Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых

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

Характеристика надкласса Насекомые Характеристика надкласса шестиногие Известно около 1 млн. видов, обитания - всюду Внешнее строение Голова n Тело из трех тагм: голова (cephalon), грудь (thorax), перепончатокрылого брюшко (abdomen) Жизнь животных, 1969 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). Затылок - вокруг затылочного отверстия n Боковые отделы: щеки (genae) Фото Е. В. Борисовой © Глаза (сложные, простые), усики Ротовой аппарат 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, шмели): верхняя губа, мандибулы Грызущий Лакающий максиллы: удлиненная наружная жевательная лопасть (galea) - верх хоботка, нижняя губа удлиненный щупик (palpi) - низ хоботка, внутренние лопасти (glossae) - язычок Сосущий (бабочки): верхняя губа, хоботок = удлиненные жевательные лопасти (galea) максилл, нижняя губа - площадка со щупиками Колюще- сосущий Колюще-сосущий (комары, клопы и др. ): верхняя губа; мандибулы, максиллы, гипофаринкс – в виде стилетов нижняя губа – футляр. Особенности строения у клопа Лижущий (мухи): верхняя губа, нижняя губа - развиты лабеллумы, гипофаринкс Отсутствует (недоразвит) – овода, поденки и др. Основное и дополнительное питание Сосущий Лижущий www. e-lib. gasu. ru Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 3

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

Внешнее строение насекомых Брюшной отдел n Сегментирован (до 11 сегментов) n Строение: тергит, стернит, плейральные мембраны www. insects. tamu. edu n Видоизмененные конечности: церки, грифельки, яйцеклады, жало, прыгательная вилочка Фото Е. В. Борисовой © www. insects. tamu. edu Фото Е. В. Борисовой © 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 Кутикула, гиподерма, базальная мембрана Кутикула: эпикутикула и прокутикула (экзокутикула, эндокутикула). Вариации. Функции кутикулы. Рост, линьки n Придатки покровов: структурные и скульптурные. Характеристика Окраска: химическая (пигментная), структурная (физическая), комбинированная n Значение окраски: прямое - влияние на внутренние процессы, косвенное: криптическая, телехроматическая (предупреждающая, отпугивающая, мимикрия, связанная с размножением) n Производные гиподермы – железы: Фото Е. В. Борисовой © восковые, пахучие, ядовитые, лаковые и др Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 6

Внутреннее строение насекомых Мышечная система n Мышечные пучки (1, 5 -2 тысяч) n Мышцы поперечнополосатые n Висцеральные (внутренностные) www. nature. web. ru Полетный механизм стрекозы (вверху) в n Скелетные (соматические) 4 группы сравнении с мухой (внизу): 1 - мышцы- мышц: головные, грудные, крыловые, опускатели прямого действия, 2 - мышцы- подниматели, 3 - мышцы-опускатели непрямого брюшные. Асинхронные мышцы действия Жировое тело - рыхлая ткань с трахеями n Функции: накопление питательных веществ, поглощение продуктов обмена, источник метаболической воды n Клетки жирового тела: трофоциты, www. insects. tamu. edu уратные, хромоциты, мицетоциты Рыхлая масса жирового тела личинки мухи Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 7

Внутреннее строение насекомых Полость тела Сердце n Полость тела – миксоцель Перикардиальная диафрагма диафрагмы делят на 3 синуса: n Перикардиальный расположено сердце Жировое тело n Периневральный расположена брюшная нервная цепочка n Висцеральный располагаются пищеварительная, выделительная, половая системы n Дыхательная система - во всех Периневральная диафрагма синусах Нервная цепочка Поперечный срез тела насекомого www. e-lib. gasu. ru Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 8

Внутреннее строение насекомых Пищеварительная система n Три отдела, разделены клапанами: кардиальный, пилорический Передняя кишка: глотка, пищевод, зоб, желудок n Слюнные железы - ротовая полость Функции желез: пищеварение (углеводы, редко: белки, жиры), содержит антикоагулянты (кровососы), анестезирующие вещества. Смена функций: прядильные, аллотрофические железы. Средняя кишка. Функции: переваривание (ферменты) и всасывание пищи. Секреция ферментов: голокринная, мерокринная n Пилорические придатки n Крипты - складки стенки кишки n Перитрофическая мембрана (грубая пища) Задняя кишка. Функции: формирование и удаление Жизнь животных, 1969 экскрементов, всасывание воды, переваривание (содержит симбионтов у некоторых личинок) Кишечник таракана Ректальные железы Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 9

Внутреннее строение насекомых Пищевая специализация Группы пищевой специализации: n Пантофаги n Полифаги n Олигофаги (узкие, широкие, аномальные) 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(червецы)-150 (пчелиные) эктодермального происхождения Одиночно, в пучках, подвижны. Однослойный эпителий, мышцы Продукт выделения - мочевая кислота, вода возвращается в гемолимфу n Ректальные железы - реабсорбция воды. Мальпигиевы сосуды n Лабиальные железы (основание таракана нижней губы) – остаток целома Жизнь животных, 1969 (коллемболы, подуры, щетинохвостки) Органы накопительной экскреции: n Жировое тело (уратные клетки) n Нефроциты. Фагоцитарные органы Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 11

Внутреннее строение насекомых Дыхательная система n Трахеи с тенидиями. Функции трахей: проводники воздуха, внутренний скелет. Воздушные мешки (строение), функции n Воздухоносные пути: Стигма - атриальная полость – трахея – трахейная сеть – трахеола – концевые веточки – клетки тела. n Дыхание: Трахейная диффузное - постоянно открытые дыхальца система активное - расслабление и сжатие брюшка таракана Дыхательные системы. 1. Открытые – имеют стигмы Голопнейстические (10 пар дыхалец), гемипнейстические (менее 10 пар) 2. Закрытые (апнейстические) дыхалец нет: поступление Трахейная газов через трахейные, ректальные, дыхальцевые стенка жабры, покровы. Трахейные жабры - пластинчатые, Жизнь животных, 1969 кустистые Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 12

Внутреннее строение насекомых Кровеносная система n Система не замкнутая. Полость тела с не замкнутой системой - гемоцель n Сердце: камеры, остии с клапанами n Крыловидные мышцы n Аорта – открывается свободно n Кровоток крыльев: жилки (правило Каруса). Кровоток конечностей. Жизнь животных, 1969 n Добавочные сердца - пульсирующие ампулы, мембранозная сократительная перепонка n Гемолимфа – бесцветная, желтоватая Состав: гемоциты, плазма, редко гемоглобин Функции гемолимфы: транспорт питательных веществ, защитная, гидравлическая, метаболизм, дыхательная Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 13

Нервная система и органы чувств Нервная система n 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 Подглоточный ганглий - ротовые конечности. Нервная цепочка: ганглии сконцентрированы по оси тела Периферическая: нервы центральной и симпатической системы, нейроны Симпатическая - три отдела: стоматогастрический, брюшной, хвостовой n Нейросекреторные клетки Центральная Нервная нервная система пчелы n Железы внутренней секреции: прилежащие тела, насекомых кардиалные тела, проторакальные железы Жизнь животных, 1969 Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 14

Нервная система и органы чувств Органы чувств Основа органов – сенсиллы (одиночные, в органах). Строение сенсиллы: чувствительная клетка (клетки), отростки: а) к нервной системе, б) периферический. На поверхности тела воспринимающее Механорецепторная образование сенсилла n Механорецепторы: Сенсиллы - трихоидные, коловидные, кампаниформные, хордотональные (сколопидии, сколпофоры) Органы – Джонстонов, тимпанальные (органы 1 2 слуха), субгенуальные Тимпональный орган кузнечика: голень n Хеморецепторы: волоски, пластинки, передних ног (1) и срез голени (2) - ямки www. bio. 1 septemher. ru Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 15

Нервная система и органы чувств Органы чувств n Фоторецепторы: Сложные глаза (oculi)– группа омматидиев www. luminance-contrast. com Дневные насекомые – аппозиционные глаза Терморецепторы на Ночные насекомые – суперпозиционные глаза хоботке комара Аккомодация. Иннервация – зрительные доли протоцеребрума Простые глаза (1 -3 глаз) – иннервация от средней части протоцеребрума Латеральные глаза (стеммы) 1 -6, редко больше - глаза личинок насекомых, развивающихся с полным метаморфозом - иннервация от зрительных долей www. gluca. narod. ru n Гигро- и терморецепторы n Органы равновесия «Фасеточное» зрение насекомых Лекция 19. Внешнее и внутреннее строение насекомых 16

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

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

Биология размножения n Яйцекладущие, живородящие n Размножение обоеполое, партеногенез n педогенез (некоторые 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) Фото Е. В. Борисовой © n Дополнительное питание. Гонотрофический цикл (кровососы) Партеногенетическое размножение тлей в течение лета Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 19

Эмбриональное развитие насекомых n Яйцо: 2 оболочки (желточная, хорион), микропиле (одно или несколько) Яйца центролецитальные; гомолецитальные Поперечный разрез (коллемболы, наездники) Последовательность: 1. Деление ядра и прилегающей цитоплазмы. Образование энергид 2. Миграция энергид в периплазму 3. Поверхностное дробление 4. Образование зародышевой полоски 5. Закладка зародышевых листков: Вид зародыша с брюшной стороны мезодерма – иммиграция или инвагинация Дробление яйца и образование клеток зародышевой полоски зародыша насекомых www. e-lib. gasu. ru Энтодерма, эктодерма Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 20

Эмбриональное развитие Развитие зародыша n Бластокинез: 1. Разрастание зародыша по длине яйца 2. Погружение зародыша в желток n Образование оболочек серозы и амниона, амниотической полости Образование зародышевых оболочек n Сегментация зародыша и закладка конечностей, этапы: - протоподный - полиподный - олигоподный n Закладка отделов: - головной (интеркалярный сегмент + челюстные сегменты) - грудной (3 сегмента) - брюшной (11 сегментов) Сегментация эмбриона Формирование n Дифференцировка внутренних органов отделов и органов n Рост зародыша www. e-lib. gasu. ru n Разрушение зародышевых оболочек Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 21

Постэмбриональное развитие насекомых Метаморфоз Первичные Основные формы Стадии: • яйцо (ova) Гемимета- Анаморфоз • личинка (larva) • взрослое (imago) Протоморфоз Гипоморфоз Личинки: нимфа Гиперморфоз наяда Стадии: (провизорные органы) • яйцо • личинка Голомета- морфоз • куколка (pupa) • взрослое Паразитические Гипер- стадии метаморфоз Лекция 20. Размножение и развитие насекомых. 22

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

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

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

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

Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. n Классификации насекомых n Скрыточелюстные насекомые n Открыточелюстные насекомые n Древнекрылые насекомые n Новокрылые насекомые n 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 Надкласс Hexapoda Класс Entognatha Amyocerata Подкласс Зигоэнтомовые Крылатые Zygoentomata Pterygota По разным классификациям выделяют 27 -34 отряда Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 29

Скрыточелюстные насекомые Основные отряды Скрыточелюстные Entognata Бессяжковые Ногохвостки Двухвостки Protura Collembola Diplura insects. tamu. edu 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 Первичнобескрылые n Глаза простые, сложные n 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 Новокрылые Palaeoptera Neoptera Поденки Ephemeroptera Стрекозы Odonata www. aquaroom. info • Две пары крыльев • Две пары сетчатых крыльев • Ротовые органы недоразвиты • Ротовой аппарат грызущего типа • На брюшке 2 -3 хвостовые нити • Неполный метаморфоз • Личинки живут в воде • Личинка - наяда Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 32

Новокрылые насекомые Основные отряды новокрылых насекомых - Крылья в покое складывают Новокрылые Neoptera на спинной стороне тела Hemimetabola Holometabola Таракановые Blattodea Жесткокрылые Coleoptera Прямокрылые Orthoptera Ручейники Trichoptera Полужесткокрылые Чешуекрылые Lepidoptera Hemiptera Равнокрылые хоботные Перепончатокрылые Homoptera 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 © www. insecta. edu http//: antclub. org - Передние крылья кожистые - Крылья кожистые и - Задние – перепончатые; отсутствуют - Задние ноги прыгательные - Ротовой аппарат - грызущий - Ротовой аппарат - грызущий Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 34

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

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

Основные отряды новокрылых Отряд Чешуекрылые Отряд Перепончатокрылые Lepidoptera Hymenoptera Фото Е. В. Борисовой © Фото Е. В. Борисовой © • Крылья перепончатые, покрыты • Крылья перепончатые; отсутствуют чешуйками • Брюшко подвижно либо всем • Ротовой аппарат – сосущий тип, основанием присоединяется к груди грызущий (у примитивных) • 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 © - Вторично бескрылые - Передние крылья перепончатые - Задние ноги прыгающие - Задние – преобразованы в - Ротовые органы колющие жужжальца - Эктопаразиты теплокровных Лекция 21. Классификации насекомых. Характеристика отрядов насекомых. Значение насекомых. 38