Комахи

Комахи — найбільш високоорганізований клас членистоногих, найбагатший за видовим складом. Комахи пристосувалися до найрізноманітніших умов існування. Вони живуть усюди — від полюсів до екватора, живляться найрізноманітнішою їжею; багато які з них ведуть паразитичний спосіб життя.

Залежно від способу пересування комахи кінцівки за будовою можуть бути:

1)   ходильні або бігальні (паличники, багато жуків);

2)   стрибальні (саранові, коники, блохи);

3)   риючі (капустянки, жуки-карапузи);

4)   хапальні (богомоли);

5)   плавальні (жуки-плавунці).

Крила утворюються як вирости покривного епітелію і закріплюються жилками. У більш примітивних видів передні та задні крила однакові за будовою і функцією, яку вони виконують (бабки).. Нерідко передні крила виконують захисну функцію, перетворюючись на надкрила (клопи, жуки). Багато видів комах повторно втратили крила (блохи, воші), що пов’язано з особливостями їхньої життєдіяльності.

Від чого залежить тип ротового апарату комах?

Тип ротового апарату залежить від способу життя і характеру живлення, наприклад у метеликів, які живляться переважно рідким нектаром, розвивається сисний хоботок, у комарів, які проколюють шкіру тварин і людини та висмоктують кров,— колючо-сисний; у бджіл, які злизують нектар і мед, а також розминають віск і пилок рослин,— гризучо-лижучий і т. п.

У багатьох дорослих комах, які не живляться, ротові органи взагалі не розвинені (одноденки).

Класифікація

Класифікація досить складна, існує кілька різних систем.

Раніше комах поділяли на два підкласи:

• Entognatha (Ентогнатні, прихованощелепні): об’єднують три ряди: безвусикові, ногохвости, двохвістки. Зараз виділяються в окремий клас.
• Ectognatha (Ектогнатні, відкритощелепні): поділяються на первиннобезкрилих з 2 рядами — щетинкохвости і махіліди — та крилатих, до яких належить переважна більшість комах: комахи з неповним перетворенням (одноденки, бабки, терміти, таргани, богомоли, веснянки, прямокрилі, сіноїди, пухоїди, воші, рівнокрилі та ін.) і комахи з повним перетворенням (жуки, сітчастокрилі, верблюдки, метелики, перетинчастокрилі, блохи, двокрилі та ін.)

Зараз найчастіше у класі виділяють два підкласи Первиннобезкрилі комахи і крилатих, останні розділяють на два інфраряди Давньокрилі і Новокрилі.

До давньокрилих відносять бабок, одноденок і деякі вимерлі ряди. Новокрилих поділяють на надряди Endopterygota (комахи з повним перетворенням), Paraneoptera (воші, трипси, напівтвердокрилі), Orthopteroidea (тарганоподібні, прямокрилі).

Постійно пропонуються нові удосконалення до систематики комах.

Тіло комах розділене на три відділи: голову, груди та черевце.

Голова

Голова утворюється з шести сегментів, що повністю зливаються у дорослої комахи. Перший і третій сегменти не мають придатків, другий несе пару вусиків (антен); на четвертому, п’ятому та шостому сегментах розвиваються парні частини ротового апарату — верхні щелепи (мандибули), нижні щелепи (максили) і нижня губа. Вусики за будовою і розміром дуже варіюють і є важливою систематичною ознакою. Вони можуть мати ниткоподібну, пластинчасту, булавоподібну та інші форми. Розвиток і форма щелеп і нижньої губи залежать від характеру живлення. Виділяють такі основні типи ротового апарату:

• гризучий (таргани, жуки, мурахи, личинки метеликів);
• гризучо-лижучий (бджоли, джмелі);
• колючо-сисний — нижня губа утворює довгий хоботок, а щелепи перетворюються на колючі щетини (комарі, попелиці);
• сисний — хоботок розвивається з нижніх щелеп, а верхні повністю редукуються (метелики);
• лижучий — утворений нижньою губою (мухи).

У багатьох дорослих комах, які не живляться ротові органи взагалі не розвинені (одноденки).

Комахи здатні рухати головою. Рухи ці в більшості випадків обмежені однією площиною (вертикальною або горизонтальною), і лише богомоли можуть повертати голову в декількох площин

Груди складаються з трьох сегментів, які несуть три пари членистих кінцівок. Залежно від способу пересування кінцівки можуть бути різних типів (див. статтю «Ноги комах»).

У більшості комах до другого і третього сегментів грудей прикріплюються органи польоту — крила. Вони утворюються як вирости покривного епітелію і зміцнюються жилками. У примітивніших видів передні та задні крила однакові за будовою і функцією, яку вони виконують (бабки). У мух і комарів розвивається лише передня пара крил, у віялокрилих — задня. Нерідко передні крила виконують захисну функцію, перетворюючись на надкрила (напівтвердокрилі, жуки). Багато видів комах повторно втратили крила (блохи, воші), що пов’язано з особливостями їхньої життєдіяльності. Крила приводяться в рух літальними м’язами, що займають значний обсяг грудного відділу.

Черевце

Черевце у різних груп комах складається з різної кількості сегментів (не більше дванадцяти). Воно майже завжди позбавлене кінцівок. На кінці черевця часто наявні придатки: церки, грифельки, яйцеклад (у самиць). Черевце комах позбавлене кінцівок або вони видозмінені на органи парування (у самців), яйцеклад (у самок коників) чи жало (у ос і бджіл).

