§ 18. КОМАХИ, ОСОБЛИВОСТІ ЇХНЬОГО СПОСОБУ ЖИТТЯ
Основні поняття й ключові терміни: КОМАХИ. Трахеї. Розвиток з неповним перетворенням. Розвиток з повним перетворенням.
Пригадайте! Що таке незамкнена кровоносна система, гемолімфа, рефлекси?
Поміркуйте
Іл. 68. Рекорди світу комах
Розмах крил найбільшого у світі метелика — птахокрилки королеви Олександри (1) — дорівнює 28 см, вага найважчої комахи — жука-голіафа (2) — 100 г, довжина найдовшої комахи — паличника Фобетікуса Чана (3) — становить аж 36 см. Чому ж комахи не можуть мати більші розміри?
ЗМІСТ
Чому в комах невеликі розміри тіла?
У комах різні способи живлення й ефективне перетравлювання їжі. Травна система складається з тих самих відділів, що й у павукоподібних, але є кілька особливостей. Навколо рота розташовані різні ротові органи, ротова порожнина має слинні залози, шлунок часто містить хітинові вирости та зубці, печінка відсутня.
Іл. 69. Дихальна система комах: 1, 5 — дихальця; 2 — дрібні трахеї; 3, 4 — великі трахеї
Тіло комах укрите хітиновою оболонкою, яка добре захищає від зовнішніх впливів, але перешкоджає газообміну. Тому в цих членистоногих у процесі еволюції формується трахейний тип дихання. Газообмін у комах здійснюється через систему тонких трубочок — трахей, які пронизують усе тіло. Окрім того, у трахейній системі є розширені ділянки — дихальні мішки.
Трахеї — органи дихання, що мають форму тонких розгалужених трубочок, у яких здійснюється газообмін з тканинами.
Повітря в трахеї надходить через отвори на черевці, що називаються дихальцями, і потрапляє до всіх органів і тканин. Якогось спеціального органа для вентиляції трахей у комах немає, і для надходження повітря необхідні м’язові зусилля черевця. Але трахеї не здатні забезпечувати киснем тварин великого розміру. Саме дихальна система комах і є однією з причин, що обмежують розміри представників цієї групи.
Кровоносна система для газообміну комахам майже не потрібна. Рідина цієї системи — гемолімфа — безколірна й не бере участі у транспортуванні газів, що пов’язано з розвитком трахей. Вона здійснює функції транспортування поживних речовин, продуктів обміну, гормонів, захисту від мікроорганізмів тощо. Циркуляція гемолімфи, як і в інших членистоногих, здійснюється скороченнями серця. Серце трубчасте, розташоване в спинній частині черевця. Отже, кровоносна система комах незамкнена й не забезпечує швидку доставку кисню до великої кількості клітин, що є ще однією причиною порівняно дрібних розмірів комах.
Система виділення, як і в павукоподібних, складається з видільних трубочок на межі середньої і задньої кишки. Між внутрішніми органами комах розташоване жирове тіло, клітини якого запасають поживні речовини, поглинають продукти обміну, містять ферменти для біологічного світіння тощо.
Отже, малі розміри комах пов’язані з особливостями дихальної та кровоносної систем.
Які особливості поведінки комах?
Дрібні розміри й мала вага комах зумовлюють більшу рухливість цих організмів, що позначається на регуляції процесів і поведінці комах.
Нервова система вузлового ланцюжкового типу, для якої характерний дуже розвинений «головний мозок». У ньому виділяють 3 відділи — передній, середній і задній. Передній відділ має складну будову й забезпечує складні форми поведінки. Черевний ланцюжок має збільшені грудні й черевні нервові вузли, це пов’язано з розвитком кінцівок, крил і розташуванням основної маси внутрішніх органів у черевці. Ендокринна система здійснює гуморальну регуляцію за допомогою гормонів, які виділяються мозком і його придатками. Гормони впливають на линяння, дозрівання, приваблювання особин протилежної статі під час розмноження та ін.
