Насекомые общая характеристика. Краткое описание класса насекомые

Особенности внешнего, внутреннего строения и процессов жизнедеятельности:

• Глава состоит из 5 сегментов. С нижней стороны головы находится рот. По бокам расположены сложные глаза. Между ними могут быть простые глазки. На голове находится 1 пара усиков или сяжок, выполняющие функции осязания и обоняния.
• Грудь состоит из трех сегментов, каждый из которых несет 1 пару конечностей. Всего у насекомых 3 пары конечностей.
• На спине может находиться 1-2 пары крыльев.
• Брюшко состоит из 8 и более сегментов, зависит от уровня развития насекомого. Чем она примитивна, тем больше сегментов.
• Есть видоизмененные конечности: яйцеклад, копулятивный орган и жало.
• Кровеносная система незамкнутую, движение крови (гемолимфы), заполняющей полость тела, обеспечивается спинным сосудом (аортой) с пульсирующим отделом — трубкоподибним сердцем. Гемолимфа желтоватого цвета и не участвует в дыхании.
• Дыхательная система образована трахеями, обеспечивающих газообмен в организме насекомых. Трахеи открываются наружу дыхальца, которые находятся на боковой поверхности брюшка.
• Пищеварительная система представлена дифференцированным пищеварительным трактом и слюнными железами. Ротовые аппараты различные по типу и строению. Передняя кишка делится на рот, глотку, пищевод, который часто расширяется в зоб и желудок. Печени у насекомых нет. Есть слюнные железы, железистые клетки средней кишки и ректальные железы, которые обеспечивают всасывания воды. Средняя кишка образует складки. Задняя кишка выводит продукты обмена веществ.
• Выделительная система представлена пучком мальпигиевых сосудов и жировым телом, в котором накапливаются продукты обмена.
• Нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки, включающей в себя несколько ганглиев.
• Развитие нервной системы обусловил появление у насекомых сложных инстинктов, заботы о потомстве, распределение функций у общественных насекомых.
• Кроме зрения, насекомые наделены прикосновением, острым обонянием, вкусом, слухом, гигротермической чутьем и т.д.
• Насекомые раздельнополые. Резко выраженный половой диморфизм. Половые железы парные, оплодотворение внутреннее.

Развитие насекомых сопровождается сменой стадий (фаз) и превращением — метаморфозом. При неполном превращении выражены лишь 3 стадии: яйцо — личинка — взрослое насекомое. При полном: яйцо — личинка — куколка — взрослое насекомое.

В классе Насекомые выделяют более 35 рядов.

Среди них ряды с неполным превращением: тараканы, прямокрылые, вши, термиты, равнокрылые и клопы.

Развитие с полным превращением характерен для представителей таких рядов: жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки), двукрылые, блохи и перепончатокрылые.

Насекомые играют чрезвычайно важную роль в наземных и пресноводных биоценозах благодаря своей численности, биомассе и разнообразия питания.

Огромное значение насекомых в круговороте веществ в природе. Насекомые входят в состав различных цепей питания и участвуют в процессе почвообразования. Они опыляют цветковые растения и выполняют санитарную роль в природе.

С давних времен человек разводит некоторые виды насекомых для получения от них ценной продукции. Прежде всего, это медоносная пчела, которая дает человеку мед, прополис, пергу, маточное молочко и воск. Разводят и тутового шелкопряда для получения натурального шелка.

Большое значение имеют насекомые в сельском и лесном хозяйстве в связи с развитием биологических мер борьбы с насекомыми-вредителями. Насекомые — весьма удобный объект для самых разнообразных научных исследований.

Класс Насекомые - это самый высокоорганизованный, многочисленный, разнообразный класс членистоногих, распространены во всех средах жизни, в водной - вторично. Большинство представителей способны к полету. Насекомые относятся к типу Членистоногие .

Значение насекомых:

1. Участие в круговороте веществ

2. Важная роль в цепях питания

3. Опыление цветов и распространение семян

4. Получение продуктов питания, лекарственных препаратов, шелка

5. Вредители сельского хозяйства

6. Хищные насекомые истребляют вредителей сельского хозяйства

7. Повреждение тканей, древесины, книг, механизмов

Класс Насекомые

Отделы тела

Голова, грудь, брюшко

Особенности строения

Есть крылья

Среда оби-тания

Во всех средах

Количество ходильных ног

У разных видов -разная пища и раз-ные ротовые аппараты

Дыхательная система

Пучки трахей, от-крывающиеся на сегментах брюшка

Кровеносная система

НЕЗАМКНУТАЯ; кровеносные сосуды открываются в по-лость тела, на нижней стороне тела кровь собирается в другие сосуды; есть сердце (двухкамерное - одно предсердие и один желудочек)

Выдели-тельная сис-тема

Мальпигиевы сосу-ды и жировое тело

Нервная сис-тема

Окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка

У насекомых головной мозг - результат слияния скоплений нервных клеток (поэтому более сложное поведение)

Органы чувств

Зрение (мозаич-ное), обоняние, осязание, слух

Представи-тели

Отряды Жестко-крылые, Чешуе-крылые, Двукры-лые, Перепонча-токрылые, Пря-мокрылые

Главнейшие отряды насекомых

Насекомые с неполным превращением

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, - СПб.: 2004.

Систематика класса Насекомые

Класс Насекомые (Insecta ) относится к надклассу Шестиногие (Hexapoda ) подтипу Трахейнодышащие (Tracheata ) типу Членистоногие (Arthropoda ).

Выделяют класс Насекомые скрыточелюстные и класс Насекомые открыточелюстные. Всего известно порядка $1$ млн. видов. Однако энтомологи считают, что эта цифра может достигать $2-3$ млн.

Замечание 1

Насекомые – самая многочисленная группа животных по числу особей, видов, по широте распространения.

Внешнее строение насекомых

Класс скрыточелюстных насекомых имеет отличительные от класса открыточелюстных насекомых признаки:

• отсутствуют крылья;
• грудной отдел обособлен от брюшного слабо;
• стенки ротовой полости срощены с нижней губой, в результате чего образуется полость, содержащая мандибулы и максиллы;
• на голове расположены простые глазки, усики;
• брюшко имеет двигательные придатки.

В строении тела класса открыточелюстных насекомых, составляющих основной класс насекомых, выделяют следующие черты строения:

• тело подразделяется на голову, грудь, брюшко;
• на голове расположены три пары ротовых конечностей и усики (антенны), у большинства видов есть фасеточные глаза, единичные простые глазки;
• ротовой аппарат открытого типа, может быть грызущим, грызуще-лижущим, сосущим, колюще-сосущим, лижущим;
• грудь трехсегментная, несет три пары ног, крылатые насекомые имеют две пары крыльев;
• брюшко с различным числом сегментов, рудименты брюшных ножек видоизменены в половые придатки или грифельки;
• у большинства насекомых есть развитые крылья;
• конечности состоят из пяти отделов: тазика, вертлуги, бедра, голени, лапки.

В зависимости от роли, выполняемой конечностями различают:

• бегательные,
• копательные,
• ходильные,
• хватательные,
• плавательные,
• прыгательные,
• присасывательные ноги.

Особенности внутреннего строения насекомых

Кожно-мышечная система. Кожа представлена гиподермой, которая наружу выделяет кутикулу. Кутикула хитиновая, трехслойная, участвует в образовании наружного скелета и формирует эндоскелет – тенторий, к которому прикрепляются внутренние органы и мышцы. Мышечная система дифференцированная. Практически все мышцы поперечнополосатые. У насекомых выделяют:

1. скелетные мышцы, приводят в движение тело и придатки.
2. внутренностные, входят в состав внутренних органов.

Пищеварительная система состоит из трех отделов:

• передняя кишка подразделяется на глотку, пищевод, иногда присутствует зоб, мускульный желудок – провентрикулюс;
• в средней кишке происходит переваривание и всасывание пищи, может образовывать пилорические придатки, выполняющие роль пищеварительных желез; перитрофическая мембрана обволакивает пищу и защищает от механических повреждений;
• задняя кишка может быть дифференцирована на тонкую, толстую и прямую, содержит ректальные железы; вывод экскрементов происходит через анальное отверстие.

Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами, которые впадают в заднюю кишку. Основным продуктом выделения являются кристаллы мочевой кислоты. Функцию выделения обеспечивают почки накопления: перикардиальные клетки и клетки жирового тела. Продукты обмена могут откладываться в покровную кутикулу и удаляться в процессе линьки животного.

Кровеносная система незамкнутая. Гемолимфа, за счет работы сердца, свободно перемещается по полостям тела, омывая органы. Сердце имеет форму трубки, разделенной на камеры замкнутой с одной стороны. Расположено сердце на спинной стороне тела. У некоторых насекомых гемолимфа ядовитая, что играет защитную функцию.

Пример 1

Жуки-нарывники и божьи коровки имеют кровь, обладающую едкими свойствами. Во время опасности насекомые выбрызгивают гемолимфу из мест сочленения ног и сегментов. Такое произвольное кровопускание называется аутогеморрагия.

Дыхательная система трахейного типа. Трахеи открываются наружу дыхальцами – стигмами. Количество дыхалец может быть разным, максимальное число – $10$. Трахейная система, содержащая дыхальца, называется открытой (майский жук, мухи-пчеловидки), не имеющая дыхалец – закрытой (личинки стрекозы-коромысло). Трахеи могут образовывать воздушные мешки, облегчающие удельный вес насекомого.

Нервная система построена по типу брюшной нервной цепочки. Головной мозг состоит из трех отделов: прото-, дейто-, тритоцеребрума. В пределах класса происходит олигомеризация ганглиев брюшной нервной цепочки. Сформирована система симпатических нервов.

Центральная нервная система содержит нейросекреторные клетки, секрет которых регулирует деятельность эндокринных желез и выработку гормонов.

Развитие может быть прямым или протекать с метаморфозом. Различают:

1. Аметаболию – прямое развитие первичнобескрылых насекомых.
2. Гемиметаболию – развитие с постепенным метаморфозом. Встречается у крылатых насекомых (саранча, тараканы, клопы, цикады и др.).
3. Голометаболию – полное превращение, протекающее с чередование фаз: яйцо – личинка – куколка – имаго. Характерно для двукрылых, бабочек, жуков, перепончатокрылых, сетчатокрылых и ручейников.

Насекомые являются классом, принадлежащим типу Членистоногие. К насекомым принадлежит подавляющее число видов членистоногих. Насчитывают порядка 1,5 миллионов видов насекомых. По сравнению с ракообразными и паукообразными они устроены более сложно в связи с тем, что лучше приспособились к обитанию на суше и освоили здесь почти все среды жизни. Они ползают по земле, живут в почве, летают и прыгают. Некоторые даже вернулись к жизни в воде, но все равно при этом дышат воздухом.

К насекомым относятся жуки, бабочки, кузнечики, комары, стрекозы, мухи, пчелы, муравьи, тараканы и многие другие.

Можно дать следующую общую характеристику насекомых:

• Тело покрыто кутикулой, содержащей хитин (как и у всех членистоногих).
• Тело насекомых состоит из головы, груди и брюшка . Грудь состоит из трех сегментов. Количество сегментов брюшка бывает разным в зависимости от вида (от 6 до 10 сегментов).
• Три пары ног (всего 6), которые отрастают от сегментов груди. Каждая нога состоит из нескольких члеников (тазик, вертлуг, бедро, голень, лапка). У некоторых насекомых ноги могут быть видоизменены в связи с тем, что выполняют не функцию хождения, а какую-либо другую (для прыжков, рытья, плавания, хватания). Например, у кузнечиков задние ноги более мощные и длинные и обеспечивают ему хороший прыжок. А у богомолов передние ноги видоизменены в хватательные конечности, ими он ловит других насекомых.
• У большинства насекомых имеются две пары крыльев . Они отрастают от двух последних сегментов груди. У ряда групп первая пара крыльев видоизменена в жесткие надкрылья (например, у жуков).
• На голове имеется одна пара усиков , на которых располагаются органы обоняния и осязания.
• Глаза насекомых сложные (фасеточные) , состоят из множества простых глазков (фасеток). Такие глаза формируют мозаичное изображение (общая картина составляется из маленьких частей).
• У насекомых нервная система и поведение сложнее, чем у других групп членистоногих, но ее общий план строения примерно такой же. Выделяют головной мозг (надглоточная ганглиозная масса), окологлоточное кольцо, брюшную нервную цепочку.
• Насекомые могут по-разному питаться. В процессе эволюции у них сформировались различные ротовые аппараты (грызущего, сосущего, фильтрующего и других типов). В любом случае в образовании ротовых аппаратов участвуют верхние и нижние губы, пара верхних и пара нижних челюстей, а также хитиновый язык.
• Пищеварительная система состоит из ротовой полости, пищевода, зоба (не всегда), желудка, средней кишки, задней кишки, анального отверстия. В ротовую полость и среднюю кишку впадают различные железы, выделяющие пищеварительные ферменты. В желудке насекомого пища в основном измельчается с помощью жестких хитиновых образований. Переваривание происходит в средней кишке, которая на границе с желудком по кругу имеет слепые отростки, увеличивающие ее поверхность.
• Выделительная система представлена только мальпигиевыми сосудами . Это трубки, один конец которых впадает в заднюю кишку, а другой находится в полости тела и слепо замкнут. Через стенки мальпигиева сосуда из полости тела, в которой течет кровь, фильтруются продукты жизнедеятельности, которые требуется вывести из организма. Из задней кишки они выходят вместе с непереваренными остатками пищи. Наиболее вредные вещества организм насекомых изолирует в так называемом жировом теле (но основная его функция - запас питательных веществ).
• Дыхательная система состоит только из трахей - разветвленных трубочек, пронизывающих тело. Наружу они открываются на каждом сегменте парой отверстий.
• Кровеносная система незамкнутая , т. е. из сосудов кровь изливается в полость тела, а затем снова собирается в сосуды. Кровь толкает сердце, расположенное на спинной стороне брюшка. Из сердца кровь течет в головном направлении. От головы кровь течет в брюшном направлении по промежуткам между органами. Затем снова собирается в сосуды, идущие к сердцу. Кровь участвует только в переносе питательных веществ из кишечника и выводе вредных продуктов жизнедеятельности из клеток. Кислород в ткани организма насекомого поступает прямо из трахей. В них же из тканей выделяется углекислый газ. Несмотря на то, что трахейная система дыхания для членистоногих считается более продвинутой, и трахеи пронизывают все тело насекомого, данный тип дыхания препятствует увеличению размеров насекомых. Большое тело невозможно полноценно обеспечить кислородом с помощью трахей.
• Существует два типа развития насекомых: с полным превращение и с неполным превращением . У насекомых с полным превращением в жизненном цикле наблюдается метаморфоз, когда непохожая на взрослых особей личинка через окукливание сильно изменяется и становится взрослым половозрелым насекомым. Такое развитие позволяет личинкам и взрослым питаться и жить в разных местах, что снижает конкуренцию между ними. У насекомых с неполным превращением метаморфозов в жизненном цикле нет. Из яиц они выходят внешне похожими на взрослых особей. По мере роста молодняк несколько раз линяет, в нем развиваются половые органы.
• На протяжении исторического развития жизни на Земле (эволюции) многие насекомые вступили в своеобразный симбиоз с цветковыми растениями, став их опылителями и кормясь их пыльцой и нектаром. Именно это определило и их внешнее строение (особенно строение ротового аппарата) и все многообразие и красоту цветков растений. Многие виды насекомых опыляют только определенные виды растений, цветок которых приспособлен для опыления только данным видом насекомого.