Насекомые

Тела насекомых

У насекомых есть экзоскелет (скелет снаружи). Их скелет состоит из тонких, твердых кусочков или пластин, как броня, из хитина. Все вместе эти части образуют твердый слой вокруг тела насекомого. Экзоскелет защищает насекомое.

Тело насекомого состоит из трех основных частей: головы, грудной клетки и брюшка. На голове расположены сложные глаза насекомого, два усика (они чувствуют и обоняют предметы) и рот.

На грудной клетке у насекомых есть крылья и ноги. У всех насекомых шесть ног (три пары сочлененных ног) и, как правило, четыре крыла (две пары).

Брюшко - это спинная часть насекомого. Внутри брюшка находится желудок, сердце и выделительная система, через которую из насекомого выходят отходы жизнедеятельности. У пчел также есть жало в задней части брюшка.

Анатомия насекомых A - голова B - грудная клетка C - брюшко 1. антенна2 . оцелли (нижние) 3. оцелли (верхние) 4. сложный глаз 5. мозг (мозговой ганглий) 6. проторакс7 . спинной кровеносный сосуд8 . трахейные трубки (ствол со спиралью) 9. мезоторакс10 . метаторакс11 . переднее крыло12 . заднее крыло13 . средняя кишка (желудок) 14. спинная трубка (сердце) 15. яичник16 . задняя кишка (кишечник, прямая кишка и анус) 17. анус18 . яйцевод19 . нервная хорда (брюшной ганглий) 20. Мальпигиевы трубки21 . подушечки пальцев22 . когти23 . тарзус24 . голень25 . бедро26 . трохантер27 . передняя кишка (жвачка, желудок) 28. грудной ганглий29 . кокса30 . слюнная железа31 . подэзофагеальный ганглий2 3. ротовой аппарат .

Физиология

Как наши мышцы соединяются с костями, заставляя нас ходить и стоять, так и мышцы насекомого соединяются с экзоскелетом, заставляя его ходить и двигаться. Их мышцы находятся на внутренней стороне скелета.

Насекомые - холоднокровные, что означает, что они не могут контролировать температуру своего тела. Это означает, что насекомые плохо переносят холод, во всяком случае, на открытом воздухе. Зимой многие насекомые впадают в состояние, называемое диапаузой, что для насекомых является вариантом спячки. Некоторые насекомые, например, тараканы, не могут впасть в диапаузу и погибают, если на улице становится слишком холодно. Именно поэтому тараканы любят жить в теплых домах.

Дыхательная и кровеносная системы

Дыхание насекомых происходит без легких. Существует система внутренних трубок и мешочков, через которые газы диффундируют или активно перекачиваются. Воздух всасывается через отверстия по бокам брюшка, называемые дыхательными трубками. Кислород попадает в ткани, которым он необходим, через трахею (элемент 8 на схеме).

Личинки многих насекомых живут в воде. У многих из них есть жабры, которые могут извлекать растворенный в воде кислород. Другие должны подниматься к поверхности воды, чтобы получить воздух, который может удерживаться или задерживаться в специальных частях их тела.

Взрослые насекомые во время полета интенсивно используют кислород. Он необходим им для работы летательных мышц - самой активной ткани, известной в биологии. Летательные мышцы потребляют кислород с огромной скоростью: 100 кубиков кислорода на каждый кубик ткани в час. При такой системе наибольший диаметр мышцы, которая могла бы потреблять кислород с такой скоростью, составляет около 0,5 см. Даже при наличии специальных дополнительных приспособлений насекомые не могут быть больше 11 см в длину. Тело самых крупных насекомых примерно такое же, как у мыши.

Некоторые насекомые также используют молекулу под названием гемоцианин, которая выполняет ту же работу, что и гемоглобин у позвоночных (но менее эффективно). В кровеносной системе насекомых нет ни вен, ни артерий. Кровь" называется гемолимфой и движется в пространстве, называемом гемоцель. Органы располагаются в гемоцеле и омываются гемолимфой. Сердце" - это не более чем одна трубка, которая пульсирует (сжимается).

Как растут насекомые

Насекомые начинают жизнь с яйца. Обычно яйца откладывает самка (мать) насекомого, но некоторые виды имеют живорождение (яйца развиваются внутри матери). Яйца маленькие, но их обычно можно увидеть невооруженным глазом.

Хотя взрослые особи крупнее, для того чтобы рассмотреть детали, нужна лупа или бинокулярный микроскоп. Профессиональный энтомолог использует бинокулярный микроскоп для определения насекомых, а также печатный справочник. Насекомых слишком много, чтобы кто-то мог запомнить их всех, и большинство энтомологов специализируются только на одном или двух порядках.

После вылупления из яиц могут происходить два вида развития. У некоторых насекомых происходит так называемый "неполный метаморфоз". Это означает, что из яйца выходит маленькое насекомое, называемое нимфой, которая выглядит почти так же, как и взрослое насекомое. По мере роста нимфа не меняет свой внешний вид, а только размер. Она проходит через несколько стадий, называемых "возрастами". Подобным образом растут кузнечики.

У других насекомых метаморфоз завершен, то есть маленькая личинка, выходящая из яйца, сильно отличается от взрослого насекомого. Насекомые с полным метаморфозом обычно выходят из яйца в виде личинки, которая обычно выглядит как червяк. Личинка питается пищей и увеличивается в размерах, пока не превратится в куколку. Куколки бабочек (множественное число от куколки) часто находятся внутри кокона. Внутри кокона насекомое меняет свой внешний вид и часто отращивает крылья. Когда кокон раскрывается, из него выходит взрослое насекомое. Многие насекомые проходят полный метаморфоз, например, жуки, бабочки и мотыльки, мухи. Взрослая стадия развития называется имаго.

Трахейная система таракана. Самые крупные трахеи проходят по всей ширине тела и на этом снимке расположены горизонтально. Масштабная линейка: 2 мм


Трахеальная система разветвляется на все более мелкие трубки. здесь они снабжают культуру таракана. Масштабная линейка: 2 мм


Нимфа богомола выглядит так же, как и взрослая особь богомола, но гораздо меньше.

Эволюционная история

Происхождение насекомых

Самым древним известным ископаемым насекомым является девонская Rhyniognatha, обитающая в 396-миллионнолетнем керте Rhynie. Внешне оно могло напоминать современное насекомое - серебристую рыбку. Этот вид уже обладал мандибулами того типа, который ассоциируется с крылатыми насекомыми, что позволяет предположить, что крылья могли появиться уже в это время. Таким образом, первые насекомые могли появиться раньше, в силурийском периоде.

Происхождение крыльев

В 2008 году исследователи обнаружили самый древний, по их мнению, в мире отпечаток всего тела примитивного летающего насекомого - экземпляр возрастом 300 миллионов лет, относящийся к каменноугольному периоду.

Происхождение полета насекомых остается неясным, поскольку самые ранние крылатые насекомые, известные в настоящее время, по-видимому, были способными летать. Некоторые вымершие насекомые имели дополнительную пару крыльев, прикрепленных к первому сегменту грудной клетки, в общей сложности три пары. Похоже, что насекомые не были особенно успешной группой животных до того, как у них появились крылья.

Верхнекаменноугольный и нижнепермский порядки насекомых включают как ныне живущие группы, так и ряд палеозойских групп, ныне вымерших. В эту эпоху некоторые гигантские стрекозоподобные формы достигали размаха крыльев 55-70 см (22-28 дюймов), что делало их намного крупнее всех ныне живущих насекомых.

Гигантизм мог быть вызван более высоким уровнем кислорода в атмосфере, что позволило увеличить эффективность дыхания. Еще одним фактором могло быть отсутствие летающих позвоночных. Многие из ранних групп вымерли во время пермско-триасового вымирания, крупнейшего массового вымирания в истории Земли, около 252 миллионов лет назад.

Виды насекомых

Различные виды насекомых можно разделить на группы, называемые порядками. Существует множество порядков насекомых. Ниже перечислены самые крупные порядки насекомых:

• У жуков (порядок Coleoptera) передняя пара крыльев превращена в твердый панцирь для защиты задних крыльев.
• Бабочки и мотыльки (порядок Lepidoptera) имеют большие, часто разноцветные крылья.
• Мухи (порядок Diptera) имеют только два крыла.
• Муравьи, пчелы и осы (порядок Hymenoptera) иногда имеют жала и иногда живут большими колониями (как муравейники).
• У настоящих жуков (порядок Hemiptera) рот длинный и узкий, как соломинка для питья. Такой рот называется клювом.
• Кузнечики (порядок Orthoptera) обычно могут прыгать с помощью ног. Питаются травой и злаковыми растениями.
• Odonata, стрекозы и чернотелки - главные хищники других насекомых. Как водные нимфы, так и летающие взрослые особи являются плотоядными.
• Phasmatodea, насекомые-палочники и листоеды, - это порядок, который полностью основан на камуфляже. К нему относится самое длинное в мире насекомое - мегастик Чана.

Пауки, скорпионы и другие подобные животные не являются насекомыми, это арахниды. Арахниды - это членистоногие, имеющие четыре пары ног. Сороконожки также являются членистоногими, но не насекомыми: они относятся к подфилу под названием Myriapoda.

Жук (божья коровка или божья коровка). Красная часть - это жесткая передняя пара крыльев, или надкрылья.

Таксономия

В этой таксономии перечислены некоторые из наиболее известных групп насекомых.

• Archaeognatha (прыгающие щетинкохвосты)
• Thysanura (серебристые рыбки или щетинкохвосты)
• Palaeoptera (насекомые, которые не могут сгибать крылья над брюшком)
• Ephemeroptera (майские мухи)
• Odonata
• Anisoptera (стрекозы)
• Zygoptera (дементоры)
• Neoptera (насекомые, которые могут сгибать крылья над брюшком)
• Exopterygota sensu stricto
• Caloneurodea (вымершие)
• Titanoptera (вымершие)
• Protorthoptera (вымершие)
• Plecoptera (каменные мухи, около 1700 видов)
• Embioptera (паукообразные, около 300 видов)
• Orthoptera (кузнечики, сверчки и саранча)
• Zoraptera (один род, около 30 видов, похожи на термитов)
• Dermaptera (уховертки)
• Dictyoptera
• Notoptera ~tentative~
• Grylloblattidae (ледяные гусеницы)
• Mantophasmatidae (открыты в 2001 году, (гладиаторы)
• Phasmatodea (палочковидные насекомые, около 2500 видов) ~тенденция~
• Blattaria (тараканы)
• Isoptera (термиты)
• Mantodea (богомолы)
• Parapneuroptera
• Psocoptera (книжная мышь)
• Thysanoptera (трипсы)
• Phthiraptera (вши)
• Hemiptera (настоящие жуки, 80.000 видов)
• Endopterygota или Holometabola (850 000 ныне живущих видов в одиннадцати порядках)
• Hymenoptera (муравьи, пчелы, осы, пилильщики)
• Coleoptera (жуки)
• Strepsiptera (паразиты, которые в основном живут внутри других насекомых)
• Raphidioptera (змееяды)
• Megaloptera
• Neuroptera (сетчатокрылые насекомые, к ним относятся, например, антлионы)
• Mecoptera (скорпионницы, могут включать блох)
• Siphonaptera (блохи)
• Diptera (настоящие мухи)
• Trichoptera (мотыльковые)
• Lepidoptera (мотыльки и бабочки)

Насекомые и люди

Вредители могут по-разному вредить людям. Некоторые из них являются паразитами, например, вши и постельные клопы. Некоторые из этих насекомых-паразитов могут распространять болезни, например, комары распространяют малярию.

Другие насекомые-вредители не причиняют прямого вреда людям. Термиты и некоторые жуки питаются древесиной и иногда поедают постройки, например, дома. Однако термиты также помогают ломать деревья и ветки, которые падают на лесную подстилку. Многие насекомые поедают сельскохозяйственную продукцию (растения, предназначенные для употребления в пищу людьми). Кузнечики - один из примеров насекомых-вредителей, которые поедают сельскохозяйственные растения.

Некоторые насекомые полезны для нас. Пчелы делают мед. Личинки некоторых мотыльков делают шелк, из которого люди шьют одежду. В некоторых частях света люди действительно едят насекомых. Употребление насекомых в пищу называется энтомофагией.

Многие пчелы и мухи опыляют растения. Это означает, что насекомые помогают растениям производить семена, перенося пыльцу с одного цветка на другой. Некоторые хорошие насекомые поедают насекомых-вредителей, например, жуки-божьи коровки (или божьи коровки) поедают тлю. Многие насекомые едят мертвые растения и животных.

Пестициды

Люди часто используют яды, называемые инсектицидами, чтобы уничтожить насекомых-вредителей. Инсектициды не всегда работают. Иногда насекомые-вредители становятся устойчивыми к инсектицидам, то есть инсектициды больше не причиняют им вреда. Колорадский жук и алмазная моль - насекомые, устойчивые ко многим инсектицидам.

Инсектициды уничтожают не только насекомых-вредителей; иногда гибнет и множество полезных насекомых. Когда уничтожаются полезные насекомые, например, те, которые поедают насекомых-вредителей, насекомые-вредители могут вернуться в большем количестве, чем раньше, потому что их больше не едят полезные насекомые.