Поведінка комах дуже складна. Її основу становлять безумовні рефлекси та інстинкти. Безумовні рефлекси — це вроджені реакції, притаманні всім особинам виду, не змінюються протягом усього життя (наприклад, реакція хруща на дотик: падає з листка та прикидається мертвим). Ланцюг послідовних безумовних рефлексів, що забезпечують якусь складну дію, називається інстинктом. У комах існують захисні (наприклад, жук-бомбардир вистрілює пекучу суміш із черевця), харчові (наприклад, запасання корму бджолами), статеві інстинкти. Їхня інстинктивна поведінка сприймається як розумна, проте при зміні умов така поведінка стає недоцільною і комаха гине. Багатьом комахам властиві умовні рефлекси — реакції, які формуються впродовж життя тварини та забезпечують пристосування до змінних умов життя.
Органи чуттів складні та різноманітні, це пов’язано із високим рівнем організації та складною поведінкою комах. Органами зору є складні та прості очі, органами нюху — вусики, органами смаку — щупики на ротових органах, органами дотику — чутливі волосинки на покривах тіла, органи слуху — на черевці (у коників — на ногах). У літаючих комах в основі вусиків є спеціальні органи для контролю за швидкістю й напрямком польоту.
Отже, у комах дуже добре розвинені нервова система, органи чуттів, що є причиною складнішої поведінки й кращої пристосованості до мінливих умов існування.
Які особливості розмноження й розвитку комах?
У комах лише статеве розмноження. Ці істоти переважно роздільностатеві організми, у яких самці й самки відрізняються будовою, формою, розмірами чи забарвленням. Наприклад, самці жуків-оленів мають роги. Запліднення яєць у комах відбувається тільки в середині організму самки, тобто внутрішнє. У деяких випадках розмноження комах здійснюється без запліднення. Такий спосіб розмноження називається партеногенезом. Плодючість комах часто надзвичайно висока. Особливо плодючі соціальні комахи. Бджолина матка протягом свого життя відкладає до 1,5 млн яєць, матка терміта — 110 млн.
У комах розвиток після виходу з яйця (післязародковий розвиток) відбувається з перетворенням. У всіх представників цієї групи з яйця з’являється личинка, яка згодом перетворюється на дорослу комаху або на стадії лялечки буде зазнавати додаткових перетворень. Тому в деяких комах у розвитку виділяють три стадії: яйце — личинка — доросла комаха. Такий розвиток із неповним перетворенням спостерігається в тарганів, коників, термітів. Розвиток із повним перетворенням властивий високоорганізованим комахам: жукам, метеликам, мухам, комарам, бджолам та блохам. У їхньому розвитку виділяють чотири стадії: яйце — личинка — лялечка — доросла комаха.
Іл. 70. Розвиток комах: 1 — з неповним перетворенням; 2 — з повним перетворенням
Отже, у комах різні способи розмноження, висока плодючість і різні типи післязародкового розвитку, що забезпечує швидке відтворення великої кількості нащадків.
ДІЯЛЬНІСТЬ
З’ясуйте
Вивченням комах займається окрема зоологічна наука. Якщо ви правильно дасте відповіді на завдання кросворда, то у виділених клітинках прочитаєте її назву: 1 — продукт діяльності бджіл; 2 — комахи, що можуть збиратися у велетенські зграї; 3 — комахи з яскравими крилами; 4 — корисний для людини жук, який знищує попелиць; 5 — комаха-шкідник із копальними кінцівками; 6 — відділ тіла комах; 7 — рідина кровоносної системи комах; 8 — захисна оболонка для лялечки метеликів; 9 — руда комаха, яка живе в помешканні людини; 10 — жук, який є найважчою комахою на Землі; 11 -дихальна трубочка комах.
