Сегментация тела насекомых кратко

Обновлено: 06.07.2024

Сегментарное строение тела насекомых – это схема строения, при которой каждая часть тела насекомого образована несколькими истинными или видоизмененными сегментами, имеющими общую структуру.

Строение простого сегмента

Насекомые относятся к обширному типу Членистоногих – Arthropoda. Основное, чем отличаются представители этого типа от других животных – сегментированное тело с посегментно расположенными членистыми конечностями.

Исследование ископаемых членистоногих и сравнительный анализ морфологии ныне живущих форм показывают, что все имеющиеся части тела представителей типа возникли из простого генерализованного придатка – прототипа. Такое простое строение отличает современных представителей Chilopoda, Entognatha, а также других примитивных насекомых.

Прототип состоит из нескольких элементов:

Плейральная область – мембранозная часть, располагающаяся между тергитом и стернитом с обеих сторон тела насекомого.

Кроме того, на грудных сегментах насекомых располагаются членистые ноги, попарно отходящие от каждого из них в плейральной области. Базальный членик каждой ноги, или коксоподит, подразделяется на базальную (субкокса, субкоксальные склериты) и апикальную (кокса, или тазик) части.

Также некоторые грудные и брюшные сегменты несут на себе пару дыхалец.

Генерализованный сегмент у высших насекомых

По мере эволюционного развития субкоксальные склериты неподвижно приросли к стенке сегмента и образовали прочную основу, к которой причленяется функциональная нога. Медиальные субкокcaльные склериты срослись со стернитом, а латеральные субкоксальные стали уплощенными прилегающими боковыми элементами, в совокупности называемыми плейритом. Таким образом, в строении усовершенствованного (генерализованного) сегмента выделяют тергит, стернит и два плейрита; при этом, внешний каркас этого сегмента плотный, а податливая мембранозная часть либо представлена очень слабо, либо вообще не представлена. Такая структура сегмента тела встречается у большинства современных насекомых.

Сегментарное строение головы

Предки Членистоногих имели метамерное строение тела, то есть, оно у них было разделено на идентичные по структуре сегменты. По мере усложнения морфологии у представителей типа сформировались отдельные части тела. Так, у Насекомых эти части представлены головой, грудью и брюшком.

Грудь и брюшко имеют некую визуальную общность, а голова обычно выглядит как часть, имеющая совершенно иное происхождение. Тем не менее, она имеет общее происхождение с остальными сегментами, расположенными позади нее.

В составе головы видоизменены и слиты сразу несколько передних сегментов тела, по разным авторам, от 4 до 7. При этом, часть склеритов, расположенных сверху и образующих головную капсулу (лоб, темя, наличник и т.д.), по происхождению являются тергитами, другая часть, лежащая в основании (гипофаринкс) – стернитами. Плейритов, как таковых, не выделяется, а ротовые органы являются видоизмененными конечностями.

Расположение, форма, размер, другие характеристики отдельных склеритов головы, включая их наличие, у разных групп насекомых чрезвычайно сильно отличаются. Отдельные склериты обычно визуализируются друг от друга, хотя и не всегда.

Сегментарное строение конечностей

Членистые ноги насекомых при их типичном строении разделены на несколько постоянных частей: тазик, вертлуг, бедро, голень, лапка. Некоторые из них вторично сегментированы, другие, наоборот, бывают слиты. В зависимости от типа конечности, образа жизни насекомого и прочих особенностей, их ноги могут выглядеть совершенно по-разному и иметь различную специализацию.

Строение простого

1 – тергит, 2 – дыхальце, 3 – плейральная область,

4 – субкоксальные склериты, 5 – тазиковая впадина,

Строение простого сегмента

Прототип состоит из нескольких элементов:

Тергит – склеротизированная дорсальная пластинка, называемой также спинкой, когда речь идет о грудных сегментах.
Стернит, или брюшная склеротизированная пластинка.
Плейральная область – мембранозная часть, располагающаяся между тергитом и стернитом с обеих сторон тела насекомого.

