Кровеносная система насекомых кратко

Обновлено: 05.07.2024

Кровеносная система насекомых существенно отличается от аналогичной системы позвоночных по своему строению и прочим характеристикам. Её развитие во многом определили особенности дыхательной системы. Кровеносная система насекомых представлена единственным сосудом, соединённым с сердцем. Она имеет незамкнутый тип строения, в котором кровь не циркулирует по сосудам, а заполняет собой полость тела.

Общая характеристика

Кровеносная система насекомых незамкнута. Это лакунарный вид системы, при котором кровь свободно движется по лакунам (синусам), омывая внутренние органы и ткани. Лишь часть крови заключена в главный орган кровообращения — спинной сосуд.

Спинной сосуд условно делится на два отдела:

Задний отдел — представляет собой сердце, состоящее из серии камер, способных пульсировать. Сердце у насекомых выглядит как длинная мускулистая трубка с отверстиями по бокам
Передний отдел — аорта, лишённая камер и имеющая вид простой трубки.

Рис. 1. Спинной сосуд насекомых.

В отличие от нервной системы, кровеносная система насекомых отличается максимальной простотой. Она обусловлена отличной от животных дыхательной системой. Снабжение органов кислородом является второстепенной её функцией.

Работа сердца у насекомых сходна с функционированием аналогичного органа у представителей других классов членистоногих: ракообразных, паукообразных. В момент расслабления сердце наполняется гемолимфой, а в момент сокращения гемолимфа выталкивается в артерии, после чего попадает в полость тела, омывая органы и ткани. Наполнив внутренние органы питательными веществами, она вновь возвращается в сердце.

Рис. 2. Схема кровеносной системы насекомых.

В движении гемолимфы по организму принимает участие не только спинной сосуд, но также ноги, усы и крылья насекомых, на которых расположены дополнительные пульсирующие мышцы. Их работа во многом схожа с работой сердца.

Число сердечных сокращений у насекомых может быть различным. Оно во многом зависит от действия внешней среды, вида, возраста и физиологического состояния особи. В среднем оно может колебаться от 15–30 до 150 ударов в минуту.

Функции кровеносной системы

Жидкость, которая является частью кровеносной системы у насекомых и по функциям сходна с кровью, называется гемолимфа. Это внутренняя среда организма насекомых. Обычно она бесцветная либо окрашена в желтоватый или зеленоватый цвет.

Все органы, ткани и клетки тела непосредственно соприкасаются с гемолимфой, из неё они черпают нужные им питательные и другие вещества и в неё же выделяют продукты обмена.

Рис. 3. Гемолимфа насекомых.

Гемолимфа не участвует в газообмене и не выполняет функцию переноса кислорода и углекислого газа. Это связано с особенностью строения дыхательной системы насекомых, в которой функцию газообмена осуществляют трахеи.

В организме насекомых гемолимфа выполняет следующие функции:

Что мы узнали?

В докладе по биологии для 7 класса можно кратко рассказать о том, какие функции выполняет кровеносная система насекомых. Она имеет незамкнутый тип строения и состоит из сердца и аорты. Гемолимфа разносит по органам и тканям питательные вещества, но при этом не выполняет функцию газообмена.

Гемолимфа не переносит кислород и углекислый газ — функцию газообмена у насекомых выполняют разветвлённые трахеи.

Органы пищеварения насекомых — это ротовая полость, глотка, пищевод, зоб, желудок, средняя кишка, задняя кишка и анальное отверстие.

Между желудком и средней кишкой расположены слепые выросты, обеспечивающие всасывание образовавшихся в результате переваривания пищи питательных веществ.

Органы дыхания насекомых — это большое количество сильно разветвлённых трахей, которые по бокам брюшка открываются наружу дыхальцами (стигмами). Через дыхальца и трахеи к клеткам всех внутренних органов поступает воздух, а из клеток выводится углекислый газ.

Органы выделения насекомых — мальпигиевы сосуды. Это тонкие слепо замкнутые трубочки, расположенные на границе между средней и задней кишкой. Из гемолимфы, содержащейся в полости тела, стенки мальпигиевых сосудов отфильтровывают продукты обмена.

У многих видов наблюдается половой диморфизм, т. е. самки и самцы имеют внешние отличия. У самок (♀) репродуктивная (половая) система образована яичниками и яйцеводами. У самцов (♂) органы размножения — это два семенника, два семяпровода и семяизвергательный канал.

