§19. Класс Насекомые

Определения и обозначения

Класс Насекомые — крупнейшая группа членистоногих, животных с членистыми конечностями и наружным скелетом. Насекомых узнают по трём отделам тела и трём парам ног, прикреплённых к груди. Эти признаки помогают отличить их, например, от паукообразных, у которых четыре пары ног.

Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка. Голова связана с питанием и восприятием окружающего мира, грудь несёт ноги и часто крылья, а в брюшке расположены многие внутренние органы. Такое разделение позволяет разным частям тела выполнять свои задачи.

Хитиновый покров — наружный скелет, который покрывает тело насекомого. Он защищает мягкие внутренние части и поддерживает форму тела, но сам не может растягиваться по мере роста. Поэтому насекомому приходится сбрасывать старый покров и отращивать новый — линять.

Трахеи — разветвлённые воздушные трубочки внутри тела насекомого. По ним кислород проходит от дыхательных отверстий к тканям, которым он нужен для жизнедеятельности. Такая система помогает доставлять воздух без участия лёгких.

Как это устроено

Три отдела тела насекомого отличаются устройством, потому что выполняют разные задачи. На голове находятся глаза и усики — органы чувств, а также ротовые органы для захвата и обработки пищи. К груди прикреплены ноги и, у многих насекомых, крылья: такое расположение обеспечивает движение. В брюшке размещено много внутренних органов, связанных с пищеварением, размножением и выделением.

Конечности и ротовые органы имеют разные формы, потому что насекомые добывают пищу и передвигаются по-разному. Сильные задние ноги кузнечика помогают прыгать, а ноги некоторых водных насекомых приспособлены к плаванию; широкие передние ноги крота-насекомого удобны для копания. Ротовые органы могут грызть, прокалывать и сосать или слизывать пищу. Такая специализация позволяет использовать разные источники пищи и места обитания.

Дыхание начинается с дыхалец — отверстий по бокам тела, через которые воздух попадает в трахеи. Трубочки многократно ветвятся и подходят близко к клеткам, поэтому кислород поступает непосредственно к тканям. Такая система не требует, чтобы кислород сначала переносила кровь. Это важно для активной жизни: клетки получают нужный им газ по пути, приспособленному к строению тела насекомого.

Пищеварительная система принимает пищу, расщепляет её и помогает усвоить питательные вещества; выделительная удаляет продукты обмена. Кровеносная система у насекомых незамкнутая: циркулирующая жидкость не всё время движется только внутри сосудов, а омывает органы в полости тела. Она переносит вещества, но кислород к тканям обычно доставляют трахеи. Нервная система и органы чувств принимают сигналы из окружающей среды и помогают согласовывать действия тела.

Насекомые размножаются, откладывая яйца, а их дальнейшее развитие бывает с превращением. При неполном превращении из яйца выходит молодая особь, похожая на взрослую, но меньшая и ещё не способная размножаться; она растёт и линяет, а стадии куколки нет. При полном превращении после яйца появляется личинка, которая заметно не похожа на взрослое насекомое, затем она становится куколкой. Из куколки выходит взрослая особь, поэтому последовательность стадий такова: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое.

Строение насекомого и функции его органов

Сначала найдите в таблице отдел тела или систему, которые нужно рассмотреть, а затем сопоставьте органы с их функцией. Так легче увидеть, почему строение связано с работой организма. Например, ноги указаны у груди, потому что именно к этому отделу они прикреплены.

Разбор задач

Задача 1. У кузнечика три пары ног. Определите, к какому отделу тела они прикреплены, и объясните, почему. Нужно применить общий план строения насекомых, а не судить по тому, где ноги заметнее. Проверим, что число пар ног характерно для этой группы.

1. Установим, что кузнечик — насекомое и у взрослых насекомых три пары ног.
2. Вспомним, что ноги насекомого прикрепляются к груди. Отдел тела определяется местом прикрепления конечностей, а не их размером или ролью.
3. Значит, все три пары ног кузнечика нужно отнести к грудному отделу. Его длинные задние ноги приспособлены к прыжкам, но это не меняет места их прикрепления.

Ответ: ноги кузнечика прикреплены к груди, потому что у насекомых все три пары ног располагаются именно на этом отделе.

Задача 2. У гусеницы есть дыхальца по бокам тела. Опишите путь воздуха от дыхалец к тканям. Важно проследить, куда воздух движется после входа в тело, и не приписывать эту функцию кровеносной системе. Для этого используем устройство трахейного дыхания.

1. Воздух входит через дыхальца — небольшие отверстия на поверхности тела.
2. Из дыхалец он проходит в трахеи, то есть в разветвлённые воздушные трубочки. По мере разветвления трубочки подходят к разным участкам тела.
3. Кислород из трахей поступает непосредственно к тканям. Значит, путь воздуха не заканчивается в лёгких: у гусеницы кислород доставляет трахейная система.

Ответ: воздух проходит через дыхальца в трахеи, затем по их разветвлениям достигает тканей.

Задача 3. Сравните развитие бабочки и кузнечика: укажите стадии, которых нет в одном из циклов, и объясните различие превращений. Сначала назовём последовательность стадий у каждого насекомого, затем сравним её. Так становится понятно, почему один тип называют полным превращением, а другой — неполным.

1. У бабочки развитие с полным превращением: яйцо, личинка-гусеница, куколка, взрослая бабочка.
2. У кузнечика неполное превращение: яйцо, молодая особь, похожая на взрослую, затем взрослый кузнечик. Молодая особь растёт и линяет, но отдельной стадии куколки у неё нет.
3. Сравним циклы: стадия куколки есть у бабочки, но отсутствует у кузнечика. Кроме того, гусеница сильно отличается от взрослой бабочки, а молодая особь кузнечика уже похожа на взрослое насекомое.

Ответ: у бабочки есть яйцо, личинка, куколка и взрослая особь; у кузнечика куколки нет. Это примеры полного и неполного превращения соответственно.

Типичные ошибки

Некоторые считают, что у насекомых четыре пары ног, потому что путают их с паукообразными. У взрослых насекомых три пары, и все они прикреплены к груди. Проверьте себя: найдите грудной отдел и посчитайте прикреплённые к нему пары конечностей.

Крылья иногда называют ногами или полагают, что крылья обязательно есть у каждого насекомого. Ошибка возникает, если все придатки тела считать одинаковыми или переносить признаки одного знакомого насекомого на всю группу. Крылья прикреплены к груди, но у некоторых видов отсутствуют; для проверки отдельно посчитайте ноги и отметьте крылья.

Дыхание трахеями путают с дыханием лёгкими, потому что и там и там организм получает кислород из воздуха. Однако у большинства насекомых воздух идёт из дыхалец по трахеям непосредственно к тканям. Проверьте свой ответ по маршруту кислорода: если в нём появились лёгкие, вы ошиблись.

Полное и неполное превращение смешивают, когда запоминают только, что молодая особь растёт. При полном превращении есть стадия куколки, а при неполном её нет; молодая особь похожа на взрослую. Для самопроверки перечислите стадии: если между личинкой и взрослым насекомым стоит куколка, превращение полное.

Связь с другими темами

До изучения насекомых полезно знать общие признаки членистоногих и понимать, зачем животному наружный скелет. Это помогает увидеть, какие особенности насекомые унаследовали от группы и чем отличаются от других членистоногих. Строение ног, ротовых органов и крыльев пригодится при изучении разнообразия насекомых и их приспособлений к среде. Знание стадий развития помогает разбирать жизненные циклы животных и объясняет, почему борьба с вредителями часто направлена на определённую стадию.

Что запомнить

• Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка.
• У насекомых три пары ног, прикреплённых к груди.
• Наружный скелет образован хитиновым покровом.
• Большинство насекомых дышит с помощью трахей.
• Кровеносная система насекомых незамкнутая.
• При полном превращении есть стадии яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого.
• При неполном превращении куколки нет.