Клас Комахи. Загальна характеристика, будова, розмноження, різноманітність та значення комах

Найчисленніший клас серед тваринного царства. Налічує понад 1 млн. видів (більше, ніж видів рослин та інших тварин разом). Живуть переважно на суші, у ґрунті, літають у повітрі. Деякі види пристосувалися до життя у воді, паразитичного способу життя. Розміри коливаються від кількох міліметрів до 25 см (у розмаху крил деяких видів тропічних метеликів). Тривалість життя дорослих комах нетривала (приблизно кілька місяців). Водночас деякі види можуть жити кілька років (самки-матки мурах та термітів – до 20 років). Розділ зоології, що вивчає комах, називається ентомологією (Від грец. ентомон – комаха та логос - Наука). Можливі предки комах – багатоніжки.

Кутикула комах покрита тонким шаром жироподібної речовини, яка не дає тілу втрачати вологу. На поверхні кутикули розташовані рухливі волоски, лусочки, щетинки.

Тіло складається з голови, грудей та черевця. На голові розташовані пара членистих вусиків, ротові органи (пара верхніх щелеп, пара нижніх щелеп, нижня губа), пара складних фасеткових очей, може бути 1 – 3 простих вічка. Ділянка між складними очима називається чолом. По сторонах під очима знаходяться щоки. Задня поверхня голови називається потилицею. Голова з грудним відділом з'єднана рухомо.

Груди складаються з трьох сегментів. Мають 3 пари кінцівок, які відходять від кожного грудного сегмента, приєднані рухомо.Типи кінцівок залежать від способу життя: ходильного, бігального типу (у жуків), скакального (у коників), копального (у капустян), плавального (у жука – плавунця). На останньому членику ніг розташовані кігтики, а в деяких видів ще й присоски.

У багатьох комах (тільки дорослих) є крила (складка шкіри, заповнена гемолімфою), які прикріплені до другого або другого і третього сегментів грудей. На крилах розвинені поперечні та поздовжні жилки, які формують опорний каркас. У середині жилок проходять трахеї та нерви. Різноманітні форма та будова крил. У багатьох видів перша пара крил перетворена на жорсткі надкрила, що захищають задні перетинчасті, часто прозорі крила, від пошкоджень. У загону двокрилі розвинена лише перша пара крил. Друга – видозмінена в булавоподібні придатки, які забезпечують певну частоту помахів крил, стабілізують рівновагу комахи у польоті та називаються жужжальцями. Відомо два види польоту у комах: махальний і ширяючий. Політ забезпечується узгодженою роботою грудних та крилових м'язів. Швидко працюючи крилами, деякі комахи здатні зависати у повітрі (мухи, бабки та ін.).

Черевце складається з кількох сегментів (4 – 10) та анальної платівки. У ньому розміщена більшість внутрішніх органів. На кожному сегменті є пара дихання. Кінцівки відсутні. У деяких видів вони видозмінені в яйцеклад, жало тощо. п. Парні придатки останнього сегмента черевця називаються церкви.

Травна система Комах

Клас Комахи (Insecta). Типи ротового апарату: тип, що гризе (коник), тип (метелик), що смокче, і тип лижучий (муха).

За характером харчування – різноманітні (хижаки, паразити, рослиноїдні тощо).Будова ротового апарату пов'язані з видом їжі, способом життя. Розрізняють кілька типів ротових апаратів.

Гризучий ротовий апарат вважається найбільш давнім (характерним для первісних комах) і поширений у комах, які харчуються твердою рослинною або тваринною їжею (жуки, таргани, прямокрилі тощо). Зверху ротовий отвір такого апарату прикритий непарною пластинкою (верхньою губою), з боків знаходяться парні верхні та нижні щелепи, знизу – нижня непарна губа. Верхня губа утворена складкою кутикули. Верхні щелепи представлені пластинками із зубцями на внутрішній стороні. Нижні щелепи складаються із двох члеників. На верхньому членику розташована пара жуйних лопатей і нижньощелепний розчленований щупик (орган дотику та смаку). Нижня губа утворилася злиттям нижніх щелеп, складається з двох члеників і має пару нижньогубних щупиків, дві пари жуйних лопат.

