Клас комахи (1 млн. видів)

До цього класу належать біля 70% тварин, які живуть на Землі. Більшість з них веде наземний спосіб життя. У ході еволюції частина комах пристосувалась до активного польоту, що дозволило їм завоювати повітряне середовище.

Тіло комах поділяється на голову, груди і черевце. На голові розміщені пара вусиків і ротовий апарат. На вусиках розташовані органи нюху і дотику. Ротовий апарат комах різноманітний і залежить від характеру їжі. Розрізняють три основних типи ротових апаратів: гризучий, колюче-сисний і сисний. Гризучий притаманний комахам, які живляться твердою їжею: жуки, таргани, коники. Ротовий отвір у них покритий хітиновою пластинкою - верхньою губою, за якою розташовується пара верхніх щелеп, що мають пластинки із зазубреними краями, які подрібнюють їжу. За ними знаходяться парні нижні щелепи, які подрібнюють їжу, і непарна нижня губа виконує функцію злизування їжі. Нижня щелепа і нижня губа мають щупальці, на яких розташовані органи дотику і смаку. Гризучий тип ротового апарату дав початок всім іншим типам. Перехід до живлення рідкою їжею (соки рослин, кров тварин) призвів до виникнення колюче-сисного типу, всі частини якого витягнуті в довжину і утворюють колючий хоботок. Цей тип властивий для комарів, клопів, тлі. У метеликів, які живляться нектаром, з‘явився сисний тип ротового апарату. Він представлений спірально закрученим сисним хоботком, який утворений дуже витягнутими щелепами.

Грудний відділ комах складається з трьох сегментів, кожен з яких несе по парі членистих кінцівок. Різноманіття типів ніг пов’язано зі способом пересування. Розрізняють кінцівки риючі (вовчок), стрибальні (коник), плавальні (жук плавунець), хапальні (богомол), бігаючі (тарган). Другий і третій сегменти грудей несуть по парі крил - це міцні складки стінок тіла.

Черевце різних представників комах включає неоднакову кількість сегментів і не має кінцівок. Тіло і кінцівки комах покриті хітиновою кутикулою, яка запобігає випаровуванню води з організму, захищає його від механічних пошкоджень і виконує роль зовнішнього скелету. М’язи комах поперечносмугасті і прикріплені до виростів хітинової кутикули, які обернені в порожнину тіла. (рис.15.4).

Травна система починається ротовою порожниною, куди відкриваються протоки слинних залоз. Ротова порожнина продовжується у мускульну глотку, яка переходить у вузький стравохід, а він розширяється у зоб, особливо розвинений у комах, що живляться рідкою їжею. У комах, які живляться твердою їжею, є один відділ передньої кишки - жувальний шлунок. Наступний відділ - середня кишка, забезпечує травлення і всмоктування їжі, а потім - задня кишка, яка закінчується анальним отвором. Їжа комах різноманітна і включає речовини рослинного і тваринного походження.

Органи виділення комах - мальпігієві судини - представляють собою трубочки, сліпо замкнуті на вільному кінці і відкриваються у кишечник на межі між середньою і задньою кишкою. Їх число коливається від 2 до 200. Продукти обміну всмоктується стінками мальпігієвих судин з живлячої їх крові і у вигляді сухих кристалів виділяються в кишечник, звідки вона разом з неперетравленими рештками їжі видаляється назовні. Вивільнена при цьому вода знову всмоктується мальпігієвими судинами і повертається у кров. Таким чином, мальпігієві судини забезпечують комахам економне використання води, що особливо важливо для наземних видів.

Нервова система комах, як і інших членистоногих, складається з головного мозку, підглоткового вузла і сегментованих вузлів черевного нервового ланцюжка.

Дихання комах відбувається за допомогою добре розвиненої трахейної системи. Вона являє собою сітку трубочок, які проникають в тіло і опускаються своїми розгалуженими органами. З зовнішнього середовища трубочки з’єднуються отворами - дихальцями, які розташовуються по боках грудей і черевця. Трахейна система забезпечує доставку кисню безпосередньо до місця його засвоєння, тобто до тканин і клітин, ніби замінюючи собою кровоносні судини. Обмін повітря у трахеях відбувається через дихальця дифузно або шляхом ритмічного скорочення черевця.

