Крылья насекомых 

Каждое крыло представляет собой видоизмененную складку стенки тела и берет начало от места соединения тергита и плейрита соответствующего сегмента груди. Его основание окружено эластичной сочленовой мембраной, благодаря чему оно может двигаться относительно тела, приводимое в движение летной мускулатурой.

крыло состоит из двух слоев, между которыми находится щель, представляющая собой продолжение внутренней полости тела.

По всей поверхности крыла располагаются пересекающиеся трубчатые утолщения – жилки: в них лежат нервные волокна и трахеи. Между жилками находятся ячейки;

По плотности крылья могут быть перепончатыми, кожистыми и роговыми

Строение жилок

Жилками называются трубчатые утолщения различного диаметра, расположенные по поверхности крыльев насекомых (между верхним и нижним слоями крыловой пластинки). Они представляют собой каналы, заполненные гемолимфой, в которых находятся нервы и трахеи, выходящие из внутренней полости тела.

Жилки являются каркасом крыла, его опорной системой; пространства между ними называются ячейками. Ячейки выполнены особой субстанцией – кутикулой, которая тоже находится между слоями.

Расположение жилок на крыле

Главными называют продольные жилки, лежащие по длиннику крыла:

1. костальную (Costa, C) которая находится вдоль его переднего края. Она самая мощная из всех, может доходить до вершины или огибать крыло по всему периметру.

2. субкостальную (Subcosta, Sc), лежащую сразу за костальной (ниже). Она более короткая и тонкая, сливается с костальной у вершины крыла.

3. радиальную (Radius, R) – эта жилка следует за субкостальной и часто делится на две ветви:

1. продолжение радиальной и

2. заднюю ветвь радиальной;

1. медиальную (medialis, M) – находится в области середины крыла, соединяется поперечными анастомозами с ветвями радиальной жилки.

2. кубитальную (Cubitus, Cu) – пятую по счёту. Она располагается ближе к задней части крыла и по ходу делится на 2-3 ветки.

3. анальные жилки (Analis, A) – несколько жилок, расположенных ниже кубитальной; они могут проходить по крылу в виде одного канала, но иногда разветвляются и дают до 5 веточек.

Типы жилкования

У разных насекомых жилки крыла могут неодинаково располагаться по поверхности крыловой пластинки. В зависимости от этого, выделяют несколько типов жилкования:

• продольное: жилкование, характеризующееся большим количеством продольных жилок, развитых гораздо сильнее поперечных.

• сетчатое: жилкование крыльев, при котором многочисленные поперечные и продольные жилки развиты одинаково (как у стрекоз).

• ячеистое: малочисленные продольные и поперечные жилки образуют крупные ячейки (как у мух, пчёл, цикад и др). (фото)

Онтогенез

В начале своего онтогенеза крыло является сплюснутым в дорсовентральном направлении мешком, внутренняя полость которого является продолжением полости тела. Стенки, являясь продолжением стенок тела, состоят из гиподермальных клеток, под которыми располагается базальная мембрана. Первоначально полость крыла заполнена гемолимфой, позднее в неё врастают ответвления трахей и нервы.

Позднее делящиеся гиподермальные клетки образуют складки крыла, одновременно они образуют кутикулу, первоначально мягкую. Окончательное развитие крыла происходит после вылупления имаго из куколки. Под воздействием нагнетаемой гемолимфы, крыло растягивается приобретая окончательные размеры и форму, при этом гиподермальные клетки превращаются из цилиндрических в плоские. Происходит затвердение кутикулы и сближение дорсальной и вентральной поверхностей. Позже плазма клеток дегенерирует, и обе хитиновые пластинки соединяются (например, таракан)

Однако в местах залегания трахей и нервов процесс происходит по другому пути. Гиподерма и хитин образуют по ходу трахей выпуклости. Выпуклость спинной пластинки расположена напротив брюшной, и вместе они образуют трубку, полость которой заполнена гемолимфой, а внутри неё проходят трахея и нервы. Таким образом формируются жилки.

Происхождение

Существует две основные гипотезы возникновения крыльев. Согласно первой, крылья возникли с паранотальних лопастей грудных тергитов. Согласно второй, они представляют собой видоизмененные абдоминальные жабры, сходные с жабрами личинок современных подёнок.

Сочленение

Существо сочленовой конструкции состоит в том, что основные концы продольных жилок не доходят до тела и заканчиваются в крыловой мембране. Этим обеспечивается свободное качание крыла. Между концами жилок и телом в мембране лежит система сочленовых пластинок, которые ограничивают возможность сгибов по иным направлениям. Некоторые пластинки имеют собственную мускулатуру. Одни пластинки лежат в дорсальной мембране и связаны с тергитом, другие лежат в вентральной мембране и являются производными плейрита, третьи - двуслойны и включены в обе мембраны.

Край тергита, где начинается мембрана, имеет довольно сложную форму. Скутум образует две тергальные лопасти - переднюю и заднюю. Главная группа сочленовых пластинок - аксиллярная - связана именно с этими образованиям и состоит из 3-4 пластинок.

Первая аксиллярная пластинка причленена к тергиту так, что линия соединения параллельна продольной оси тела, что обеспечивает качание крыла в одной плоскости. Со стороны крыла один конец пластинки сочленен с субкоксальной жилкой, другой - со второй аксиллярной пластинкой. Вторая аксиллярная пластинка со стороны крыла соединена с радиальной жилкой, с медиальной пластинкой и третьей аксиллярной пластинкой. Пластинка двухслойна и лежит и в дорсальной, и в вентральной мембране. Вентральная ее часть лежит на плейральном столбике, таким образом она является главным опорным элементом крыла при его качании. Третья аксиллярная пластинка также двухслойна и соединена с задней тергальной лопастью, со второй аксиллярной пластинкой, с медиальной пластинкой и с анальными жилками. Эта пластинка имеет собственную мышцу, которая прикрепляется внутри тела к стернальному гребню. При сокращении этой мышцы пластинка вращается вокруг оси и учавствует в складывании крыла. Медиальные пластинки двухслойны и лежат у основания медиальных и кубитальных жилок. Принимают участие в складывании крыла. На переднем крае сочленовой мембраны находятся плечевая пластинка и тегула. Вдоль заднего края идет аксиальный лигамент - гибкое утолщение края между югальной областью крыла и тергитом. Вентральными элементами крылового сочленения являются базаларные и субаларные пластинки, лежащие соответственно впереди и позади плейрального столбика и имеющие собственную мускулатуру.

Механизм полёта

Для осуществления полета крылья должны иметь особое расположение и возможность свободно двигаться. Как известно, крыловые пластинки прикрепляются к мембране на задней части груди (птероторакса), располагаясь по боковой поверхности соответствующего сегмента, на границе его тергита и плейрита. Плейрит обладает свойством растяжимости, а тергит способен несколько смещаться вверх и вниз относительно плейрита, поэтому каждое крыло имеет возможность совершать взмахи с амплитудой до 180 градусов.Основание крыловой пластинки погружено внутрь тела. Это один из важных факторов, благодаря которым возможен полет.

Крыло насекомых можно сравнить с двуплечим рычагом. Короткое плечо представлено его внутренней частью (основанием), которая скрыта под мембраной, а длинное располагается снаружи: собственно, эту видимую часть и принято считать крылом. На внутренней поверхности экзоскелета, сразу под местом сочленения крыла с телом, находится плотный выступ, который называют плейральным столбиком; данная структура играет роль точки опоры при взмахе крыльев.

Когда насекомое собирается расправить крылья, оно сокращает специальные мышцы (крыловые мышцы), прикрепленные к спинке. Спинка перемешается немного вниз, надавливая на внутреннюю часть крыловой пластинки. Она, в свою очередь, упирается в плейральный столбик. При этом основание крыла опускается, а его наружная часть одновременно идет вверх. Если же необходимо опустить крыло, спинка снова поднимается, и все приходит в исходное положение.