Урок биологии в 7 классе

Тема урока: Класс Насекомые. Особенности строения и жизнедеятельности.

Цель: изучение особенностей строения и жизнедеятельности насекомых

Задачи:

Образовательные : рассмотреть особенности организации насекомых, выявить усложнения строения систем органов в ходе эволюции.

Развивающие: развивать внимание, память, мышление, устную речь, развивать умения устанавливать черты сходства и различия у представителей разных классов типа Членистоногие.

Воспитательные: формировать чувство прекрасного, бережное отношение к насекомым.

Тип урока: комбинированный, частично– поисковый.

Технологии: здоровьесберегающая технология, технология ТРИЗ

Методы и приемы: словесный, наглядный, обучение в сотрудничестве.

Оборудование: компьютер, презентация, видеофрагменты, карточки для работы, коллекции насекомых.

Ход урока

Этап 1. Ориентировочно-мотивационный

Организационный момент: приветствие учащихся, проверка готовности к уроку. Оцените своё настроение в начале урока.

1. Актуализация знаний учащихся.

Вопросы к учащимся:

Назовите характерные признаки типа Членистоногие. Проверка Слайд 2

Кто изображён? Какие признаки объединяют представителей Ракообразных в один класс? Слайд 3-4

Кто изображён? Какие признаки объединяют представителей Паукообразных в один класс? Слайд 5-7

Показ слайдов различных насекомых. О каких представителях животного мира пойдёт речь на уроке? Слайд 8-9

Какие среды обитания занимают насекомые?

Ответы учащихся.

Учитель: Насекомые – самый многочисленный класс животного мира, он насчитывает в настоящее время не менее одного миллиона представителей. А сколько еще их неизвестно науке? Слайд 10-11

Рассмотрим место насекомых в системе животного мира:

Царство Животные
Тип Членистоногие
Класс Насекомые

Проблемный вопрос: Почему Класс Насекомые самый многочисленный среди Типа Членистоногие? Слайд 12

Учитель: Как нужно построить работу на уроке, чтобы ответить на этот вопрос? (составить план работы по этой теме, изучить учебный материал по классу Насекомых).

Вместе с учащимися составляется план урока: Слайд 13

Общие признаки класса Насекомые.

Характерные черты внешнего строения. Лабораторная работа «Внешнее строение насекомого на примере Майского хруща».

Характерные черты внутреннего строения.

Черты сходства и различия насекомых с ракообразными и паукообразными.

Вывод о прогрессивных изменениях, возникших в ходе эволюции и позволившим насекомым широко расселиться.

Этап 2. Операционно-исполнительский.

1 . Изучение внешнего строения насекомых Слайд 14-15

Парная работа. Выполните лабораторную работу: «Внешнее строение насекомого на примере майского жука», используя коллекцию насекомых, текст и рисунки учебника на с. 160-162.

Заполните таблицу:

Признаки

Особенности строения

Покров

Размер

Отделы тела

Органы, расположенные на:

Голове

Груди

Брюшке

Проверка выполнения заданиявыборочный опрос. Слайд 16

Снаружи насекомые покрыты прочной хитиновой оболочкой, очень стойкой к внешним воздействиям.

Тело насекомых состоит из трех отделов: голова, грудь, брюшко.

На голове имеется: ротовой аппарат (верхняя губа, нижняя губа, верхняя челюсть, нижняя челюсть), одна пара усиков– органы обоняния, две пары щупиков – органы осязания и вкуса, одна пара сложных фасеточный глаз (каждый глаз состоит из нескольких тысяч простых глазков) – орган зрения, на груди имеются одна или две пары крыльев, три пары ног.

Демонстрация видеофрагмента: «Полёт насекомых» Слайд 17

На брюшке находятся дыхальца– отверстия для дыхания.

2 . Изучение внутреннего строения насекомых Слайд 18

Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника с.162-164, рисунками, таблицей.

3.Как дышат насекомые?

5. Как питаются насекомые?

6. Что такое мальпигиевы сосуды? Проверка изучения материала Слайд19, слайд 20

Демонстрация видеофрагмента « Разнообразие ротовых аппаратов насекомых»

Слайды 21-22

3 . Назовите черты сходства и различия насекомых с ракообразными, паукообразными. Слайды 23-24

4. Укажите биологические особенности насекомых, давших этому классу возможность широкого распространения в природе Слайды 25-26

Информация для учителя

Особенности строения (признаки) класса насекомых

Биологическое значение признака

Наличие крыльев и трех пар ходильных ног

Способность к полету и передвижению по различным поверхностям

Деление тела на три отдела: голову, грудь и брюшко

Некоторая подвижность головы

Разнообразное строение ротовых органов

Возможность использования разнообразной пищи

Наличие развитых органов чувств

Способность находить пищу, обнаруживать врагов, воспринимать окружающий мир

Небольшие размеры

Возможность заполнения мест обитания, недоступных для других животных

Трахейное дыхание

Потребление для дыхания атмосферного кислорода

Усложнение нервной системы: развитие надглоточного нервного узла и трех грудных узлов брюшной нервной цепочки