Біологія + Релігія
Іл. 71. Зграя сарани
У Біблії часто описуються комахи, що мають певне символічне значення. Так, в одній із книг Біблії, Виході, розповідається про десять єгипетських кар. Фараон тримав у неволі юдеїв. Мойсей кілька разів просив фараона відпустити невільників, але він постійно відмовляв. Тому Бог вирішив покарати фараона, насилаючи страшні кари. Для покарання Бог використав і комах: третя кара — рої маленьких мух, четверта — собачих мух, восьма — сарани. Чому ж комахи є найстрашнішими для людини істотами?
РЕЗУЛЬТАТ
Оцінка
Запитання для самоконтролю
1. Наведіть приклади найбільших комах. 2. Які органи дихання в комах? 3. Наведіть приклади поведінки комах. 4. Які системи органів регулюють життєдіяльність у комах? 5. Який тип розмноження в комах? 6. Назвіть типи розвитку комах.
7. Чому в комах невеликі розміри тіла? 8. Які особливості поведінки комах? 9. Які особливості розмноження й розвитку комах?
10. Яке значення для людини має наука про комах?
Источник
Особливості будови і життєдіяльності комах
Місцеперебування і особливості зовнішньої будови комах. Комахи живуть всюди: у лісах, садах, лугах, полях, городах, на тваринницьких фермах, в житло людини. Їх можна зустріти в ставках і озерах, на тілі тварин. У лісах звичайні різноманітні жуки-короїди та жуки-Лубоєд, на полях і городах – метелики-капусниці, в житло людини – кімнатні та інші мухи.
При загальному плані будови комахи розрізняються за формою голови, ротовим органам, величиною око, довжині і формі вусиків, формі ніг і крил. У бджіл, наприклад, поряд з парою складних очей, є прості оченята. Вусики у бджоли ниткоподібні, у хруща – пластинчасті, у метелика капусниці – булавоподібні (рис. 133). За допомогою вусиків комахи розрізняють запахи. Вони ж виконують і роль органів дотику. До складу ротових органів комах входять верхні і нижні щелепи, нижня губа. Ротові органи комах можуть бути гризучими, сисними, ліжущіе, колючо-сисними (рис. 134). Ротові органи у хруща, коника, бабки – гризучі, у комарів і клопів – колючо-сисні, у метелика-капусниці та інших метеликів – смокчуть. У більшості комах ротові органи гризуть. Різноманітність ротових органів – результат пристосування комах до поїдання різної їжі.
Розташовані на грудях комах три пари ніг, а у більшості і дві пари крил мають різні особливості будови у зв’язку з різним способом життя. Так, у коників, що живуть у траві, ноги задньої пари стрибальні, у жуків-гнойовиків передні ноги копальні, у жуків-плавунців задні ноги плавальні (рис. 135).
Крила комах (дві пари або одна) різні по щільності, розташуванню жилок, забарвленням. Використовуючи різні способи пересування, комахи відшукують їжу, особин свого виду, рятуються від небезпеки, розселяються. Серед комах є віртуози польоту. Кімнатні мухи, наприклад, можуть робити в польоті різкі кидки в сторони. Бражники зависають над квітками, з яких беруть нектар.
Черевце комах складається з 5-10 члеників. За його боків є отвори – дихальця, що ведуть у трахеї.
Особливості внутрішньої будови комах. Травна система комах складається з рота, глотки, стравоходу, його розширення – зобу, шлунка, кишечника (рис. 136). У глотку впадають протоки слинних залоз.
На межі середньої і задньої кишки впадають численні видільні трубочки – мальпігієві судини (рис. 136). Це органи виділення комах. Вступники до них продукти виділення стікають у задній відділ кишки, де надлишок води з них всмоктується стінками кишки. У порожнині тіла комах є жирові клітини з запасом поживних речовин і води. Тому комахи можуть довго голодувати і обходитися без води. У жирових клітинах відкладаються деякі непотрібні для організму речовини.
Органи повітряного дихання комах – трахеї – відрізняються від подібних органів павукоподібних великою розгалуженістю (див. Рис. 110). Великі комахи вентилюють трахеї. Хрущ, наприклад, скорочуючи черевце, створює великий тиск повітря в трахеях, і він виходить у зовнішнє середовище. При розслабленні стінок черевця і збільшенні його обсягу повітря засмоктується в трахеї. У дрібних комах газообмін відбувається шляхом дифузії.
Кровоносна система комах розвинена слабше, ніж у раків і павуків, так як кров у них не бере участь в перенесенні кисню і вуглекислого газу. Серце комах знаходиться на спинний стороні і складається максимально з 12 камер, а судини розвинені слабко (рис. 113).
Нервова система і органи чуття у комах мають більш складну будову, ніж у інших членистоногих. Надглоткового вузол у комах великий (рис. 137). Його нерідко називають головним мозком. Вузли черевної нервової ланцюжка неоднакові за величиною, і їх число зазвичай не відповідає кількості члеників тіла. У деяких комах черевна нервова ланцюжок складається з 1-2 великих вузлів.
У комах сильно розвинені органи зору, нюху, смаку, дотику. Деякі метелики, наприклад, можуть по запаху знаходити особин свого виду, що знаходяться на відстані 3-9 км, відрізняти за смаком від чистої води розчин з нікчемним кількістю цукру (0,0027% -ної концентрації). У комах, які видають звуки, розвинені органи слуху, що знаходяться або на грудях, або на ногах (коник), або біля основи крил (бабка).
Поведінка комах складне. Бджола, наприклад, відшукавши квітучі рослини, після повернення у вулик починає крутитися на сотах, описуючи певні фігури. За її «танцю» інші бджоли визначають напрямок до місця збору нектару і пилку. Мурахи на ніч закривають входи в мурашник, виносять на поверхню вологі хвоинки, а після просушування перетягують їх у глиб мурашника. Жуки скарабеї скачують великі кульки з гною, заривають їх у грунт (це їжа майбутніх личинок) (рис. 138).
Досліди показують, що інстинктивне поведінка комах являє собою ланцюг змінюють один одного рефлексів. Наприклад, вид добудованої осередку викликає у бджоли припинення будівельного рефлексу і служить сигналом для рефлексу збирання нектару.
Типи розвитку комах. Комахи – роздільностатеві тварини. Самки відкладають запліднені яйця, з яких виводяться личинки. У одних комах (сарана, коники, клопи) личинки зовні схожі на дорослих особин. Посилено харчуючись, вони ростуть, кілька разів линяють і стають дорослими комахами (рис. 139).
У інших комах (метелики, жуки, мухи) відроджуються личинки зовні і по харчуванню не схожі на дорослих особин. Личинки метелика капусниці – гусениці харчуються не нектаром, як метелики, а листям капусти. Ротовий апарат у них не сосущий, а гризучий. Такі личинки ростуть, кілька разів линяють і стають лялечками. Під покровом тіла лялечки відбуваються складні зміни, пов’язані з перетворенням в доросла комаха. Лялечки не харчуються і не пересуваються. Через деякий час покрив тіла лялечки лопається, і з нього виходить доросла комаха (рис. 140).
Таким чином, одні комахи проходять у своєму розвитку три фази: яйце ? личинка ? доросла комаха. Інші – чотири фази: яйце ? личинка ? лялечка ? доросла комаха. Розвиток, під час якого комаха проходить три фази, а личинки зазвичай схожі на дорослих особин, називають неповним перетворенням. Розвиток комах, що включає чотири фази (в тому числі фазу лялечки), а личинки не схожі на дорослих особин, називають повним перетворенням.
Розвиток з перетворенням дає можливість комахою краще зберігатися в природі. Найбільшими перевагами володіють комахи з повним перетворенням. Їх личинки зазвичай використовують іншу їжу і часто живуть в іншому середовищі, ніж дорослі особини. Так, личинки метелика-кропивниці харчуються листям кропиви, а самі метелики – нектаром квіток. Різне харчування личинок і дорослих особин виключає конкуренцію між ними, дає можливість ширше використовувати кормові умови місцеперебування. Крім того, комахи з повним перетворенням можуть переносити несприятливі умови середовища на який або однієї з чотирьох фаз розвитку.
Источник
