Комбинированная или смешанная окраска

Очень часто действительная окраска насекомого связана сложением пигментной и структурной окраски, когда имеющиеся пигменты и оптические структуры кутикулы образуют своеобразный рисунок.

 

Функции окраски

«Выбор» цвета для насекомых не случаен, особенности окрашивания тела всегда имеют определенное назначение. Маскирующие цвета, как правило, позволяют растительноядным видам защищаться от хищников (зеленые кузнечики не видны на фоне листвы); в то же время, цвет, позволяющий слиться с природным фоном, может быть и у самих хищников (богомол подстерегает жертву, пользуясь своей «невидимостью»). Иногда характерные цвета и рисунок позволяют насекомым узнать особь своего вида и выделить партнера.^[2]

Наличие ярких покровов тоже имеет определенный биологический смысл. У кого-то он предупреждает о ядовитости его носителя, наличии у него защитных пахучих желез,жала или других механизмов защиты, предостерегая врагов от нападения. Например, черно-желтая окраска брюшка пчел существует именно для этого; аналогично, яркой окраской отличаются многие ядовитые гусеницы. (фото) Есть и вполне беззащитные виды, которые пользуются своим соседством с ядовитыми насекомыми и «притворяются» ими, повышая свои шансы на выживание – к примеру, контрастную «пчелиную» окраску имеют не только сами пчелы, но и несколько видов мух.^[2]

Особенности окраски некоторых насекомых в совокупности с особой формой поведения помогают им избегать возможных опасностей. Так, вспыхивающий палочник Tropidoderus rhombus имеет зеленоватый цвет, но крылья у него яркие, хотя в сложенном состоянии они не видны. При приближении врага насекомое резко взлетает, расправляя крылья, что создает видимость вспышки и сбивает с толку противника.^[3]

Есть насекомые, которым цвет помогает в терморегуляции. У того же палочника в зависимости от температуры воздуха пигменты мигрируют либо в клетки гиподермы, либо за их пределы, что вызывает изменение окраски. При 25-30 градусах насекомое имеет зеленый цвет, а со снижением температуры темнеет, что изменяет степень поглощения тепла.^[3]В других случаях цвет и температура соотносятся иначе. Так, весенние поколения бабочек – медведиц, развивающиеся при небольшом прогревании воздуха, желто-оранжевые, а летние поколения, появляющиеся при жаркой погоде, имеют бурые крылья.^[2]

 

Пищеварительная система насекомых

 

Пищеварительная система насекомых – это совокупность органов, отвечающих за переваривание пищи; она включает в себя кишечный канал и впадающие в него на разных уровнях железы.

Строение кишечного канала

Кишечный канал состоит их трех основных отделов:

· передняя кишка (стомодеум);

· средняя кишка (мезентрон);

· задняя кишка (проктодеум).^[1] (фото)

Все три отдела кишечника имеют различное происхождение, поэтому их строение также отличается. Передняя и задняя кишка имеют хитиновую выстилку, а в средней кишке ее нет.

На протяжении кишечного канала имеются три клапана:

· кардиальный – между передней и средней кишкой;

· пилорический – между средней и задней кишкой;

· ректальный – между отделами задней кишки.

Перед передней кишкой в кишечный канал выводят свои протоки слюнные железы. В области расположения ректального клапана располагаются органы выделения – мальпигиевы сосуды, которые открываются в заднюю кишку. Также там находятся ректальные железы.^[3][1]

Передняя кишка

Впереди передней кишки располагается глотка, имеющая мускулистые стенки. У ряда насекомых (например, вшей) она представлена глоточным насосом. Из глотки пища переходит в тонкую трубку – пищевод, который у некоторых затем впадает в расширенный отдел кишечного канала – зоб. У ряда таксонов на своем протяжении пищевод имеет выросты стенок – дивертикулы. Многие также имеют пищевой резервуар – мешок, соединенный с пищеводом посредством небольшого канала.^[1]

Зоб, дивертикулы и пищевой резервуар служат образованиями, в которых происходит накопление пищи для ее обрабатывания ферментами. К примеру, пчелы собирают в зобу нектар с цветков, чтобы он преобразовался в мед, а хищники (некоторые жужелицы) удерживают здесь животную пищу, чтобы полноценно переварить сложные для усвоения белки. В перечисленных отделах не происходит всасывания, основная их функция заключается в проведении пищи к ниже лежащим структурам.^[1]

Следующая, наиболее функциональная часть передней кишки носит название мышечный желудок (провентрикулус). Здесь расположены развитые кольцевые мышцы и имеются кутикулярные зубцы. Функция мышечного желудка – механическая: поступившие пищевые частицы измельчаются и растираются его стенками. Из выше лежащих отделов в провентрикулус поступают отдельные частицы пищи, которые «пережевываются» и отправляются ниже, через кардиальный клапан в среднюю кишку.^[1] (фото)

Средняя кишка

Кардиальный клапан вдается в среднюю кишку круговой складкой. Этот клапан, вероятнее всего, является препятствием для обратного тока пищи вверх по кишечному каналу. Впрочем, если это так, то его работа не совершенна, так как в принципе обратный заброс возможен.