Наличие более сложных рефлексов

Учитель : мы рассмотрели особенности внешнего и внутреннего строения и можем теперь ответить на проблемный вопрос. (ответ: сложноорганизованные животные – что позволяет им хорошо приспосабливаться к условиям жизни). Слайд 27

3.. Прием оживления урока . Интересные истории о насекомых. Слайд 28

Жук – бомбардир в случае опасности с громким хлопком выстреливает кипящую жидкость в обидчика. При этом жук не наносит ожогов себе. Как ему это удается? Подсказка: жидкость должна быть горячей, чтобы обжигать врага и должна быть холодной, чтобы не обжечь самого жука. Решение: Когда жук-бомбардир чувствует опасность, он выпускает струю воды с голубоватым дымком. Чтобы произошел поражающий врага выстрел, в тельце жука происходит работа, какую не выполняет ни одно оружие, изобретенное человеком.
Образуются ядовитые вещества у жука в гландах. Затем они поступают в два резервуара, и хранятся отдельно – пероксид водорода и гидрохиноны. Раздельное хранение необходимо – соединяясь, эти вещества ведут к мгновенному взрыву. Что и происходит, когда в них возникнет надобность. Они поступают в камеру на самом конце брюшка жука-бомбардира, и там, на самом выходе из тела, мощно взрываются. И выбрасываются наружу. Причем не просто струей, а артиллерийскими залпами невиданной скорости – до 500 в секунду.
Но и это еще не все – энергия взрыва так разогревает яды, что они выбрасываются наружу кипящими, разогретыми до 100 градусов. Тому, кто решится напасть на бомбардира, грозят еще и ожоги. А само артиллерийское приспособление способно вращаться и обеспечивать точность прицела.

Этап 3. Проверочно-закрепляющий

Тестирование.

Вопрос № 1

в) головогрудь и брюшко;
г) голова, грудь, брюшко

Вопрос № 2

а) Сосущий
б) Лизущий
в) Грызущий
г) Колюще-сосущий

Вопрос № 3

а) Стенки трахей
б) Стенки капиляров
в) Стенки легочных мешков

Вопрос № 4
Органы выделения насекомых?

а) мальпигиевы сосуды
б) жировое тело
в) почки
г) жировое тело и мальпигиевы сосуды

Вопрос № 5

а) 200 000
б) 550 000
в) 900 000
г) более 1. 000. 000

Вопрос № 6
Какие глаза имеют насекомые?

а) простые
б) сложные
в) одну пару простых глаз
г) две пары сложных глаз

Вопрос № 7

Вопрос № 8

а) Незамкнутая и имеет сердце на спинной стороне тела
б) Замкнутая
в) Отсутствует

Вопрос № 9

а) на голове;
б) на груди;
в) на брюшке и груди

Вопрос № 10

б) запасание воды;

Самопроверка Слайд 29-32

4. Подведение итогов урока

5. Домашнее задание

С.158-164 Слайд 33

Маршрутный лист.

Тема урока: Класс Насекомые. Особенности строения и жизнедеятельности.

1. Парная работа. Выполните лабораторную работу: «Внешнее строение насекомого на примере майского жука», используя коллекцию насекомых, текст и рисунки учебника на с. 160-162.

Заполните таблицу:

Признаки

Особенности строения

Покров

Размер

Отделы тела

Органы, расположенные на:

Голове

Груди

Брюшке

2. Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника с.162-164, рисунками, таблицей.

Работа в группах. Устно ответьте на вопросы:

1. Как устроена нервная система у насекомых?

2. Опишите строение глаз у насекомых?

3.Как дышат насекомые?

4. Какими органами образована кровеносная система?

5. Как питаются насекомые?

6. Что такое мальпигиевы сосуды?

3.Тестирование.

Вопрос № 1
Для насекомых характерны следующие признаки:

а) 4 пары ног и ни одной пары усиков;
б) 4 пары ног и 1 пара усиков;
в) головогрудь и брюшко;
г) голова, грудь, брюшко

Вопрос № 2
Какой тип ротового аппарата у комара?

а) Сосущий б) Лизущий в) Грызущий г) Колюще-сосущий

Вопрос № 3
Кислород к тканям насекомых поступают за счет диффузии через:

а) Стенки трахей б) Стенки капилляров в) Стенки легочных мешков
г) Поступление в трахей, а после в капилляры

Вопрос № 4
Органы выделения насекомых?