Колюче-смокчучий апарат характерний для комах (клопи, комарі тощо), які харчуються рідкою їжею: соком рослин, тканин, кров'ю тварин.

Смоктальний ротовий апарат у вигляді довгої трубки із двох половинок зустрічається у метеликів, які харчуються соком плодів, нектаром квіток. У мух своєрідний ротовий апарат із м'ясистою нижньою губою – лижучий (Змінений смокче).

Гризуще-лижучий ротовий апарат зустрічається у перетинчастокрилих (бджіл, ос та ін.). Це ротові органи, які подовжилися в хоботок для всмоктування нектару. При цьому верхні щелепи залишилися майже незміненими (зменшені жуйні зубчики) і служать для будови осередків. Іноді дорослі комахи не харчуються (тутовий шовкопряд), ротові органи вони не функціонують, можуть бути редуковані.

Травна система складається з ротової порожнини, глотки, стравоходу, великого зоба, м'язового шлунка (у комах, які харчуються твердою їжею, стінки товсті з хітиновими зубцями або пластинками для подрібнення їжі), середньої кишки, задньої кишки, яка закінчується анальним отвором.

У ротову порожнину відкриваються протоки слинних залоз. Їх секрет змочує та частково розчиняє тверду їжу. У бджіл секрет слинних залоз при змішуванні з нектаром перетворюється на мед. У гусениці метеликів, личинок перетинчастокрилих та деяких інших комах слинні залози видозмінені на шовковиділювальні або прядильні. Шовкова нитка виділяється для побудови кокона, захисних утворень та ін.

Робочі бджоли секретом глоткових залоз вирощують личинок майбутньої матки.

Середня кишка зсередини вистелена залізистим епітелієм, який виділяє травний сік. Печінка у комах відсутня. Частина комах здатна, подібно до павуків, до позакишкового травлення (личинки сонечка, жука – плавунця тощо).

Видільна система Комах

Органи виділення - мальпігієві судини (сліпо замкнуті трубочки, які вдаються в травну систему між середньою і задньою кишками), жирове тіло (має білувате, жовте або зелене забарвлення і крім видільної - нирки накопичення, виконує запасну функцію).

Кровоносна система Комах

Кровоносна система незамкнена. Серце трубчасте, багатокамерне, розташоване на спинному боці черевця. У кожну камеру відкривається пара отворів із клапанами. Декілька камер здатні до пульсації. Попереду від серця відходить одна кровоносна судина - аорта. Кров від серця надходить в аорту, з неї – у порожнину голови, а далі – у проміжки між органами.Кров (гемолімфа) безбарвна, зеленувато – жовта, іноді – червона, не бере участі у транспорті газів.

Дихальна система Комах

Дихають за допомогою трахей. Вони розгалужуються і оплетають всі органи, входять навіть у окремі клітини як трахеол. Зовні відкриваються 10 пар дихаль або стигм – отворів по боках черевця та грудей. У передній частині черевця, грудях трахеї розширюються і утворюють повітряні мішки. Через трахеї здійснюється газообмін (поглинається кисень, виводиться вуглекислий газ), видаляються водяні пари. Здійснюється дихання внаслідок ритмічного скорочення та розтягування бічних та поздовжніх м'язів черевця. Личинки деяких комах дихають за допомогою трахейних зябер (Стрекоз, одноднівок). Це утворення на поверхні тіла або в задній кишці, які мають вигляд пелюсток із розгалуженими трахеями в середині. Трахейна система – замкнута (дихаль немає). Кисень надходить у трахеї з зябер.

Нервова система Комах

Складається з підглоткового (утворився злиттям трьох гангліїв) та надглоткового гангліїв, з'єднаних навкологлотковими коннективами, та черевного нервового ланцюга. Підглотковий вузол іннервує ротові органи та передній відділ кишечника. Черевний ланцюг утворений трьома грудними гангліями та вісьмома черевними. У деяких високоорганізованих комах зливаються сусідні вузли черевного нервового ланцюга шляхом поєднання грудних гангліїв в один великий вузол. Можуть зливатись черевні вузли в 2 – 3 або 1 великий вузол (у мух, пластинчатоусих жуків). Грудні ганглії регулюють роботу ніг та крил.

