§ 25. Класс Насекомые

Определения и обозначения

Насекомые — класс членистоногих, у представителей которого тело разделено на голову, грудь и брюшко, а на груди расположены три пары ног. Это сочетание признаков помогает отличить насекомых от других членистоногих: например, у пауков четыре пары ног. Части тела выполняют разные задачи, поэтому такое разделение делает организм более приспособленным к жизни.

Хитиновый покров — наружный скелет насекомого, который защищает тело и служит опорой для прикрепления мышц. Хитин — прочное вещество, из которого образована его основа. Покров помогает сохранять форму тела и предохраняет его от повреждений, но не может свободно растягиваться при росте.

Трахеи — разветвлённые воздухоносные трубочки, по которым кислород поступает непосредственно к тканям и органам. Они соединяются с внешней средой через отверстия на теле, называемые дыхальцами. Такая система позволяет доставлять кислород к клеткам без его переноса кровью.

Мальпигиевы сосуды — органы выделения, выводящие продукты обмена веществ из полости тела в кишечник. Оттуда ненужные вещества удаляются наружу вместе с остатками пищи. Работа этих органов помогает организму избавляться от отходов обмена.

Как это устроено

Разделение тела на голову, грудь и брюшко связано с распределением функций. На голове находятся глаза, усики и ротовые органы: они нужны, чтобы воспринимать сигналы среды и получать пищу. Грудь несёт ноги и, если они есть, крылья, потому что именно этот отдел обеспечивает передвижение. В брюшке размещены внутренние органы, в том числе части пищеварительной и половой систем.

Три пары ног — характерный признак насекомых; каждая пара прикрепляется к одному из трёх сегментов груди. Такое расположение даёт конечностям прочную опору и позволяет координировать движения. Строение ног может различаться в зависимости от образа жизни: удлинённые задние ноги кузнечика помогают прыгать, а ноги других насекомых могут быть приспособлены к бегу, плаванию или копанию. Обычно на груди находятся одна или две пары крыльев, но у некоторых насекомых крыльев нет.

Хитиновый покров защищает насекомое и удерживает форму его тела, а прикреплённые изнутри мышцы приводят конечности в движение. Однако покров не растягивается вслед за растущим организмом. Поэтому периодически старый наружный скелет сбрасывается — происходит линька. Под ним формируется новый покров, который сначала остаётся мягким и постепенно твердеет.

Воздух поступает в тело через дыхальца — небольшие отверстия по бокам тела — и движется по разветвлённым трахеям. Тонкие ответвления трахей подходят близко к клеткам, поэтому кислород достигает тканей непосредственно. Кровь не переносит его от органов дыхания к органам тела, как это происходит у многих других животных. Такое устройство связывает дыхание с потребностью тканей в кислороде и работой дыхалец.

Пищеварительная система перерабатывает пищу и обеспечивает организм питательными веществами, а мальпигиевы сосуды удаляют продукты обмена через кишечник. Кровеносная система насекомых обычно незамкнутая: жидкость движется по полости тела и разносит различные вещества, но не служит главным путём доставки кислорода. Нервная система принимает сигналы от органов чувств и управляет ответными действиями. Усики, глаза и другие органы чувств помогают находить пищу, распознавать партнёров и замечать опасность, а половая система обеспечивает размножение.

Строение насекомого и функции его органов

Пользуйся таблицей, чтобы проследить связь между отделом тела, расположенными в нём органами и их функциями. Например, грудь связана с движением, а трахеи — с доставкой кислорода. Сопоставление строк помогает не путать роль кровеносной и дыхательной систем.

Разбор задач

Задача 1. У насекомого обнаружили три пары ног и тело, разделённое на голову, грудь и брюшко. Объясните, по каким признакам его относят к классу Насекомые.

