- •Ботаника с основами фитоценологии.
- •4. Характерные признаки высших растений. Ткани высших растений, взаимосвязь структуры и функции. Принципы классификаций тканей.
- •7. Разнообразие анатомической структуры стебля однодольных и двудольных растений.
- •8. Особенности жизненного цикла высших растений: гаметофитная и спорофитная линии. Взаимоотношение спорофита и гаметофита у моховидных, высших споровых и семенных растений.
- •9. Семя как орган размножения и расселения растений. Строение семян голосеменных и покрытосеменных растений.
- •10. Класс хвойные, геологическая история, распространение в современную эпоху, аспекты практического использования. Особенности размножения.
- •11. Общая характеристика покрытосеменных растений, их роль в сложении растительного покрова. Процессы размножения, протекающие в цветке.
- •12. Деление покрытосеменных растений на классы. Сравнительная характеристика однодольных и двудольных растений. Важнейшие семейства.
- •13. Характерные признаки фитоценоза: видовое богатство, флористический и экобиоморфный состав, вертикальная и горизонтальная структура, популяционный состав, биологическая продукция и фитомасса.
- •Зоология.
- •1. Тип Инфузории. Особенности строения и размножения инфузорий как наиболее высокоорганизованных простейших. Отряды инфузорий. Значение. Ресничный и ядерный аппарат. Особенности конъюгации.
- •3. Тип Круглые черви. Класс Нематоды. Особенности организации нематод. Образ жизни и распространение. Размножение и развитие. Паразитические нематоды. Способы заражения. Профилактика гельминтов.
- •5. Тип Моллюски. Класс Брюхоногие моллюски. Особенности строения моллюсков. Развитие асимметрии. Размножение и развитие гастропод. Распространение.
- •8. Основные этапы филогенетического развития позвоночных животных. Эволюционная связь классов подтипа Позвоночные. Основные ароморфозы, характерные каждому классу подтипа Позвоночные.
- •9. Геологические и биологические предпосылки выхода позвоночных животных на сушу. Особенности организации земноводных.
- •5 Отделов мозга: передний, промежуточный, средний, мозжечок, продолговатый.
- •11. Система класса Птицы. Особенности организации птиц. Сложное поведение птиц. Забота о потомстве. Миграции и способы их изучения.
- •12. Размножение птиц. Взаимоотношения полов, гнездостроение, насиживание и инкубация. Птенцовость и выводковость.
- •13. Систематика класса Млекопитающие. Особенности организации млекопитающих. Их размножение и развитие. Характеристика отрядов насекомоядных, приматов, грызунов, парнокопытных. Значение.
- •14. Пойкилотермия и гомойотермия. Физиологические и поведенческие способы регуляции температуры тела. Способы животных переживать периоды года с низкой температурой.
- •Физиология растений.
- •1. Общая характеристика процесса фотосинтеза. Фотосинтетические пигменты: классификация, физико-химические свойства, значение.
- •3. Фотохимическая фаза фотосинтеза: фотосистемы и этц. Накопление «ассимиляционной силы» в хлоропласте.
- •6. Цикл Кребса и дыхательная этц: химизм, энергетика, физиологическое значение.
- •7. Понятие о метаболической энергии и макроэргических соединениях. Роль атф в клеточном метаболизме. Механизмы субстратного и сопряженного синтеза атф.
- •Микробиология.
- •Анатомия и физиология человека.
- •2. Дыхательная система человека. Этапы дыхания. Показатели вентиляции легких. Газообмен в легких и тканях. Транспорт дыхательных газов. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Регуляция дыхания.
- •5. Морфологические и функциональные особенности сердечной мышцы. Внутрисердечные и внесердечные механизмы регуляции работы сердца.
- •6. Структура и функции мышц. Структура мышечного волокна. Механизм и энергетика мышечного сокращения. Виды и режимы мышечных сокращений.
- •7. Эндокринная система организма. Гормоны, их роль в организме. Роль гипоталамо-гипофизной системы в регуляции желез внутренней секреции.
- •8. Нейрон – структурно-функциональная единица нервной системы. Структура и функции нервных волокон. Механизмы генерации и проведения нервных импульсов.
- •9. Механизмы межклеточной (симпатической) передачи нервных импульсов. Структура синапса. Медиаторы. Функционирование возбуждающих и тормозных синапсов. Роль торможения в цнс.
- •11. Конечный мозг: кора больших полушарий, подкорковые ядра. Строение и функции коры больших полушарий: борозды, доли, извилины. Функциональные зоны коры.
- •12. Учение Сеченова и Павлова об условных рефлексах, их роль. Механизмы формирования временных условных связей. Виды торможения условных рефлексов.
- •13. Структура и функционирование зрительного анализатора у человека. Теории цветового зрения.
- •14. Структура и функционирование слухового анализатора у человека.
- •Цитология.
- •1. Транспорт веществ через плазмолемму. Пассивный транспорт и его разновидности. Активный транспорт, его виды и механизмы. Ионные насосы, генерация потенциалов покоя и действия.
- •Гистология с основами эмбриологии.
- •1. Сравнительная характеристика тканей животных (эпителиальная, опорно-трофическая, мышечная, нервная).
- •3. Половое размножение и его биологическое значение. Половые клетки, их строение и развитие. Оплодотворение, дробление, гаструляция, органогенез. Формирование признаков типа Хордовые. Клонирование.
- •Генетика.
- •4. Закономерности наследования признаков при моно- и полигибридных скрещиваниях. Законы Менделя. Цитологический механизм расщепления. Комбинативная изменчивость.
- •Биохимия
- •3. Ферменты. Общие и особенные свойства ферментов и катализаторов иной природы. Простые и сложные ферменты, особенности их строения и механизм действия. Номенклатура ферментов.
- •Молекулярная биология.
- •Биотехнология.
- •Биогеография.
- •3. Палеарктическое царство. Границы. Связь с другими царствами. Подразделение на области. Эколого-географическая характеристика. Биоразнообразие и охраняемые природные территории.
- •Общая экология.
- •1. Экосистема как центральное понятие экологии. Основные структурные компоненты экосистемы и принципы их взаимодействия. Различие понятий «экосистема» и «биогеоценоз». Примеры природных экосистем.
- •2. Классификация экологических факторов и основные закономерности их действия. Основные законы факториальной экологии и их значение для практической деятельности.
- •3. История развития понятия «биосфера». Учение о биосфере Вернадского. Определение биосферы, ее структура и границы. Виды вещества в биосфере по Вернадскому. Функции живых организмов в биосфере.
- •4. Преобразование энергии в биосфере. Трофические цепи, сети, трофические уровни. Продуктивность. Виды продукции экосистемы. Продуктивность естественных биоценозов и искусственных агроэкосистем.
- •Социальная экология и природопользование.
- •3. Глобальные проблемы человечества: состояние окружающей среды, истощение природных ресурсов, демографическая ситуация. Возможные пути их решения.
- •Теория эволюции
5. Тип Моллюски. Класс Брюхоногие моллюски. Особенности строения моллюсков. Развитие асимметрии. Размножение и развитие гастропод. Распространение.
Моллюски, как и кольчатые черви, относятся к группе трохофорных целомических животных. В отличие от большинства кольчецов, моллюски обладают несегментированным (аметамерным) телом. 1. Тело моллюсков состоит из трех функционально различных отделов: головы, туловища и ноги. На голове расположены рот и органы чувств. В туловище сосредоточены внутренние органы. Нога - орган движения, представляет собой мускульное производное брюшной стенки тела. У прикрепленных форм нога редуцируется. 2. Тело покрыто мантией. Снаружи мантия выделяет раковину. Раковина защищает тело моллюска от врагов и механических повреждений и выполняет роль скелета, к которому прикрепляются мышцы и некоторые другие органы. 3. Пищеварительная система состоит из трех отделов. У моллюсков появляются слюнные железы, связанные с глоткой. В глотке у них имеется специфический орган для перетирания пищи - терка, или радула, и нередко развиты хитиновые челюсти. К среднему отделу относится пищеварительная железа - «печень». 4. Органы дыхания представлены перистыми жабрами - ктенидиями, или кожными адаптивными жабрами. У сухопутных форм вместо ктенидиев развит особый орган воздушного дыхания - «легкое». 5. Целом моллюсков неметамерный и обычно представлен околосердечной сумкой (перикардием) и полостью гонад. Промежутки между органами частично заполнены паренхимой. 6. Кровеносная система незамкнутая. Это означает, что кровь течет не только по сосудам, но и по лакунам и синусам в промежутках между органами. Сердце состоит из одного желудочка и двух предсердий. 7. Органы выделения - почки. Это перикардиодукты (целомодукты) мезодермального происхождения. 8. Нервная система у примитивных моллюсков лестничного типа. Она состоит из окологлоточного кольца и двух пар стволов, связанных комиссурами. Но у большинства моллюсков нервная система разбросанно-узлового типа, состоящая из нескольких пар ганглиев, соединенных между собой комиссурами и коннективами. У некоторых моллюсков происходит концентрация нервных ганглиев с образованием сложного головного мозга. 9. Большинство моллюсков раздельнополы, но среди них имеются и гермафродиты. От гонад отходят протоки - гонодукты (целомодукты). Оплодотворение наружное или внутреннее.
10. Развитие протекает обычно с метаморфозом. Личинка трохофора и велигер. У большинства пресноводных моллюсков и у всех сухопутных видов развитие прямое. Классы: боконервные (панцирные), брюхоногие, двустворчатые, головоногие.
Брюхоногие. Обитают преимущественно в морях, есть пресноводные и наземные (голые слизни и улитки). Нога - орган движения, представляет собой мускульное производное брюшной стенки тела. Раковина состоит из 3 слоев: 1. наружный (периостракум) - из органического вещества, конхеолима; 2. средний (остракум) - известковый, из призогеи; 3. внутренний (гипоостракум) - перламутровый, слой танхиолима. Спираль раковины бывает: турбоспираль, спираль в одной плоскости (у катушки), коническая. У большинства устье открыто. Спираль бывает правозакрученная (если смотреть сверху, то по часовой стрелке) и левозакрученная.
Пищеварительная из 3 отделов: 1. передний: ротовая полость, радула - мускулистый язычок с роговыми зубчиками, слюнные железы, пищевод, зоб. 2. средний: желудок, печень, хрустальный стебелек - выделяет пищеварительные ферменты. 3 задний пронизывает сердечную область: анальное отверстие. Брюхоногие питаются растительной пищей или дендритом (разлагающимися остатками), соскабливая ее. Или хищничают - сверлят раковины двустворчатых выделяя слюну с серной кислотой.
У Брюхоногих двоякоперистые жабры ктенидии - у водных. У отр. Голожаберные имеются адаптивные жабры. А у наземных в мантийной полости сеть кровеносных сосудов преобразуются в легкое. Легкое сохраняется и у моллюсков вторично перешедших в водному образу жизни.
Кровеносная система моллюсков незамкнутая. Сердце состоит из одного желудочка и двух предсердий.
Органы выделения - почки. Воронки почек обращены в целом (перикардий), а выделительные отверстия открываются в мантийную полость.
У Брюхоногих нервная система разбросанно-узлового типа, состоящая из 5 пар ганглиев, соединенных между собой комиссурами. Пара головных (церебральные) - иннервируют головной отдел и его придатки. В ноге пара ножных (педальных) - иннервируют ногу. Плевральные иннервируют мантию, париетальные - жабры, висцеральные - внутренние органы. Характерна хиастоневрия - перекрест нервных стволов коннективами.
Брюхоногие бывают раздельнополы (непарная гонада и один проток) и гермафродиты (одна гермафродитная железа, гермафродитный проток, который образует два желоба: яйцевод и семяпровод, яйцевод переходит в матку (куда впадают протоки пальчатых желез, сумка с известковыми иголочками и проток семяприемника), затем во влагалище и в половую клоаку, а семяпровод в пронизывающий совокупительный орган и потом в половую клоаку). У наземных и пресноводных развитие прямое, у Лужанки живорождение. Но есть и с метаморфозом: личинка трохофора, а затем велигер (парусник).
Значение: корм животных и человека, коллекционирование раковин, растительноядные наносят ущерб садам и огородам, круговорот извести в пророде.
Ассиметрия выражена в утрате правых органов, хиастоневрии и спиральной закрученности раковины. Теория Инеко. Предками были билатерально симметричные животные. Древний моллюск имел спирально закрученную раковину завитком к голове (наутилус). Затем перейдя к движению по субстрату произошел поворот раковины на 180 градусов, завиток стал к заднему концу, а устье к головному. Такой поворот называется торсия. В результате поворота возникла хиастоневрия. В процессе эволюции увеличилась нога, а как следствие должно было произойти увеличение раковины, но объем увеличился за счет произошедшего смещения завитков, возникла турбоспираль. У моллюсков редуцируются правые органы (предсердие, почка, ктенидий, лопасть печень). Происходит частичная обратная торсия, чтобы увеличить стойкость.
6. Тип Членистоногие. Класс Ракообразные. Особенности ракообразных как водных членистоногих. Сегментация тела, специализация конечностей. Внутренняя организация. Размножение и развитие. Основные отряды. Значение.
1. У них есть хитиновая кутикула, которая выделяется кожей - гиподермой. Кутикула состоит из нескольких слоев: наружного слоя - экзокутикулы с поперечно-волокнистой структурой и внутреннего - эндокутикулы столбчатой структуры, пронизанной поровыми канальцами. У сухопутных членистоногих дополнительно имеется еще один поверхностный слой - эпикутикула, который состоит из липидных соединений и предохраняет тело от потери влаги. 2. Сегментация гетерономная. Группы сегментов обособлены в отделы тела: голова, грудь и брюшко. 3. Членистые конечности - важная прогрессивная особенность типа членистоногих. Они покрыты кутикулой, и потому их подвижность обеспечивается членистостью строения. 4. Мускулатура членистоногих диффер. на систему мышц, выполняющих разные функции. В голове наиболее сильно развиты жевательные мышцы, а в грудном отделе - локомоторные. Отдельные пучки продольных и дорсовентральных мышц обеспечивают подвижность сегментов тела. 5. Полость тела - миксоцель. Полостная жидкость называется гемолимфой. Миксоцель подразделена двумя диафрагмами на синусы: перикардиальный (сердце), висцеральный (внутренние органы) и периневральный (брюшная нервная цепочка). 6. Кровеносная система незамкнутая. Имеется трубочатое многокамерное сердце - видоизмененный спинной кровеносный сосуд. 7. Нервная система представлена парными надглоточными ганглиями, образующими мозг, и брюшной нервной цепочкой, или лестницей, - у примитивных видов. Но сильно развит мозг и развиты нейросекреторные клетки. У них имеются сложные - фасеточные глаза или простые - глазки, органы осязания, слуха, равновесия, химического чувства. 8. Органы дыхания представлены жабрами у водных форм, легкими или трахеями - у обитателей наземной среды. 9. Органы выделения представлены почками - видоизмененными целомодуктами (1-2 пары). Для сухопутных форм характерны особые органы выделения - мальпигиевы сосуды. 10. Размножение половое. Большинство членистоногих раздельнополы, реже встречаются гермафродиты. Некоторым видам свойственно партеногенетическое размножение. 11. Развитие чаще происходит с метаморфозом, реже прямое.
