ТЕМА 1 РІЗНОМАНІТНІСТЬ ТВАРИН

Пригадайте! Що таке незамкнена кровоносна система, гемолімфа, рефлекси?

Розмах крил найбільшого у світі метелика-птахокрилки королеви Олександри (1)- дорівнює 28 см, вага найважчої комахи – жука-голіафа (2) – 100 г, довжина найдовшої комахи – паличника Фобетікуса Чана (3) – становить аж 36 см. Чому ж комахи не можуть мати більші розміри?

Iл. 67. Рекорди світу комах

Чому в комах невеликі розміри тіла?

У комах різні способи живлення й ефективне перетравлювання їжі. Травна система складається з тих самих відділів» що й у павукоподібних, але є кілька особливостей. Навколо рота розташовані різні ротові органи, ротова порожнина має слинні залози, шлунок часто містить хітинові вирости та зубці, печінка відсутня.

Тіло комах укрите хітиновою оболонкою, яка добре захищає від зовнішніх впливів, але перешкоджає газообміну. Тому в цих членистоногих у процесі еволюції формується трахейний тип дихання. Газообмін у комах здійснюється через систему тонких трубочок – трахей, які пронизують усе тіло. Окрім того, у трахейній системі є розширені ділянки – дихальні мітки.

Іл. 68. Дихальна система комах: 1, 5- дихальця; 2 – дрібні трахеї; 3, 4 – великі трахеї

Трахеї – органи дихання, що мають форму тонких розгалужених трубочок у яких здійснюється газообмін з тканинами.

Повітря в трахеї надходить через отвори на черевці, що називаються дихальцями, і потрапляє до всіх органів і тканин. Якогось спеціального органа для вентиляції трахей у комах немає, і для надходження повітря необхідні м’язові зусилля черевця. Але трахеї не здатні забезпечувати киснем тварин великого розміру. Саме дихальна система комах і є однією з причин, що обмежують розміри представників цієї групи.

Кровоносна система для газообміну комахам майже не потрібна. Рідина цієї системи – гемолімфа – безколірна й не бере участі у транспортуванні газів, що пов’язано з розвитком трахей. Вона здійснює функції транспортування поживних речовин, продуктів обміну, гормонів, захисту від мікроорганізмів тощо. Циркуляція гемолімфи, як і в інших членистоногих, здійснюється скороченнями серця. Серце трубчасте, розташоване в спинній частині черевця. Отже, кровоносна система комах незамкнена й не забезпечує швидку доставку кисню до великої кількості клітин, що є ще однією причиною порівняно дрібних розмірів комах.

Система виділення, як і в павукоподібних, складається з видільних трубочок на межі середньої і задньої кишки. Між внутрішніми органами комах розташоване жирове тіло, клітини якого запасають поживні речовини, поглинають продукти обміну, містять ферменти для біологічного світіння тощо.

Отже, малі розміри комах пов’язані з особливостями дихальної та кровоносної систем.

Які особливості поведінки комах?

Дрібні розміри й мала вага комах зумовлюють більшу рухливість цих організмів, що позначається на регуляції процесів і поведінці комах.

Нервова система вузлового ланцюжкового типу, для якої характерний дуже розвинений «головний мозок». У ньому виділяють 3 відділи – передній, середній і задній. Передній відділ має складну будову й забезпечує складні форми поведінки. Черевний ланцюжок має збільшені грудні й черевні нервові вузли, це пов’язано з розвитком кінцівок, крил і розташуванням основної маси внутрішніх органів у черевці. Ендокринна система здійснює гуморальну регуляцію за допомогою гормонів, які виділяються мозком і його придатками. Гормони впливають на линяння, дозрівання, приваблювання особин протилежної статі під час розмноження та іл.

Поведінка комах дуже складна. Її основу становлять безумовні рефлекси та інстинкти. Безумовні рефлекси – це вроджені реакції, притаманні всім особинам виду, не змінюються протягом усього життя (наприклад, реакція хруща на дотик: падає з листка та прикидається мертвим). Ланцюг послідовних безумовних рефлексів, що забезпечують якусь складну дію, називається інстинктом. У комах існують захисні (наприклад, жук-бомбардир вистрілює пекучу суміш із черевця), харчові (наприклад, запасання корму бджолами), статеві інстинкти. Їхня інстинктивна поведінка сприймається як розумна, проте при зміні умов така поведінка стає недоцільною і комаха гине. Багатьом комахам властиві умовні рефлекси – реакції, які формуються впродовж життя тварини та забезпечують пристосування до змінних умов життя.

Органи чуттів складні та різноманітні, це пов’язано із високим рівнем організації та складною поведінкою комах. Органами зору є складні та прості очі, органами нюху – вусики, органами смаку — щупики на ротових органах, органами дотику – чутливі волосинки на покривах тіла, органи слуху – на черевці (у коників – на ногах). У літаючих комах в основі вусиків є спеціальні органи для контролю за швидкістю й напрямком польоту.

Отже, у комах дуже добре розвинені нервова система, органи чуттів, що є причиною складнішої поведінки й кращої пристосованості до мінливих умов існування.

Які особливості розмноження й розвитку комах?

У комах лише статеве розмноження. Ці істоти переважно роздільностатеві організми, у яких самці й самки відрізняються будовою, формою, розмірами чи забарвленням. Наприклад, самці жуків-оленів мають роги. Запліднення яєць у комах відбувається тільки в середині організму самки, тобто внутрішнє. У деяких випадках розмноження комах здійснюється без запліднення. Такий спосіб розмноження називається партеногенезом. Плодючість комах часто надзвичайно висока. Особливо плодючі соціальні комахи. Бджолина матка протягом свого життя відкладає до 1,5 млн яєць, матка терміта – 110 млн.

У комах розвиток після виходу з яйця (післязародковий розвиток) відбувається з перетворенням. У всіх представників цієї групи з яйця з’являється личинка, яка згодом перетворюється на дорослу комаху або на стадії лялечки буде зазнавати додаткових перетворень. Тому в деяких комах у розвитку виділяють три стадії: яйце – личинка – доросла комаха. Такий розвиток із неповним перетворенням спостерігається в тарганів, коників, термітів. Розвиток із повним перетворенням властивий високоорганізованим комахам: жукам, метеликам, мухам, комарам, бджолам та блохам. У їхньому розвитку виділяють чотири стадії: яйце – личинка – лялечка – доросла комаха.

Іл. 69. Розвиток комах: 1 – з неповним перетворенням; 2 – з повним перетворенням

Отже, у комах різні способи розмноження, висока плодючість і різні типи післязародкового розвитку, що забезпечує швидке відтворення великої кількості нащадків.

Вивченням комах займається окрема зоологічна наука. Якщо Ви правильно дасте відповіді на завдання кросворда, то у виділених клітинках прочитаєте її назву: 1 – продукт діяльності бджіл; 2 – комахи, що можуть збиратися у велетенські зграї; 3 – комахи з яскравими крилами; 4 – корисний для людини жук, який знищує попелиць; 5 – комаха-шкідник із копальними кінцівками; 6 – відділ тіла комах; 7 – рідина кровоносної системи комах; 8 – захисна оболонка для лялечки метеликів; 9 – руда комаха, яка живе в помешканні людини; 10 – жук, який є найважчою комахою на Землі; 11 -дихальна трубочка комах.

У Біблії часто описуються комахи, що мають певне символічне значення. Так, в одній із книг Біблії, Виході, розповідається про десять єгипетських кар. Фараон тримав у неволі юдеїв. Мойсей кілька разів просив фараона відпустити невільників, але він постійно відмовляв. Тому Бог вирішив покарати фараона, насилаючи страшні кари. Для покарання Бог використав і комах: третя кара – рої маленьких мух, четверта – собачих мух, восьма – сарани. Чому ж комахи є найстрашнішими для людини істотами?

Іл. 70. Зграя сарани

Запитання для самоконтролю

1. Наведіть приклади найбільших комах 2. Які органи дихання в комах? 3. Наведіть приклади поведінки комах. 4. Які системи органів регулюють життєдіяльність в комах? 5. Який тип розмноження в комах? 6. Назвіть типи розвитку комах.

7. Чому в комах невеликі розміри тіла? 8. Які особливості поведінки комах? 9. Які особливості розмноження й розвитку комах?

10. Яке значення для людини має наука про комах?

2. Ряди комах з повним перетворенням

Комаха з повним перетворенням (з метаморфозом ) проходить у своєму розвитку чотири стадії: яйце — личинка — лялечка — доросла комаха (імаго).

Ряди комах з повним перетворенням: метелики ( лускокрилі ), жуки ( жорсткокрилі ), двокрилі , перетинчастокрилі , блохи .

Більшості видам комах властивий саме розвиток з повним перетворенням. У комах з повним перетворенням (метеликів, жуків, мух, ос, мурах) личинки зовсім не схожі на дорослих особин .

У них відсутні складні очі (є тільки прості очі, або органи зору зовсім відсутні), часто відсутні вусики , немає крил ; тіло найчастіше червоподібне (наприклад, гусінь метеликів).

У комах з повним перетворенням личинки часто живуть зовсім в інших місцях і живляться іншою їжею, ніж дорослі комахи. Це виключає конкуренцію між різними стадіями одних і тих же видів.

Личинки комах з повним перетворенням декілька разів линяють, ростуть і, досягнувши граничних розмірів, перетворюються на лялечку (яка, зазвичай, є нерухомою). Лялечка перетворюється на дорослу комаху.

Метелики відрізняються від інших комах, в основному, двома ознаками: їх тіло покрито лусками , та сисним ротовим апаратом , який є згорнутим спіраллю.

Метеликів називають лускокрилими, оскільки на крилах у них знаходяться дрібні хитинові лусочки. Вони заломлюють падаюче світло, створюючи химерну гру відтінків.

Забарвлення крил метеликів допомагає їм упізнавати один одного, маскує у траві і на корі дерев або попереджає ворогів, що метелик є неїстівним.

Ротовий апарат у метеликів сисний — це згорнутий у спіраль хоботок. Харчуються метелики нектаром квітів.
У личинок метеликів ( гусениці ) — гризучий ротовий апарат , вони (найчастіше) харчуються тканинами рослин.

Коли гусінь перетворюється на лялечку, деякі види можуть виділяти шовкові нитки. Шовкова нитка виділяється особливою залозою, яка розташована на нижній губі гусениці.

Тутового шовкопряда люди розводять для отримання шовкових тканин (це єдина комаха, яка не зустрічається у природі у дикому стані).

У представників цієї групи — дві пари крил. Перша пара — перетворена на тверді надкрила , прикриває другу пару перетинчастих крил , за допомогою яких тварини літають. Ротовий апарат — гризучий .
Серед жуків є багато рослиноїдних, проте є і хижаки, і падальники.

Жуки живуть у наземно-повітряному середовищі (на рослинах, поверхні землі, у ґрунті) та у воді.
Личинки жуків бувають і дуже рухливими хижаками, що живуть відкрито, і малорухомими, схожими на черв’яків, що живуть в укриттях і харчуються рослинами, грибами, іноді залишками організмів, що розкладаються.

Ці комахи мають тільки одну пару перетинчастих крил . Друга пара ( дзижчальця ) сильно редукована , перетворена на органи рівноваги і служить для стабілізації польоту. До цієї групи належать комарі і мухи .

Вони мають колючо-сисний або лижучий ротовий апарат. Деякі двокрилі харчуються пилком і нектаром квітів, зустрічаються серед них хижаки і кровосисні форми. Личинки можуть жити у різноманітних місцях — у воді, ґрунті, організмах тварин і рослин.

Група включає таких добре відомих комах, як джмелі , оси , бджоли , мурахи , наїзники . У них є по дві пари перетинчастих крил (у деяких крила відсутні). Ротовий апарат — гризучий або гризучо-лижучий . Багато представників цього ряду є суспільними комахами.

Періоди розвитку мурах

Ряд Блохи включає паразитичних комах, які смокчуть кров у гризунів, інших ссавців та людини. У них колючо-сисний ротовий апарат, відсутні крила . Задні ноги у бліх — стрибальні . Блохи надзвичайно небезпечні тим, що можуть бути переносниками збудників різних захворювань.