Также некоторые грудные и брюшные сегменты несут на себе пару дыхалец. [2] (фото)

Строение генерализованного сегмента

1 – тергиты, 2 – стерниты, 3 – плейриты, 4 – нога

Генерализованный сегмент у высших насекомых

Разделение головы на склериты

Сегментарное строение головы

В составе головы видоизменены и слиты сразу несколько передних сегментов тела, по разным авторам, от 4 до 7. [2] При этом, часть склеритов, расположенных сверху и образующих головную капсулу (лоб, темя, наличник и т.д.), по происхождению являются тергитами, другая часть, лежащая в основании (гипофаринкс) – стернитами. Плейритов, как таковых, не выделяется, а ротовые органы являются видоизмененными конечностями. [2]

Строение типичной ноги

1 – тазик, 2 – вертлуг, 3 – бедро, 4 – голень, 5 – лапка

Сегментарное строение конечностей

Членистые ноги насекомых при их типичном строении разделены на несколько постоянных частей: тазик, вертлуг, бедро, голень, лапка. (фото) Некоторые из них вторично сегментированы, другие, наоборот, бывают слиты. В зависимости от типа конечности, образа жизни насекомого и прочих особенностей, их ноги могут выглядеть совершенно по-разному и иметь различную специализацию. [3]

Тело насекомого (рис. 3) образовано тремя отделами: головой, грудью и брюшком, которые в соответствии с их назначением и преобладающими функциями можно было бы назвать: рецепторным отделом, воспринимающим пищу и информацию о внешней среде (голова); локомоторным отделом, обеспечивающим перемещение организма в пространстве (грудь); висцеральным отделом, вместилищем внутренностей насекомого, — кишечника, полового аппарата, жирового тела и прочих органов, осуществляющих метаболические процессы (брюшко).

Рисунок 3. План строения насекомого:

гол — голова; I, II, III — последовательные сегменты грудного отдела; 1-7 — прегенитальные; 8, 9 — генитальные; 10, 11 — постгенитальные сегменты брюшка; крл — крылья; нг — ноги; пол. пр — половые придатки; цер — церки; рот. пр — ротовые придатки; ан — анальное отверстие; ст — стигмы

Сформированные в результате дифференциации равномерно сегментированного тела предков, близких по строению к кольчатым червям и многоножкам (см. рис. 2), отделы тела насекомого сохраняют в более или менее явном виде разделение на сегменты.

Рисунок 2. Эволюция плана строения членистоногих животных:

А — трилобиты и хелицеровые; Б — многоножки и насекомые; В — морские пауки; Г — ракообразные; N — неопределённое число сегментов. Цифры в кружках — число сегментов в дифференцирующихся отделах тела

Особенно отчётлива членистость брюшного отдела, который у примитивных насекомых включает не менее 11 сегментов. Менее отчётливы сегменты (три), вошедшие в состав грудного отдела, голова же не имеет различимых границ между отдельными сегментами; их можно выявить только при специальном сравнительно-морфологическом анализе и лишь у наименее изменённых в ходе эволюции представителей класса.

Разделение тела на сегменты, связанные между собой эластичными мембранами, обеспечивает возможность червеобразных изгибаний даже при весьма жёстких покровах, которые наряду с защитой внутренних органов служат опорой и местом прикрепления мышц, то есть выполняют роль внешнего скелета — прочного, но подвижного. При малых размерах тела внешний скелет намного прочнее внутреннего и вовсе не так тяжёл, как может показаться на первый взгляд.

