Клас комахи (insecta)

Комахи — найрізноманітніший, численний і високоорганізований клас членистоногих. Число видів, що входять у нього, перевищує 750 тис. Клас включає 30 рядів. Комахи пристосувалися практично до всіх умов життя.

Комахи надзвичайно різноманітні за розмірами, забарвленням, будовою, пристосовуванням. Довжина найбільших комах (тропічні паличники) 20-33 см., найдрібніших (трихограми) — 0,2 мм. Тіло комах складається з трьох відділів: голови, грудей і черевця. У головній частині знаходяться ротовий апарат, органи чуття — зір, нюх, дотики.

На грудях, що складаються з трьох сегментів, розташовано три пари кінцівок. У черевці зосереджена середня та задня кишка, жирове тіло, система виділення, статеві органи, дихальний апарат.

Одна з характерних рис комах — наявність літального апарату. Крила є складками стінки тіла й пронизані жилками, всередині яких проходять трахеї та нерви.

При зміні способу життя, наприклад при переході до паразитизму (воші, блохи) або зміні екологічної ніші, спостерігається редукція крил. Крім функції польоту крила виконують захисну функцію, наприклад у жуків передні крила видозмінені в надкрила. У деяких форм комах (мухи) розвивається одна передня пара крил, задня ж є редукованою.

Кінцівки комах складаються не більше ніж з п'яти члеників. Вони пристосовані для ходіння, бігу, хапання, стрибання, плавання, розмноження тощо. Найдавніші функції кінцівок — ходіння та бігання. Решта функцій пов'язана з ідіоадаптаціями — пристосуваннями тварин до різних умов життя. М'язова система репрезентована окремими пучками поперечносмугастих волокон.

Тіло та кінцівки тварин мають хітинізований покрив — кутикулу, який є зовнішнім скелетом і до якого прикріпляється рухова мускулатура. Кутикула більшості комах забезпечена великою кількістю волосків, які виконують функцію дотику. Забарвлення комах дуже різноманітне, може бути протекційним або застережливим. Забарвлення визначається складом пігментів у кутикулі або її основою - гіподермою, а крил метеликів — також ультраструктурою лусочок. На поверхні тіла комах відкриваються протоки багатьох залоз. Пахучі виділення допомагають особам одного виду знаходити один одного або відлякувати ворогів.

Нервова система складається з головного мозку і черевного нервового ланцюжка. Головний мозок комах має складну будову і складається з переднього, середнього і заднього відділів. Передній відділ пов'язаний із розвитком зорового апарату, до його складу входять «грибоподібні тіла», одна з функцій яких — формування умовних рефлексів. Найбільшого розвитку вони досягають у суспільних комах. Нервові вузли як черевця, так і грудей можуть зливатися.

У комах спостерігаються складні форми поведінки. Бджоли, терміти, мурашки можуть передавати отриману інформацію за допомогою танців, рухів.

Оси та бджоли після першого вильоту запам'ятовують місце гнізда й найближчі орієнтири. У суспільних комах у гнізді існує розподіл праці.

Органи чуття комах надзвичайно різноманітні та сприяють найтоншим пристосуванням до різноманітних умов середовища. Комахи розрізняють кольори, форму предмета. Колірний зір у комах відрізняється від колірної гами, яку сприймає людина. Так, бджоли та мурашки сприймають ультрафіолетове проміння, більшість комах погано розрізняє червоний колір. Комахи краще бачать предмети, що рухаються, ніж нерухомі.

Крім органів зору (складні фасеточні очі у вільноживучих і прості у паразитів) комахи мають рецептори, які реагують на зміну температури.

У комах доведено існування слуху. Так, деякі метелики можуть сприймати коливання до 175 тис. Гц. Дуже добре розвинені у комах органи нюху і смаку.

Органи дихання представлені трахеями, які починаються отворами — дихальцями, через які повітря поступає в трахеї по їх розгалуженнях — в окремі клітини. Отвори дихалець розташовані на бічних поверхнях грудей і черевця. Відкривання і закривання дихалець регулюється спеціальним замикаючим апаратом. Вентиляції трахей сприяє скорочення черевця. Комахи, які живуть у воді, — водяні жуки і клопи — періодично підіймаються на поверхню води для запасання повітря. Повітря захоплюється волосками кінцівок. Личинки водних комах здебільшого дихають розчиненим у воді киснем. У личинки бабки, що мешкає у водоймищах, дихання відбувається завдяки циркуляції води в задній кишці.

Схема роботи серця комахи: 1 — отвори; 2 — камера серця в стані скорочення; 3 — камера серця в стані розслаблення.

Кровоносна система незамкнена. Будова кровоносної системи дуже спрощена внаслідок розвитку трахейної системи, гемолімфа (безбарвна рідина, циркулююча в кровоносній системі) майже не бере участі в обміні газів, а виконує транспортну функцію і розносить гормони й поживні речовини до тканин тіла. Трубкоподібне серце є спинною судиною, що скорочується, складається з декількох камер, розділених клапанами, які пропускають кров лише в одному напрямку.

Величезна різноманітність освоєних комахами джерел їжі привела до різноманіття будови ротового апарату. Еволюційно-давніший — гризучий апарат. У результаті ідіоадаптації він перетворився на колючий (двокрилі), смоктальний (лускокрилі), колючо-смоктальний (клопи), лижучий (мухи), гризучо-смоктальний (бджоли, джмелі). З передньою кишкою пов'язані слинні залози. Їх секрет змочує і частково розчиняє тверду їжу. У бджіл секрет слинних залоз при змішуванні з нектаром перетворюється на мед.

У гусениць слинні залози перетворилися на прядильні. Вони виділяють тонку нитку — шовковинку. Робочі бджоли секретом глоткових залоз вигодовують личинок майбутньої бджолиної матки.

Ротові органи комах. А — гризучий ротовий апарат таргана; Б — колючо-смоктальний ротовий апарат комара; В — лижучий ротовий апарат мухи; Г — смоктальний ротовий апарат метелика: 1 — верхня щелепа; 2— нижня щелепа; 3 — нижня губа.

Травна система має складну будову. З ротової порожнини їжа потрапляє в м'язисту глотку, яка у багатьох комах здатна засмоктувати їжу. Глотка веде в стравохід, який може сильно розширятися й утворювати зоб (робочі бджоли). За зобом звичайно слідує м'язистий жувальний шлунок. З передньої кишки їжа потрапляє в середню кишку, де відбувається перетравлювання і всмоктування, і далі в задню кишку, що закінчується анальним отвором. У задній кишці всмоктується надлишок води.

Видільна система представлена тонкими трубчастими сліпими виростами кишечнику — мальпігієвими судинами. Продукти обміну всмоктуються стінами мальпігієвих судин з порожнини тіла та виділяються в задню кишку. У водних комах мальпігієві судини регулюють тиск осмосу. Окрім цих судин функцію виділення у комах виконує жирове тіло. У ньому нагромаджуються також поживні речовини, які використовуються в період метаморфоз.

Внутрішня будова самки чорного таргана (із спинної сторони): 1 — резервуар слинної залози; 2 — слинна залоза; 3 — зоб; 4 — жувальний шлунок; 5 — середня кишка; 6 — пі-лоричні вирости; 7 — мальпігієві судини; 8 — задня кишка; 9 — трахейна система, 10 — черевний нервовий ланцюжок; 11 — сім'яники; 12 — додаткові залози статевої системи.

Розмноження у комах статеве. У метеликів, жуків, двокрилих запліднення внутрішнє (самець вводить сперматофор у статеві шляхи самки за допомогою злягального органу). Розвиток комахи відбувається з повним і неповним перетворенням. При розвитку з повним перетворенням із яєць виходять личинки, різко відмінні за будовою та способом життя від дорослої комахи. Повне перетворення відрізняється від неповного зміною чотирьох фаз: яйця, личинки, лялечки й імаго (доросла статевозріла комаха). Дві фази розвитку — личинкова та доросла — мають різне пристосувальне значення. Личинкова стадія становить найтриваліший період життя комахи, під час якого нагромаджуються поживні речовини. Крилата (доросла) фаза забезпечує розмноження і розселення. Розвиток з метаморфозом характерний для павуків, бліх, бджіл, ос, мурашок тощо.

Личинки з неповним перетворенням за будовою в основному схожі на дорослу комаху (сарана, коники, таргани тощо), відмінність полягає головним чином у недорозвинутості статевих залоз.