Кровоносна система комах з розгалуженою трахейною системою розвинена слабше, ніж у інших членистоногих. Кров забезпечує лише доставку поживних речовин до тканин і органів, а також транспорт продуктів обміну речовин до органів виділення, дихальна функція їй не властива. На спинному боці черевця комах розташоване довге трубчасте серце, замкнуте на задньому кінці і має декілька камер. У перегородках між камерами є камерні отвори, які пропускають кров тільки в одному напрямку. Від серця до голови відходить єдина коротка кровоносна судина, по якій кров надходить у порожнину тіла. Омиваючи органи, вона повертається до серця і засмоктується у нього через бічні отвори камер. Кров безбарвна або жовта, рідко червона.

Ко.і/ахи - роздільностатеві організми з добре вираженим статевим диморфізмом і мають внутрішнє запліднення. У період розмноження самки відкладають у зовнішнє середовище запліднені яйця. Розвиток відбувається з неповним або повним перетворенням. У першому випадку (у тлі, сарани, тарганів, клопів) з яйця виходить личинка, схожа за зовнішніми ознаками на дорослу комаху, але відрізняється від неї малими розмірами, недорозвиненими крилами і статевою системою. Личинка росте, періодично линяє і перетворюється в дорослу комаху. У іншому випадку (у жуків, мух, бджіл) личинка різко відрізняється за будовою і способом життя від дорослої комахи. Личинка метелика - гусінь - має червоподібну форму тіла, гризучі ротові органи (а не сисні, як у дорослої комахи), крім трьох пар кінцівок - декілька пар ложноніжок з присосками. Личинка інтенсивно живиться, росте, декілька разів линяє, після чого перетворюється в нерухому лялечку, яка не живиться. Під покривом лялечки відбувається велика перебудова органів і тканин личинки, що закінчується виходом дорослої комахи.

Рис. 15.4. Зовнішня будова комах.

Клас Комахи. Травневий хрущ

Будова тіла. Поділяється на голову, грудиі черевце. Голова має п’ять сегментів, несе очі, ротові органи і два вусика. Від грудей, які складаються з трех сегментів, відходять три пари членистих ніг, а також дві пари крил (тверді крила і перетинчасті крила). Черевце складається з шести члеників з дихальцями по боках.

Покрив. Тонкий, хітиновий, більш м’який на черевці.

Порожнина тіла. Змішана.

Травна система. Починається на голові ротовим отвором з гризучими органами і слинними залозами і закінчуються на останньому сегменті черевця анальним отвором. Між цими отворами знаходиться передня, середня, задня кишка. Передня кишка ділиться на глотку, стравохід і жувальний шлунок.

Дихальна система. Від дихалець відходять тонкі трубочки - трахеї, які галузяться і оплітають всі органи.

Кровоносна система. Незамкнена. Серце у вигляді довгої трубки. Кров засмоктується у порожнину тіла через пори у серце, потім в порожнину тіла, розносить поживні речовини. У транспорті газів не приймає участі.

Видільна система. Мальпігієві судини, як у павукоподібних. Крім них є жирове тіло, яке поглинає з крові шкідливі речовини, але нікуди їх не видаляє, запасає жир.

Нервова система. Вузлового типу, представлена навкологлотковим нервовим кільцем і черевним нервовим ланцюжком, у якої особливо розвинені три пари грудних нервових вузлів. Навкологлотковий нервовий вузол «мозок» утворений трьома об’єднаними вузлами.

Органи чуттів. Складні очі, органи нюху. Дотику (вусики) і смаку.

Розмноження. Статеве. Роздільностатеві організми. У самок є яєчник з великою кількістю яєць, у самців у сім’яниках утворюються сперматозоїди. Запліднення внутрішнє. Відкладають яйця у грунт.

