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 отряда бессяжковых 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 людей. Встречаются повсеместно, включая Антарктиду.
Численность
Оценка числа описанных видов насекомых варьируется от примерно 720 тыс. до более чем 1 млн видов. Оценки общей истинной численности насекомых широко варьируются от примерно 2 млн, 5—6 млн до около 8 млн видов.
Ежегодно учёные описывают не менее 7000 новых видов. Расчёты, основанные на экстраполяции количества видов жёстккокрылых и чешуекрылых в Новой Гвинее показывают, что предположительное число видов насекомых может находиться в пределах 3,7—5,9 млн видов. 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.
Размеры
Размеры представителей группы колеблются в широких пределах. Крупнейшим насекомым считается палочник. Наиболее крупный экземпляр был обнаружен в 1989 году в лесах острова Калимантан и его длина составляет 357 мм, а с вытянутыми конечностями - 567 мм. Предыдущим рекордсменом по длине тела был другой палочник, максимальная длина тела которого составляет 328 мм, а вытянутыми конечностями — 546 мм. Да.
Самым крупным жуком в мире считается дровосек-титан из Южной Америки, достигающий длины до 167 мм. Вторым по величине является южноамериканский жук-геркулес, отдельные особи самцов которого достигают длины 160—165 мм.
Южноамериканская совка тизания агриппина (вероятно является крупнейшей по размаху крыльев бабочкой в мире самая крупная особь, по литературным данным имеет размах крыльев 30 см. Самой крупной по размаху крыльев дневной бабочкой является орнитоптера королевы Александры — размах крыльев самки достигает 28 см. Самки сатурнии, 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 сатурния, крупнейшие экземпляры достигают 24 см в размахе крыльев.
Южноамериканская совка тизания агриппина (вероятно является крупнейшей по размаху крыльев бабочкой в мире самая крупная особь, по литературным данным имеет размах крыльев 30 см. Самой крупной по размаху крыльев дневной бабочкой является орнитоптера королевы Александры — размах крыльев самки достигает 28 см. Самки сатурнии, 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 сатурния, крупнейшие экземпляры достигают 24 см в размахе крыльев.
Одна из самых маленьких бабочек в мире — микро-моль Stigmella ridiculosa с Канарских островов имеет размах крыльев всего около 2 мм. Самым маленьким жуком является перокрылка из США, длина тела которой около 0,25 мм, что почти в 800 раз меньше, чем у самого большого жука.
Наружное строение
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; гиподермальная же пигментная, напротив, быстро разрушается. Нередко пигмент образует вдоль или поперёк тела полосы, в последнем случае они называются перевязями. Часто это связано с явлением мимикрии.
Тело насекомых подразделяется на три сегментированных отдела: голова, грудь и брюшко. Каждый сегмент подразделяется на четыре части — верхнее полукольцо называется тегрит, нижнее полукольцо называетсястернит, 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 внешне нечлениста, но эволюционно произошла в результате слияния 5 сегментов в процессе олигомеризации тела. Сохранившимися конечностями этих сегментов являются усики, или антенны первые и 3 пары ротовых челюстей — нечленистые верхние челюсти, или мандибулы, членистые нижние челюсти, или максиллы и членистая, внешне непарная нижняя губа, 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. Другой путь развития исходного ротового аппарата наблюдается у скрыточелюстных, нижняя губа которых слилась с так называемыми оральными складками, образовав парные челюстные карманы, в которые погружены мандибулы и максиллы.
Твёрдой основой головы является черепная коробка. На голове различают переднюю поверхность — лоб, который сверху переходит в темя и далее назад — затылок. Спереди ото лба лежит хорошо обособленная пластинка — наличник и далее вперед (вниз) — верхняя губа, подвижный пластинчатый кожный выступ, прикрывающий сверху ротовые органы. На боках головы, под глазами, различают щёки, сзади переходящие в виски, а снизу лежит горло. С боков головы расположены сложные глаза, состоящие из множества зрительных единиц — омматидиев и являющиеся основными органами зрения. Кроме этого, между сложными глазами обычно расположено 1—3 простых глаз, или глазков. В зависимости от биологии положение головы неодинаково. Различают гипогнатическую голову — с ротовыми органами, обращёнными вниз, подобно ногам, и прогнатическую голову — 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, за которым следует ножка, и, начиная с третьего членика, располагается основная часть — жгутик.
Грудь
Грудь состоит из трёх сегментов — передне-, средне- и заднегруди. Тергиты груди называются спинкой , а стерниты — грудкой. Соответственно 3 сегментам груди различают передне-, средне- и заднеспинку и также передне-, средне и заднегрудку. Каждый плейрит груди подразделяется швом, по крайней мере, на два склерита — спереди эпистерн и сзади эпимер. 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.
Ноги причленены к груди снизу, обычно сидят в тазиковых впадинах и состоят из тазика (coxa), вертлуга, бедра, голени и лапки. 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. Голень по длине примерно равна бедру, но тоньше его, снабжена шипами, а на вершине — шпорами. Лапка обычно расчленена, состоит из 2-5 члеников, на вершине несёт пару коготков, между которыми располагается широкая присоска — аролий или узкий эмподий. Соответственно образу жизни ноги подверглись разнообразной специализации, поэтому различают несколько их типов.