У членистоногих животных каждый сегмент тела имеет пару придатков, обслуживаемых системой мышц, развившихся из парных целомических мешков, а также нервный узел (ганглий) и камеру спинного сосуда. Некоторым сегментам соответствуют парные органы выделения (целомодукты) и половые органы — гонады. Наряду с межсегментными перетяжками они служат признаками отдельного сегмента, которые наиболее полно выражены у кольчатых червей. У насекомых сохраняются лишь немногие из них, причём наиболее стабильный и явный признак — наличие межсегментных границ — не в полной мере отвечает состоянию кольчецов. При сильном развитии мускулатуры, связанном с наземным существованием, возникает необходимость в прочном прикреплении мощных мышц к покровам, и роль опорных площадок выполняют межсегментные впячивания покровов, упрочнение которых препятствует смещениям сегментов друг относительно друга и изгибаниям тела. Однако вместо теряющих подвижность межсегментных границ у насекомых формируются вторичные сочленения, проходящие вблизи заднего края сегментов.

Таким образом, видимая внешняя сегментация тела насекомых не совпадает с сегментацией кольчатых червей, не имеющих столь мощной мускулатуры.

Соотношения между первичной сегментацией кольчецов и вторичной сегментацией насекомых можно продемонстрировать схемой, приведённой на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема вторичной сегментации туловища насекомого (по Шванвичу, 1949, с изменениями):

А — исходное состояние (покровы тела мягкие); Б — склеротизация покровов и формирование вторичных межсегментных борозд; В — телескопическое сдвигание сегментов; Г — образование фрагм; Д — усиление фрагм в крылоносных сегментах с особенно мощной мускулатурой; 1 — продольные спинные мышцы; 2 — вторичные межсегментные борозды; 3 — первичные межсегментные борозды; 4 — фрагмы

Наиболее сильные изменения такого рода испытывают грудные сегменты, в которых сосредоточены мышцы крыльев и ног: исходные межсегментные сочленения, служащие для них опорой, преобразуются в глубокие жёсткие фрагмы, причём для предотвращения деформаций стенки сегментов дополнительно укрепляются швами и перегородками. Глубоко вдаваясь в полость сегмента, эти структуры выполняют роль внутреннего скелета, и степень его развития определяется развитостью мускулатуры. Это особенно наглядно у высших насекомых (рис. 5), отличающихся совершенством полёта.

Рисунок 5. Внутренний скелет трудного сегмента насекомого:

крл — крылья; нг — ноги; фур — фурка; пл. ап — плейральные апофизы

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.

Класс Насекомые — самая многочисленная и разнообразная группа животных, насчитывающая более \(1\) млн видов.

Насекомые — высокоорганизованные членистоногие; у них наиболее совершенные нервная система и органы чувств. Насекомые освоили все среды обитания и встречаются повсеместно (за исключением морей и океанов).

на голове располагаются усики и сложные глаза;
на груди находятся ноги (три пары) и крылья (у большинства — две пары);
на брюшке ноги отсутствуют.

На голове находятся сложные фасеточные глаза. У некоторых насекомых (например, стрекоз) есть и простые глазки. На голове расположены также усики (одна пара) и ротовые органы (видоизменённые конечности).

Ротовые органы насекомых приспособлены к разным способам добывания пищи. У тараканов, кузнечиков, саранчи, жуков грызущий ротовой аппарат. У пчёл он грызуще-сосущий, у комаров и клопов — колюще-сосущий, у бабочек — сосущий, а у мухи — лижущий.

Усики насекомых служат органами осязания и обоняния. У каждого вида насекомых строение усиков особое.

Грудь состоит из трёх сегментов, на каждом из которых располагается пара ног. На двух передних сегментах расположены две пары крыльев (у большинства насекомых).

По числу, строению и особенностям крыльев можно определить, к какому отряду насекомых относится животное.

Строение ног насекомых зависит от их образа жизни. Например, у мух, жуков и тараканов они предназначены для ходьбы или бега (бегательные ноги). У пчёл и шмелей ноги собирательные, а у кузнечика и саранчи — прыгательные. У богомола передние ноги хватательные, а у медведки — копательные (напоминают лопату). У жука-плавунца задняя пара ног похожа на вёсла (плавательные ноги).

Читайте также: