Комахи: будова та життєві функції, різноманітність видів. Реферат

Комахи представляють собою досить поширену і різноманітну групу тварин, що адаптувалися до майже любих екологічних умов земної кулі, крім океанів. Процвітання комах спричинене їх здатністю літати. Крім цього, малі розміри комах і особливий тип нервової системи забезпечують перевагу над конкуруючими з ними тваринами.

Малі тварини можуть займати такі місця проживання, які недоступні для решти тварин. Ще одна еволюційна перевага, пов’язана з зменшенням розмірів організму, включає зміни об’єму і сили м’язів. Мурашки, оси та ін. можуть піднімати набагато більшу масу по відношенню до їх розмірів, ніж, наприклад, слон чи людина. І ще одна властивість комах – характер їх поведінки, що є результатом функції нервової системи. Він реалізуються в руховій активності комах, що є інстинктивною.

Нервова система, зумовлюючи інстинктивну поведінку, безперечно захищає тварину від можливих помилок і затрат часу та енергії на досягнення певного досвіду. Прикладом такої поведінки є поведінка самки кальмара, яка в процесі відкладення яйцеклітин прикріпляє їх до скал.

Комахи – клас тварин типу членистоногих. Тіло (довж. 0,2 мм – 33 см) з хітинізованими покривами, поділяється на головний (голова), грудний (груди) і черевний (черевце) відділи, кожний з яких складається з окремих сегментів (кільце), сегменти голови злиті. На голові розміщені пара членистих вусиків (антени), ротові придатки, органи зору; га грудях – кінцівки (3 пари членистих ніг і 1-2 пари крил); на кінці черевця – статеві й хвостові придатки (церки), іноді жало.

Травна система починається ротовою порожниною, в яку виходять протоки слинних залоз. Травний канал з 3 відділів: передньої, середньої і задньої кишки; довжина і об’єм його залежать від роду їжі та її поживності. Органи виділення – мальпігієві судини. Кровоносна система незамкнена, функцію серця виконує спинна судина, функцію крові – гемолімфа.

Нервова система побудована за типом нервового ланцюжка; центральна нервова система включає мозковий ганглій (головний мозок), підглотковий ганглій, сегментарні ганглії черевного ланцюжка.

Органи дихання – трахеї (у водних – зябро-трехеї), що відкриваються назовні дихальцями.

Органи чуття: зору – фасеткові очі та прості очки, слуху – тимпанальний апарат, дотику – чуттєві волоски, нюху – ямки, волоски, рівноваги – хордотональний апарат та ін. Органи чуття досягають великої різноманітності, в основі їх будови лежать сенсили, розкидані по різних частинах тіла поодиноко чи зібрані у великі скупчення.

Більшість видів комах фітофаги, є всеїдні (таргани), хижаки, що поїдають ін. комах, молюсків, червів тощо, копрофаги (гнойовики), кровосисні (комарі, воші, блохи, майже всі комахи роздільностатеві. Розвиток з перетворенням (метаморфоз), яке буває повним (коли личинка, що різко відрізняється від дорослої особини, перетворюється на лялечку, з якої виходить доросла комаха) або неповним (личинка, що вийшла з яйця, має вигляд, близький до імаго).

Відомо близько 1,5 млн. видів комах, поширених від Антарктиди до 840 пн. Широти. Більшість комах наземні форми, багато видів живе в землі. Деякі в прісних водах, окремі – в морях. Класифікація комах досить складна, існує кілька різних систематичних. За однією з них комахи поділяються на 2 підкласи: ентогнатних, або приховано щелепних, та ектогнатних, чи зовнішьнощелепних. Ентогнатні об’єднують 3 ряди: безвусикові, ногохвости, двохвістки. Ектогнатних ділять на первиннобезкрилих з першим рядом – щетинкохвости та крилатих, куди належить більшість комах з неповним перетворенням: одноденки, бабки, терміти, таргани, богомоли, прямокрилі, сіноїди, воші, веснянки, клопи та ін. і комахи з повним перетворенням. За ін. систематикою комах поділяють на 2 підкласи: нижчі, або первиннобезкрилі, та вищі, або крилаті.

Більшість комах приносять користь як запилювачі рослин; деякі види виробляють речовини (мед, віск, шовк, природні фарби), які використовуються людиною як харчові продукти та сировина для промисловості. Багато комах – шкідники сільського та лісового господарств, окремі – переносники збудників хвороб і паразитів людини, тварин та рослин або самі є паразитами. Наука, що вивчає комах називається ентомологією.

Комахи з повним циклом перетворення

Досконалість нервової системи і органів чуття. До комах з повним циклом перетворення належать жуки, сітчастокрилі, верблюдки, метелики, перетинчастокрилі, блохи, двокрилі та ін.

Розглянемо ряд метеликів або лускокрилих. Вони відомі великою чисельністю (понад 150 тис. видів) і найрізноманітнішим забарвленням своїх представників. Ротові органи у них сисні. Крила вкриті видозміненими волосинками – лусочками, які мають здатність заломлювати світло. Від цього явища залежить переливчасте забарвлення крил багатьох метеликів. Личинки метеликів, або гусінь, мають гризучий ротовий апарат та видовжене тіло. Крім трьох пар грудних ніжок, у них є 2-5 пар несправних черевних ніжок – не членистих видовжених утворень з кігтиками на кінцях.

Слинні залози гусені, крім слини, виділяють ще й шовкові нитки, з яких гусінь перед заляльковуванням плете захисну оболонку для лялечки (кокон). Гусінь багатьох видів влаштовує спільні павутинні гнізда, де багато особин разом ховається від ворогів, ночує тощо. Дорослі метелики – гарні запилювачі рослин. Гусінь багатьох видів метеликів (напр. білан капустяний, ріпниця, яблунева міль, кільчастий шовкопряд) переважно рослиноїдна, тому завдає шкоди рослинам. Гусінь хатньої молі живиться хутряними виробами, псуючи їх.

Тутовий та дубовий шовкопряди здавна розводяться людиною для отримання шовку. Багато великих метеликів привабливі своєю красою – махаон, аполон.

Ряд блохи – безкрилі кровоносні комахи. Тіло сплющене з боків зір розвинений погано, мають колючо-сисні ротові органи та стрибальні ноги. Деякі види цих комах ссуть кров із людини, гризунів та ін. ссавців. Личинки червоподібні, найчастіше трапляються у норах, на долівці в житлах, де живляться органічними рештками. Пацюкова блоха, що може нападати і на людину, відома як переносник дуже небезпечного захворювання – чуми, від якої протягом історії людства загинуло кількасот мільйонів людей. Захворювання на чуму постійно зустрічається і зараз у тропічних країнах.

Нервова система. Передній відділ мозку комах побудований дуже складно. З боків він має пару великих зорових долей, від яких відходять нерви до складних очей, а також пару грибоподібних тіл. Вважають, що ці тіла відповідають за складні форми поведінки комах, зокрема за вироблення умовних рефлексів. Прикладом таких рефлексів є розмноження богомола. Самець богомола, знаходячись біля самки, не виступає в копуляцію до тих пір, поки самка в початковій фазі розмноження не відкусить йому голову.

Очевидно в мозку самця є тормозні центри, які не позволяють копулятивним нервам активізувати інші частини тіла до розмноження. Той факт, що самець богомола може паруватись з самкою, навіть коли у нього видалена голова і мозок і ця його активність не пов’язана з навчанням, позволяє передбачити складні механізми, закладені в таких інстинктивних діях. Адже в комах з коротким періодом життя немає часу на навчання.

Органи чуття комах дуже різноманітні. У шкірі є волосинки або інші утворення, всередині яких знаходиться чутлива структура – рецептор, з’єднана з нервовою системою. Різні рецептори чутливі до механічних подразнень (органи дотику), коливань повітря (органи слуху) чи ґрунту, температури тощо.

Рецептори нюху розташовані переважно на вусиках, рецептори смаку – на ротових органах чи ін. частинах тіла. У мухи рецептори смаку – маленькі волоски на передніх ніжках. Ці волоски зв’язані нервами з ін. чати снами тіла, а головне з хоботом.

Коли муха наштовхується на субтракт, який відчувають її кінцівки, а нервова система встановлює, що він істинний, тваринка витягує хоботок і починає харчуватись. Крім цих чутливих волосків, на кінцях кінцівок мухи є маленькі подушечки, які містять залози, що утворюють липкі речовини. За допомогою цих речовин комаха прикріплюється до будь-якої поверхні. Кінцівки деяких комах містять шипи, клешні, виступи, які позволяють їм прикріплятись до рослин і тварин, забезпечуючи харчування та успішне існування в складних умовах зовнішнього середовища.

Складні фасеточні очі значно відрізняються від звичайних очей ін. тварин. Кожне око складається з багатьох малих сприймаючих світло фасеток. Що називаються оматідіями. На зовнішньому краї цих структур розміщені дуже тонкі лінзи. В кожному оці є біля 10 тис. оматідій.

Осі кожної з фоторецепторних одиниць розміщені під невеликим кутом один до одного і сприймають джерело світла кожен в своїй, трохи інакшій площині. Коли об’єкт знаходиться між джерелом світла і оком, вся інформація від окремих одиниць об’єднуються і утворюється картина об’єкта. Таке око може бачити об’єкт, що рухається в будь-якому напрямку недалеко від тварини. Наявність у комах 2 очей дає можливість оцінювати і відстань до об’єкта. Крім цього, багато комах може розрізняти різні кольори.

Наприклад, медоносна бджола розрізняє всі ті кольори (окрім червоного). Що й людина, проте, на відміну від людини, вона розрізняє й ультрафіолетове забарвлення. Все це забезпечує можливість швидкого виявлення небезпеки і своєчасного її уникнення комахами, що й призвело до значного їх поширення на земній кулі.

Клас Комахи: приклади, види, особливості

Комахи, приклади та характеристику яких ми сьогодні презентуємо, – найчисленніша група з усіх істот, що населяють нашу планету. Вона включає в себе близько 80% від загального числа видів тварин. Більш 1 000 000 видів налічує така група, як комахи. Приклади, відомі науці, – далеко не всі види, існуючі в природі. Можливо, стільки ж ще належить відкрити. Описано багато копалин і нині живуть примітивних форм, що проясняють еволюцію сучасних 29 загонів, на які діляться комахи. Приклади сучасних видів буде розглянуто в цій статті. Більшість копалин форм відноситься до нижнього карбону (345 млн. років тому). В цей час великі заболочені ліси вже населяли крилаті комахи.

Всюдисущі тварини

Навіть у морі живуть комахи. Приклади таких видів, проте, нечисленні. Деякі з них тримаються на поверхні, інші мешкають на литорали, а один вид живе навіть на морському дні. Але куди б не проникали будь-які інші тварини, там неодмінно з’являються і комахи як вільноживучих форм, або як паразити інших організмів. Комахи, безсумнівно, – домінуюча форма життя від Арктики до екватора. Одні з них живуть під снігом і льодом, інші – в пустелях, треті – в солоних озерах і гарячих джерелах. Світ комах досить різноманітний. У південній Каліфорнії є навіть муха (Psilopa petrolei), яка проводить частину життя в калюжках нафти. Одна з головних причин процвітання комах – їх здатність до польоту.

Здатність до польоту

За винятком ряду примітивних форм, більшість комах вільно пересуваються в повітряному середовищі, що дозволяє їм освоювати нові місцезростання, вислизати від хижаків, знаходити партнерів і відшукувати їжу з більшою легкістю, ніж це вдається їх бескрылым безхребетним родичам. Деякі з них навіть ловлять здобич у повітрі. Хоча своїм процвітанням комахи і зобов’язані польоту, відношення ваги тіла до площі крил таке, що теоретично вони не повинні були б літати. Насправді ж м’язи їх крил виробляють і реалізують енергію з величезною швидкістю. Висока частота помахів компенсує недостатність підйомної сили.

Розміри комах і їх роль в еволюційному процвітанні

Розміри комах теж зіграли важливу роль в їх еволюційному процвітання. Коли вони тільки з’явилися, близько 350 млн років тому, умови існування вже нагадували нинішні. Комахи освоїли вільні до тієї пори екологічні ніші. Цим і пояснюються порівняно невеликі їх розміри (правда, відомі копалини бабки з розмахом крил до 76 см): вони можуть виживати і розмножуватися в умовах, несприятливих для більш великих тварин.

Примітивні комахи

Вважається, що комахи походять від предків, схожих на багатоніжок, від яких вони відрізняються головним чином наявністю трьох пар кінцівок. Кожна пара прикріплюється до одного сегмента грудей (середньої частини тіла). Найбільш примітивні з сучасних видів – це ті безкрилі комахи, приклади яких відносяться до чотирьох загонів, об’єднаних під назвою Apterygota. Всі інші володіють крилами і позначаються як Pterygota. Ногохвостки і бессяжковые відбулися, ймовірно, від істот, схожих з двухвостками, але обидві групи розвивалися в різних напрямках. Для ногохвосток характерна особлива вилочка на черевці, що діє подібно пружині і дозволяє цим тваринам добре стрибати. У безсяжкових немає вусиків, і частина їх функцій несуть передні кінцівки.

Основні групи і загони крилатих комах

Важливим етапом в еволюційному становленні комах було розвиток крил і здатності до польоту. Два загони – поденки і бабки, представники яких не можуть складати крила на спині під час відпочинку, об’єднані в групу Palaeoptera (древнекрылых). Комахи, що володіють цією здатністю, утворюють групу Neoptera (новокрылых). Сім загонів вважаються найбільш примітивними з Neoptera. Для них характерний досить простий ротовий апарат. Крім того, це в основному рослиноїдні комахи. Приклади: щипавки (на фото вище), терміти, таргани, богомоли та ін. Загін веснянок – бічна гілка з багатьма архаїчними рисами. Загони клопоподобных комах демонструють поступове вдосконалення ротового апарату. Він буває примітивним і неспеціалізованих у сеноедов (на фото нижче) або розвиненим колючо-сосним у клопів.

Інші загони комах (Neuropteroidea) отримали значні переваги перед своїми більш примітивними родичами за рахунок вдосконалення циклу розвитку.

Комахи з неповним та повним перетворенням

Зазвичай всі види з Palaeoptera і Neoptera розділяють на дві групи, в залежності від циклу розвитку. Комахи з неповним перетворенням (приклади їх ставляться до Hemimetabola і Apterygota) характеризуються тим, що вилупилася з яєць молодь (німфи) нагадує дорослих особин. Пізніше, пройшовши через серію линьок, німфи стають повністю сформованими дорослими особинами. У комах з повним перетворенням (Holometabola) вилупилася з яйця личинка зовсім не схожа на дорослу особину.

Ця стадія (гусінь або червеобразная личинка) харчується зазвичай зовсім іншою їжею. Личинка перетворюється на лялечку, яка може залишатися в стадії спокою протягом багатьох місяців, а потім шляхом метаморфоза (перебудови тканин) перетворюється в дорослу комаху. Відмінності в способі життя між нею і дорослою особиною дозволяють їм користуватися абсолютно різними місцеперебуваннями. До Holometabola відноситься 84% від загального числа видів комах, і багато з них мають важливе господарське значення.

Перетинчастокрилі

Перетинчастокрилі – великий загін, що представляє світ комах. Вони характеризуються тим, що основний план будови у них практично не змінюється. Однак ці тварини значно відрізняються від інших комах з повним перетворенням. Це досить ізольована група, але за характером личиночного розвитку і метаморфоз вона зближується з скорпионницами.

Адаптація до навколишнього середовища

Для твердокрилих – найбільшого загону в царстві тварин – характерно розвиток жорстких надкрил, що покривають задню пару перетинчастих крил, службовців для польоту. Міцність зовнішнього скелета і пристосувальні можливості основного плану будови виявилися провідними факторами в освоєнні дорослими особинами різних місцезростань. Інші комахи з повним перетворенням групуються навколо колись великого загону скорпионниц.

Метелики розпізнаються по покритих лусочками крил і спеціалізованим ротовим частинам, пристосованим для живлення нектаром. Еволюція цього загону і деяких представників загону двокрилих йшла в тісному зв’язку з еволюцією квіткових рослин.

Ручейники відгалузилися від метеликів, придбавши вкриті волосками крила і жующий ротовий апарат. Личинки ведуть водний спосіб життя. Двокрилі літають з допомогою передньої пари крил, а друга перетворена в жужжальца, грають в польоті роль органів рівноваги. Личинки двокрилих виявляють велику адаптивну спеціалізацію, ніж у інших комах. Багато дорослі особини живляться кров’ю, чим і обумовлена їх роль у перенесенні збудників інфекційних захворювань. Близько до двокрилим стоять блохи, крил у них немає і тіло сплюснуте з боків. Разом із загоном вошей ця група належить до числа ектопаразитів теплокровних тварин.

Проблема комах-шкідників

Багато еволюційно просунуті форми комах з Holometabola нерідко завдають людині відчутний збиток. Вони можуть знищувати урожай або поширювати небезпечні захворювання. Серед Hemimetabola нечисленні такі комахи. Приклади (шкідники) – воші і сарана. Але вони завдають великої шкоди людині. Один тільки вид – пустельна сарана (Schistocerca gregaria) – може стати причиною голоду більше ніж 10% населення земної кулі. Це комаха (на фото нижче) швидко розмножується після рясних дощів і, раптово широко поширюючись, з’їдає всяку зелень на своєму шляху.

Однак треба сказати, що в основному комахи практично нешкідливі. Більше того, вони відіграють свою незамінну роль в природі.

Отже, ми розглянули таку цікаву і численну групу тварин, як комахи. Приклади, назви, класифікація і характерні особливості їх були представлені в статті. Сподіваємося, читання виявилося приємним і корисним для вас.

Будова комах

Будь-яке членистоноге складається з голови, грудки і черевця. У кожній з частин тіла є свої придатки, що відповідають за можливість бачити, чути, відчувати, спілкуватися, розмножуватися і пересуватися.

На голові розташовані органи зору, рот і органи дотику. На грудях є ніжки і крильця. А в черевці зосереджені основні внутрішні органи, що відповідають за розвиток тваринного.

Кровоносна система

Кровоносна система у комах відрізняється незамкнутістю. Головний орган системи – спинна судина, що заповнює тіло і органи.

Спинний посудину ділиться на кілька відділів – серцевий і відділ аорти. Серце складається з чотирьох шлуночків, що живлять кров.

Розмноження комах

Комахи, наприклад, богомоли, таргани і клопи, розмножуються за допомогою крапель сперми, залишених на землі.

Інші спаровуються один з одним, роблять процес копуляції, в результаті яких з’являються яйця.

Уже з яєць з’являється потомство.

Видільна система комах

Видільна система представлена ​​мальпігієві судинами і трубчастими канальцами, за якими виводиться сіль і азотисті сполуки.

Дихальна система

Складається з повітроносних труб і пружних стінок трахей. Кисень обробляється дихальцями і потрапляє в трахеї. Вони мають значення: через них повітря досягає трахеол, пронизує все тіло і виводиться назад назовні.

Таким чином дихають тварини дихальцями.

Нервова система

ЦНС складається з надглоточнимі нервової ганглії, головного мозку і нервових вузлів, що відходять від нього. Від вузлів відходить окологлоточное кільце, яке з’єднується з гангліями і грудним відділом.

ЦНС пов’язана з периферичної НС нервами, які приєднуються до вузлів і пронизують всі органи.

Травна система

Складається з передньої, середньої і задньої кишки.

У передню їжа потрапляє, в середньої перетравлюється, а через задню виходить.

Життєвий цикл

Умовно життєвий цикл будь-якого комахи ділиться на три стадії. У першій стадії з’являється ембріон, який розвивається в яйці. У другій стадії ембріон виходить на світло і досягає імаго.

А на останній доросла тварина досягає зрілості, відкладає яйця, залишаючи потомство, і вмирає.

У кожного комахи свій життєвий цикл. Він залежить від складу покоління, типу розмноження і типу життєдіяльності.