19. Отряд насекомых

Определения и обозначения

Насекомые — класс членистоногих животных, у которых тело разделено на голову, грудь и брюшко, а на груди расположены три пары ног. Такое сочетание признаков помогает отличить их, например, от паукообразных с четырьмя парами ног. Разделение тела связано с разными задачами его частей: восприятием среды, передвижением и работой внутренних органов.

Хитиновый покров — прочная наружная оболочка, которая служит насекомому скелетом. Она защищает мягкие ткани от повреждений и поддерживает форму тела. Покров не растёт вместе с животным, поэтому для дальнейшего роста насекомому нужно сбросить старую оболочку; этот процесс называют линькой.

Трахеи — разветвлённые дыхательные трубочки, проводящие воздух внутри тела. Их ответвления подходят близко к тканям, поэтому кислород поступает к ним непосредственно. Благодаря такой системе насекомым не нужны лёгкие, а дыхание связано с отверстиями на поверхности тела.

Сложные глаза — органы зрения, состоящие из множества небольших зрительных элементов. Каждый элемент воспринимает часть окружающей картины, а вместе они помогают насекомому замечать движение и оценивать обстановку. Это особенно полезно, когда нужно быстро среагировать на приближение хищника или добычи.

Как это устроено

Тело насекомого разделено на голову, грудь и брюшко, потому что разные группы органов выполняют разные задачи. На голове находятся органы чувств и ротовые части: так животное может обследовать пищу и воспринимать сигналы окружающей среды. Грудь несёт конечности, необходимые для движения, а в брюшке размещены многие внутренние органы. Такое распределение позволяет одновременно искать пищу, передвигаться и поддерживать работу организма.

Три пары ног прикреплены к груди, поскольку именно этот отдел служит основной опорой для движения. Ноги состоят из члеников и могут быть устроены по-разному: одни приспособлены к бегу, другие — к прыжкам, плаванию или копанию. Например, расширенные передние ноги крота-насекомого помогают раздвигать почву, а длинные задние ноги кузнечика дают толчок при прыжке. Поэтому по форме ног можно понять, каким способом передвигается насекомое.

Крылья располагаются на груди, позади головы, и у многих насекомых их две пары. Они представляют собой тонкие выросты покровов, укреплённые жилками; жилки поддерживают крыло и помогают ему сохранять форму. У разных видов крылья могут различаться по размеру и строению: передние иногда превращаются в жёсткие надкрылья, защищающие задние. У некоторых насекомых крыльев нет или они не используются для полёта, поэтому наличие и число крыльев не служат единственным признаком класса.

Трахейная система начинается с дыхалец — небольших отверстий на поверхности тела. Через них воздух входит в трахеи, которые многократно разветвляются и доставляют кислород к тканям, а углекислый газ выводится наружу обратным путём. Дыхальца могут открываться и закрываться, поэтому насекомое регулирует поступление воздуха и уменьшает потерю влаги. Если отверстия повреждены или перекрыты, воздуху труднее попасть в трубочки, и ткани могут получить меньше кислорода.

Органы чувств помогают насекомым собирать сведения о пище, опасности и возможном партнёре. Сложные глаза особенно хорошо замечают движение, а усики воспринимают запахи и прикосновения; другие органы чувств тоже могут участвовать в поиске сигналов. Полученные сведения влияют на поведение: насекомое направляется к подходящей пище, избегает угрозы или ищет особь своего вида. Такое сочетание чувств и действий повышает шансы выжить и оставить потомство.

Сравнение основных групп членистоногих

Сравнивайте группы по каждому признаку отдельно: особенно полезны число пар ног и деление тела. Таблица показывает общие особенности, но внутри каждой группы возможны различия. Например, у насекомых крылья бывают не у всех, а число ног у ракообразных зависит от группы.

Разбор задач

Задача 1. У животного три пары ног, тело разделено на голову, грудь и брюшко. Определите, к какой группе членистоногих оно относится.

