Лекция 19 Внешнее и внутреннее строение насекомых n

Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых n n Характеристика надкласса Насекомые Внешнее строение насекомых Внутреннее строение насекомых Нервная система и органы чувств Модуль 4. Целомические животные: членистоногие, иглокожие, гемихордовые 1

Характеристика надкласса Насекомые Характеристика надкласса насекомые Известно около 1 млн. видов, обитания - всюду Внешнее строение Тело из трех тагм: голова (cephalon), грудь (thorax), брюшко (abdomen) Голова: акрон + 4 (5 -6) сегментов Типы постановки головы: прогнатический, гипогнатический, опистогнатический Головная капсула. Отделы: n Фронто-клипеальный: лобно-фронтальный склерит (frons), наличник (clypeus), верхняя губа (labrum) n Теменной: два теменных склерита (vertex), затылочный склерит (occiput) n Затылок - вокруг затылочного отверстия n Боковые отделы: щеки (genae) Глаза (сложные, простые), усики Ротовой аппарат n Голова перепончатокрылого Жизнь животных, 1969 Фото Е. В. Борисовой © Типы постановки головы Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 2

Внешнее строение насекомых Ротовой аппарат Ортоптероидный (грызущий): верхняя губа, мандибулы, максиллы, нижняя губа, гипофаринкс Лакающий (пчелы): верхняя губа, мандибулы n максиллы: удлиненная наружная жевательная лопасть (galea) - верх хоботка n нижняя губа: удлиненный щупик (palpi) - низ хоботка, внутренние лопасти (glossae) - язычок Сосущий (чешуекрылые): верхняя губа n максиллы: удлиненные жевательные лопасти (galea) – хоботок n нижняя губа - площадка со щупиками Колюще-сосущий (комары, клопы): верхняя губа n мандибулы, максиллы – все в виде стилетов n нижняя губа – футляр Лижущий (мухи): верхняя губа n нижняя губа - развиты лабеллумы, верхняя губа Грызущий Лакающий Колющесосущий Сосущий Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых Лижущий www. e-lib. gasu. ru 3

Внешнее строение насекомых Жужжальца Грудной отдел n n Фото Е. В. Борисовой n n Сетчатое n Элитра Перепончатое Гемиэлитра n n Жилкование крыла Жизнь животных, 1969 n 3 сегмента - локомоторные органы: ноги, крылья Крылья: на 2 -3 сегменте, 2 пары (1 пара + жужжальца) Происхождение из паранотумов (складки покровов) Типы крыльев: сетчатые, перепончатые, элитры, гемиэлитры Жилки (нервы, трахеи, гемолимфа): поперечные, продольные - костальная (C), субкостальная (Sc), радиальные (R), медиальные (M), кубитальные (Cu) анальные ( A) Типы крылатых насекомых: бимоторные, передне- и заднемоторные Диптеризация полета – использование для полета только одной пары крыльев Костализация Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 4

Внешнее строение насекомых Брюшной отдел n n Сегментирован (до 11 сегментов) Строение: тергит, стернит, плейральные мембраны Лишено настоящих конечностей Видоизмененные конечности: церки, грифельки, яйцеклады, жало, прыгательная вилочка www. insects. tamu. edu Фото Е. В. Борисовой © Придатки уховертка, рогохвост, таракан www. insects. tamu. edu Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 5

Внешнее строение насекомых Покровы n n n n Кутикула, гиподерма, базальная мембрана Кутикула: эпикутикула и прокутикула (два слоя – экзокутикула, эндокутикула) Рост ограничен – линьки Придатки покровов: структурные и скульптурные Окраска: химическая (пигментная), структурная (физическая) Значение окраски: влияние на внутренние процессы, воздействие на других животных Типы окраски: криптическая, предупреждающая, отпугивающая, мимикрия Производные гиподермы – железы: восковые, пахучие, ядовитые, лаковые Фото Е. В. Борисовой © Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 6

Внутреннее строение насекомых Мышечная система n n n www. nature. web. ru Полетный механизм стрекозы (вверху) в сравнении с мухой (внизу): 1 - мышцыопускатели прямого действия, 2 - мышцыподниматели, 3 - мышцы-опускатели непрямого действия n Мышечные пучки (1, 5 -2 тысяч) Мышцы поперечнополосатые Скелетные (соматические): головные, грудные, крыловые (асинхронные), брюшные Висцеральные (внутреностные) Жировое тело n n www. insects. tamu. edu Рыхлая масса жирового тела личинки мухи - рыхлая ткань с трахеями Функции: накопление питательных веществ, поглощение продуктов обмена, источник метаболической воды Клетки жирового тела: трофоциты, уратные, мицетоциты, хромоциты Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 7

Внутреннее строение насекомых Полость тела n n n Полость тела – смешанная Диафрагмы, синусы: верхний (перикардиальный) – сердце нижний (перинейральный) брюшная нервная цепочка висцеральный пищеварительная, выделительная, половая системы Дыхательная система - во всех синусах Сердце Перикардиальная диафрагма Жировое тело Периневральная диафрагма Нервная цепочка Поперечный срез тела насекомого www. e-lib. gasu. ru Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 8

Внутреннее строение насекомых Пищеварительная система Три отдела, разделены клапанами: кардиальный, пилорический Передняя кишка: глотка, пищевод, зоб, механический желудок n Слюнные железы открываются в ротовую полость n Функции: пищеварение, содержит антикоагулянты, прядильные железы Средняя кишка: n пилорические придатки n крипты - складки стенки кишки n перитрофическая мембрана эпителия n Секреция ферментов: голокринная, мерокринная n Функции: переваривание и всасывание пищи Задняя кишка – отдельные участки, ректальные железы n Функции: формирование и удаление экскрементов, всасывание воды, переваривание (содержит симбионтов у некоторых личинок) n Жизнь животных, 1969 Кишечник таракана Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 9

Внутреннее строение насекомых Пищевая специализация Группы пищевой специализации: n Пантофаги n Полифаги n Олигофаги n Монофаги Тип питания - пищевой режим: n Фитофаги n Зоофаги n Сапрофаги n Копрофаги n Некрофаги n Гематофаги Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 10

Внутреннее строение насекомых Выделительная система Органы выделения: n Мальпигиевы сосуды (2 -150 сосудов) - эктодермального происхождения - одиночно, в пучках - однослойный эпителий, мышцы - продукт выделения - мочевая кислота n Ректальные железы реабсорбция воды n Лабиальные железы (открываются в основании нижней губы) Мальпигиевы сосуды таракана Жизнь животных, 1969 Органы накопительной экскреции: n Жировое тело (уратные клетки) n Нефроциты n Фагоцитарные органы Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 11

Внутреннее строение насекомых Дыхательная система Трахейная система таракана Трахейная стенка Жизнь животных, 1969 Трахеи с тенидиями n Типы расположения дыхалец ( до 10 пар): голопнейстический, гемипнейстический, апнейстический n Воздухоносные пути: стигма - атриальная полость – трахея – трахейная сеть – трахеола – концевые веточки трахеолы n Воздушные мешки n Дыхание: -диффузное - постоянно открытые дыхальца -активное - расслабление и сжатие брюшка n Дыхательные системы: -открытые – имеют стигмы -закрытые – поступление газов через трахейные, ректальные, дыхальцевые жабры, покровы n Трахейные жабры - пластинчатые, кустистые n Функции трахей: проводники воздуха, внутренний скелет Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 12

Внутреннее строение насекомых Кровеносная система Система незамкнутая n Полость тела – гемоцель n Сердце: камеры, остии с клапанами n Аорта – открывается свободно n Кровоток крыльев: жилки n Кровоток конечностей. n Пульсирующие ампулы, мембранозная сократительная перепонка (добавочные n сердца) n Гемолимфа – бесцветная, желтоватая Состав: гемоглобин, гемоциты, плазма Функции гемолимфы: транспорт питательных веществ, защитная, гидравлическая, метаболизм, дыхательная n Жизнь животных, 1969 Сердце и участок сосуда насекомого Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 13

Нервная система и органы чувств Нервная система Система - брюшная нервная цепочка: Центральная: n Головной мозг Протоцеребрум: зрительные доли, грибовидные тела – ассоциативные центры Дейтоцеребрум: обонятельные доли - усики Тритоцеребрум - верхняя губа, начало симпатической системы n Нервная цепочка: ганглии сконцентрированы по оси тела n Подглоточный ганглий - ротовые конечности Периферическая: нервы центральной и симпатической системы, нейроны Симпатическая - три отдела: стоматогастрический, брюшной, хвостовой n Нейросекреторные клетки n Железы внутренней секреции: прилежащие тела, кардиалные тела, проторакальные железы n Центральная нервная система насекомых Нервная система пчелы Жизнь животных, 1969 Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 14

Нервная система и органы чувств Основа органов – сенсиллы (одиночные, в органах) n Механорецепторы: Сенсиллы - трихоидные, коловидные, хордотональные Органы - Джонстонов, тимпанальные n Хеморецепторы: - волоски - пластинки - ямки Механорецепторная сенсилла 2 1 Тимпональный орган кузнечика: голень передних ног (1) и срез голени (2) www. bio. 1 septemher. ru Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 15

Нервная система и органы чувств Органы чувств Фоторецепторы: Сложные глаза – группа омматидиев n дневных насекомых – аппозиционные n ночных – суперпозиционные Простые глаза (1 -3 глаз) – иннервация от протоцеребрума n латеральные глазки личинок насекомых с полным метаморфозом (стеммы) - иннервация от зрительных долей n Рецепторы влажности n Терморецепторы n Органы равновесия n www. luminance-contrast. com Терморецепторы на хоботке комара www. gluca. narod. ru «Фасеточное» зрение насекомых Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 16

Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. n n n Строение половой системы Биология размножения Эмбриональное развитие Постэмбриональное развитие Происхождение метаморфоза Модуль 4. Целомические животные: членистоногие, иглокожие, гемихордовые 17

Строение половой системы Половая система Раздельнополые n Половой диморфизм n Половые железы – парные Женская система n Яичники: гермарий, яйцевые трубки (овариолы), ножка, каликс n Яйцеводы, влагалище, семяприемник, совокупительная сумка, придаточные железы, яйцеклад Мужская система n Семенники: фолликулы(трубочки) n Семяпроводы, семяизвергательный канал, дополнительные железы, совокупительный орган Оплодотворение внутреннее, сперматофорное n Половые органы таракана Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. www. cultinto. ru 18

Биология размножения Яйцекладущие, живородящие n размножение обоеполое, партеногенез, чередование поколений (тли) n Педогенез (двукрылые), полиэмбриония (наездники) Жизненные циклы: n без чередования поколений с обоеполым половым размножением n с чередованием обоеполого и партеногенетического поколений Индивидуальное развитие: n эмбриональное развитие (в яйце) n постэмбриональное (от личинки до имаго) n Фото Е. В. Борисовой © Партеногенетическое размножение тлей в течение лета Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 19

Эмбриональное развитие насекомых Образование зародыша n Яйца центролецитальные, дробление поверхностное; гомолецитальные Яйцо: 2 оболочки (желточная, хорион), микропиле (одно или несколько) n Деление ядра, цитоплазмы n Миграция энергид в периплазму n Образование зародышевой полоски n Закладка зародышевых листов: мезодерма - иммиграция, инвагинация клеток зародышевой полоски энтодерма - из клеток на концах мезодермы (из желточных клеток) Поперечный разрез Вид зародыша с брюшной стороны Дробление яйца и образование зародыша насекомых Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. www. e-lib. gasu. ru 20

Эмбриональное развитие Развитие зародыша Бластокинез: - разрастание зародыша по длине яйца - погружение зародыша в желток n Образование оболочек: сероза, амнион, амниотическая полость n Сегментация зародыша и закладка конечностей, этапы: - протоподный - полиподный - олигоподный n Закладка отделов: - головной (+ интеркалярный сегмент) - грудной (3 сегмента) - брюшной (11 сегментов) n Дифференцировка внутренних органов n Рост зародыша n Разрушение зародышевых оболочек n Образование зародышевых оболочек Сегментация эмбриона Формирование отделов и органов Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. www. e-lib. gasu. ru 21

Постэмбриональное развитие насекомых Метаморфоз Первичные формы Основные формы Анаморфоз Гемиметаморфоз Протоморфоз Гиперморфоз Стадии: • яйцо • личинка • куколка (pupa) • взрослое Стадии: • яйцо (ova) • личинка (larva) • взрослое (imago) Личинки: нимфа наяда (провизорные органы) Голометаморфоз Паразитические стадии Гиперметаморфоз Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 22

Постэмбриональное развитие Формы метаморфоза Первичные: n Анаморфоз n Протоморфоз Основные n Гемиметаболическое развитие Стадии: яйцо (ova), личинка (larva), взрослое (imago) Личинка нимфа, наяда (провизорные органы) Формы: гипоморфоз, гиперморфоз n Голометаболическое развитие Стадии: яйцо, личинка, куколка (pupa), взрослое Формы: гиперметаморфоз (паразитические стадии) Гемиметаморфоз Голометаморфоз www. bibl. tikva. ru Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 23

Постэмбриональное развитие Классификации личинок Форма тела Истинная (1 -2) Безножка (7, 8) Безголовка (6, 8) Гусеница (4) Способы движения Камподиевидные (1) Эруковидные (2) Проволочниковые (5) Червеобразные (3, 4, 6 -8) Ложногусеница (3) Развитие конечностей Протоподные (6) Полиподные (3 -4) Жизнь животных, 1969 Олигоподные (1, 2, 5) Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. Аподные (7 -8) 24

Постэмбриональное развитие ди зо н Стадия куколки Типы куколок Открытая Покрытая Гистолиз разрушение личиночных тканей Гистогенез формирование органов имаго n n www. e-lib. gasu. ru Скрытая (пупарий) эк Процессы превращения Образование органов из имагинальных дисков Олигомеризация нервной системы Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 25

Происхождение метаморфоза Гипотезы происхождения метаморфоза протоморфоз гемиметаморфоз голометаморфоз протоморфоз голометаморфоз Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 26

Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. n n n Классификации насекомых Скрыточелюстные насекомые Открыточелюстные насекомые Древнекрылые насекомые Новокрылые насекомые Основные отряды новокрылых Модуль 4. Целомические животные: членистоногие, иглокожие, гемихордовые 27

Классификации насекомых Классификация насекомых Системы классификаций n Аристотель – по наличию крыльев Шестиногие n Сваммердам, К. Линней, Ф. Брауер, Hexapoda, Insecta А. В. Мартынов, Г. Я. Бей-Биенко, Г. Росс - по способу превращения Скрыточелюстные Открыточелюстные - по структуре крыльев Entognatha Ectognatha - по мышечной системе крыльев - происхождению крыльев Бескрылые - наличию крыльев на взрослой стадии Apterygota - строению ротового аппарата Крылатые Pterygota Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 28

Классификации насекомых Современная система Клюге Шестиногие Hexapoda Надкласс Класс Entognatha Amyocerata Зигоэнтомовые Zygoentomata Подкласс Крылатые Pterygota По разным классификациям выделяют 27 -34 отряда Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 29

Скрыточелюстные насекомые Основные отряды Бессяжковые Protura insects. tamu. edu Скрыточелюстные Entognata Ногохвостки Collembola Двухвостки Diplura insects. tamu. edu § Ротовой аппарат скрыт в головной капсуле § На голове расположены усики, простые глаза, глаза могут отсутствовать § На брюшке ногохвосток двигательные придатки (прыгательная вилочка) Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 30

Открыточелюстные насекомые Первичнобескрылые насекомые Зигоэнтомовые Zygoentomata Щетинохвостки Triplura, Thysanura n n n Первичнобескрылые Глаза простые, сложные Придатки брюшка - грифельки www. entomology. edu Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 31

Древнекрылые насекомые Основные отряды древнекрылых насекомых - Крылья в покое распростерты Крылатые Pterygota Древнекрылые Palaeoptera Поденки Ephemeroptera www. aquaroom. info Новокрылые Neoptera Стрекозы Odonata www. aquaroom. info • Две пары сетчатых крыльев • Две пары крыльев • Ротовой аппарат грызущего типа • Ротовые органы недоразвиты • Неполный метаморфоз • На брюшке 2 -3 хвостовые нити • Личинка - наяда • Личинки живут в воде Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов 32 насекомых. Значение насекомых.

Новокрылые насекомые Основные отряды новокрылых насекомых - Крылья в покое складывают на спинной стороне тела Новокрылые Neoptera Hemimetabola Holometabola Таракановые Blattodea Жесткокрылые Coleoptera Прямокрылые Orthoptera Ручейники Trichoptera Полужесткокрылые Hemiptera Чешуекрылые Lepidoptera Равнокрылые хоботные Homoptera Перепончатокрылые Hymenoptera - Тип развития - гемиметаморфоз Двукрылые Diptera - Тип развития - голометаморфоз Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 33

Основные отряды новокрылых Отряд Таракановые Blattodea Отряд Прямокрылые Orthoptera Фото Е. В. Борисовой © www. insecta. edu Фото Е. В. Борисовой © http//: antclub. org - Крылья перепончатые - Ротовой аппарат - грызущий www. insecta. edu - Передние крылья кожистые - Задние – перепончатые - Задние ноги прыгательные - Ротовой аппарат - грызущий Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 34

Основные отряды новокрылых Полужесткокрылые Hemiptera Фото Е. В. Борисовой © Равнокрылые хоботные Homoptera www. livt. net Фото Е. В. Борисовой © www. livt. net - Передние крылья – гемиэлитры - Задние крылья перепончатые - Ротовые органы колюще-сосущие Фото Е. В. Борисовой © - Крылья перепончатые - Ротовые органы колющесосущие Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 35

Основные отряды новокрылых Отряд Жесткокрылые Coleoptera Фото Е. В. Борисовой © www. macroworld. ru Фото Е. В. Борисовой © - Передние крылья – элитры - Задние крылья - перепончатые - Ротовой аппарат - грызущий Отряд Ручейники Trichoptera www. livt. net - Крылья перепончатые, покрыты волосками - Ротовой аппарат - недоразвит Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 36

Основные отряды новокрылых Отряд Чешуекрылые Lepidoptera Фото Е. В. Борисовой © • Крылья перепончатые, покрыты чешуйками • Ротовой аппарат – хоботок, сосущий тип, грызущий (у примитивных) Отряд Перепончатокрылые Hymenoptera Фото Е. В. Борисовой © • Крылья перепончатые • Брюшко подвижно либо всем основанием причленяется к груди • Ротовой аппарат грызущий, лакающий • Придатки брюшка – жало, яйцеклад Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 37

Основные отряды новокрылых Отряд Двукрылые Diptera Отряд Блохи Aphaniptera Фото Е. В. Борисовой © www. parasitology. edu Фото Е. В. Борисовой © - Передние крылья перепончатые - Задние – преобразованы в жужжальца - Вторично бескрылые - Задние ноги прыгающие - Ротовые органы колющие - Эктопаразиты теплокровных Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 38