Развитие может происходить с неполным превращением. В этом случае из яйца выходит личина, которая похожа на взрослое насекомое.

Но у многих насекомых наблюдается более сложный тип развития — с полным превращением. В этом случае личинка червеобразная. Она сначала превращается в куколку, а уже из куколки появляется взрослое насекомое.

Класс насекомые лидирует по числу видов среди всех животных. На настоящее время описано около 1,1 млн. видов насекомых, при том факте, что истинное число видов оценивается от 2 до 8 млн. разными исследователями. Можно смело заявить, что половина (скорее всего, гораздо больше) видов насекомых еще не изучены.

"Насекомые. Они - истинные хозяева земли" - сказал В.М. Песков. Это действительно так, люди - редкое исключение в мире насекомых. Именно они сейчас эволюционно достигли наивысшего расцвета, отлично приспособившись к жизни в среде людей. Так что с точки зрения эволюции мы с вами живем в эру господства насекомых, удивительных существ, сложные инстинкты и поведение многих из которых поражает.

С помощью танца пчелы могут сообщать друг другу, в каком направлении и как далеко от их местоположения находится корм. Если расстояние менее 100 метров, пчела исполняет круговой танец, а если более 100 метров - виляющий танец, в виде восьмерки. Только насекомым свойственна общественная организация, разделение труда между особями.

Насекомых изучает интереснейшая наука - энтомология (от греч. entoma - насекомые и logos - слово, учение), в этой статье мы познакомимся с их общим строением.

Строение насекомых

Тело дифференцировано на голову (5 слившихся сегментов), грудь (3 сегмента) и брюшко (8 сегментов). На голове находится одна пара усиков - антенны, являющиеся органами обоняния и осязания. Полость тела насекомых смешанная (миксоцель), она позволяет во время линьки значительно увеличивать объем тела за счет увеличения давления крови.

Многие насекомые способны к удивительному движению в воздухе - полету. Первая пара крыльев носит названия надкрылья: в полете они не участвуют, это плотные хитинизированные образования, прикрывающие часть груди и брюшка. Вторая пара крыльев принимает непосредственное участие в полете, имеет вид уплощенных перепончатых образований.

Три пары ходильных ног крепятся к груди. Членистая конечность насекомого оканчивается двумя коготками, между которыми иногда располагаются присоски. Конечности насекомых разнятся по выполняемой функции, в соответствии с ней получая свои названия: копательная, бегательная, прыгательная, плавательная, собирательная.

Тело насекомых, как и всех членистоногих, покрыто хитиновой кутикулой - наружным скелетом. Эта плотная оболочка насекомого сдерживает рост. Запомните, что насекомые активно растут только в личиночной стадии и в период линьки, когда хитиновый покров до конца не сформирован или сброшен.

Состоит из переднего, среднего и заднего отделов. К переднему отделу относятся рот, глотка, пищевод, который часто имеет расширение - зоб, желудок. После желудка начинается средний отдел - кишечник, от которого отходят многочисленные слепо заканчивающиеся выросты, увеличивающие всасывательную поверхность. В заднем отделе кишечника происходит формирование экскрементов и всасывание воды, заканчивается задняя кишка анальным отверстием.

Особо необходимо отметить развитую мускулатуру желудка, который называется - мускульный. В нем происходит дополнительное перетирание пищи. После этого пищевые частицы расщепляются до мономеров, которые всасываются кишкой и попадают в гемолимфу. С ее током питательные вещества достигают внутренних органов и тканей.

У большинства насекомых имеются слюнные железы. Насекомые обладают самыми разнообразными сложноустроенными ротовыми аппаратами. Строение ротового аппарата отражает способ питания. Ниже вы видите таблицу, отражающую многообразие ротовых аппаратов у насекомых.

Дыхательная система представлена сильно разветвленной системой трахей, которые выполняют функцию наружного дыхания. На голове, груди и брюшке у насекомых находятся дыхальца (стигмы) - дыхательные отверстия, которыми трахеи открываются во внешнюю среду.

Кровеносная система не переносит кислород, так что функция его доставки целиком принадлежит трахеям, которые ветвятся на тонкие трубочки (трахеолы) и подходят к небольшим группам клеток. У части быстролетающих насекомых (мухи, пчелы) трахеи образуют расширенные участки - воздушные мешки, которые улучшают вентиляцию трахейной системы и уменьшают удельный вес тела

Для насекомых характерен незамкнутый (лакунарный) тип кровеносной системы. Кровь свободно движется по лакунам (синусам), непосредственно омывая внутренние органы и ткани. Функцию сердца выполняет спинной сосуд: благодаря его сокращениям кровь перекачивается из задней части тела в переднюю.

Функционирование сосуда-сердца схоже с таковым у ракообразных. В момент расслабления сосуда-сердца через отверстия (остии) кровь наполняет его, а в момент сокращения (систолы) кровь выталкивается в артерии, затем попадает в полость тела, омывает органы и ткани.

Внутреннюю среду насекомых составляет гемолимфа, представляющая собой бесцветную или желтоватую жидкость. В гемолимфу из кишечника всасываются питательные вещества, после чего доставляются к клеткам организма. В нее же удаляются побочные продукты обмена веществ.

Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами (в честь итал. биолога и врача - Марчелло Мальпиги). Это длинные трубчатые выросты насекомых и паукообразных, которые расположены на границе средней и задней кишки.

Как вы помните, перед насекомыми стоит сложная задача: максимально сохранить воду в организме. Мальпигиевы сосуды этому способствуют: в них поступают продукты обмена веществ из гемолимфы в виде суспензии. По мере продвижения по мальпигиевым сосудам, из суспензии всасывается вся вода обратно в гемолимфу, а продукты обмена веществ (кристаллы мочевой кислоты) в сухом виде поступают в кишку и выводятся из организма с экскрементами.

К органам выделения также относится жировое тело. Жировое тело - образование мезодермального происхождения, содержащие запасы питательных веществ, которые постоянно расходуются организмом. В жировом теле могут накапливаться и продукты обмена веществ: продукты распада, что нейтрализует их токсическое действие.

Тип нервной системы насекомых - узловой. Состоит она из головного мозга (надглоточного ганглия), подглоточного ганглия и брюшной нервной цепочки.

Головной мозг имеет сложное строение, образован в результате слияния 3 ганглиев и состоит соответственно из 3 отделов: переднего, среднего и заднего. От мозга отходят нервные тяжи - коннективы, которые направляются к подглоточному ганглию, в совокупности образуя окологлоточное нервное кольцо.

Наиболее развитые ганглии в брюшной нервной цепочке находятся в груди, так как они иннервируют сложную работу конечностей и крыльев. Узлы распределены неравномерно: 3 ганглия находятся в груди, 8 - в брюшке.

Органы чувств развиты хорошо. Глаза простые или сложные (фасеточные), одна пара усиков (антенн), на которых располагаются органы обоняния и осязания. Имеются органы вкуса, локализующиеся на щупиках нижней губы и нижней челюсти.

Такое прогрессивное развитие нервной системы заложило фундамент для появления у насекомых сложнейших и удивительных рефлексов. Среди всех беспозвоночных только насекомые отличаются общественным (социальным) образом жизни: они совместно строят гнездо, ухаживают за потомством, разделяют обязанности среди членов семьи. Общественными насекомыми являются пчелы, осы, муравьи, шмели.

Заметим, что в переднем отделе мозга расположены грибовидные тела, ассоциативные центры головного мозга. Особенно хорошо развиты грибовидные тела у насекомых, ведущих общественный образ жизни, что связано с их сложным поведением.

Насекомые раздельнополы, гермафродиты среди них встречаются очень редко. Часто встречается хорошо выраженный половой диморфизм - внешние различия между самцом и самкой.

Половые железы парные: у мужских особей - семенники, у женских - яичники. От семенников и яичников соответственно отходят семяпроводы и яйцеводы, впадающие в семяизвергательный канал и влагалище. Оплодотворение у насекомых внутреннее: с помощью совокупительных органов семя вводится самцом в половые пути самки.

Развитие может быть прямым или непрямым. Запомните, что у всех насекомых развитие непрямое.

Непрямое развитие может протекать с метаморфозом (от греч. metamorphosis - превращение) - полное превращение, или без него - неполное превращение.

Метаморфоз - глубокое преобразование строения организма, переход из одной формы в другую, сопровождающийся появлением новых элементов строения и функций.

Как заметно из схемы выше, неполное и полное превращение отличаются наличием стадии куколки, это именно та стадия, в которую и происходит метаморфоз. О том, для каких насекомых характерно развитие с метаморфозом, а для каких нет - вы узнаете из следующей статьи.

Классический пример метаморфоза - превращение гусеницы в бабочку. В коконе (стадия куколки) в организме гусеницы происходит растворение практически всех тканей, за исключением нервной и кровеносной систем. В результате такого метаморфоза образуется новый организм - бабочка, сильно отличающаяся от гусеницы.

