Насекомые

Класс Насекомые — наиболее многочисленная группа членистоногих, да и вообще всех живых организмов на Земле. Описанных видов насекомых более 1,5 млн. Они наиболее полно освоили сушу как среду обитания, заселили не только поверхность, но и почву, многие приспособились к полету, есть вторично перешедшие к водному образу жизни. При этом насекомые освоили различные способы питания. Размер тела варьирует от долей миллиметра до нескольких десятков сантиметров. Однако большие размеры для насекомых не характерны в связи с наличием экзоскелета и трахейного способа дыхания.

Несмотря на огромное разнообразие и кажущееся различие во внешнем строении, у насекомых много общих черт, позволяющих их объединять в один класс. По-сравнению с другими членистоногими в процессе эволюции они достигли более совершенного развития, так как они лучше приспособились к обитанию на суше и освоили здесь почти все среды жизни. Они ползают по земле, живут в почве, летают и прыгают. Некоторые даже вернулись к жизни в воде, но все равно при этом дышат воздухом.

К насекомым относятся жуки, бабочки, кузнечики, комары, стрекозы, мухи, пчелы, муравьи, тараканы и многие другие.

Общая характеристика насекомых

Тело насекомых состоит из головы, груди и брюшка. Между двумя последними частями может не быть перетяжки (например, как у жуков) или она есть (например, как у муравьев). Голова с грудью соединены подвижно. Грудь состоит из трех сегментов, от каждого из которых отходит по паре конечностей. У большинства насекомых от двух последних сегментов груди отрастает по паре крыльев (одна пара может быть видоизменена в надкрылья). Количество сегментов брюшка колеблется от 6 до 10 в зависимости от вида. В связи с тем, что к груди крепятся органы движения, в ней имеются мощные мышцы. Большинство внутренних органов находится в брюшке насекомого.

Тело покрыто кутикулой, содержащей хитин (как и у всех членистоногих).

Количество членистых ног 6 (3 пары). У большинства насекомых они ходильные, однако у ряда представителей могут видоизменяться в специальные приспособления (например, у кузнечика задние ноги стали прыгательными, у медведки передние преобразованы в копательные конечности).

Каждая нога состоит из нескольких члеников (тазик, вертлуг, бедро, голень, лапка). У некоторых насекомых ноги могут быть видоизменены в связи с тем, что выполняют не функцию хождения, а какую-либо другую (для прыжков, рытья, плавания, хватания). Например, у кузнечиков задние ноги более мощные и длинные и обеспечивают ему хороший прыжок. А у богомолов передние ноги видоизменены в хватательные конечности, ими он ловит других насекомых.

На голове находится одна пара усиков, выполняющих функцию органов осязания и обоняния.

Глаза насекомых сложные (фасеточные), состоят из множества простых глазков (фасеток). Такие глаза формируют мозаичное изображение (общая картина составляется из маленьких частей).

Ротовой аппарат состоит из верхней и нижней губ, и пар верхних и нижних челюстей. Кроме верхней губы все остальные части являются видоизмененными конечностями. Верхняя губа — это хитиновый вырост. Челюсти и губы наиболее очевидны у тех насекомых, которые имеют ротовой аппарат грызущего типа. Однако в процессе эволюции и приспособления к различной пищи ротовой аппарат приобрел множество вариаций: колюще-сосущий, лижуще-сосущий и др. В состав ротового аппарата входит также хитиновое образование дна ротовой полости (своеобразный язык насекомого).

Пищеварительная система насекомых по общему плану строения соответствует членистоногим. Кроме ротовой полости, в которую впадают слюнные железы, и пищевода, может быть зоб. Далее следует небольшой желудок, в которой пища с помощью зубчиков (жестких хитиновых образований) измельчается. Основное переваривание пищи и ее всасывание в гемолимфу происходит в средней кишке. Для увеличения ее поверхности у насекомых на границе между кишкой и желудком имеется множество слепых отростков.

Дыхательная система состоит только из трахей ‒ разветвленных трубочек, пронизывающих тело. Наружу они открываются на каждом сегменте парой отверстий ‒ дыхальцами.

