§ 28. Насекомые — рекордсмены многообразия

Определения и обозначения

Насекомые — класс членистоногих животных, у которых тело разделено на голову, грудь и брюшко, а на груди находятся три пары ног. Обычно у них также есть усики и крылья, хотя крылья встречаются не у всех. Это определение помогает отличить насекомых от других членистоногих: например, у пауков четыре пары ног, а тело разделено иначе.

Наружный скелет — прочная оболочка тела, состоящая из вещества хитина. Она защищает насекомое и служит местом прикрепления мышц, но не увеличивается вслед за телом. Поэтому насекомому приходится периодически сбрасывать старую оболочку — линять; это понятие объясняет, как животное может расти при наличии твёрдого покрова.

Превращение — изменения строения организма в ходе развития от яйца до взрослой особи. При полном превращении есть личинка и куколка, а при неполном куколки нет. Различие важно для понимания того, почему молодые насекомые могут быть совсем не похожи на взрослых или, напротив, напоминать их.

Как это устроено

Тело насекомого разделено на три отдела не случайно: у каждого отдела своя работа. На голове расположены органы чувств и ротовой аппарат, поэтому животное может находить пищу и воспринимать окружающую среду. Грудь несёт ноги и, если они есть, крылья: здесь сосредоточены приспособления для передвижения. Брюшко содержит органы пищеварения и размножения, что позволяет отделить эти функции от движения.

Хитиновый покров одновременно защищает тело от повреждений и уменьшает потерю воды. Это особенно полезно для небольших животных, которые могут быстро высыхать. Но твёрдая оболочка не растёт, поэтому между линьками тело увеличивается ограниченно. Во время линьки насекомое уязвимо: пока новый покров не затвердел, ему труднее защищаться от врагов.

Небольшой размер помогает насекомым использовать укрытия и добывать пищу в местах, недоступных крупным животным. Однако разнообразие возникло не только из-за размера: разные виды освоили разные источники пищи и способы передвижения. Крылья позволили расселяться и уходить от опасности, а различное устройство ротовых частей помогает грызть, сосать или прокалывать пищу. Поэтому насекомые могут жить в самых разных средах, хотя многие из них связаны с сушей.

Превращение помогает разделить потребности молодого и взрослого животного. Например, личинка и взрослая особь могут питаться разной пищей и жить в разных местах, поэтому они меньше конкурируют друг с другом. При полном превращении между личинкой и взрослым насекомым находится куколка, во время которой перестраивается тело. При неполном превращении молодая особь похожа на взрослую, постепенно растёт и линяет, а отдельной стадии куколки нет.

У разных отрядов складываются собственные сочетания признаков, потому что они приспособлены к разному образу жизни. У жуков передняя пара крыльев превращена в твёрдые надкрылья, защищающие задние крылья и тело. У бабочек крылья покрыты мелкими чешуйками, а у двукрылых развита одна пара крыльев; вторая преобразована в органы равновесия. Сравнивая такие признаки, можно понять родство и образ жизни насекомых, не полагаясь только на их внешний цвет.

Основные группы насекомых и их признаки

В таблице собраны примеры признаков, по которым можно различать распространённые отряды насекомых. Эти особенности помогают распознавать группы, но для точного определения иногда нужны и другие детали строения.

Пользуйся таблицей как подсказкой: сначала найди заметный признак, затем сравни его с описаниями. Если один признак подходит нескольким группам, проверь дополнительные особенности — например, число крыльев или строение ног. Окраска сама по себе обычно не позволяет надёжно определить отряд.

Разбор задач

Условие. У найденного насекомого заметны две пары крыльев: передние плотные, а задние тонкие и складываются под ними. Нужно определить наиболее вероятный отряд и объяснить, какой признак оказался решающим. Не следует пытаться определить насекомое только по цвету или размеру, потому что такие признаки встречаются у разных групп. Задача проверяет умение пользоваться особенностями строения.

Решение. Сначала уточним, что перед нами насекомое: у него три пары ног, а тело разделено на голову, грудь и брюшко. Затем сравним устройство крыльев с признаками из таблицы. Важна не просто пара крыльев, а различие между передними и задними: передние плотные и прикрывают задние. Такая защита характерна для жуков.

1. Выделяем главный наблюдаемый признак: передние крылья плотные, задние — тонкие. Он полезнее окраски, потому что связан со строением тела и обычно сохраняется у представителей одной группы.

2. Сопоставляем признак с таблицей: у жуков передняя пара крыльев образует надкрылья. Они защищают тело и сложенные задние крылья, которые используются для полёта.

3. Проверяем, не подходит ли другой отряд. У бабочек крылья покрыты чешуйками, у двукрылых одна пара крыльев, а у перепончатокрылых обычно две пары перепончатых крыльев. Описанные плотные передние крылья не совпадают с этими признаками.

4. Делаем вывод с учётом имеющихся данных. Признак указывает на жуков, но для определения конкретного вида потребовались бы дополнительные наблюдения, например форма усиков и ног.

Ответ. Наиболее вероятно, что насекомое относится к отряду Жуки: его передние крылья плотные и прикрывают задние. Такой вывод надёжнее, чем предположение по цвету, потому что опирается на характерную особенность строения. Если наблюдение неполное, вывод следует считать предварительным и проверить по другим признакам.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что любое маленькое членистоногое является насекомым. Так думают из-за общего сходства и небольшого размера, но у насекомых именно три пары ног и тело из трёх отделов; у пауков, например, четыре пары ног. Проверяй число ног и строение тела, а не только размер животного.

Ошибка — утверждать, что у каждого насекомого обязательно есть крылья. Многие знакомые насекомые летают, поэтому крылья кажутся обязательным признаком, но у некоторых групп они отсутствуют или недоразвиты. Чтобы проверить себя, опирайся прежде всего на три пары ног и деление тела, а крылья используй как дополнительный признак.

Ошибка — путать полное и неполное превращение. Часто запоминают, что насекомое меняется, но забывают проверить наличие куколки. При полном превращении есть яйцо, личинка, куколка и взрослая особь; при неполном куколки нет. Самопроверка простая: найди отдельную стадию куколки в последовательности развития.

Ошибка — определять отряд только по окраске или месту, где найдено насекомое. Похожие цвета встречаются у неродственных видов, а в одном месте могут жить представители разных отрядов. Сравнивай несколько признаков строения: крылья, ноги и ротовой аппарат. Если данных мало, лучше назвать вероятную группу, а не делать слишком уверенный вывод.

Связь с другими темами

Изучение насекомых связано с темой членистоногих: общий план строения помогает сравнивать их с пауками и ракообразными. Развитие с превращением дополняет знания о жизненных циклах животных и показывает, как организм меняется от яйца до взрослой особи. Пищевые связи объясняют роль насекомых в экосистемах: они могут опылять растения, поедать их части и служить пищей другим животным. Поэтому изучение их разнообразия помогает понять взаимосвязи между организмами.

Что запомнить

• Насекомые — класс членистоногих с тремя парами ног; тело разделено на голову, грудь и брюшко.

• Хитиновый наружный скелет защищает тело, но не растёт вместе с ним; для роста насекомое линяет.

• При полном превращении есть стадия куколки, при неполном её нет.

• Отряды различают по сочетанию признаков: строению крыльев, ног, ротового аппарата и развитию.

• Насекомые важны для природных сообществ, но некоторые виды могут наносить вред растениям или переносить болезни.