1. Сначала проверяем число ног: три пары — это шесть конечностей, расположенных попарно. У паукообразных четыре пары, поэтому описанное животное к ним не относится.
2. Затем смотрим на отделы тела. Сочетание головы, груди и брюшка характерно для насекомых и помогает отличить их от ракообразных, у которых обычно выделяют головогрудь и брюшко.
3. Оба признака совпали с признаками насекомых. Для уверенности стоит использовать их вместе, а не делать вывод только по одному признаку.

Ответ: животное относится к насекомым.

Задача 2. У насекомого обнаружены две пары крыльев и три пары ног. Укажите, к каким отделам тела прикреплены эти органы и как они связаны с передвижением.

1. Находим грудь: у насекомых именно к ней прикрепляются конечности. Три пары ног располагаются на её сегментах и служат для ходьбы, бега или другого способа перемещения.
2. Крылья также прикреплены к груди, а не к брюшку. Две пары крыльев помогают летать, хотя их форма и участие в полёте могут различаться у разных видов.
3. Голова несёт органы чувств и ротовые части, а брюшко не является местом прикрепления ног и крыльев. Значит, все названные органы движения нужно отнести к грудному отделу.

Ответ: ноги и обе пары крыльев прикреплены к груди; ноги обеспечивают передвижение по поверхности, крылья — полёт.

Задача 3. У насекомого повреждены дыхательные отверстия на брюшке. Объясните, почему это может нарушить поступление кислорода к тканям, хотя лёгких у него нет.

1. Вспоминаем, что дыхательные отверстия, или дыхальца, соединены с трахеями. Через них воздух входит в дыхательную систему насекомого.
2. Трахеи разветвляются внутри тела и доставляют кислород непосредственно к тканям. Лёгкие и перенос кислорода кровью от органов дыхания в этом процессе не участвуют.
3. Если дыхальца повреждены, воздуху труднее попасть в трахеи. Поэтому к тканям может поступать меньше кислорода, даже несмотря на отсутствие лёгких.

Ответ: повреждение дыхалец затрудняет поступление воздуха в трахеи, а значит, и доставку кислорода к тканям.

Типичные ошибки

Называть три пары ног просто шестью ногами недостаточно, если не указать их расположение. Ошибка возникает, когда число конечностей запоминают отдельно от строения тела. Проверьте себя: у насекомого именно три пары, и все они прикреплены к груди.

Не у каждого насекомого обязательно есть усики или крылья в привычном виде. Их отсутствие или преобразование легко упустить, если запомнить лишь типичный облик бабочки или жука. Сверяйте принадлежность к насекомым прежде всего по совокупности признаков, особенно по трём парам ног и отделам тела.

Трахеи иногда ошибочно называют лёгкими, а кислород представляют как вещество, которое кровь переносит от органа дыхания. Путаница возникает из-за того, что у многих животных газообмен действительно связан с лёгкими. Проверьте себя по пути воздуха: дыхальца — трахеи — ткани, куда кислород поступает напрямую.

Голову, грудь и брюшко нельзя смешивать или считать, что ноги и крылья находятся на брюшке. Это может случиться, если воспринимать тело как одну общую оболочку. Чтобы проверить ответ, найдите грудь между головой и брюшком: к ней прикреплены три пары ног и, у крылатых насекомых, крылья.

Связь с другими темами

Для изучения насекомых пригодятся общие признаки членистоногих: наружный скелет, членистые конечности и линька. Сравнение с ракообразными и паукообразными помогает увидеть, какие особенности отличают классы, а какие объединяют их. Позже знание строения насекомых поможет разбираться в их развитии и разнообразии. Оно также важно для понимания роли насекомых в экосистемах и их связей с другими организмами.

Что запомнить

• Насекомые относятся к членистоногим.
• Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка.
• На груди находятся три пары ног.
• У многих насекомых есть одна или две пары крыльев.
• Основные органы дыхания насекомых — трахеи.
• Хитиновый покров защищает тело и служит наружным скелетом.
• Сложные глаза состоят из множества зрительных элементов.