Анатомія і фізіологія комах
Забарвлення комах може бути пігментним, що залежить від наявності барвних речовин (пігментів) у шкірних покривах, або структурним, що залежить від світлових явищ, які виникають у зв'язку з мікроскопічною структурою кутикули та_ її утворів.
М'язова система комах складається з скелетних і внутрішніх м'язів. Ті й другі належать до типу поперечносмугастих м'язів. Найсильнішу мускулатуру має грудний відділ, до якого прикріплюються ноги і крила. Порожнина тіла комахи заповнена внутрішніми органами. Вона поділена двома перетинками (діафрагмами) на три, що лежать один над одним, відділи. Простір між органами переважно в середньому відділі, заповнений жировим тілом, яке виконує дві функції. У ньому нагромаджуються поживні речовини - жири, білки вуглеводи, які потім витрачуються, особливо під час зимівлі; жирове тіло поглинає також продукти обміну: його клітини нагромаджують солі сечової кислоти та інші продукти виділення.
Травний апарат комах починається ротовим отвором і закінчується на кінці черевця анальним отвором. Між цими отворами лежить кишковий канал, який складається з трьох відділів: передньої, середньої і задньої кишки. Передня і задня кишки вистелені хітином. Передня кишка поділяється на відділи: глотку, стравохід, зоб і м'язовий шлунок. Зоб призначений для нагромадження їжі. М'язовий шлунок має товсті стінки і хітинові зубці; він служить для механічної переробки їжі і просування її в середню кишку.
Середня кишка не поділяється на відділи. У ній перетравлюється їжа і всмоктуються продукти травлення. На початку її може бути кілька сліпи відростків.
Задня кишка поділяється на тонку, товсту і пряму.
Засвоєння речовин, що находять з їжею можливо тільки при умові відповідної переробки їх механічним і хімічним способом. Механічна переробка їжі відбувається в гризучих комах за допомогою ротового апарату і м'язового шлунка. Її немає в комах з колюче - сисним і сисним ротовим апаратом, які живляться рідкою їжею. В основі хімічної переробки їжі лежать процеси гідролізу основних" речовин - білків, жирів і вуглеводів. Їжа уже в ротовій порожнині зазнає дії слини яку виділяють слинні залози. Ферменти слини перетворюють крохмаль на глюкозу. В середній кишці відбувається дальша переробка білків, вуглеводів і жирів під дією травних ферментів і всмоктування їжі. В цій кишці звичайно спостерігається лужна реакція середовища (рН до 8-10), рідше вона буває слабко кислою (рН 6-6,8). У задній кишці відсмоктується вода з неперетравленої їжі, і рештки її разом з рідкими виділеннями з мальпігієвих судин виводяться через анальний отвір.
Для деяких комах, наприклад, клопів-черепашок, характерне позакишкове травлення. При цьому ферменти, які розчеплюють білок і є в слині, вводяться в проколюване хоботком зерно, змінюючи біохімічний склад його клітин. Незважаючи на велику кількість ферментів і значну довжину кишечника, багато поживних речовин у рослиноїдних комах виводяться неперетравленими Наприклад, цілою залишається клітковина. Рідкі екскременти попелиць, мідяни-червчиків містять надлишок цукрів, внаслідок чого утворюється липкий наліт н рослині, так звана медяна роса, або падь.
Таке неповне засвоєння їжі є однією з причин надзвичайної ненажерливості рослиноїдних комах; кількістю з'їденої їжі в них компенсуються вади травної системи. Так, наприклад, личинки саранових протягом доби можуть з'їдати в 2-2 раза більше їжі в порівнянні з масою власного тіла.
Кровоносна система комах незамкнута. Кров омиває внутрішні органи; тільки одна спинна судина, що міститься з спинного боку безпосередньо під шкірними покривами. Задній відділ спинної судини називається серцем. Воно поділене на камери, відокремлені одна від одної клапанами. З боків є отвори, через які в серце при розширенні камери всмоктується кров з порожнини тіла. При скороченні камери кров'яний тиск, який створюється прицьому, розкриває передні клапани, змикає задні і рухає кров вперед. З серця кров надходить у передній відділ спинної судини, який називається аортою. Він не поділений на камери, і через відкритий передній кінець йогокров вільно виливається в порожнину тіла. Кров комах найчастіше називають гемолімфою. Вона звичайно слабко забарвлена в жовтуватий або зеленуватий колір. Кількість скорочень серця в різних комах коливається від 15 до 150 за хвилину.
Дихальна система комах складається з трахей - розгалуженої повітроносних трубок, які обплітають органи і тканини тіла; дуже тоненькі розгалуження їх проникають навіть всередину окремих клітин. Трахеї відкриваються назовні отворами - дихальцями, або стигмами, розташованими звичайно по боках тіла. Більшість комах має 10 пар дихалець - 2 на грудях і 8 на черевці. Частота дихальних рухів у комах коливається від 4 до 120 і більше за хвилину.
Комахи не мають сталої температури тіла. Вона в них змінюється під впливом променистої енергії сонця, мікроклімату середовища, м’язової активності та поведінки самої комахи.
Основним органом видільної системи комах є мальпігієві судини. Це численні трубочкй, які сліпо закінчуються на вільному кінці, а другим кінцем відкриваються: в кишечник на межі між середньою і задньою кишками. їх -налічується від 4 до 100 і більше. Вільна частина трубочок «плаває» в порожнині тіла й омивається гемолімфою; стінки цих трубочок поглинають з гемолімфи сечову кислоту і виводять її назовні через задню кишку разом з екскрементами. Продукти обміну відкладаються в клітинах жирового тіла, а також в особливих клітинах навколосерцевої порожнини і в кутикулі.
Залози комах виділяють різні речовини, що так чи інакше використовуються організмом і називаються секретами: отруйні, відлякуючі (репеленти), приваблюючі (атрактанти) та ін.
Частина залоз не має вивідних проток; вони виділяють в кров речовини, які називаються гормонами (внутрішня секреція), наприклад ювенільний гормон, що сприяє розвитку личинкових органів і перешкоджає перетворенню комахи на дорослу фазу.
Нервова система комах поділяється на центральну, перифіричну і симпатичну.
Центральна нервова система складається з черевного нервового ланцюжка, надглотковогоі підглоткового нервових вузлів. Черевний нервовий ланцюжок міститься під кишечником; він складається з парних нервових вузлів, або гангліїв, з'єднаних повздовжніми і поперечними тяжами. Вузлів менше ніж сигментів тіла. Головний відділ центральної нервової системи у комахи - це великий надглотковий вузол (головний мозок), що міститься над .кишечником, і менший підглотковий вузол. Вони з єднані між собою тяжами, які утворюють навкологлоткове кільце.
Периферична нервова система складається з численних нервів, які зв'язують всі частини тіла, органи і тканини з центральною і симпатичною неновою-. системою. Симпатична, або вісцеральна, нервова система іннервує внутрішні органи, і мішечної системи комах..
У комах розрізняють такі чуття з їх рецепторами (сприймальними системами органів): зір, слух, хімічне чуття, механічне, гідротермічне чуття.
Основою _органів чуттів є нервово-чутливі одиниці - сенсіли. Вони побудовані по-різному: одні виступають над поверхнею шкіри у вигляді волосків, щетинок, інші містяться в шкірі.
Органами зору комах є складні, або фасеточні, очі і прості очі, або очки. Перші складаються з багатьох дрібних зорових одиниць - сенсіл, які називаються оматидіями. Кожне очко утворює на поверхні ока круглу або шестигранну комірку - фасетку. Комахи бачать переважно на близькій відстані; вони розрізняють форму і колір предметів. Прості очі, або очки, містяться - їх найчастіше троє - на лобі або тім’ї між складними очима. Від цих очок, які іноді називають також дорсальними, відрізняють бокові очки, або стеми, які є в личинок комах з повним перетворенням і змінюються в дорослих комах складними очима.
Слух розвинений не у всіх комах. Слухові рецептори в різних комах містяться в рїзних частинах тіла. Наприклад, у коників органи слуху містяться на гомілках передніх ніг, у саранових - по боках першого членика черевця. Органи слуху сприймають сигнали, що подаються особинами свого виду, вловлюють звуки, які надходять з навколишнього середовища,. в діапазоні від інфразвуку до ультразвуку.
Хімічне чуття служить для сприймання запаху і смаку і .представлене хеморецепторами. Органи нюху містяться переважно на вусиках. Відомо, що самці прилітають іноді за кілька кілометрів, приваблені речовиною, яку виділяють придаткові статеві залози самок. Нюх має першорядне значення при відшукуванні їжі, а також при розпізнаванні особин свого виду і відіграє роль при підбиранні субстрату для відкладання яєць. У мух є нюхові щетинки і волоски, розташовані на яйцекладі.
Смакові рецептори розташовані переважно на ротових органах, а також на вусиках і в деяких комах - на підошвах лапок. Комахи розрізняють солодкий, гіркий, кислий і солоний смак.
Органами механічного чуття є дотикові рецептори, розташовані по всьому тілу, особливо на вусиках, ротових частинах та яйцекладні чутливі структури які сприймають струс, зміни положення тіла, рівноваги та ін.
Гідротермічне чуття має важливе значення в житті комах, бо визначає їхню поведінку залежно від вологості і температури середовища.
Поведінка комах складається з безумовних і умовних рефлексів. Переважне значення має безумовно-рефлекторна діяльність. Безумовні рефлекси - це природжені реакції, успадковані від батьків. Простими безумовними рефлексами є таксиси, що полягають у русі та орієнтації відносно джерела подразнення. Таксиси можуть бути позитивними і негативними. Важливе значення мають термотаксис -рух відносно джерела тепла, фототаксис - рух до світла, хемотаксис - до джерела подразнення хімічного чуття, гігротаксис - до вологи та ін.
Складними природними рефлексами є інстинкти.Вони не залежать від виучки і проявляються під дією внутрішніх подразників як внаслідок особливого фізіологічного стану організмі. Наприклад, гусениці багатьох метеликів перед залялькуванням виготовляють павутинні кокони; личинка жука горохової зернівки перед залялькування всередині зерна вигризає круглий отвір, залишаючи негірогризеною тільки тоненьку зовнішню оболонку; через цей отвір потім вилітає жук.
Умовні рефлекси виробляються протягом життя особини і можуть зникати. Вони виникають під впливом одночасного впливу двох подразників - безумовного (наприклад, дії їжі) і умовного (дії яких-небудь факторів середовища). Так, наприклад, додаючи до цукру, яким підгодовують бджіл, екстракт квіток конюшини (який в цьому разі є умовним подразником), можна принадити бджіл на конюшинове поле.
Комахи як правило роздільностатеві, тобто мають самців і самок. Відмінності між статтями (статевий диморфізм) іноді різко проявляються в розмірах, наявністю яких небудь виростів у самця, крилатістю, забарвленням.
Статева система самця складається з 2 сім'яників, 2 сім'япроводів, непарного сім'явипорскувального каналу, придаткових статевих залоз і парувального органа.__'
Статева система самки складаєтьсяз 2 яєчників, кожен з яких утворюється з кількох яйцевих трубок, з 2 яйцепроводів, непарного яйцепроводу, придаткових статевих залоз, сім'яприймача і в ряді випадків - яйцеклада.