а) мальпигиевы сосуды б) жировое тело в) почки
г) жировое тело и мальпигиевы сосуды

Вопрос № 5
Число видов насекомых, описанных в настоящее время, составляет примерно:

а) 200 000 б) 550 000 в) 900 000 г) более 1. 000. 000

Вопрос № 6
Какие глаза имеют насекомые? а) простые б) сложные в) одну пару простых глаз
г) две пары сложных глаз

Вопрос № 7
Нервная система насекомых представлена:

а) Надглоточным нервным узлом, подглоточным узлом, брюшной нервной цепочкой
б) Нервных клеток собранных в два нервных ствола
в) Нервных клеток разбросанных по всему телу

Вопрос № 8
Кровеносная система насекомых:

а) Незамкнутая и имеет сердце на спинной стороне тела б) Замкнутая
в) Отсутствует

Вопрос № 9
Дыхальца насекомых расположены:

а) на голове; б) на груди; в) на брюшке и груди

Вопрос № 10
Функция мальпигиевых сосудов и толстой кишки у насекомых:

а) выведение продуктов обмена и всасывание воды;
б) запасание воды;
в) всасывание питательных веществ из гемолимфы

Насекомые - это представители типа членистоногие. Их характерной особенностью является наличие конечностей, состоящих из отдельных сегментов. Класс Насекомые является самым многочисленным и насчитывает около 1 млн видов. Тараканы, кузнечики, жуки, бабочки, осы, пчелы - перечислить всех просто невозможно! Какие же черты позволили им получить такое широкое распространение? Тема "Насекомые и их особенности" очень интересна. Давайте изучим ее подробнее.

Строение

Отделы тела, которые имеют насекомые (фото см. в статье), - это голова, грудь и брюшко. На голове расположена пара усиков, длина которых варьируется и служит важным систематическим признаком.

Чудесное превращение

Происходит по-особенному. У организмов с из личинки образуется имаго - взрослая особь. Причем эти две стадии по морфологическим признакам не отличаются ничем, кроме размера. Так происходит процесс развития таких отрядов, как тараканы, прямокрылые, термиты, вши, клопы и богомолы.

У жесткокрылых и блох другой тип превращения - полное. Его суть заключается в том, что личинка на раннем этапе развития выходит из яйца, превращаясь в куколку. На этой стадии происходит разрушение первоначальных органов и формирование новых. Так образуется взрослая особь. Важным фактом является и то, что личинка и имаго внешне не похожи. Например, колорадский жук на первоначальном этапе развития похож на небольшого червя.

Среда обитания

Характерные признаки насекомых

Насекомые (фото демонстрируют разнообразие представителей) имеют признаки, по которым систематики выделяют их в отдельный класс типа Членистоногие. Это три пары конечностей и отделов тела (голова, грудь, брюшко), наличие пары усиков на голове, органы дыхания - трахеи, а выделения - мальпигиевы сосуды.

Разнообразие и значение насекомых

Какое насекомое из отряда перепончатокрылые является общественным? Конечно же это пчела. Ее главное значение заключается в получении меда и перги из пыльцы.

Представители отряда тараканы очень плохо летают, но хорошо ориентируются в пространстве при помощи длинных усиков.

Саранча, медведки и сверчки являются прямокрылыми. К этому отряду относятся и кузнечики, и сверчки, у которых имеются специальные приспособления. Это так называемое зеркальце - тонкая перепонка - и смычок - жилка с зубчиками.

Насекомые, относящиеся к отряду Клопы, имеют уплощенное тело, на котором не образуются крылья. Их отсутствие компенсируется способностью легко прыгать на приличное расстояние.

Насекомые - это и все представители отряда жуки, имеющие жесткие надкрылья, плотно прикрывающие брюшко.

Кто из нас не любовался порхающим полетом красавиц бабочек? Они также являются насекомыми. Они не только красивы. Многие из них полезны. Так, "возглавляет" целое производство. Его искуссвенно разводят во многих странах мира. А продуктом ее жизнедеятельности является натуральный шелк.

Таким образом, насекомые представляют собой класс большинство из которых приспособлены к полету. Благодаря достаточно высокому уровню организации они освоили все среды обитания, заняв свою нишу в системе органического мира.

Внешнее строение насекомых

Размеры насекомых разнообразны и варьируют от 1-2 мм до 15-30 см. Самые маленькие насекомые – перистокрылки (0,25 мм) и хальциды (0,2 мм), самое большое насекомое – палочник (до 330 мм). По объему самым большим насекомым является жук-усач с длиной тела 160 мм и шириной 60 мм.

В теле выделяют три отдела:

1. Голова состоит из акрона и 4 сегментов, слитная. На голове размещены антенны, мандибулы, максиллы, непарная нижняя губа, простые глазки и фасеточные глаза. Ротовой аппарат образован тремя парами челюстей, в его состав входит верхняя губа (лабрум). Некоторые виды в составе ротового аппарата имеют гипофаринкс (непарный вырост глотки). Ротовой аппарат может быть различным: грызущий (прямокрылые, тараканы), сосущий (бабочки), грызуще-лижущий (пчелы, шмели), колюще-сосущий (комары), лижущий (мухи). Ротовой аппаратможет быть редуцирован (имаго поденок). Антенны могут быть коленчатого или кольчатого типа.
2. Грудь состоит из переднегрудного, среднегрудного и заднегрудноого сегментов. Грудь пости полностью заполнена мускулытурой и сухожилиями, так как является центром локомоции. На каждом сегменте расположена пара торакальных ног. На среднем и заднем грудных сегментах находятся крылья. Грудная нога состоит из члеников: тазик, вертлуг. бедро, голень, лапка. Среди всех конечностей членистоногих ноги представляют собой самый совершенный орган движения. Исходный тип ног – ходильные и бегательные. От них осуществляется переход к специализированным типам ног: хватательным, копательным, плавательным и др. Крыльев обычно две пары. Крыло сформировано двумя слоями кожи, покрытых кутикулой. Жилки крыльев выполняют роль опорной конструкции. У примитивных видов крылья отсутствуют (чешуйницы). Передняя пара крыльев может видоизменяться в надкрылья.
3. Брюшко обычно включает 10 сегментов и тельсон. В брюшке расположена большая часть внутренних органов. Иногда сегменты могут сливаться или нести придатки: грифельки, церки, гоноподии, яйцеклад.