Логично предположить, что у насекомых с неполным превращением личинка напоминает взрослую особь, но меньше ее в размерах. У насекомых с полным превращением, которое сопровождается метаморфозом (гусеница становится бабочкой), личинка совершенно не похожа на взрослую особь, разительно отличается от нее по строению и функциям.

Особо необходимо отметить партеногенез. Партеногенез (от греческого parthenos - дева, девственница и genesis - рождение) - одна из форм полового размножения, при котором новый организм развивается из яйцеклетки без ее оплодотворения. Поскольку мужская гамета не участвует в данном процессе, генотип потомства содержит исключительно гены матери.

Партеногенез встречается у следующих насекомых: тли, муравьи, пчелы, осы, шмели, тутовый шелкопряд. Партеногенез относится именно к половому (а не бесполому) типу размножения, поскольку новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (женской гаметы). Данный процесс играет важную роль: он значительно увеличивает темпы роста популяции, регулирует соотношение женских и мужских особей, обеспечивает продолжение существования вида.

Искусственный партеногенез у тутового шелкопряда впервые был получен А.А. Тихомировым в 1886 году, а практика развита Б.Л. Астауровым, который придумал искусственный способ получения самцов тутового шелкопряда, дающих повышенный выход ценного материала - шелкового волокна высокого качества.

Значение насекомых

Являются опылителями цветковых растений, в числе которых много культурных видов, употребляемых человеком в пищу
Являются звеном в цепи питания (консументы)
Регулируют численность других насекомых
Участвуют в почвообразовании: способствуют разложению растительных останков, прокладывают в почве ходы, роют норки
Производство шелка: как и 4000 лет назад, сегодня для получения шелка используют коконы тутового шелкопряда
Способствуют разложению останков животных: мясные мухи питаются падалью (трупами животных)
Производство меда: почти во всех странах мира разводят медоносных пчел (пчеловодство)

Некоторые насекомые определенно приносят человеку больше вреда, чем пользы:

Часть является кровососущими эктопаразитами человека и животных - комары, вши, клопы, блохи
Переносят инфекционные заболевания - малярия (комары), лейшманиозы (москиты), сыпной и возвратный тиф (вши), чума (блохи), дизентерия (мухи, тараканы)
Личинки насекомых, а также взрослый особи (имаго) наносят значительный вред сельскохозяйственным культурам (саранча, жуки, тли)

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Насекомые

Устройство кровеносной системы насекомых

Гемолимфа только частично заключена в орган кровообращения — спинной сосуд, представляющий собой мышечную трубку. В остальном же она заполняет полость тела (миксоцель) и промежутки между органами, омывая их. Спинной сосуд разделён на 2 отдела: задний — сердце — и передний — аорту. Сердце разделено на камеры (от четырёх до десяти, обычно — 9), соответствующие брюшным сегментам. В эволюционно развитых группах имеется тенденция к уменьшению их числа.

Каждая камера сердца имеет по два входных отверстия (устьица или остии) с клапанами, через которые гемолимфа поступает внутрь из полости тела. В отверстиях между камерами сердца также имеются клапаны, обеспечивающие движение гемолимфы в одном направлении.

Задний конец сердца обычно закрыт. Аорта лишена камер и клапанов. В результате пульсаций камер сердца осуществляется движение гемолимфы в задне-переднем направлении (у некоторых насекомых наблюдается обратный ток гемолимфы). Частота сокращений сердца зависит от вида насекомого, его физического состояния, фазы развития и колеблется в пределах от 15 до 150 циклов в минуту. При диастоле гемолимфа входит в сердце через остии, а при систоле нагнетается вперёд, в аорту. Аорта открывается отверстием в полость головы, куда изливается гемолимфа.

В полости тела насекомого кровообращение поддерживается двумя диафрагмами. Сокращение верхней диафрагмы увеличивает ёмкость околосердечной полости, куда устремляется гемолимфа в момент диастолы. Сокращение нижней диафрагмы способствует передвижению крови в полости тела спереди назад.

Таким образом, совместная работа сердца и диафрагм осуществляет циркуляцию гемолимфы в организме насекомого: по спинному сосуду — сзади вперёд, в полости тела — спереди назад. Движение гемолимфы в придатках тела (усики, ноги, крылья) осуществляется дополнительными местными пульсирующими органами. Обычно это пульсирующие ампулы или подвижные мембраны (в ногах).

Читайте также: