§ 25. Класс Насекомые

Определения и обозначения

Класс Насекомые — крупнейший класс типа Членистоногие, представители которого имеют три пары ног и тело из трёх отделов. Насекомые отличаются большим разнообразием: среди них есть летающие, ползающие и водные виды. По характерным признакам можно определить, к какой группе относится животное. Разнообразие строения помогает им жить в разных условиях.

Хитиновый покров — наружный скелет насекомого, который защищает тело и служит местом прикрепления мышц. Хитин — прочное вещество, образующее основу покрова. Благодаря ему тело сохраняет форму и меньше повреждается. Однако покров не растёт вместе с животным, поэтому для роста насекомому требуется линька.

Трахейная система — сеть разветвлённых трубочек, по которым кислород доходит до тканей, а углекислый газ выводится. Трахеи сообщаются с внешней средой через отверстия — дыхальца. Такая система обеспечивает газообмен без переноса кислорода кровью. Её устройство помогает понять, как дышит насекомое.

Развитие с полным превращением — развитие, при котором личинка заметно не похожа на взрослое насекомое, а между ними есть стадия куколки. Стадии такого цикла — яйцо, личинка, куколка и взрослая особь. В куколке происходит перестройка организма. По наличию куколки можно отличить этот тип развития от неполного превращения.

Как это устроено

Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка. На голове расположены органы чувств и ротовые органы, потому что животному нужно находить пищу и ориентироваться в окружающей среде. Грудь несёт ноги и, у многих видов, крылья: именно с её сегментами связаны органы движения. В брюшке находятся многие внутренние органы, необходимые для пищеварения и размножения. Такое разделение позволяет разным частям тела выполнять свои задачи.

У насекомых три пары членистых ног, и все они прикреплены к трём сегментам груди. Членистость помогает сгибать конечность в разных местах и совершать разнообразные движения. У разных видов ноги могут быть приспособлены к ходьбе, прыжкам, плаванию или захвату пищи. Поэтому по форме ног часто можно предположить, как насекомое передвигается или добывает корм. Количество пар при этом остаётся характерным признаком класса.

Хитиновый покров защищает тело от повреждений и поддерживает его форму, а к его внутренней стороне прикрепляются мышцы. Но он не увеличивается вслед за растущим телом. Чтобы продолжить рост, насекомое сбрасывает старый покров; этот процесс называется линькой. После неё покров некоторое время остаётся мягким и постепенно затвердевает. Значит, линька необходима не потому, что насекомое просто меняет оболочку, а потому, что прежняя стала тесной.

Воздух входит через дыхальца и проходит по трахеям, которые многократно ветвятся внутри тела. Их тонкие ответвления подходят непосредственно к тканям, поэтому кислород не нужно сначала переносить кровью. Углекислый газ движется в обратном направлении и выходит наружу через дыхальца. Кровеносная система насекомых обычно не доставляет кислород к органам. Такое устройство отличает их дыхание от дыхания животных, у которых газ переносится кровью.

Насекомые могут развиваться с полным или неполным превращением. При полном превращении личинка отличается от взрослой особи, а переход между ними включает стадию куколки; пример — бабочка. При неполном превращении куколки нет: молодое насекомое постепенно растёт и после линек становится взрослым. Оно обычно похоже на взрослую особь, хотя может отличаться размером и отсутствием крыльев. Различия в последовательности стадий влияют на то, как меняются внешний вид и образ жизни животного.

Основные признаки строения и развития насекомых

Пользуйся таблицей как списком признаков: сначала сравни отделы тела и число ног, затем проверь особенности дыхания и развития. Примеры помогают связать признак с конкретным насекомым. Особенно внимательно различай наличие и отсутствие стадии куколки.

Разбор задач

Задача 1. Тело животного разделено на голову, грудь и брюшко, имеется четыре пары ходильных ног. Нужно определить, относится ли оно к насекомым. Сравним описанные признаки с характерным планом строения класса и обратим внимание на число конечностей.