Розвиток. З яєць у грунті протягом 3-4-х років розвиваються личинки, які живляться коренями дерев (сосни). Потім личинки перетворюються у лялечок, досягнувши максимального розміру, перетворюються у жуків і вилітають. Масовий виліт жуків відбувається кожні 3 -5 років. Живляться листям берези. Розвиток - з повним перетворенням.

Навкологлоткове

Рис.15.5. Внутрішня будова комах.

Ряди комах з неповним перетворенням

Ряд прямокрилі - (коники, сарана, цвіркуни) - це рослиноїдні, або всеїдні комахи. Ротовий апарат гризучого типу. Передні крила вузькі, більш хітинизовані, задні - тонкі, складаються на спині. Задні ноги добре розвинені і дозволяють комахам пересуватись стрибками. Деякі види сарани, утворюють масові скупчення, можуть завдати шкоди посівам.

Ряд напівтвердокрилі, або клопи - ротовий апарат колюче-сисного типу. Дві пари крил однакової будови, іноді крила відсутні.

Ряди комах з повним перетворенням

Ряд лускокрилі або метелики - ротовий апарат сисного типу. Крила покриті мілкими забарвленими лусочками. Личинки метеликів - гусінь - живляться твердою рослинною їжею. На відміну від дорослої комахи ротовий апарат у неї гризучого типу. Багато метеликів у личинковій стадії спричиняють шкоду сільськогосподарським культурам: гусінь капустяної білянки об’їдають листя капусти, а озима совка - підгризають сходи озимих злаків. Дорослі метелики відіграють позитивну роль у запиленні культурних і дикоростучих рослин. (рис.15.7).

Рис.15.6. Розвиток комах з неповним перетворенням.

Ряд двокрилі (комарі, муха, сліпні, оводи) - ротовий апарат у вигляді хоботка різної будови, є тільки одна пара передніх крил. Задні крила перетворені у дзижальці. Личинки безногі і безголові.

Комарі - мілкі двокрилі з колюче-сисним ротовим апаратом і довгими вусами. Личинка живе у воді. Самка звичайного комара живиться кров’ю людини, самець - нектаром квітів. Малярійний комар - перенощик збудника малярії людини.

Ряд перетинчастокрилі - (бджоли, джмелі, мурахи) - ротовий апарат гризучого або гризуче-лижучого типу пристосований до ссання нектару. Мають дві пари перетинчастих крил, причому задні крила меншого розміру порівняно з передніми.

Їм властива складна поведінка, в основі якої лежать інстинкти, вони проявляються у будівництві гнізд, добуванні їжі і у турботі про нащадків. Найбільш складна поведінка властива суспільним комахам - бджолам, осам, джмелям, мурахам, які живуть великими сім’ями. Сім’ї складаються з спеціальних особин, інстинктивні дії яких носять узгоджений характер. У бджолиній сім’ї є матка і самці - трутні, які забезпечують продовження роду, а також робочі бджоли - самки, не здатні до розмноження. Робочі бджоли збирають квітковий нектар, вигодовують личинок, виховують з личинок маток, захищають вулик, підтримують в ньому постійну температуру і вологість. Бджоли - основні запилювачі багатьох культурних рослин. Їх також розводять для отримання меду, воску, маточкового молочка, прополісу.

Представники класу комах - найчисленніша і широко розповсюджена група тварин, які беруть активну участь у різних біологічних процесах. Мурахи і грунтові комахи приймають участь в ґрунтоутворенні, рихлять грунт, покращують структуру і водозабезпечення, руйнують залишки рослин і тварин, збагачують її перегноєм. Жуки-могильники є санітарами, інші є їжею для птахів і інших тварин.

Рис.15.7. Розвиток комах з повним перетворенням.

