Формы и размеры насекомых. Формы поведения

Всего на Земле живет около миллиона с четвертью видов животных. Из них примерно 80% составляют насекомые (класс Insecta), относящиеся к типу членистоногих. Уже одна только их многочисленность указывает на процветание класса, к тому же они и распространены шире любой другой группы.

Вездесущие животные. В море живет очень мало насекомых. Некоторые из них держатся на поверхности, другие обитают на литорали, а один вид живет даже на морском дне. Но куда бы ни проникали любые другие животные, там непременно появляются и насекомые - либо в качестве свободноживущих форм, либо как паразиты других животных. Насекомые, несомненно, доминирующая форма жизни от Арктики до экватора. Одни из них живут под снегом и льдом, другие - в пустынях, третьи-в соленых озерах и горячих источниках. В южной Калифорнии есть даже муха (Psilopa petrolei), которая проводит часть жизни в лужицах нефти.

Одна из главных причин процветания насекомых - их способность к полету [2].

Большинству насекомых свойствен быстрый полет. У пчелы [А] две пары крыльев образуют при полете единую систему, описывающую «восьмерку», что создает необходимую подъемную силу и тягу при движении крыльев вниз [1].

При взмахе вверх крылья движутся таким образом, чтобы снизить сопротивление воздуха. Этому косвенно способствуют и сокращения мышц, меняющие форму груди [Б, В]. Вертикальные мышцы [2] сокращаются при взмахе вверх, а горизонтальные [3]- при опускании

За исключением ряда примитивных форм, большинство насекомых свободно передвигаются в воздушной среде, что позволяет им осваивать новые место обитания, ускользать от хищников, находить партнеров и отыскивать пищу с большей легкостью, чем это удается их бескрылым беспозвоночным родственникам. Некоторые из них даже ловят добычу в воздухе.

Хотя своим процветанием насекомые и обязаны полету, отношение веса их тела к площади крыльев таково, что теоретически они не должны были бы летать. На самом же деле мышцы их крыльев вырабатывают и реализуют энергию с огромной скоростью, и высокая частота взмахов крыла компенсирует недостаточность его подъемной силы.

Форма и размеры насекомых. Размеры насекомых тоже сыграли важную роль в их эволюционном процветании. Когда они только что появились, условия существования уже напоминали нынешние, и насекомые освоили свободные до той поры экологические ниши. Этим и объясняются сравнительно небольшие размеры насекомых (правда, известны ископаемые стрекозы с размахом крыльев до 76 см): они могут выживать и размножаться в условиях, неблагоприятных для более крупных животных.

Еще один немаловажный фактор успеха - экзоскелет насекомых. Этот наружный скелет очень легок и прочен, хотя насекомые и вынуждены периодически его сбрасывать, чтобы расти, и потому претерпевают периоды беззащитности. Составляющий его основу хитин непроницаем для воды (благодаря то ли тонкому восковому налету на его поверхности, то ли присутствию более твердого поверхностного слоя - «склеротина»), а защита от излишних ее потерь необходима для наземных насекомых. Кроме того, этот материал, хоть и жёсток, очень пластичен, чем и объясняется многообразие форм насекомых, особенно за счет разнообразных придатков. Крылья, надкрылья, конечности, яйцеклады, ротовые части, щетинки, чешуйки, антенны и другие придатки наглядно демонстрируют возможности хитинизированного скелета.

У всех насекомых тело, заключенное в наружный скелет, делится на три основные части: голову, грудь и брюшко [1].

Внутренние органы всех насекомых, в том числе и изображенной здесь осы-сколии, заключены в прочный, но гибкий наружный скелет. У насекомых есть органы пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения и размножения; есть мышцы, осуществляющие движение, и нервная система, которая координирует всю деятельность животного на основе поступающей от органов чувств информации. Важнейшие органы чувств - крупные сложные глаза и антенны. Тело делится на 3 отдела: голову, грудь и брюшко