Типы конечностей насекомых:
- Бегательная (жужелица)
- Прыгательная (саранча)
- Копательная (медведка)
- Плавательная (плавунец)
- Хватательная (богомол)
- Собирательная (медоносная пчела)
Крылья
Крылья насекомых 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, укреплённой на твёрдых жилках, играющих роль прочной основы крыла. Жилки делятся на продольные и поперечные, образующие у более низкоорганизованных групп густую сеть и многочисленные ячейки. 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.
Брюшко
Брюшко состоит из многих, в целом однотипных, сегментов, исходно из 10, не считая хвостового компонента — тельсона, но в таком виде оно есть лишь у некоторых первичнобескрылых и зародышей. Нередко число сегментов сокращается до 5—6 и менее. На VIII и IX сегментах находятся половые отверстия и очень часто — наружные половые придатки, поэтому эти сегменты обычно называют генитальными. Прегенитальные сегменты у взрослых, как правило, лишены придатков, а постгенитальные имеют развитый лишь тергит X сегмента, тогда как XI сегмент редуцирован и свойственные ему придатки — церки переместились на X сегмент. Строение церков весьма разнообразно, а у высших форм они атрофированы. Остатками постгенитальных сегментов являются лежащие дорсально вокруг анального отверстия склериты — сверху анальная пластинка, по бокам и снизу нижние анальные створки (paraproctes). Иногда анальной пластинкой называют именно X тергит. Придатками генитальных сегментов являются у самца грифельки — на IX стерните, у самки — яйцеклад — парные выросты генитальных сегментов, являющиеся видоизмененными конечностями. IX стернит самца образует гипандрий, или генитальную пластинку, но нередко генитальной пластинкой именуют последний видимый стернит. У высших групп все эти части подвергаются редукции или модификации (так, у жалящих перепончатокрылых яйцеклад превращён в жало, хотя используется и по прямому назначению тоже). При редукции настоящего яйцеклада у некоторых групп (например, у многих жуков) возникает вторичный, телескопический яйцеклад из сильно уменьшенных в диаметре вершинных сегментов брюшка.
На конце брюшка самца располагается копулятивный аппарат, имеющий сложное и невероятно разнообразное строение у разных отрядов. Обычно в его составе имеется непарная часть — пенис, имеющий сильно склеротизированную концевую часть — эдеагус. Строение копулятивного аппарата имеет важнейшее значение в систематике, так как его строение заметно различается даже у видов-двойников; часто его изучение позволяет решить труднейшие вопросы классификации родов, семейств и пр.
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 и промежутки между органами, омывая их. 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. У некоторых насекомых (саранчовые, кузнечики) гемолимфа выбрызгивается в целях самозащиты (автогеморрагия) или содержит биологически активные вещества и выделяется наружу при опасности (нарывные жуки). Важна также функция иммунитета, которую выполняет гемолимфа.
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. Каждая камера сердца имеет по два входных отверстия (устьица или остии) с клапанами, через которые гемолимфа поступает внутрь из полости тела. В отверстиях между камерами сердца также имеются клапаны, обеспечивающие движение гемолимфы в одном направлении. Задний конец сердца обычно закрыт.
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. 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: 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).Число камер сердца — до восьми. Число сокращений сердца зависит от вида насекомого, его физического состояния, фазы развития и колеблется в пределах от 15 до 150 циклов в минуту.
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.
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.
Выделительная система
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.
Развитие и размножение
Жизненный цикл
Насекомые являются первично яйцекладущими животными; у немногих видов известно яйцеживорождение. После завершения развития в яйце 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. 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 вегитационного периода. Следовательно, виды могут отличаться друг от друга не только количеством генераций в году, но и временем протекания отдельных стадий развития, то есть годичным циклом.
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. Многие диапазирующие насекомые при вынужденном развитии без диапаузы (например, в лабораторных условиях) испытывают нарушения онтогенеза или погибают.
Размножение
Насекомые раздельнополые. Органы размножения самки обычно представлены парными яичниками и тянущимися по бокам яйцеводами, которые сливаются в один непарный проток, впадающий во влагалище. У самок имеются семяприемники и придаточные половые железы. У самцов имеются парные семенники, от которых отходят семяпроводы, тянущиеся по бокам тела. В нижней части семяпроводы расширяются, образуя семенные пузырьки, предназначенные для хранения спермы. Семяпроводы объединяются в общий семяизвергательный канал, открывающийся на способном увеличиваться или выдвигаться совокупительном органе. Придаточные железы секретируют семенную жидкость.
Особенности физиологии
Питание
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, детрофаги — 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 галообразователи; 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.
Информация взята с сайта www.wikipedia.org
Спасибо большое, хорошо отредактировали материал википедии. А фотографии животных сами делали?
ОтветитьУдалитьНет, к сожалению фотографии не мои. Но за эти выходные я сделал пару фотографий и в ближайшее время планирую их выложить.
Удалить