Особливий розвиток утворює надглотковий ганглій. Він утворює головний мозок, що включає три відділи: передній, середній та задній. Іннервує вусики, очі (з боків має пару великих зорових часток).У передньому відділі дуже добре розвинені пари стеблинових або грибоподібних, Тел. Вважається, що вони відповідають за поведінку комах.

Складна будова нервової системи зумовлює складну поведінку.

Органи почуттів Комах

На голові – 1 пара вусиків (органи нюху та дотику). Різноманітна будова вусиків: гребінчасті, булавоподібні, ниткоподібні, пластинчасті, щетинкоподібні, пилчасті і т.д. п. Орган зору – складні (фасеткові) очі, іноді є прості (1 – 3). Кожне складне око складається з великої кількості фасеток (кілька тисяч). Більшість комах не сприймає червоного кольору, але добре сприймає ультрафіолетове випромінювання. Прості очі (не здатні сприймати зображення) реагують на ступінь освітленості, можуть сприймати поляризоване світло. Личинки комах з повним перетворенням мають бічні очі (від однієї до кількох пар). Кожне таке вічко може сприймати зображення предметів. Тіло, кінцівки вкриті волосками, лусочками, які є рецепторами смаку, дотику тощо. п. Деякі комахи мають орган слуху (у коників – на передній парі ніг тощо).

Розмноження Комах

Типи розвитку комах. Повне перетворення (розвиток з метаморфозом) та неповне перетворення (розвиток без метаморфозу)

Розмножуються лише статевим шляхом (з заплідненням або без нього). Статеві органи розвинені лише у дорослих комах (імаго). Комахи - роздільностатеві. У багатьох видів добре виражений статевий диморфізм (жук – олень, метелики та ін.). Статеві органи розташовані в черевці. У самок представлені трубчастими яєчниками, яйцеводами, додатковими статевими залозами, сім'яприймачем. На кінці черевця у самок розвинений яйцеклад для відкладання яєць.У деяких комах загону Перетинчастокрилий він перетворений на жало з протокою отруйної залози всередині.

У самців статева система представлена ​​парою сім'яників, сім'япроводами, сім'явивідним каналом, додатковими статевими органами. На кінці черевця може бути розвинений копулятивний апарат. Запліднення переважно внутрішнє.

Половий отвір один, тому що протоки статевих залоз зливаються. Для деяких комах характерна шлюбна поведінка (змагання за самку тощо).

Більшість комах відкладає яйця, іноді – живородні (народжують живих личинок – попелиці, оводи та ін.). Яйця вкриті товстою оболонкою, усередині містять запас поживних речовин (жовток). Відкладаються самками поодинці або групами на різні поверхні, в ґрунт, воду або у тварин і т. д. Комахи дуже плідні (бджоли щодобово за 10 – 12 років відкладають до 1,5 млн. яєць; матка терміта – понад 30 тис. яєць) . Можуть мати кілька поколінь за рік (залежно від виду, умов існування).

Розвиток із перетворенням (повним і неповним). Стадії неповного перетворення: яйце – личинка – доросла комаха (імаго). Характерні для тарганів, клопів, вошей, прямокрилих та ін. Личинки комах з неповним перетворенням зовні схожі на дорослу комаху, але мають менші розміри (після кожної линяння все більше схожі на дорослу особину), переважно живуть там, де і дорослі, харчуються тією ж їжею. Іноді личинки живуть в іншому середовищі (бабок тощо), тоді вони мають певні пристосування і відрізняються трохи від дорослих комах.

Стадії повного перетворення: яйце – личинка – лялечка – доросла комаха (імаго). Характерні для лускокрилих, твердокрилих, перетинчастокрилих, двокрилих та ін.Личинка ні зовнішнім виглядом, ні способом життя не схожа на дорослу комаху. Личинки таких комах ніколи не мають складних очей, кінцівки переважно відсутні або недорозвинені, ротовий апарат відрізняється від апарату дорослих, харчуються різною їжею (що зменшує конкуренцію з дорослими). Личинки деяких видів можуть мати спеціальні личинкові органи (шовковиділювальні залози гусениці тощо). Лялечка нерухома і не харчується. У ній відбувається повне руйнування тканин личинки та утворення нових, характерних для дорослої комахи. Не руйнується лише нервова система, зачатки статевих залоз та особливі структури – імагінальні диски, за рахунок яких формуються органи дорослої комахи.