Перитрофическая мембрана. У ряда насекомых кардиальный клапан участвует в образовании так называемой перитрофической мембраны, расположенной на внутренней поверхности средней кишки. Эта мембрана имеет сложное строение, состоит из сети микрофибрилл и белково-хитиновой пленки небольшой толщины. Через нее в обе стороны легко проходят вода и растворы минеральный солей, а крупные молекулы фильтруются ею только в одном направлении: усваиваясь стенкой кишечника после переваривания. В полость средней кишки через мембрану могут быть выделены ферменты.^[1]

Перитрофическая мембрана может существовать в двух формах: обычной и зональной. Обычная мембрана выделяется всей поверхностью выстилки средней кишки и «отслаивается» от эпителия. Зональный тип мембраны отличается тем, что она выделяется небольшим, узким участком клеток кардиального клапана (это происходит у личинок двукрылых, некоторых взрослых мух, уховерток, термитов). (фото) Пища, измельченная в передней кишке, обволакивается перитрофической мембраной и переваривается, поступив в среднюю кишку. Затем питательные компоненты всасываются через стенку кишечника.^[1]

Cредняя кишка, подобно тонкому кишечнику у животных, представлена трубкой, в переднем и заднем конце которой имеются слепые выросты («карманы»), увеличивающие площадь всасывания. Иногда она может образовывать петли и изгибы, а у представителей высших двукрылых она имеет вид плотной двойной спирали. Чем хуже усваиваются питательные вещества, тем длиннее средняя кишка, так как тем больше «сил» требуется для расщепления некоторых пищевых компонентов.

Средняя кишка выстлана столбчатыми клетками, среди которых рассеяны крипты, или регенеративные гнезда – участки, в которых находятся активно делящиеся клетки, обновляющие эпителий.^[1][3]

Задняя кишка

В нижней части средней кишки расположен пилорический клапан, которым она отделена от задней кишки. Последняя разделяется на два отдела:

· тонкая кишка;

· прямая кишка.

Между ними располагается ректальный клапан. Задняя кишка, подобно передней, покрыта кутикулярной выстилкой, через которую проходят вода, минеральные соли и ряд органических соединений. Это значит, что она, не являясь основным местом усвоения питательных веществ, все же участвует в процессах всасывания (аналогично толстому кишечнику у животных и человека). Мышечные волокна стенки задней кишки представлены двумя видами: тонкие продольные и толстые кольцевые.^[1]

В верхней части кишки, сразу за пилорическим клапаном, находятся места впадения в нее мальпигиевых сосудов. Ниже этого участка расположен сфинктер – мышечный жом, препятствующий возврату содержимого задней кишки в среднюю. Главная «задача» этого отдела заключается в формировании экскрементов, что достигается всасыванием жидкости.^[1]

Выстилка задней кишки сформирована кубическим эпителием. В ее стенке обычно находятся 6-8 ректальных желез, всасывающих воду. Особенно сложное строение имеют они у Двукрылых, у которых они способны к ритмической пульсации. Некоторые червецы отличаются наличием ректальной ампулы – слепого выроста прямой кишки, которая срастается с передней кишкой в образование под названием фильтрационная камера.^[1]

Пищеварение у насекомых

Скорость переваривания пищи у насекомых сильно отличается даже у представителей близких групп. Так, у Американского таракана она составляет около 20 часов, у прусака – 3 часа.

У ряда равнокрылых, питающихся сладкими соками растений, кишечный канал устроен таким образом, что в его начале «балластные» углеводы всасываются и выделяются в конечную часть пищеварительного тракта. Это приводит к выделению жидких сладких экскрементов – так называемой пади, что наблюдается у тлей. Именно поэтому тли «дружат» с муравьями, которые используют падь как источник пищи.^[1][3] (фото)

У некоторых насекомых задняя кишка имеет дополнительные функции: например, она является местом обитания симбионтов: бактерий, грибов, простейших, которые участвуют в выработке ферментов, витаминов, аминокислот, стеролов и др.^[1][2]

У многих зимующих насекомых, а также паразитических перепончатокрылых экскременты постепенно накапливаются в задней кишке перед зимовкой, а опорожнение пищеварительного канала происходит лишь весной.^[1]

 

Дыхание насекомых

 

Дыхание насекомых – это процесс потребления кислорода, его расходования клетками организма и выделения углекислого газа.