1. Три отдела тела подходят под описание насекомого, но сами по себе ещё не дают окончательного ответа.
2. У насекомых три пары ног, то есть шесть конечностей, расположенных на груди.
3. В условии указаны четыре пары ходильных ног, поэтому один из основных признаков класса не совпадает.

Ответ: животное не относится к насекомым. Четыре пары ходильных ног характерны, например, для паукообразных. При определении класса нужно учитывать и отделы тела, и число ног.

Задача 2. Расположите стадии развития бабочки: яйцо, взрослая особь, куколка, личинка. Укажите, какие стадии входят в развитие с полным превращением. Для решения установим порядок появления стадий и проверим, есть ли среди них куколка.

1. Развитие начинается с яйца.
2. Из яйца появляется личинка; у бабочки это гусеница.
3. Личинка превращается в куколку, из которой выходит взрослая особь.
4. Наличие куколки означает, что перед нами полное превращение.

Ответ: яйцо → личинка → куколка → взрослая особь. Все четыре перечисленные стадии входят в цикл развития бабочки с полным превращением. Взрослую особь также называют имаго.

Задача 3. Сравните развитие кузнечика и жука по стадиям и сходству молодой особи со взрослой. Нужно определить тип превращения каждого насекомого и обосновать вывод. Главный ориентир — присутствует ли куколка и насколько молодой организм похож на взрослый.

1. У кузнечика молодая особь постепенно растёт и становится похожей на взрослую; отдельной стадии куколки нет.
2. Это соответствует неполному превращению: молодое насекомое линяет и развивается без куколки.
3. У жука есть личинка, заметно отличающаяся от взрослого насекомого, и стадия куколки.
4. Последовательность стадий у жука включает яйцо, личинку, куколку и взрослую особь.

Ответ: кузнечик развивается с неполным превращением, а жук — с полным. Вывод подтверждается отсутствием куколки у кузнечика и её наличием у жука. Различие во внешнем виде молодых особей служит дополнительным признаком.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у насекомых четыре ноги. Так думают, если путают насекомых с паукообразными или не считают все конечности. Проверь себя: у насекомого должно быть шесть ног, то есть три пары. Все они прикреплены к груди.

Ошибка: называть крыльями любые выросты тела. Внешние выступы могут иметь другое строение и назначение, а крылья насекомых расположены на груди. Путаница возникает из-за того, что органы движения не всегда легко распознать по внешнему виду. Проверь место прикрепления и помни, что крылья есть не у всех видов.

Ошибка: считать, что при неполном превращении изменений нет. Молодая особь действительно похожа на взрослую, но она растёт и линяет. Ошибка появляется, если отсутствие куколки принимают за отсутствие развития. Проверь последовательность стадий: если животное меняется постепенно, а куколки нет, превращение неполное.

Ошибка: думать, что кислород переносит кровь. У многих животных это привычный способ доставки кислорода, поэтому его переносят и на насекомых. Но у них воздух идёт по трахеям непосредственно к тканям. Проверь себя вопросом: какая система сообщается с воздухом через дыхальца? Это трахейная, а не кровеносная система.

Связь с другими темами

Для изучения насекомых нужны знания о членистоногих, наружном скелете, сегментах и членистых конечностях. Особенности ротовых органов и ног помогают объяснить приспособленность видов к разной пище и образу жизни: например, к передвижению или добыванию корма. Сравнение полного и неполного превращения пригодится при изучении жизненных циклов других животных. Оно также помогает понять сезонные изменения в жизни насекомых.

Что запомнить

• Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка.
• У насекомых три пары ног, расположенных на груди.
• Хитиновый покров выполняет защитную и опорную функции.
• Рост насекомого сопровождается линькой.
• Трахеи доставляют кислород непосредственно к тканям.
• При полном превращении есть стадии яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого.
• При неполном превращении стадия куколки отсутствует.