Розвиток деяких комах може бути дуже коротким, а в окремих видів триватиме кілька років (травневий жук та ін.).

Клас комах ділиться приблизно 30 загонів.

Загони Комах

Типи розвитку комах. Розвиток комах з неповним перетворенням: яйце – личинка – доросла комаха (імаго). Розвиток комах з повним перетворенням: яйце – личинка – лялечка – доросла комаха (імаго)

• Загін Прямокрилі(Orthoptera). Представники: зелений, сірий коники, сарана, Ведмедката інші.
• Загін Таракани(Blattoptera). Представники: чорний тарган, рудий тарган або прусак, мадагаскарський тарган, американський тарган та інші.
• Загін Терміти(Isoptera). Представники: середземноморський терміт або шкідливий та ін.
• Загін Воші(Anoplura). Представники: головна воша, платтяна воша та ін.
• Загін Напівжорстокрилі або Клопи(Hemiptera). Представники: клопи-черепашки, сосновий підкірковий клоп та ін.
• Загін Рівнокрилі(Homoptera). Представники: цикада гірська та ін.
• Загін Бабки(Odonata). Представники: бабки-коромисла, бабки-красуні та ін.

• Загін Жуки або Твердокрилі(Coleoptera). Представники: сонечко, жук-жужелиця, травневий жук, колорадський жук, жук-олень, жук-плавунець та ін.
• Загін Лускатокрилі або Метелики(Lepidoptera). Представники: махаон, капустянка, тутовий шовкопряд та ін.
• Загін Перетинчастокрилі(Hymenoptera).Представники: бджола, оса, джміль, мураха та ін.
• Загін двокрилих (Diptera). До довговусим двокрилим відносяться комарі, мошки, москіти і т. п. До коротковусом двокрилим – мухи, оводи та ін.
• Загін Блохи (Aphaniptera). Представники: людська блоха, щура блоха та ін.

Значення комах

Є важливою ланкою природних біоценозів. По біомасі перевершують решту тварин.

Паразити, хижі комахи є регуляторами тих видів, якими живляться. Вони є їжею багатьох тварин. Комахи запилюють рослини, серед яких відомі 150 видів культурних. Деякі види комах мають санітарне значення, знищуючи трупи тварин, залишки рослин, фекалії тварин, утворюють ґрунти (гнійники, жуки-могильники).

Клас Комахи. Шкідники зернових культур: Хлібний жук (жук-кузька), Злакова муха, Хлібна жужелиця, Тріпси та Злакова попелиця

Є шкідниками сільськогосподарських рослин, продуктів харчування (саранча, жуки, личинки деяких метеликів та ін.). Деякі види комах виділяють цінні речовини (лужок, кармін). Корисні комахи (хижаки або паразити) – знищувачі шкідників (наїзники, жужелиці, сонечко, золотоокі та ін.).

Від медоносної бджоли отримують мед, маточне молочко, бджолину отруту, клей. Широко використовують у промисловості (металургії, хімічному виробництві, електротехніці) віск.Шовк одержують від шовковичного шовкопряда.

Багато видів комах є шкідниками сільськогосподарських та лісових культур. До небезпечних шкідників культурних рослин належить близько 300 видів (травневий жук, капустянка, буряковий довгоносик, кільчастий шовкопряд, непарний шовкопряд, озима совка, капустяна совка, горохова зернівка, колорадський жук та ін.). Близько 200 видів комах ушкоджують продовольчі запаси людини (горох та квасоля – жуки-зернівки, борошно – гусениця млинового вогневки, зерно – зернова міль, деякі довгоносики та ін.). Дерев'яні вироби, будинки, рослини ушкоджують терміти. Хутряні вироби, вовняні – домашня міль, шкіряні – жуки-шкіроїди.

Серед комах зустрічаються паразити тварин і людини (блохи, клопи), які можуть бути переносниками важких хвороб (воші – збудників висипного та зворотного тифу, блохи – збудника чуми, домашні мухи – збудників черевного тифу, дизентерії тощо, мухи це- це – збудника сонної хвороби, малярійні комарі – малярійного плазмодія (збудника малярії) та ін.).