Кровеносная система незамкнутая, такая же как у всех членистоногих. Из сосудов кровь изливается в полость тела, а затем снова собирается в сосуды. Кровь толкает сердце, расположенное на спинной стороне брюшка. Из сердца кровь течет в головном направлении. От головы кровь течет в брюшном направлении по промежуткам между органами. Затем снова собирается в сосуды, идущие к сердцу. Кровь участвует только в переносе питательных веществ из кишечника и выводе вредных продуктов жизнедеятельности из клеток. Кислород в ткани организма насекомого поступает прямо из трахей. В них же из тканей выделяется углекислый газ. Несмотря на то, что трахейная система дыхания для членистоногих считается более продвинутой, и трахеи пронизывают все тело насекомого, данный тип дыхания препятствует увеличению размеров насекомых. Большое тело невозможно полноценно обеспечить кислородом с помощью трахей.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами, имеющими вид слепо заканчивающихся в полости тела трубок. Другим концом они открываются в заднюю кишку. Через стенки мальпигиева сосуда из полости тела, в которой течет кровь, фильтруются продукты жизнедеятельности, которые требуется вывести из организма. Из задней кишки они выходят вместе с непереваренными остатками пищи. Наиболее вредные вещества организм насекомых изолирует в так называемом жировом теле (но основная его функция — запас питательных веществ).

Из всех членистоногих у насекомых нервная система развита лучше, хотя ее общий план строения остается тем же (надглоточный ганглий, окологлоточное кольцо, брюшная нервная цепочка). Многие насекомые отличаются относительно сложным поведением.

По типу развития насекомых делят на две большие группы: с полным превращением и с неполным превращением. Для первых характерно наличие личиночных стадий, которые отличаются как по строению, так и по месту обитания и способу питания от взрослых половозрелых особей (имаго). Такое развитие позволяет личинкам и взрослым питаться и жить в разных местах, что снижает конкуренцию между ними. Так, например, дело обстоит у бабочек и жуков, у которых личинка по внешнему виду больше похожа на червяка, чем насекомого. Между стадиями личинки и имаго образуется так называемая куколка, в которой происходят кардинальные преобразования насекомого. У насекомых с неполным превращением из яиц выходят особи похожие на взрослых. С каждой линькой они просто увеличиваются в размерах, доразвиваются некоторые их органы. Таковыми являются, например, кузнечики, стрекозы, тараканы.

Многие насекомые являются опылителями цветковых растений. На протяжении исторического развития жизни на Земле (эволюции) многие насекомые вступили в своеобразный симбиоз с цветковыми растениями, став их опылителями и кормясь их пыльцой и нектаром. Именно это определило и их внешнее строение (особенно строение ротового аппарата) и все многообразие и красоту цветков растений. Эволюция таких видов насекомых и опыляемых ими растений происходила совместно. В результате строение цветков определенного вида растения и конкретный вид насекомого имеют совместимое для опыления строение.

Типы развития насекомых

Самки насекомых откладывают оплодотворенные яйца, из которых выводятся личинки. Однако у одних насекомых личинки могут быть похожи на взрослых особей (кузнечики), а у других — нет (бабочки, жуки). В первом случае личинки живут так же, как взрослые, растут, несколько раз линяют и становятся взрослыми. Во втором случае личинки непохожи на взрослых особей. Они по-другому выглядят и по-другому питаются. Так личинки бабочек — это гусеницы, которые чаще питаются зелеными частями растений и имеют грызущий ротовой аппарат. В то время как бабочки едят нектар и ротовой аппарат у них сосущий. Личинка несколько раз линяет, а потом становится куколкой, которая не питается и не передвигается. В куколке личинка превращается во взрослое насекомое.

Развитие насекомых, личинки которых похожи на взрослых, называют неполным превращением. Насекомые с неполным превращением проходят в своем развитии три стадии — яйцо, личинку и взрослое насекомое (имаго). Развитие насекомых, личинки которых непохожи на взрослых, называют полным превращением. Насекомые с полным превращением проходят в своем развитии четыре стадии — яйцо, личинку, куколку и имаго.

Развитие с полным превращением имеет ряд преимуществ. Личинки таких насекомых едят другую пищу и не конкурируют за нее со взрослыми особями. Личинки или куколки могут переносить неблагоприятные условия среды.

Наиболее распространенные отряды насекомых

Насекомые — самый многочисленный класс животных, их насчитывается более 1 млн видов. Выделяют около 40 отрядов насекомых, которые делят на две группы — насекомые с неполным превращением и насекомые с полным превращением. Примерами отрядов насекомых с неполным превращением являются прямокрылые, равнокрылые, полужесткокрылые. Примеры отрядов с полным превращением — жесткокрылые, двукрылые, чешуекрылые, перепочатокрылые.

Особенности отряда Прямокрылые

Представители: кузнечики, саранча, сверчки.