1. Сначала проверим, на какие отделы разделено тело. Голова, грудь и брюшко соответствуют плану строения насекомых.
2. Затем уточним число ног и их расположение. Три пары — это шесть ног, прикреплённых к грудному отделу.
3. Сопоставим оба признака: вместе они указывают на класс Насекомые, а не только на принадлежность к членистоногим.

Ответ: животное относят к насекомым по разделению тела на голову, грудь и брюшко и по наличию трёх пар ног на груди. Оба признака характерны для этого класса.

Задача 2. Проследите путь кислорода от внешней среды до работающей мышцы насекомого. Укажите, участвует ли в этом процессе кровь.

1. Найдём вход для воздуха: кислород проникает внутрь через дыхальца, расположенные на теле.
2. Из дыхалец он проходит по трахеям и их тонким ответвлениям к тканям, включая мышечные клетки.
3. Сделаем вывод о роли крови: она не переносит кислород от дыхательной системы к мышце, потому что газ поступает туда по трахеям.

Ответ: кислород движется по пути «внешняя среда — дыхальца — трахеи — ткани мышцы». Кровь в переносе кислорода к мышцам не участвует.

Задача 3. Сравните строение и значение конечностей и крыльев насекомого, приспособленного к прыжкам и полёту. Объясните, какие особенности строения обеспечивают эти способы передвижения.

1. Определим расположение органов движения: и ноги, и крылья прикреплены к грудному отделу.
2. Свяжем форму органов с задачами. У прыгучего насекомого задние ноги могут быть удлинёнными и сильными, чтобы отталкиваться от опоры; крылья создают возможность летать.
3. Различим функции: ноги помогают прыгать, приземляться и перемещаться по поверхности, а крылья обеспечивают полёт. Их совместная работа расширяет способы передвижения.

Ответ: прыгательные ноги и крылья различаются строением и выполняют разные задачи, хотя расположены на груди. Сильные задние ноги обеспечивают толчок, а крылья — полёт.

Типичные ошибки

Ошибка: считать грудь и брюшко одним отделом. Их могут объединять в представлении, потому что они составляют туловище, но у насекомого это разные части тела с разными органами и функциями. Грудь несёт ноги и крылья, а брюшко содержит внутренние органы. Проверь себя: назови отдельно все три отдела — голову, грудь и брюшко.

Ошибка: приписывать насекомым четыре пары ног. Число четыре часто запоминают по паукам, которые тоже относятся к членистоногим. У насекомых же три пары членистых ног, и все они прикреплены к груди. Чтобы проверить ответ, посчитай пары, а не отдельные ноги: три пары — это шесть ног.

Ошибка: утверждать, что кровь переносит кислород по телу. У многих животных кислород переносится кровью, поэтому этот способ легко ошибочно перенести на насекомых. У них кислород поступает к тканям по трахеям. Проверь себя, восстановив путь газа: дыхальца — трахеи — ткани, без переноса кровью.

Ошибка: считать, что хитиновый покров растёт вместе с телом. Такое предположение возникает потому, что у человека кожа увеличивается вместе с организмом. Наружный скелет насекомого не растягивается, поэтому для дальнейшего роста требуется линька. Проверь объяснение: если покров не увеличивается, старый приходится сбрасывать, а новый затем твердеет.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение насекомых, нужно знать общий план строения членистоногих: сегментированное тело, членистые конечности и наружный скелет. Тема также опирается на представления об органах и системах органов животных, дыхании, пищеварении и размножении. Эти знания помогают объяснить, как части тела связаны с образом жизни. Позже они пригодятся при изучении разнообразия насекомых, развития с превращением и приспособлений к среде. С ними легче разобраться и в роли насекомых в природе и жизни человека.

Что запомнить

• Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка.
• У насекомых три пары ног, прикреплённых к груди.
• Крылья, если они есть, расположены на грудном отделе.
• Наружный скелет образован хитиновым покровом.
• Дыхание происходит через дыхальца и систему трахей.
• Рост сопровождается линькой.
• Органы чувств и нервная система помогают насекомым ориентироваться и реагировать на изменения среды.