Наружные покровы представлены хитиновой кутикулой, гиподермой и базальным матриксом. Кутикула трехслойная, разные слои участвуют в образовании крючков, шипов, бугорков, щетинок, волосков, чешуй.

Внутреннее строение насекомых

Пищеварительная система состоит из трех отделов:

1. Передняя кишка выстлана кутикулой, у большинства видов состоит из глотки, пищевода, зоба, желудка. К переднему отделу присоединяются слюнные железы, вырабатывающие пищеварительные ферменты, паутинные или шелкоотделительные железы. В этом отделе происходит механическая обработка и частичное переваривание пищи.
2. В среднем отделе кишки осуществляется переваривание пищи и ее всасывание. Средняя кишка способна образовывать слепые выросты – пилорические придатки, выполняющие роль пищеварительных желез и обеспечивающие всасывание пищи. В средней кишке вырабатывается перитррофическая мембрана – особая пленка, обволакивающая пищу.
3. Иногда в задней кишке выделяют тонкую, толстую, прямую кишку. В заднем отделе находятся ректальные железы, способствующие более полному всасыванию влаги.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами, впадающими в кишку на границе среднего и заднего отделов. Основным продуктом выделения являются кристаллы мочевой кислоты. Насекомые, обитающие во влажных местах или в воде имеют много мальпигиевых сосудов (до 150), выполняющих дополнительную функцию осморегуляции. Виды, проживающие в аридных условиях, имеют 1-2 пары мальпигиевых сосудов, сросшихся с прямой кишкой и обеспечивающих сохранение влаги в организме. Выделительную функцию выплняют клетки жирового тела и перикардиальные клетки, так называемые почки накопления. Продукты обмена могут накапливаться в покровной кутикуле и даляться вместе с экзувием в процессе линьки.

Функции жирового тела:

• накопление питательных веществ (белков, жиров, гликогена) и влаги, обеспечивающих рост насекомого и метаморфоз;
• накопление продуктов обмена (соли мочевой кислоты и др.);
• часть жирового тела может трансформироваться в орган свечения (жуки-светляки).

Кровеносная система у насекомых незамкнутая. По полостям тела, омывая внутренние органы, циркулирует гемолимфа. Ее движение обеспечивает работа сердца. Сердце имеет вид трубки, расположеной на спинной стороне тела. Оно разделено на камеры (максимальное количество 8). Сокращение сердца от задней камеры к передней способствует движению гемолимфы вперед. Из аорты кровь изливается в полость тела.

Циркуляции гемолимфы способствуют:

• работа сердца;
• сокращение перикардиальной и периневральной диафрагм;
• некоторые дополнительные пульсаторы.

В состав гемолимфы входят: плазма и гемоциты (лейкоциты , фагоциты, амебоциты).

Дыхательная система представлена трахейной системой. Трахеи – впячивания покровов, открываются наружу стигмами – дыхальцами. Изнутри трахей интима образует тенидии – специальные утолщения, не дающие трахеям спадаться. От концевых ветвей трахей отходят трахеолы, способные проникать внутрь клеток. Максимальное число дыхалец – 10. Трахеи могут участвовать в образовании воздушных мешков, улучшающих вентиляцию в трахеях и уменьшающих удельный вес тела насекомого.

Пример 1

У майского жука, пчелы, мухи воздушные мешки занимают существенную часть полости тела.

Если в трахейной системе присутствуют дыхальца, то она открытая, если нет – закрытая. У некоторых видов насекомых газообмен осуществляется через кожу.

Нервная система состоит из головного мозга – крупного церебрального ганглия и подглоточного ганглия, соединенными между собой коннективами.

Головной мозг включает три отдела:

1. Протоцеребрум, наиболее сильно развитый передний отдел, вытянут по бокам в зрительные доли, иннервирует глаза и глазки, акрон. В этом отделе хорошо развиты грибовидные тела.
2. Дейтоцеребрум иннервирует антенны.
3. Тритоцеребрум иннервирует верхнюю губу.

Головной мозг развит тем сильнее, чем сложнее поведение у насекомых. Иннервация груди и брюшка осуществляется брюшной нервной цепочкой. Характерна олигомеризация ганглиев брюшной нервной цепочки. Внутренние органы иннервируются системой симпатических нервов.

Эндокринные железы представлены:

• нейросекреторными клетками мозга;
• прилежащими, кардиальными телами;
• переднегрудными железами.

Высоко развиты разнообразные органы чувств, подразделяющиеся на:

1. Механорецепторы (органы осязания – усики, органы слуха и сейсмического чувства – сколпофоры).
2. Хеморецепторы – органы вкуса и обоняния.
3. Термо- и гигрорецепторы расположены на щупиках и усиках.
4. Фоторецепторы представлены органами зрения: простыми глазками или фасеточными глазами.

Половая система и размножение. Насекомые – раздельнополые животные с выраженным у многих видов половым диморфизмом. Половая система самцов состоит из парных семенников и семяпроводов, семяизвергательного канала, придаточных желез, эдеагуса – совокупительного органа. У самок половая система включает парные яичники, яйцевод, влагалище, у некоторых видов – семяприемник, яйцеклад.

Замечание 1

Важным диагностическим признаком в систематике имеет строение гениталий насекомых.

Развитие у насекомых сложное, может протекать прямо, с полным или неполным метаморфозом.

Существует три главных типа постэмбрионального развития :

1. Прямое развитие – аметаболия (первичнокрылые отряда щетинкохвостых, двухвостки).
2. Развитие с постепенным метаморфозом – гемиметаболия (многие крылатые насекомые).
3. Полное превращение – голометаболия (перепончатокрылые, двукрылые и др.).

Класс Насекомые объединяет более 1 млн. видов членистоногих животных, для которых характерно расчленение тела на три отдела: голову, грудь и брюшко. На груди находится три пары ног, брюшко лишено конечностей. Большинство имеют крылья и способны к активному полету.

© Внешнее строение . На голове насекомых имеются сложные (фасеточные) глаза, у некоторых видов, кроме них, имеются и простые глаза. На голове имеются четыре пары придатков: первая пара - усики (антенны), органы обоняния, остальные три пары образуют ротовой аппарат. Верхняя губа прикрывает верхние челюсти. Вторая пара ротовых придатков образует верхние челюсти, третья пара - нижние челюсти, четвертая пара срастается и образует нижнюю губу. На нижней челюсти и нижней губе могут находиться по паре щупиков. К ротовому аппарату относится язык - хитиновое выпячивание дна ротовой полости. В связи с типом питания, ротовые аппараты могут быть различных типов (рис. 128):

¨ грызущего типа - характерны для насекомых, питающихся жесткой растительной пищей (жуки, прямокрылые, тараканы и др.) - наиболее древний, исходный тип ротовых аппаратов;

¨ грызуще - сосущие ротовые аппараты у пчел;

¨ колюще - сосущие ротовые аппараты у клопов, комаров;

¨ сосущие ротовые аппараты у бабочек;

¨ лижущий ротовой аппарат у мух.

Грудь состоит из трех члеников: передне-, средне- и заднегрудь. На каждом сегменте находится по паре ног, на средне- и заднегруди у летающих видов находится чаще всего две пары крыльев. Конечности членистые, образующие с помощью суставов систему рычагов. В связи с образом жизни ноги бывают бегательными, прыгательными, плавательными, копательными, хватательными и другими.

Брюшко у наиболее эволюционно продвинутых характеризуется уменьшением числа сегментов (от 11 до 4-5 у перепончатокрылых и двукрылых). На брюшке у низших насекомых есть парные конечности, у высших насекомых они видоизменяются в яйцеклад или другие органы.

Покровы состоят из кутикулы и гиподермы, которые защищают насекомых от механических повреждений, потери воды, являются наружным скелетом.

Мышцы насекомых по гистологическому строению относятся к поперечнополосатым, они отличаются высокой дифференциацией и способностью к очень высокой частоте сокращений (до 1000 раз в сек.)

© Пищеварительная система начинается ротовыми конечностями и ротовой полостью, в которую открываются протоки слюнных желез. Слюнные железы могут видоизменяться и вырабатывать шелковистую нить, превращаясь в прядильные железы (у гусениц многих видов бабочек). Передняя кишка включает глотку, пищевод, у некоторых видов насекомых имеется расширение - зоб. У видов, питающихся твердой пищей, за зобом находится жевательный желудок, в котором находятся хитиновые складки - зубцы, способствующие перетиранию пищи. Средняя кишка может иметь слепые выросты, увеличивающие поверхность всасывания. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием. На границе между средней и задней кишкой просвет кишечника открываются многочисленные слепо замкнутые мальпигиевы сосуды (рис. 129).

У многих насекомых в кишечнике поселяются простейшие и бактерии, способные переваривать клетчатку. Среди насекомых существуют всеядные виды (тараканы), растительноядные, хищные. Существуют виды, питающиеся падалью, продуктами гниения - навозом, растительными остатками. Некоторые виды приспособились переваривать такие малопитательные вещества, как воск, волосы.

Рис. 130. Строение трахей насекомых.

Дыхательная система насекомых начинается отверстиями - дыхальцами, или стигмами, которые находятся по бокам средне- и заднегруди и на каждом членике брюшка. Часто стигмы имеют особые замыкательные клапаны, и воздух попадает в хорошо развитую систему трахей (рис. 130). Трахеи пронизывают все тело насекомого, разветвляются на все более тонкие трубочки - трахеолы и могут образовывать небольшие расширения - воздушные мешки. Трахеи имеют хитиновые кольца и спирали, которые не дают стенкам спадаться. По системе трахей осуществляется транспорт газов, дыхательная функция гемолимфы весьма невелика.

Активно передвигающиеся насекомые могут совершать дыхательные движения с помощью расширения и сжатия брюшка. У многих личинок, живущих в воде (стрекозы, поденки), имеются так называемые трахейные жабры , стигм нет, трахейная система замкнутая. У некоторых личинок, живущих в воде, встречаются жабры, не имеющие трахей, газообмен происходит только через покровы, в этих случаях кислород транспортируется гемолимфой.

Кровеносная система развита у насекомых сравнительно слабо. Сердце находится в околосердечном синусе, на спинной стороне брюшка, и представляет собой трубку, слепо замкнутую на заднем конце, разделенную на камеры и имеющую по бокам парные отверстия с клапанами -

остии. К каждой камере сердца подходят мышцы, обеспечивающие ее сокращение. Гемолимфа движется в переднюю часть тела, в единственный сосуд - в головную аорту - и выливается в полость тела. Через многочисленные отверстия гемолимфа попадает внутрь околосердечного синуса, затем через остии, при расширении сердечной камеры, засасывается в сердце (рис. 131).

Гемолимфа не имеет дыхательных пигментов и представляет желтоватую жидкость, содержащую фагоциты. Основная ее функция - транспорт питательных веществ ко всем органам и продуктов обмена к органам выделения. Дыхательная функция гемолимфы незначительна, но у некоторых водных личинок насекомых (у мотыля, личинок комаров-звонцов) гемолимфа имеет гемоглобин, окрашена в ярко-красный цвет и отвечает за транспорт газов.

© Органы выделения . К ним у насекомых относятся мальпигиевы сосуды и жировое тело. Мальпигиевы сосуды (в количестве до 200 и более) поглощают из гемолимфы продукты обмена веществ. Продукты белкового обмена превращаются в кристаллы мочевой кислоты, жидкость активно реабсорбируется эпителием сосудов и возвращается в организм, а кристаллы мочевой кислоты попадают в заднюю кишку. Жировое тело насекомых, помимо основной функции - аккумуляции запасных питательных веществ, служит еще и «почкой накопления», в ней есть особые экскреторные клетки, которые постепенно насыщаются труднорастворимой мочевой кислотой.

© Нервная система . ЦНСнасекомых состоит из головного мозга, подглоточного ганглия и сегментарных ганглиев брюшной нервной цепочки (рис. 132). Периферическая нервная система представлена нервами, отходящими от ЦНС, и органами чувств. Продолжается тенденция к слиянию ганглиев, у некоторых насекомых грудные и брюшные сегментарные ганглии сливаются в грудные и брюшные нервные узлы. Наиболее сложный головной мозг развивается у общественных насекомых: муравьев, пчел, термитов.

Органы чувств насекомых многообразны и сложны. Они имеют сложные глаза и простые глазки. Сложные глаза состоят из омматидиев , число которых у различных видов насекомых неодинаково. У стрекоз каждый глаз состоит из 28000 омматидиев, у муравьев, особенно у особей, обитающих под землей, число омматидиев снижается до 8 - 9. Зрение у некоторых насекомых цветное, цветовосприятие сдвинуто в сторону коротковолновых лучей: они видят ультрафиолетовую часть спектра и не видят красные цвета. Зрение мозаичное. Роль простых глазков до конца не изучена, но доказано, что они воспринимают поляризованный свет.

Многие насекомые способны издавать звуки и слышать их. Органы слуха могут располагаться на голенях передних ног, у основания крыльев, на передних сегментах брюшка. Органы, издающие звуки, у насекомых также разнообразны.

Органы обоняния расположены в основном на антеннах, которые наиболее развиты у самцов. Органы вкуса располагаются не только в ротовой полости, но и на других органах, например на ножках - у бабочек, пчел, мух, и даже на усиках - у пчел, муравьев.

На всей поверхности тела насекомого находятся сенсорные клетки, которые связаны с чувствительным волоском. При изменении влажности, давления, дуновении ветра, при механическом воздействии изменяется положение волоска, возбуждается рецепторная клетка и передает сигнал в головной мозг.

Многие насекомые воспринимают магнитные поля и их изменение, но где находятся органы, воспринимающие эти поля, пока неизвестно.

© Органы размножения . Насекомые раздельнополы. У многих насекомых проявляется половой диморфизм - самцы могут быть мельче (у многих бабочек) или иметь совершенно другую окраску (бабочки непарного шелкопряда), иногда самцы имеют более крупные усики, у некоторых видов сильно развиваются отдельные органы - верхние челюсти у самца жука-оленя. У самцов в брюшке имеются семенники, от которых отходят семяпроводы, заканчивающиеся непарным семяизвергательным каналом. У самок имеются два яичника, они открываются в парные яйцеводы, которые ниже соединяются в непарное влагалище.

