20. Особенности строения и жизнедеятельности насекомых

Определения и обозначения

Насекомые — членистоногие, у которых тело разделено на голову, грудь и брюшко, а на груди расположены три пары ног. Это общий план строения, по которому насекомых отличают от других членистоногих. Он помогает понять, где находятся органы чувств и какие части тела отвечают за движение.

Хитиновый покров — наружная оболочка тела насекомого, которая защищает его и служит опорой для прикрепления мышц. Он предохраняет тело от повреждений и помогает сохранять его форму. Поскольку покров твёрдый и не растёт вместе с телом, насекомому приходится периодически сбрасывать его.

Трахеи — разветвлённые воздушные трубочки, по которым кислород поступает непосредственно к органам и тканям. Их ответвления проходят внутри тела и подходят к клеткам. Поэтому кислород доставляется не кровью, а по особой системе дыхательных трубок.

Превращение — развитие насекомого, при котором его строение меняется по мере перехода от одной стадии жизненного цикла к другой. Молодая особь может отличаться от взрослой внешним видом, питанием и образом жизни. Такие изменения позволяют насекомому использовать разные условия среды на разных этапах развития.

Как это устроено

Хитиновый покров одновременно защищает тело и служит наружной опорой: к его внутренней стороне прикрепляются мышцы. Это помогает насекомому двигать конечностями и сохранять форму тела. Но прочная оболочка не может заметно растягиваться, поэтому при росте насекомое линяет: сбрасывает старый покров, а затем формирует новый, который сначала остаётся мягким.

Тело разделено на три отдела, потому что у каждого есть свои задачи. На голове сосредоточены органы чувств и ротовые придатки, грудь несёт органы движения, а в брюшке расположена значительная часть внутренних органов. Такое разделение позволяет одновременно воспринимать сигналы из окружающей среды, передвигаться и обеспечивать работу организма.

Глаза помогают замечать предметы и движение, а усики воспринимают запахи и прикосновения. Ротовые придатки устроены по-разному: ими можно грызть, прокалывать или слизывать пищу. Различия связаны с тем, чем питается насекомое и каким способом добывает пищу; поэтому строение рта часто подсказывает его образ жизни.

К груди прикреплены три пары ног, а у многих насекомых — ещё и одна или две пары крыльев. Ноги могут быть приспособлены для ходьбы, прыжков, плавания или захвата добычи, поэтому форма конечностей зависит от передвижения и поведения. Крылья позволяют летать и расселяться, но встречаются не у всех насекомых; и ноги, и крылья связаны именно с грудным отделом.

Пища проходит через пищеварительную систему, где измельчается и перерабатывается, а полезные вещества поступают в организм. Воздух входит через дыхальца — отверстия на поверхности тела — и движется по трахеям прямо к тканям, поэтому кровь не переносит кислород. Кровеносная система распределяет другие вещества, например питательные, а нервная система принимает сигналы и согласует работу органов и движения.

Отделы тела насекомого и их основные особенности

Пользуйся таблицей, чтобы быстро соотнести отдел тела с его органами и функциями. Например, если в условии спрашивают, где находятся усики, ищи их в строке «Голова». Помни, что таблица показывает общий план: отдельные органы и их особенности у разных видов могут различаться.

Разбор задач

Задача 1

Укажите, сколько ног у взрослого насекомого и к какому отделу тела они прикреплены. Не нужно считать конечности у конкретного животного по рисунку: достаточно применить общий план строения насекомых. Проверим ответ по числу пар и месту прикрепления.

1. Вспоминаем, что у насекомых три пары ног. Одна пара состоит из двух ног, значит, всего их шесть.
2. Определяем отдел, связанный с движением. Ноги прикреплены к груди, а не к голове или брюшку.

Ответ: у взрослого насекомого шесть ног, то есть три пары; они прикреплены к груди. Такой вывод подходит для общего плана строения насекомых.

Задача 2

Объясните, как насекомое получает кислород, и проследите путь воздуха от наружного отверстия до тканей. Важно не смешивать дыхание и перенос веществ кровеносной системой. Проследим маршрут по органам, через которые проходит воздух.

1. Сначала воздух попадает в тело через дыхальца — небольшие отверстия на его поверхности. Они служат входом в дыхательную систему.
2. Из дыхалец воздух проходит в трахеи. Эти трубочки многократно ветвятся внутри тела.
3. По тонким ответвлениям кислород доходит непосредственно до органов и тканей. Кровь для доставки кислорода к тканям не требуется.

Ответ: воздух проходит через дыхальца в трахеи, а затем по их ответвлениям поступает к тканям. Именно трахейная система обеспечивает доставку кислорода в организме насекомого.

Задача 3

У насекомого изменились форма тела и способ питания между стадиями развития. Предположите, как это может уменьшать конкуренцию между молодыми и взрослыми особями, и объясните ответ. Сначала сравним, какие ресурсы нужны разным стадиям. Затем свяжем различия в строении и питании с доступностью пищи.

1. Если молодая особь и взрослая питаются разной пищей, им не приходится постоянно делить один и тот же источник питания. Например, они могут искать пищу в разных местах или выбирать разные её виды.
2. Различия формы тела могут помогать каждой стадии использовать подходящие условия и способы передвижения. Значит, молодые и взрослые особи меньше мешают друг другу.
3. Связываем это с превращением: при переходе между стадиями меняются строение и образ жизни. Такие перемены разделяют потребности особей одного вида.

Ответ: различия в питании и образе жизни уменьшают конкуренцию за пищу и другие ресурсы. Это возможно, если молодые и взрослые особи используют разные источники пищи или обитают в разных условиях.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у насекомого четыре пары ног. Так путают насекомых с другими членистоногими, у которых число конечностей может быть иным. Проверь себя: у насекомых три пары ног, всего шесть.

Ошибка: называть крылья конечностями, расположенными на брюшке. Ошибка возникает, если не различать отделы тела или судить только по внешнему виду. Проверь расположение органов: ноги и крылья прикреплены к груди.

Ошибка: предполагать, что кислород переносится кровью. У многих животных это так, поэтому легко перенести знакомое объяснение на насекомых. Проверь себя вопросом «Какая система доставляет кислород к тканям?» — ответом будут трахеи.

Ошибка: считать, что хитиновый покров растёт вместе с телом. Его можно принять за эластичную кожу, но покров не растягивается настолько, чтобы обеспечить рост. Проверь логику: если тело увеличивается, а оболочка ограничивает рост, насекомому необходима линька.

Связь с другими темами

Для изучения насекомых полезно знать общий план строения членистоногих: членистые конечности и наружный покров. Сравнение их пищеварения, дыхания, кровообращения и нервной системы с системами других животных помогает увидеть сходства и различия групп. А знания о строении тела и превращении объясняют, как насекомые приспосабливаются к разным средам и образу жизни.

Что запомнить

• Тело насекомого состоит из головы, груди и брюшка.
• У взрослого насекомого три пары ног, прикреплённых к груди.
• Наружный хитиновый покров защищает тело и ограничивает его рост.
• Голова несёт органы чувств и ротовые придатки.
• Кислород поступает к тканям по трахеям.
• Кровеносная система насекомых не переносит кислород к тканям.
• Развитие насекомых сопровождается изменениями строения; у многих видов происходит превращение.