15.8. Екологія комах

Наймолодший з безхребетних і найчисленніший клас тварин, який нараховує 1 млн. видів. Вони повністю засвоїли всі середовища існування - суходіл, воду, повітря. Для них характерні складні інстинкти, всеїдність, висока плодючість, для деяких - суспільний спосіб життя. При розвитку з перетворенням відбувається розподіл середовищ існування і джерел їжі між личинками і дорослими особинами. Шлях еволюції багатьох комах тісно пов’язаний з квітковими рослинами. Більш високорозвинені комахи - крилаті. У кругообігу речовин у природі велике значення відіграють жуки-могильники при утворенні гною, споживаючи рослинні рештки. У той же час великої шкоди завдають комахи - шкідники сільськогосподарських рослин, садів, запасів продовольства, шкіри, деревини, шерсті, книжок. Багато комах перенощики збудників хвороб тварин і людини. Ряд хижих і паразитичних комах люди використовують для біологічного захисту рослин від шкідників. У зв’язку з скороченням природних біоценозів і використанням пестицидів загальне число видів комах скорочується.

Питання для самоконтролю

I.Чим відрізняються комахи від інших членистоногих?

2. Яке місце в еволюції типу членистоногих і всіх типів безхребетних тварин займають комахи?

3.З яких частин складається тіло комах?

4. Які органи знаходяться на члениках грудей?

5. Яка різноманітність будови крил у комах?

6. Які органи розташовані на голові у комах різних рядів?

7. Назвіть типи ротового апарату, які зустрічаються у комах?

8. У чому проявляється ознаки паралельного розвитку комах і квіткових рослин?

9.Чому квіткові рослини відіграють головну роль у житті комах?

10. З чим пов’язано велике різноманіття у будові травної системи комах?

II.Яка будова і як функція кровоносної система у комах ?

12. Яку функцію виконує гемолімфа у комах?

13. Що являє собою трахейна система комах?

14. Якого типу нервова система у комах?

15. Які очі у комах?

16. Чи є у комах органи слуху?

17. Який тип розвитку комах найбільш сучасний - з повним чи з неповним перетворенням? Чому?

18. Які принципи покладені в основі поділу класу комах на ряди?

19. Яких комах називають суспільними і чому?

20. Які біологічні і функціональні відмінності у бджолиній сім’ї ?

Тестові завдання

1. Які частини тіла у комах

а. голова

б. груди

в. головогруди

г. черевце

д. хвіст

е. кінцівки

ж. крила

2. Скільки пар ходильних ніг у комах

а. три

б. шість

в. чотири

г. п’ять

3. На члениках якої частини тіла розташовані крила і ніжки

а. нога

б. хвіст

в. ногощупальці

г. павутинна бородавка

4. До чого прикріплені м’язи комах

а. до кісток

б. хітинового покриву

в. вільні

5. Яке серце у комах

а. трубка

б. двокамерне

в. багатокамерне

г. однокамерне

6. Яку функцію виконує кров у комах

а. розносить кисень

б. поглинає вуглекислий газ

в. розносить поживні речовини

7. Як передається кисень з трахеї у клітину тіла

а. кров

б. порожнинна рідина

в. прямий контакт

8. Яку функцію виконує жирове тіло

а. запас поживних речовин

б. запас води

в. накопичення продуктів життєдіяльності

г. видалення продуктів обміну речовин

9. Де закінчуються видільні трубочки у комах

а. голова

б. хвіст

в. черевце

г. кишка

10. Яка функція видільних трубочок

а. виділення залишків травлення

б. очистка крові від продуктів розпаду

в. виділення води

11. Як надходить повітря у тіло водних комах

а. зябра

б. легені

в. дихальці

12. Який набор хромосом у трутня

а. гаплоїдний

б. диплоїдний

в. триплоїдний

13. Які комахи стали тільки домашніми

а. бджоли

б. капустяна білянка

в. мухи

г. таргани

14. Які стадії розвитку у комах з неповним перетворенням

а. яйце

б. личинка

в. лялечка

г. доросла особина

15. Які стадії розвитку у комах з неповним перетворенням

а. яйце

б. личинка

в. ляличка

16. Де розвиваються яйці

а. воді

б. грунті

в. повітрі

г. у дорослій особині

17. Де живуть комахи

а. рослинах

б. грунті

в. воді

16.