При спаривании семя самца вводится в совокупительную сумку и семяприемник, откуда попадает во влагалище, где и происходит оплодотворение яиц. У некоторых видов сперматозоиды в семяприемнике сохраняются живыми несколько лет. У пчелиной матки, например, брачный полет бывает раз в жизни, а живет и откладывает яички она 4-5 лет.

У насекомых известны случаи партеногенетического размножения (без оплодотворения). Самки тлей в течение всего лета из неоплодотворенных яичек отрождают личинок, из которые развиваются самки, только осенью из личинок образуются как самцы, так и самки, происходит спаривание, и зимуют оплодотворенные яички. Из партеногенетических яичек общественных перепончатокрылых образуются самцы. Половые железы трутней у пчел остаются гаплоидными, а клетки тела восстанавливают диплоидность.

© Развитие насекомых делится на два периода - эмбриональное, включающее развитие зародыша в яйце, и постэмбриональное, которое начинается с момента выхода молодого животного из яйца. Постэмбриональное развитие происходит с метаморфозом, по его характеру они делятся на насекомых с неполным превращением и насекомых с полным превращением.

К насекомым с полным превращением относятся насекомые, у которых личинка резко отличается от взрослой стадии имаго, присутствует стадия куколки , во время которой происходит перестройка организма личинки и формируются органы взрослого насекомого. Из куколки выходит взрослое насекомое. Насекомые с полным превращением во взрослом состоянии не линяют. К насекомым с полным превращением относятся, например, отряды: Жесткокрылые, Перепончатокрылые, Двукрылые, Чешуекрылые и другие.

У насекомых с неполным превращением стадия куколки отсутствует, из яйца выходит личинка (нимфа), похожая на взрослое насекомое, но крылья и половые железы недоразвиты. Личинки несколько раз линяют, и после последней линьки появляются крылатые взрослые насекомые с развитыми гонадами. К насекомым с неполным превращением относятся, например, отряды: Таракановые, Богомоловые, Прямокрылые, Вши, Равнокрылые и другие.

У насекомых отряда Жесткокрылые (Coleoptera) первая пара крыльев превращена в жесткие надкрылья, ротовой аппарат грызущего типа. У майского жука развитие личинки продолжается под землей несколько лет. Личинка имеет хорошо выраженную голову с ротовым аппаратом грызущего типа, три пары членистых конечностей, совершенно не похожа на жука. Первый год личинка питается перегноем, второй - корнями трав, третий - корнями кустарников и деревьев, чем приносят большой вред молодым древесным насаждениям. На четвертый год в конце весны личинка превращается в куколку и осенью из куколки выходит молодой жук. На поверхность почвы жук выходит весной следующего года. Личинки жуков-короедов, усачей, приносят большой вред лесу и саду, повреждая древесину деревьев, колорадский жук является опасным вредителем картофеля, листьями которого питаются и личинки, и взрослые жуки. Личинки жуков-щелкунов называют проволочными червями, они приносят вред злаковым культурам, подгрызая корни. Хлебные жуки питаются мягкими зернами хлебных злаков, а их личинки грызут корни.

Большую пользу приносят хищные жуки жужелицы , божьи коровки и их личинки, питающиеся тлями. Многие жуки являются санитарами, очищая природу от трупов и навоза (скарабеи , навозники , мертвоеды , могильщики ).

У бабочек ротовой аппарат сосущего типа, две пары крупных крыльев покрыты хитиновыми чешуйками, которые образуют причудливые и сложные рисунки. Окраска может быть предостерегающей , предупреждающей о несъедобности, покровительственной , выражающейся в сходстве с защищенным животным или несъедобным объектом. В то же время окраска носит опознавательный характер.

Личинки бабочек - гусеницы - имеют червеобразную форму, на голове - ротовой аппарат грызущего типа. На грудных сегментах они имеют три пары членистых ножек, остальные - нерасчлененные ложные ножки. Среди чешуекрылых много видов, гусеницы которых являются вредителями лесов и садов. Питаясь листьями, они приносят огромный вред лиственным деревьям. Посещая цветки, чешуекрылые играют существенную роль в опылении. Тутовый шелкопряд используется человеком для получения натурального шелка. В настоящее время тутовый шелкопряд в дикой природе не встречается.

Многие чешуекрылые стали редкими и занесены в Красные книги.

Крылья перепончатые, две пары, вторая пара меньше, чем первая, при полете сцеплены в единую летательную поверхность при помощи крючков. На голове имеется пара сложных фасеточных глаз и три простых глазка. Среди них есть и вредители (пилильщики , рогохвосты , орехотворки ), и полезные для человека виды. Домашние пчелы являются поставщиками меда, воска, прополиса; шмели - прекрасные опылители, муравьи уничтожают огромное количество вредных насекомых.

Наездники (трихограмма , теленомус , белянковый наездник ) откладывают свои яички в яйца других насекомых (яйцееды ), в их личинки (личинкоеды ) и даже во взрослых насекомых (имагоеды ). Вышедшие из них личинки поедают свою жертву, снижая численность вредных для человека насекомых. Сдерживание вредной деятельности с помощью использования естественных врагов называют биологическим способом борьбы.

