа. В нижних челюстях особенно развиты наружные лопасти, а в нижней губе — внутренние лопасти, срастающиеся в длинный, гибкий, трубчатый язычок. Складываясь, эти части образуют хоботок, представляющий систему из трех вставленных друг в друга каналов убывающего диаметра. По наибольшему внешнему каналу, образованному нижними челюстями и удлиненными щупиками нижней губы, всасывается обильная и близкая пища или вода. Второй канал — полость язычка — служит для всасывания нектара из глубоких венчиков. Третий, капиллярный канал, проходящий в верхней стенке язычка, — слюнной.
Лижущий ротовой аппарат имеет значительная часть двукрылых—большинство мух. Этот наиболее сложный по своему строению ротовой аппарат у представителей класса Насекомые. Он служит для питания различной жидкой пищей и мелкодисперсными пищевыми взвесями (сахаристые соки, продукты разложения органических остатков и др.). Он представляет собой мясистый подвижный хоботок, развитый в основном за счет нижней губы. Хоботок оканчивается парой полукруглых лопастей, образующих ротовой диск, в центре которого — ротовое отверстие, окруженное рядом хитиновых зубчиков. На поверхности лопастей развита система канальцев, открывающихся мельчайшими порами. Это фильтрующая часть аппарата, поглощающая только мелкие плотные частицы вместе с жидкостью. Зубчики ротового диска могут соскребать пищевые частицы с субстрата.
Типы ног насекомых: строение и основные виды конечностей (с фото)
Нога насекомого состоит из 5 отделов. Первый от основания называется тазик — короткий и широкий членик, подвижно прикрепленный к нижней части сегмента. Второй отдел, мелкий членик—вертлуг, увеличивающий подвижность ноги. Третий отдел — бедро, удлиненное и утолщенное, содержит наиболее мощную двигательную мускулатуру. Четвертый отдел—голень, соединенная с бедром коленным сочленением. Она также удлиненная, но уже бедра. Последний отдел в строении ног насекомых — членистая ланка. В ее составе обычно от 3 до 5, реже 1-2 членика. Лапка оканчивается парой хитиновых коготков.
В результате приспособления к разным способам движения и выполнению других функций у насекомых развиваются разнообразные типы конечностей. Два наиболее распространенных типа ног насекомых— ходильные и бегательные — имеют обычное строение. Бегательная нога отличается более длинными бедром и голенью, удлиненной, узкой лапкой. Части ходильной ноги несколько короче и шире, на конце лапки расширение — подошва. Бегательные ноги свойственны быстрым проворным насекомым (жужелицы, муравьи). Ходильные ноги есть у большинства насекомых. Другие специализированные и видоизмененные типы ног представлены у насекомых, как правило, одной парой, чаще передней или задней. Прыгательные ноги — обычно задние. Отличительная особенность строения этих конечностей насекомых — мощное, заметно утолщенное бедро, содержащее основную мускулатуру, действующую при прыжке. Этот тип распространен в отрядах прямокрылые (кузнечики, сверчки, саранчовые), равнокрылые (цикадки и листоблошки), у блох и некоторых жуков (земляные блошки). Плавательные ноги, также задние, встречаются у многих водных насекомых — жуков-плавунцов и вертячек, клопов-гребляков и гладышей. Этому виду ног насекомых свойственна уплощенная, веслообразная форма, по краю лапки развиты упругие щетинки, увеличивающие гребную поверхность. Копательные ноги — передние конечности некоторых подземных или роющих насекомых (медведки, жуки-навозники). Это мощные, толстые, несколько укороченные ноги, голень лопатообразно расширена и уплощена, с крупными зубцами. Хватательные передние ноги встречаются у некоторых насекомых-хищников, наиболее развиты у богомолов. Эти ноги удлиненные и подвижные. Бедро и голень покрыты острыми шипами. В состоянии покоя хватательные ноги сложены, при появлении добычи резко выбрасываются вперед, зажимая жертву между бедром и голенью. Собирательными называют задние ноги пчел и шмелей, служащие для сбора пыльцы. Собирательное устройство находится на голени и крупном уплощенном первом членике лапки. Оно состоит из корзиночки — окаймленного волосками углубления на голени — и щеточки — системы многочисленных мелких щетинок на лапке. При чистке тела насекомое последовательно переносит пыльцу на щеточки и затем — в корзиночки задних ног, где образуются пыльцевые комки — обножка.
На этих фото показаны различные типы ног насекомых:
Основные виды крыльев насекомых: фото и строение
Крыло насекомого образовано видоизмененной складкой кожных покровов — тончайшей двуслойной крыловой мембраной, в которой проходят хитинизированные жилки, видоизмененные трахейные сосуды.
Как видно на фото, в крыле насекомого выделяют три стороны – передний край, наружный (внешний) край и задний (внутренний) край:
Также в строение крыла насекомого входит три угла: основание, вершину и задний угол. По направлению в крыле жилки подразделяют на продольные и поперечные. Основу жилкования составляют крупные, нередко разветвленные продольные жилки, достигающие краев крыла. Мелкие, неветвящиеся поперечные жилки располагаются между соседними продольными. Жилки подразделяют крыловую мембрану на ряд ячеек, которые бывают замкнутыми, полностью ограничеными жилками и незамкнутыми, достигающими края крыла.
Строение крыльев рассматривают в двух основных аспектах: жилкование (количество и расположение жилок) и консистенция (толщина и плотность крыловой пластинки). Выделяют два основных типа жилкования крыльев насекомых. Сетчатым называют густое, мелкоячеистое жилкование, в котором, помимо продольных жилок, есть много мелких поперечных, образующих многочисленные (более 20) замкнутые ячейки. Такое жилкование развито у стрекоз, прямокрылых, сетчатокрылых и некоторых других отрядов. Перепончатое жилкование — негустое, с небольшим числом или отсутствием поперечных жилок; ячейки крупные, немногочисленные. Это жилкование развито у большинства отрядов насекомых (чешуекрылые, перепончатокрылые, двукрылые, жесткокрылые и др.). Жилкование передних и задних крыльев у насекомых всегда однотипно.
По плотности выделяют четыре вида крыльев насекомых. Наиболее обычны пленчатые крылья, образованные тончайшей, прозрачной крыловой мембраной. Только у бабочек пленчатые крылья непрозрачны, поскольку покрыты слоем мельчайших чешуек. Задние крылья у всех насекомых пленчатые, а у многих (стрекозы, чешуекрылые, сетчатокрылые, перепончатокрылые и др.) пленчатыми являются обе пары. У ряда насекомых передние крылья уплотненные, служат защитным покровом. Кожистыми называют передние крылья прямокрылых, тараканов, богомолов, уховерток. Эти крылья несколько утолщенные, но не твердые, непрозрачные или полупрозрачные, всегда окрашены, обычно сохраняют жилкование. Полужесткими называют передние крылья клопов, подразделенные поперечно на уплотненное основание и пленчатую вершину с развитыми жилками. Такие крылья активно действуют в полете и служат защитным покровом. Жесткие крылья, или надкрылья, — передние крылья жуков. Они сильно утолщены и хитинизированы, часто твердые, окрашенные, жилкование полностью утрачено. Эти крылья, обеспечивая надежную защиту тела, в полете активно не работают. Некоторые формы крыльев выделяют по характеру опушения, например бахромчатые у трипсов и чешуйчатые у бабочек.