Особенности организации ракообразных как водных членистоногих. Первично конечности ракообразных мультифункциональны и выполняют несколько функций: двигательную, дыхательную и вспомогательную при питании. На конце брюшка образуются уроподы - пластинчатые придатки образующие плавник. Пищеварительная система состоит из переднего, среднего и заднего отделов. В жевательном желудке у речного рака имеются хитиновые зубцы, пропитанные карбонатом кальция, и особые «жерновки» - конкреции извести. В пилорическом отделе желудка пища фильтруется. Средняя кишка энтодермальная; в нее впадают протоки парной печени. Задняя кишка прямая, выстлана кутикулой. Органами дыхания служат кожные жабры в форме перистых или пластинчатых выростов. Обычно жабры находятся на грудных конечностях, и только у ротоногих и равноногих (водяные ослики) брюшные ножки полностью превращены в жабры. У высших ракообразных (раков, крабов) жабры образуются не только на ногах, но и на стенке тела в жаберных полостях под карапаксом. Кровеносная система незамкнутая: кровь (гемолимфа) течет по сосудам и лакунам миксоцеля. Имеется трубчатое сердце, расположенное над кишечником. У большинства ракообразных сердце в форме короткой спинной трубки всего с несколькими камерами и остиями. Положение сердца зависит от расположения органов дыхания. Например, у раков, с грудными жабрами сердце находится в грудном отделе. Сердце ракообразных находится в особом перикардиальном синусе миксоцеля. Частично кровь омывает органы выделения - почки, где освобождается от продуктов обмена. Органы выделения - две пары почек, представляющие собой видоизмененные целомодукты. Почки расположены в головном отделе. Первая пара почек - антеннальные железы, вторая пара - максиллярные. Каждая почка состоит из концевого мешочка целомического происхождения и извитого выделительного канальца, который может расширяться, образуя мочевой пузырь. Нервная система представлена парными надглоточными ганглиями, окологлоточным кольцом и брюшной нервной цепочкой. У примитивных - жаброногих раков нервная система лестничного типа. У членистоногих наблюдается эволюционная тенденция к олигомеризации - слиянию ганглиев из разных сегментов. У речного рака, тело которого состоит из акрона, 18 сегментов и тельсона, имеется лишь 12 нервных узлов в цепочке: один подглоточный, пять грудных и шесть брюшных. Головной мозг ракообразных состоит из протоцеребрума (иннервирует акрон и глаза), дейтоцеребрума (антеннулы). У некоторых обособлен третий отдел - тритоцеребрум (антенны). В состав ганглиев у ракообразных входят еще нейросекреторные клетки, которые выделяют гормоны, поступающие в гемолимфу и влияющие на обменные процессы в организме, линьку и развитие. Почти у всех раков хорошо развиты глаза: простые или сложные - фасеточные. У некоторых ракообразных имеются органы равновесия - статоцисты. Органами осязания и обоняния у ракообразных служат многочисленные осязательные волоски и сенсиллы.
Сегментация и специализация конечностей. Подкласс Жаброногие, отряд жаброноги - гомономная сегментация; листовидные грудные конечности, выполняющие функции движения, дыхания, захвата пищи; голова не слита с грудными сегментами и состоит из акрона и антеннального сегмента - протоцефалон; грудной отдел из 11-19 сегментов; брюшной отдел без конечностей, 8 сегментов; тельсон заканчивается вилочкой - фуркой; карапакса нет. Отряд листоногие, подотряд щитни - тело гомономно сегментировано; имеется карапакс; антеннулы и антенны слабо развиты; мандибулы крупные и две пары маленьких максилл. Грудной отдел от 10 до 40-70 сегментов. Подотряд ветвистоусые - хорошо обособлена клювовидная голова; антеннулы слабо развиты, антенны хорошо разветвлены и сильно развиты; сегментация слабая. Подкласс Максиллоподы, отряд веслоногие - 5 головных сегментов сливается с 1 грудным сегментом - просома, а оставшиеся 4 грудных сливается с 4 брюшными сегментами - уросома. Сильно развиты антеннулы, антенны - слабо. Отряд карпоеды - тело сплющеное, подразделяется на головогрудь, четыре свободных грудных сегмента и рудиментарное несегментированное брюшко; антеннулы и антенны короткие; мандибулы преобразованы в колюще-сосущий хоботок, а за счет максилл развиваются присоски. У высших раков выделяют отделы: голова (цефалон) - акрон и 4 сегмента, грудь (торакс) - 8 сегментов, брюшко (абдомен) - 6 сегментов и анальная лопасть. У ракообразных имеющих слитную головогрудь (цефалоторакс) - имеется панцирь карапакс. Придатки: Головной отдел: 1-антеннулы (осязание, обоняние), 2-антенны (осязание), 3-мандибулы (жевательная функция), 4-5-две пары максилл (перетерание). Грудь: 1-3-ногочелюсти (удержание пищи, несут максиллоподы), 4 - клешни (защитная, хватательная функция), 5-8-ходильные ноги (двигательная функция). Кроме того придатки головы и грудь выполняют дыхательную функцию. Брюшко: У самцов: 1-2-копулятивный аппарат, 3-5-двуветвистые ножки плеоподы (плавательная функция), 6-уроподы - пластинчатые придатки образующие плавник. У самок: 1-недоразвита, 2-5-плеоподы, 6-уроподы.
У разноногих и равноногих голова слитная, включает один грудной сегмент, грудной отдел сегментированный, без карапакса. Грудные ноги одноветвисты. У равноногих (мокрица) они выполняют одинаковую функцию, у разноногих специализируются.
Отряд усоногие (только в морях, во взрослом состоянии ведут прикрепленный образ жизни, развиваются личинками, Они плавают, оседают, фиксируются при помощи известковой железы головным отделом, тело покрывается мантией - она выделяет известковые пластинки, ножки высовывают наружу (газообмен и лов пищи), самцы карликовые, обитают в мантии самки. Прикрепляются к корпусу морских судов).
Подкласс Malacostraca - Высшие раки . Отряд Leptostraca - Тонкопанцирные (Рачок Небалия, выражена сегментация, развиваются придатки головы и груди, сохранились придатки брюшка, головогрудь покрыта хитиновым щитком, 2 пары выделительных желез - антеннальные и максиллярные). Отряд Stomatopoda - Ротоногие (только в морях, придонный образ жизни, l до 30 см., Промысловый рак богомол - конечности складываются как нож). Отряд Mysidacea – Расщепленноногие. Отряд Isopoda - Равноногие (морские - морские тараканы, пресноводные - водяные ослики, наземные - мокрицы. Пресноводные выполняют санитарную функцию, тело уплощенно в спинно-брюшном направлении, фасеточные глаза, спинной щиток отсутствует, конечности одноветвистые, ходильного типа. У наземных органы дыхания сохранили листовидную форму и постоянно увлажнены или в ножках имеются трубочки - псевдотрахеи). Отряд Amphipoda - Разноногие (в основном в морях, тело S образно изогнуто, уплощено в боковом направлении, плавают боком, придатки одноветвисты, передние придатки крючновидные, часть придатков - ходильная, часть - плавательная, часть - прыгательные). Отряд Decapoda – Десятиногие: подотряд плавающие и подотряд ползающие.
7. Класс Насекомые. Особенности организации насекомых в условиях жизни на суше. Размножение и развитие. Отряды насекомых. Значение в природе и жизни человека. Возбудители и переносчики заболеваний. Вредители с/х.
Особенности жизни на суше. 1) Они имеют органы воздушного дыхания - трахеи. 2) Тело трахейнодышащих подразделяется на голову, трехчлениковую грудь и сегментированное брюшко. Конечности у трахейных одноветвистые. Ходильные ноги имеются только на трех грудных сегментах. 3) Голова обычно слитная и состоит из акрона и четырех сегментов. На голове у трахейных имеются одна пара усиков и 2-3 пары челюстей. Первый сегмент головы - интеркалярный (вставочный) и лишен конечностей. Важнейшая адаптация к жизни на суше у трахейных - непроницаемость кутикулы, за счет появления водонепроницаемого поверхностного слоя - эпикутикулы, состоящего из воскоподобных веществ. К системе функционального обеспечения экономии влаги в организме у трахейных относятся органы выделения - мальпигиевы сосуды эктодермального происхождения. Особым приспособлением к жизни на суше является наружно-внутреннее и внутреннее оплодотворение. Некоторые из них вторично перешли в воду и играют существенную роль в пресноводных биоценозах.
Приспособление к активному полету. Крылья - характерное приспособление к полету у насекомых. Обычно крыльев две пары, которые расположены на средне- и заднегруди. Крыло состоит из двух слоев кожи, покрытых кутикулой, и узкой полости между ними. В толще крыла проходят каналы с трахеями, нервами и лакунами полости - миксоцеля. Они образуют жилки. Крылья закладываются мягкими складками на стадии куколки. У насекомых, выходящих из куколки, по жилкам крыльев нагнетаются гемолимфа и воздух по трахеям. В результате крылья расправляются. После затвердевания покровов крыло омертвевает и представляет собой пластинку, приводимую в движение специальной крыловой мускулатурой. Жилки крыльев выполняют функцию опорной конструкции. Различают продольные жилки: костальную, субкостальную, радиальную, медиальную, кубитальную, анальную. Продольные жилки, кроме костальной, могут ветвиться образуя ячейки. У самых примитивных насекомых крыльев нет. В некоторых отрядах передняя пара крыльев превращается в жесткие пластинки - надкрылья. Мухи и комары, наоборот, летают на передней паре крыльев, а задняя пара крыльев у них редуцирована и превратилась в жужжальца. У высших насекомых из отрядов перепончатокрылых и бабочек передние и задние крылья скрепляются между собой и образуют как бы только два функциональных крыла.
По способу прикрепления крыльев к телу и типу движения среди насекомых различают древнекрылых насекомых и новокрылых. У первых крылья движутся в одной вертикальной плоскости (вверх-вниз). Крылья у второй группы насекомых при полете вращаются вокруг оси и их вершина описывает восьмерку (пчелы). Наиболее принятая концепция происхождения крыльев из паранотальных выростов кожи на грудных сегментах. У некоторых ископаемых насекомых паранотальные выросты образовывались на трех грудных сегментах и служили для парения при прыжках с растений вниз. Из таких разросшихся выростов в дальнейшем могли образовываться крылья.
Пищеварение. Из трех отделов. Передняя кишка подразделяется на глотку, пищевод, нередко расширяющийся в зоб и мускульный желудок (провентрикулюс). К переднему отделу кишечника примыкают 1-2 пары слюнных желез кожного происхождения. Первая пара желез вырабатывает пищеварительные ферменты. Вторая - шелкоотделительные или паутинные железы. Средняя кишка энтодермальная, в ней происходит переваривание и всасывание пищи. На границе с передней кишкой средняя кишка часто образует слепые выросты - пилорические придатки. На границе среднего и заднего отделов кишки впадают мальпигиевы сосуды. Задняя кишка иногда дифференцируется на несколько участков: тонкую, толстую и прямую. В стенках прямой кишки находятся продольные валики - ректальные железы, которые обеспечивают наиболее полное всасывание влаги из экскрементов и экскретов, выделяемых через анальное отверстие. У открыточелюстных имеет большое разнообразие: грызущий, грызуще-лижущий, колюще-сосущий, сосущий и лижущий ротовые аппараты. В состав грызущего аппарата входят: верхние челюсти - мандибулы жующего типа с зубцами на внутренней поверхности, максиллы, состоящие из двух базальных члеников, стволика (стипеса), челюстных щупиков и двух жевательных лопастей (наружной и внутренней), и нижняя губа, состоящая из сросшейся второй пары нижних челюстей. Назальная пластинка - нижней губы - подподбородок соответствует кардо максилл. Причлененный к подподбородку подбородок гомологичен стипесу максилл, Нижнегубные щупики соответствуют щупикам нижних челюстей, а две пары язычков - жевательным лопастям максилл. Сверху грызущий ротовой аппарат прикрыт верхней губой.
Дыхание. Трахейная система. Трахеи представляют собой глубокие впячивания покровов, открывающиеся наружу дыхальцами - стигмами. Изнутри трахеи выстланы тонкой кутикулой - интимой, которая образует спиральные утолщения - тенидии. Концевые ветви трахей заканчиваются звездчатой трахейной клеткой, от которой отходят тончайшие трахейные трубочки - трахеолы, проникающие даже внутрь клеток окружающих тканей.
Кровеносная. Незамкнутая. Кровь - гемолимфа - свободно циркулирует по полости тела, омывая все органы. Ее приводит в движение главный пульсирующий орган - сердце. Сердце насекомых расположено на спинной стороне и имеет форму мускулистой трубки, разделенной на камеры. На заднем конце сердце слепо замкнуто. Между камерами имеются клапаны, открывающиеся только вперед. Поэтому волна сокращений сердца от задней камеры к передней обеспечивает движение крови вперед. Горизонтальная перегородка, образованная крыловидными мышцами и соединяющей их пористой мембраной, называется перикардиальной диафрагмой. Она отделяет околосердечную полость от остальной полости тела. При расслаблении крыловидных мышц диафрагма несколько опускается, и кровь устремляется в околосердечную полость, а при их сокращении кровь поступает через остии в сердце. Под давлением гемолимфы расправляются крылья у молодого насекомого и разрываются покровы при линьке.
Нервная. По типу брюшной нервной цепочки. Головной мозг состоит из трех отделов: протоцеребрум иннервирует акрон и размещающиеся на нем глаза, дейтоцеребрум - усики, тритоцеребрум - верхнюю губу. Брюшная нервная цепочка иннервирует грудь и брюшко. Максимально в ее состав входит 11-13 пар ганглиев: три грудных и 8-10 брюшных. В состав центральной нервной системы входят нейросекреторные клетки. У насекомых органы чувств подразделяются на механорецепторы, хеморецепторы, термо- и гигрорецепторы, фоторецепторы. Механорецепторы могут обладать контактным или дистанционным восприятием. Это органы осязания, слуха и сейсмического чувства. Органы осязания представлены сенсиллами с контактным восприятием. Членики усиков густо покрыты тонкими подвижными волосками, у основания которых расположены осязательные сенсиллы. Органы слуха и сейсмического чувства обладают дистантным восприятием различного рода колебаний среды. Сенсиллы этих органов чувств специализированы и называются сколпофорами. У них периферический отросток чувствующей клетки со жгутиком, заключенным в кутикулярную трубочку, окружен обкладочными клетками с чехликом из фибрилл. Этот фибриллярный чехол называется сколопоидным тельцем. Чувствующий жгутик сверху прикрыт шапочковидной клеткой, за счет которой образуется куликулярная трубочка вокруг дистального конца жгутика. Сколпофоры входят в состав хордо-тональных органов, или органов слуха. Хеморецепторы - органы вкуса и обоняния. Обоняние - это дистантная хеморецепция. Они могут иметь вид выступающих тонкостенных пузырьков, конусов, щелей, ямочек, пластинок. Каждая обонятельная сенсилла состоит из группы чувствующих клеток, периферические отростки которых образуют пучок жгутиков, заключенный в широкую кутикулярную трубочку. Окончания жгутиков подходят к кутикулярному образованию сенсиллы - пузырьку, пластинке или ямке, которые пронизаны тончайшими порами. Органы вкуса - это контактные хеморецепторы. Они представлены вкусовыми сенсиллами с кутикулярными придатками, пронизанными порами. Термо- и гигрорецепторы способны воспринимать режим влажности и температуры. Сенсиллы с такой специализацией расположены преимущественно на усиках и щупиках. Они имеют вид кутикулярных ямочек, бугорков. Фоторецепторы - органы зрения. Органы зрения насекомых представлены простыми и сложными - фасеточными глазами. Сложные глаза расположены по бокам головы и состоят из глазков - омматидиев. Каждый омматидий состоит из оптического и чувствующего отделов. Оптический отдел омматидия состоит из хитиновой прозрачной фасетки в форме шестигранника и расположенного под ней хрустального конуса, который образован четырьмя удлиненными прозрачными клетками. Хрустальный конус по периферии окружен пигментными клеткам. Чувствующая часть омматидия состоит из 4-12 зрительных ретинальных клеток, расположенных радиально. В центре прикосновения ретинальных клеток образуется зрительный стержень - рабдом. Центральные отростки зрительных клеток переходят в зрительный нерв. Ретинальные клетки также окружены пигментными клетками.
Отделы тела. Три отдела: голова, грудь и брюшко. Голова слитная и состоит из акрона и четырех сегментов. На голове находятся антенны - придатки акрона и три пары челюстей: мандибулы - конечности второго головного сегмента, максиллы - конечности третьего сегмента и непарная нижняя губа, образованная в результате слияния второй пары максилл - конечностей четвертого сегмента. Первый головной сегмент интеркалярный, или вставочный, слабо развит и лишен конечностей. Усики (антенны) - членистые придатки - органы осязания и обоняния. Они могут быть нитевидными, четковидными, гребневидными, булавовидными, перистыми. Грудь насекомых состоит из трех сегментов: передне-, средне- и заднегруди. К груди причленяются три пары ног, а у крылатых насекомых еще и две пары крыльев. Различают спинные склериты (тергиты), брюшные (стерниты) и боковые (плевриты). Конечности насекомых состоят из пяти отделов; базального членика - тазика, вертлуга, бедра, голени и лапки, состоящей из нескольких члеников, последний из которых заканчивается одним или двумя коготками. В зависимости от выполняемой функции ноги насекомых могут быть бегательными, ходильными, копательными, хватательными, прыгательными, плавательными, присасывательными. Брюшко - основное вместилище внутренних органов. Число сегментов брюшка варьирует. Максимальное число сегментов - 10 характерно для низших отрядов насекомых и для личинок насекомых с полным превращением.
Размножение и развитие. Для большинства насекомых характерно обоеполое половое размножение. У многих видов выражен половой диморфизм. Большинство насекомых откладывают яйца, но нередко наблюдается и живорождение. В этом случае яйца развиваются в половых путях самки и она рождает личинок (мясные мухи-саркофаги, некоторые жуки, обитающие в пещерах). Кроме обоеполого полового размножения у ряда насекомых наблюдается партеногенез - развитие без оплодотворения. Вариантом партеногенеза является педогенез - размножение без оплодотворения на личиночной фазе развития (комарики-галлицы). Развитие насекомых: эмбриональное (на фазе яйца) и постэмбриональное - после выхода личинки до достижения взрослой фазы - имаго. Часто яйца откладываются группами. Тараканы откладывают яйца в оотеках - яйцевых капсулах, образующихся в половых путях самки. Яйца насекомых снаружи покрыты оболочкой - хорионом, защищающим их от высыхания. На поверхности оболочки имеется микропиле - маленькое отверстие со сложной «пробкой» с канальцем внутри для проникновения сперматозоидов при оплодотворении. Типы постэмбрионального развития: 1. аметаболия, или протоморфоз (яйцо - личинка (похожая на имаго) - имаго), первичнобескрылые насекомые. 2. гемиметаболия - неполное превращение (яйцо - нимфа - имаго): гемиметаморфоз - типичный вариант, гипоморфоз - пониженный метаморфоз, гиперморфоз - повышенный метаморфоз; тараканы, кузнечики, саранча, клопы, нередко имеют провизорные органы. 3. голометаболия - полное превращение (яйцо - личинка - куколка - имаго): голометаморфоз - типичный вариант, гиперметаморфоз - с несколькими типами личинок; жуки, бабочки, двукрылые, перепончатокрылые.
Систематика: Подкласс Скрыточелюстные. Это примитивные бескрылые шестиногие, у которых грудной отдел тела слабо обособлен от брюшного. Ротовой аппарат скрыт в головной капсуле. У них боковые стенки ротовой полости срослись с нижней губой, образуя глубокую полость, в которой находятся функционирующие челюсти: мандибулы и максиллы. На голове у большинства скрыточелюстных расположены усики, могут присутствовать простые глазки. На брюшке нередко развиты двигательные придатки. Дыхание трахейное или только кожное. Отряд Бессяжковые. Отряд Ногохвостки (Collembola). На голове у них имеются 4-6-члениковые антенны, нередко присутствуют простые глазки. Ротовой аппарат скрытый, грызущего типа, у некоторых видов ротовые части стилетообразные. Три пары грудных ног сходного строения. Брюшко шестичлениковое, нередко слитное, с прыгательной вилкой. Отряд Двухвостки (Diplura). Это скрытоживущие, слепые, мелких и средних размеров с длинным гибким телом. Двухвостки ведут хищный образ жизни. На заднем конце тела у них имеются чувствующие придатки - церки. Ноги длинные бегательные. Брюшко 10-члениковое. На первых семи брюшных сегментах расположены парные грифельки - рудименты брюшных ног, которые служат как бы опорными «полозьями» при движении.
Отряд таракановые (Blattodea). Таракановые обладают уплощенным телом, головкой, подогнутой под переднегрудь, длинными антеннами, хорошо развитым грызущим ротовым аппаратом. Передняя пара крыльев у них кожистая, а задние крылья перепончатые, складывающиеся веерообразно. Нередко крылья недоразвиты, особенно у самок. На заднем конце тела имеются церки, а у самцов еще и грифельки. Тараканы откладывают яйца в отеках. В основном они - обитатели тропиков, но некоторые синантропные виды встречаются повсюду в жилищах человека. В жилищах человека встречаются черный таракан и рыжий таракан.
Отряд термиты (Isoptera). Наблюдается полиморфизм особей. В составе семьи термитов имеются крылатые самцы, самки и бескрылые неполовозрелые рабочие и солдаты мужского и женского пола. Термиты, в отличие от муравьев, насекомые с неполным превращением, со скрытым образом жизни и питаются преимущественно древесиной и плесневыми грибами. Крылатые особи термитов (самцы и самки) имеют две пары одинаковых длинных крыльев с густой сетью жилок. Ротовые части грызущие. На заднем конце тела имеются церки. Покровы термитов слабо склеротизированные, депигментированные. Формирование термитника начинается с того, что пара крылатых половых особей после спаривания отламывают крылья, роют в почве ходы, в которых самка откладывает яйца. Первое поколение личинок выкармливают родители. Из них образуются рабочие особи, которые затем берут все заботы о семье термитов на себя. Самка увеличивается в размерах, становится неподвижной. Ее функция заключается лишь в постоянной откладке яиц. Самок термитов называют «царицами». В крупной камере термитника находятся царица и самец - царь, за которыми ухаживают рабочие особи.
Отряд поденки. Подкласс Крылатые насекомые (Pterygota). Крылатые имаго живут всего несколько часов и после размножения отмирают. Это изящные насекомые с сетчатыми крыльями неравной длины, с недоразвитыми ротовыми частями и тремя длинными хвостовыми нитями. Поденки откладывают яйца в воду, из которых развиваются личинки с трахейными жабрами на брюшных сегментах. Личинки развиваются 2-3 года в воде и питаются растительными остатками. В отличие от имаго у них хорошо развит грызущий ротовой аппарат. Из личинки последнего возраста вначале вылупляется субимаго, а из последнего - имаго. Лёт поденок обычно массовый и происходит в сумерках по берегам рек, озер. Личинок поденок по образу жизни делят на 4 экологические группы: роющие, реофильные, ползающие, плавающие.
Отряд Равнокрылые (Homoptera). Равнокрылые - наземные насекомые с колюще-сосущим ротовым аппаратом в виде членистого хоботка, с двумя парами тонких крыльев. Питаются клеточным соком растений. Среди них много вредителей культурных растений. Важнейшими подотрядами являются: цикадовые, листоблошки, тли, кокциды.
Отряд вши (Anoplura) - вторичнобескрылые насекомые, паразитирующие на млекопитающих. Ротовой аппарат колюще-сосущий. Глаза не развиты. Ноги цепляющиеся. Коготок лапок загибается и вкладывается в промежуток между двумя шпорами голени, и при этом образуется кольцо, охватывающее волос хозяина. У человека паразитирует человечья вошь, которая образует две формы: головную и платяную. Первая форма паразитирует на голове и откладывает яйца - гниды на волосах. Вторая форма паразитирует на теле человека и откладывает яйца в складках одежды. Реже встречается лобковая вошь. Человечья вошь передает сыпной и возвратный тиф.
Сетчатокрылые (Neuropterа). Это крупные и средних размеров хищные насекомые с двумя парами сетчатых крыльев, грызущим ротовым аппаратом. Личинки с тремя парами ног, заканчивающимися пятичлениковой лапкой с двумя коготками. Куколки свободные, иногда в волокнистом коконе. Важнейшие семейства представлены золотоглазками и муравьиными львами. Муравьиные львы внешне похожи на стрекоз, но отличаются машущим полетом, булавовидными усиками и другими признаками. Их
личинки мешковидной формы живут в песке.
Отряд ручейники (Trichoptera). Ручейники - крылатые насекомые, встречающиеся обычно у воды. Имаго живут недолго и обычно не питаются. У них недоразвитый грызущий ротовой аппарат, две пары перепончатых крыльев, покрытых волосками. На голове пара фасеточных глаз и обычно 2-3 простых глазка на темени. Усики очень длинные, нитевидные. В полете напоминают ночных бабочек. Во время посадки складывают крылья кровлеобразно. Личинки гусеницеобразные, развиваются в воде 1-3 года. Чаще всего они хищничают. Обычно строят домик из песчинок, мелких раковин моллюсков, камешков и других материалов. Эти частицы они склеивают паутиной, которую выделяют из шелкоотделительных желез. Дышат личинки при помощи трахейных жабер.
Отряд блохи (Siphonaptera). Это кровососущие эктопаразиты птиц и млекопитающих. Ротовой аппарат у них колюще-сосущий. Их личинки и куколки развиваются в почве, в гнездах или норах животных. Взрослые насекомые бескрылые, их тело сплющено с боков, что облегчает их движение в волосяном покрове хозяина. Задние ноги у блох прыгательные. На человеке паразитирует человечья блоха. Эта блоха может также жить на кошках, собаках и даже лошадях. Особенно много блох бывает в сельских домах с земляными полами или с трещинами в деревянных полах. Блохи могут переносить чуму.
Роль в природе. Среди насекомых имеются консументы I порядка - фитофаги, потребляющие зеленую массу растений; консументы II и III порядков - хищники и паразиты, питающиеся растительной и животной пищей; редуценты - разрушители органических остатков растительного и животного происхождения. Хищные и паразитические насекомые регулируют численность многих беспозвоночных. Велика роль насекомых-опылителей. Вредители:саранча, жуки-щелкуну, чернотелки, чешуекрылые (луговой мотылек, совки). Пшеница и другие зерновые культуры подвергаются нападению саранчи, гусениц зерновых совок, поедающих всходы, хлебных жуков, клопа-черепашки, вредящих зерну. Свекле вредят свекловичный долгоносик и свекловичный клоп. Колорадский жук, гусеница белянки. Вредители леса: листоеды, хрущи, долгоносики, гусеницы листоверток, пядениц, тля, листоблошки, цикады, короеды, жуки-усачи.
Возбудители и переносчики. Комары передают малярийного плазмодия, муха-цеце - трипаносому - возбудителя сонной болезни; блохи - вибрионы чумы. Кровососущие насекомые передают от животных к человеку - бешенство, энцефалит, мышиный тиф, туляремию, лейшманиозы (комнатные мухи, тараканы). Мухи - дизентерия, брюшной тиф, холера.
Использование. 1. Пчелы и пчеловодство. 2. Шелкопряды. 3. Разведение энтомофагов - истребляющих вредных для человека насекомых (наездник-яйцеед в борьбе с совками, плодожоркой). Насекомых-фитофагов.