К этому отряду относятся наиболее высокоорганизованные насекомые, обладающие одной парой крыльев, вторая пара превращена в орган равновесия - жужжальца . Ротовые аппараты колющие или лижущие. Личинки безногие, у мух и безголовые. Велико отрицательное значение двукрылых: они являются механическими переносчиками возбудителей кишечных инфекций и яиц гельминтов; некоторые двукрылые - кровососы, могут переносить возбудителей серьезных заболеваний. Например, муха цеце - переносчик возбудителя сонной болезни, москиты - лейшманиоза, слепни - туляремии и сибирской язвы, малярийный комар (рода Анофелес) - малярии.

В отличие от других комаров, самка малярийного комара откладывает яички по одиночке, не приклеивая их друг к другу. Яйца имеют воздушные камеры и плавают на поверхности. Из яиц выходят личинки, располагающиеся параллельно поверхности воды, а не под углом, как личинки комаров-пискунов (рода Кулекс). При посадке брюшко малярийного комара находится под углом к поверхности (рис. 133), у комара-пискуна - параллельно поверхности. Но и комары рода Кулекс на Дальнем Востоке распространяют тяжелое вирусное заболевание - японский энцефалит.

Большой вред животноводству приносят оводы . Эти крупные мухи не питаются, ротовой аппарат у них не развит. Одни откладывают свои яички или личинки на поверхность тела овец, лошадей, крупного рогатого скота. Другие - в носовые полости животных. Личинки поселяются под кожей, в желудке, носоглотке, лобных и челюстных пазухах, приносят своим хозяевам большие мучения. В конце концов, личинка попадает в почву, где и окукливается.

Более 20000 видов насекомых с неполным превращением. Характерны задние ноги прыгательного типа, грызущий ротовой аппарат.

Из этого отряда наиболее известны насекомые из семейства Кузнечики, семейства Сверчки, семейства Медведки, семейства Саранчовые. У кузнечиков длинные усики, питаются растительной и животной пищей, обычно имеют зеленую окраску. Большой вред сельскому хозяйству приносят некоторые виды саранчи, уничтожая посевы на сотнях гектаров. У них усики короткие, яйцеклад короткий, крючкообразный. Ощутимый вред приносят медведки, часто повреждающие подземные органы растений.

Пояснение.

1. Способность к полету, позволяющая насекомым быстро заселять новые территории, преодолевать водные пространства и другие преграды; большая подвижность, обеспеченная развитой поперечнополосатой мускулатурой, членистыми конечностями.

2. Многослойная хитинизированная кутикула с наружным слоем, содержащим воскоподобные и жировые вещества, защищающая тело от потери влаги, механических повреждений, воздействия ультрафиолетовых лучей.

3. Разнообразие ротовых аппаратов, позволяющее использовать различный кормовой материал, что уменьшает межвидовую конкуренцию и способствует поддержанию высокой численности насекомых.

4. Малые размеры насекомых, обеспечивающие выживание и способствующие созданию необходимых условий для существования даже в очень незначительных по размеру пространствах (небольшие обрастания на скалах, трещины в коре деревьев, почве и др.).

6. Высокая плодовитость и способность к массовому размножению: среднее число откладываемых яиц составляет 200−300. Некоторые насекомые откладывают небольшое число яиц, но дают несколько поколений (до 10 и более) за вегетационный сезон. Эта способность вызывает массовое появление многих насекомых (хрущи, мухи, комары, саранча и др.).

7. Разнообразие типов постэмбрионального развития: неполный, полный метаморфоз и другие типы превращения. В фазе личинки происходит рост и развитие особи, в фазе взрослой особи - размножение и расселение. Способность переживать неблагоприятные условия в состоянии диапаузы - временного физиологического покоя.

8. Смена среды обитания на разных стадиях онтогенеза: личинки обитают в водной среде, взрослые - в наземно-воздушной (например, стрекозы, комары и др.), что снижает внутривидовую конкуренцию за пищу, пространство для жизни и способствует лучшему выживанию насекомых.

9. Органы дыхания - трахеи - позволяют осуществлять интенсивный газообмен и поддерживать при необходимости (во время полета) высокий уровень процессов жизнедеятельности.

10. Хорошо развитая нервная система, разнообразные и совершенные органы чувств, сложные врожденные формы индивидуального и общественного поведения - инстинкты. Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Тело насекомых разделено на голову, грудь и брюшко. На голове находится пара членистых усиков, пара верхних и две пары нижних челюстей. Кроме того, они имеют пару сложных фасеточных глаз, а многие - и простые глазки. Строение ротового аппарата разнообразно и соответствует характеру питания. Исходным считается грызущий ротовой аппарат, от которого в результате пищевой специализации произошли остальные типы: колюще-сосущий (у комаров, клопов, тлей и др.), сосущий (у чешуекрылых), лакающий (у пчел, шмелей), лижущий (у мух). Грызущим ротовым аппаратом обладают, в частности, насекомые отрядов жестко- и прямокрылых, а также многие личинки.

Примечание.

В качестве ответа могут быть засчитаны 3−4 любых положения из выше перечисленных.