• Грызущий ротовой аппарат.
• Крылья первой пары узкие с продольным жилкованием, крылья второй пары веерообразные.
• Задние ноги прыгательного типа (не у всех).
• Многие могут издавать звуки и воспринимать их (кузнечики издают звуки передними крыльями, а орган слуха находится на ногах).

Особенности отряда Равнокрылые

Представители: тля, медяницы, щитовники. Тля обитает на побегах деревьев, кустарников и трав, образуя скопления. Медяниц обычно много на листьях плодовых деревьев.

• Питаются соком растений.
• Колюще-сосущий ротовой аппарат с хоботком.
• Две пары мягких прозрачных крыльев (не у всех).

Особенности отряда Полужесткокрылые (клопы)

Представители: зеленые лесные клопы, клопы-водомерки, постельный клоп.

• Ведут наземный или водный образ жизни.
• Колюще-сосущий ротовой аппарат.
• Пара полужестких верхних крыльев и пара перепончатых нижних.
• Развиты пахучие железы.

Особенности отряда Жесткокрылые (жуки)

Представители: божьи коровки, долгоносики, навозники, жужелицы, майские жуки.

• Жесткие передние крылья защищают задние перепончатые от повреждений.
• Ротовой аппарат грызущего типа.

Особенности отряда Двукрылые

Представители: мухи, комары.

• Одна пара перепончатых крыльев. Задние видоизменены в жужальца.
• Ротовой-аппарат колюще-сосущий или лижущий.
• Безногие личинки, которые развиваются в почве, воде, остатках растений и животных.

Особенности отряда Чешуекрылые (бабочки)

• Чешуйчатый покров крыльев.
• Сосущий ротовой аппарат свернутый спирально.
• Перистые (у ночных) или булавовидные (у дневных бабочек) усики.
• Личинки бабочек — гусеницы. Имеют выросты тела — ложные ножки. Ротовой аппарат грызущего типа.

Особенности отряда Перепончатокрылые

Представители: пчелы, осы, муравьи, наездники.

• Две пары перепончатых прозрачных крыльев.
• Ротовой аппарат грызущий или лижущий.
• У самок на конце брюшка есть яйцеклад, который у некоторых видов превращен в жало и связан с ядовитыми железами.
• Червеобразные, чаще всего безногие, личинки.

Насекомые – вредители полей и огородов

Среди насекомых есть множество вредителей сельскохозяйственных растений, выращиваемых в полях и садах.

Перелетная саранча уничтожает поля, объедая растения целиком. После нашествия саранчи от сельскохозяйственных полей, можно сказать, ничего не остается. Саранча размножается в зарослях тростника на южных реках. Самки саранчи, откладывая в землю яйца, выделяют также слизь, которая, застыв, превращается в так называемые кубышки. Весной из яиц выходят личинки. После нескольких линек у личинок появляются крылья, они превращаются в способную к перелету саранчу.

Медведка обыкновенная живет в почве. В глубине почвы самки медведок создают гнезда и откладывают туда яйца. Медведки перегрызают корни растений, едят их клубни и корнеплоды. Таким образом, растениям наносится вред.

Различные виды тли высасывают соки из побегов, вызывают скручивание и засыхание листьев, искривление стеблей. Растения, пораженные тлей, могут погибнуть. Тля быстро размножается и за один сезон сменяет несколько поколений.

Хлебные злаки повреждает клоп вредная черепашка. Он растворяет слюной содержимое зерновок и высасывает их питательное содержимое. Свеклой питается свекловичный долгоносик, а его личинки ее корнеплодами. Колорадский жук и его личинки поедают ботву картофеля. Гусеницы бабочки-капустницы едят листья капусты.

Насекомые — переносчики возбудителей болезней человека

Нередко кровососущие насекомые являются носителями возбудителей болезней человека и животных.

Комнатная муха и жигалка осенняя могут переносить возбудителей дизентерии, холеры и других заболеваний. Мухи на своих лапках переносят бактерии, яйца глистов на продукты питания.

Малярийные комары переносят возбудителей малярии. Малярийный комар держит тело не параллельно поверхности, как обычный комар, а под углом. Кроме того, комары кровососы. Их личинки развиваются в воде. Для уменьшения численности комаров проводят осушение болот, разводят в реках и озерах рыб, поедающих личинок и куколок комаров. Взрослых комаров едят насекомоядные птицы и стрекозы.

Кровососами также являются вши и блохи. У человека вши вызывают зуд, могут передать возбудителей тифа. Блохи питаются кровью животных, кроме того могут переносить возбудителей чумы.