1. Антенны воспринимают колебания молекул воздуха с помощью Джонстонова органа, расположенного в их основании.
2. В хорошо развитом головном отделе располагаются органы чувств (глаза и антенны) и ротовой аппарат, а также мозг, некоторые железы и мышц.
3. Головные ганглии образуют «мозг» насекомых, координирующий центр для разнообразных функций. Нервное кольцо объединяет мозг с другими ганглиями, из которых слагается брюшная нервная цепочка.
4. Многокамерное сердце.
5. У осы-сколии, как и у многих других насекомых, две пары крыльев (на рис. крылья одной стороны удалены). Жилкование повышает прочность крыла.
6. Отверстие трахеи.
7. Из воздушных мешков в брюшке воздух при поочередном расслаблении и сокращении брюшка прокачивается через обширную систему трахей. Воздух поступает и выводится через маленькие отверстия-стигмы.
8. Мальпигиевы сосуды экстрагируют продукты распада из крови и переводят их в мочу, которая выводится в заднюю кишку.
9. Яичник осы связан с рядом вспомогательных органов – скорлуповой железой и влагалищем.
10. Шесть конечностей двигаются благодаря суставам и мышцам, коготки делают их цепкими.
11. Задняя кишка.
12. Брюшная нервная цепочка.
13.14. Средняя кишка. Кишечник насекомых представлен трубкой тянущейся от ротового отверстия до ануса. Различные отделы ее кишка специализированы для выполнения разных функций. Она делится на переднюю, среднюю и заднюю кишку, причем передняя и задняя выстланы кутикулой, связанной в одно целое с экзоскелетом. В передней кишке осуществляется хранение и измельчение пищи, в средней-ее переваривание и усвоение, а в задней — поглощение воды.
15. Передняя кишка.
16. В каждом сегменте тела брюшная цепочка расширяется в ганглий, от которого отходят нервы.
17. Мандибула
18. Максилла.
19. Пара сложных глаз жизненно важная часть рецепторного вооружения насекомых. Как правило, они хорошо различают подвижные объекты, формируют простые зрительные образы и воспринимают цвета. Сложный глаз насекомого содержит до 4000 отдельных фасеток, или омматидиев, и каждый из них действует как простой глаз. Отдельные изображения суммируются затем в мозговых ганглиях.

На голове располагаются главные органы чувств и ротовой аппарат; здесь находятся мозг, слюнные железы, начинается пищеварительный тракт. Грудной отдел несет крылья (обычно две пары), расположенные на втором и последнем из трех грудных сегментов, а также три пары конечностей. Брюшко обычно состоит из 12 сегментов и несет копулятивные органы [3], а иногда и жало, преобразованное из яйцеклада.

Самцы и самки насекомых могут быть очень схожи по внешнему виду. Половая система самца таракана [А] состоит из пары семенников (1), вырабатывающих сперму, и из придаточных желез [3]. Грушевидная железа [2] «упаковывает» сперму при копуляции. Парные яичники [4] самки [Б] производят яйца, которые оплодот воряются спермой. Яйцевой кокон формируется скорлуповыми железами [5] до откладки яиц

Членистые конечности насекомых позволяют им передвигаться очень быстро. Разумеется, локомоторные возможности еще более возрастают за счет крыльев, строение и подвижность которых, как и у конечностей, во многом зависит от природы скелета насекомых. Исключительная способность к перемещению нередко бывала главной причиной вмешательства насекомых в жизнь человека. Саранча, например, обладая огромной плодовитостью и мощным полетом, быстро уничтожает урожай в одном месте и перемещается на новые территории.

Формы поведения. Представители класса насекомых демонстрируют исключительное разнообразие форм поведения, особенно в период размножения. Ухаживание, спаривание и забота о потомстве могут достигать исключительной сложности, особенно у общественных насекомых - термитов, муравьев, пчел и ос.

Социальная структура сообщества медоносной пчелы (Apis mellifera), пожалуй, особенно эффективна, поскольку в нем существуют не только различные касты (рабочие пчелы, трутни и царицы), но и разделение труда между рабочими пчелами разных возрастов. Последнее обстоятельство не обязательно и может меняться в зависимости от нужд улья.

Несмотря на высокий уровень организации поведения в пчелином улье и на очевидное процветание класса насекомых в целом, их поведение в значительной мере инстинктивно. Рассудочность, свойственная поведению человека, здесь отсутствует. Это значит, что поведение животного генетически запрограммировано и будет отвечать на каждый конкретный стимул особым образом, в зависимости от определенных условий среды. Поэтому, хотя некоторые виды ночных бабочек и выработали приемы защиты от летучих мышей, используя либо непредсказуемо сложную траекторию полета, либо излучая пачки ультразвуковых сигналов, которые нарушают работу «радара» летучих мышей, они не умеют противиться притягательной силе ярких источников света, что обычно и губит их.