Внутрішня будова

Морфологія комахи
A — голова, B — груди, C — черевце

1. антена, 2. вічко (нижнє), 3. вічко (верхнє), 4. складне око, 5. мозок, 6. передньогруди, 7. дорсальна артерія, 8. трахеї, 9. средньогруди, 10. задньогруди, 11. переднє крило, 12. заднє крило,

13. середня кишка (шлунок), 14. серце, 15. яєчник, 16. задня кишка (кишечник, пряма кишка і анальний отвір), 17. анус, 18. вагіна, 19. абдомінальний ганглій, 20. мальпігієві судини, 21. подушечка,

22. кігтики, 23. лапка, 24. голінка, 25. стегно, 26. вертлюг, 27. передня кишка (стравохід, шлунок), 28. грудний ганглій, 29. тазик, 30. слинна залоза, 31. підглотковий ганглій, 32. ротовий апарат

Покриви

Хітинова кутикула в усіх наземних видів укрита тоненьким шаром воскоподібної речовини, яка перешкоджає випаровуванню води. На тілі комах є численні волоски, що виконують функцію органів дотику або слуху.

Нервова система

Нервова система побудована за типом нервового ланцюжка; центральна нервова система включає мозковий ганглій (головний мозок), підглотковий ганглій, сегментарні ганглії черевного ланцюжка. Головний мозок досягає великого розвитку, особливо у суспільних комах.

Органи чуття

Фасеткові очі комах розташовані на першому сегменті голови. Нерідко є ще декілька простих очок (наприклад у медоносної бджоли). Багато видів мають гарний зір. Так, бджоли можуть розрізняти форму предметів і деякі кольори (червоний, жовтий, зелений, синьо-фіолетовий, ультрафіолетовий). На відміну від людських, очі бджіл чутливі до поляризованого світла. Усі комахи здатні сприймати коливання температури. Терморецептори локалізовані у них в особливих волосках на члениках ніг. У багатьох комах розвинені органи слуху, утворені волосками на ногах і черевці. Дуже добре розвинені органи хімічного чуття і нюху. Смакові рецептори містяться на ротових частинах і на лапках. Комахи чутливі до рівня вологості повітря та магнітних полів.

Травна система

У ротову порожнину впадають протоки слинних залоз. У личинок метеликів на нижній губі є шовковичні залози, секрет яких швидко застигає на повітрі і використовується для плетіння коконів. Ротова порожнина веде до стравоходу й далі до шлунка. Залозисті клітини кишечника виробляють травні ферменти, склад яких визначається характером їжі комахи. Травна система починається ротовою порожниною, в яку входять протоки слинних залоз. Травна частина складається з 3 відділів: передньої, середньої і задньої кишки; довжина і об’єм його залежать від роду їжі та її поживності.

Дихальна система

Дихальна система представлена добре розвиненою мережею повітроносних трубок — трахей. Вони відкриваються на поверхню тіла невеличкими отворами — дихальцями. Вентиляція трахей у багатьох видів здійснюється рухом черевця. Деякі комахи (жуки водолюби, клоп гладун) що живуть під водою, періодично піднімаються на поверхню і запасають повітря під надкрилами, де воно утримується волосками з незмочуваною поверхнею.

Кровоносна система

Кровоносна система незамкнена. Безбарвна гемолімфа, яка циркулює в порожнині тіла комах, слугує для транспортування поживних речовин, продуктів обміну, гормонів. Рух гемолімфи забезпечується скороченнями спинної судини — серця.

Видільна система

Видільна система утворена мальпігієвими судинами — тонкими трубкоподібними виростами кишечника. Їхні вільні кінці лежать у порожнині тіла. Розчинні продукти обміну поглинаються клітинами стінок мальпігієвих судин і просвітами проходять у кишку. Пристосуванням для акумуляції води у комах є жирове тіло. Внаслідок окиснення жирової тканини виділяється велика кількість води.

Статева система та розвиток

Майже всі комахи роздільностатеві. Чоловічі статеві органи у багатьох комах представлені парними сім’яниками, сім’явивідними протоками і копулятивним органом, а жіночі — двома яєчниками та жіночими статевими шляхами У багатьох видів добре виражений статевий диморфізм: самці та самиці відрізняються за розмірами, забарвленням, розвитком крил, будовою ротового апарату. У більшості метеликів і жуків запліднення зовнішньо-внутрішнє. У цьому випадку сперматозоїди виводяться в навколишнє середовище й вкриваються захисною оболонкою, що запобігає їхньому висиханню. Самиця підбирає їх за допомогою статевих придатків. Часто зустрічається внутрішнє запліднення, коли сім’яна рідина вводиться безпосередньо в статеві шляхи самиці. Іноді яйця розвиваються шляхом партеногенезу (попелиці, паличники).

Практично в усіх комах у життєвому циклі присутня личинка — їм властивий розвиток із перетворенням. У разі розвитку з неповним перетворенням личинка веде такий самий спосіб життя, як і доросла особина — імаго. У разі розвитку з повним перетворенням личинка виходить з яйця на ранніх етапах розвитку. На стадії лялечки відбувається руйнування личинкових органів і формування органів імаго. Ріст комах супроводжується линянням. Доросла комаха не линяє.

• Цікаві факти
• Найкоротша тривалість життя імаго серед комах у метелика Соленобія (Solenobia triquetrella) із родини Чохлоніски (Psychidae). Живе самка Соленобії всього кілька хвилин.
• Тривалість життєвого циклу в 17-річної періодичної цикади Magicicada septendecim становить, як зрозуміло із назви, 17 років.
• Серед гуртосімейних комах довгожителями є цариці мурах (Formicidae), що здатні прожити 15 — 20 років.
• Деякі однопорі метелики з родини Prodoxidae здатні до 19 років знаходитися на стадії лялечки.
• Тривалість життя деяких бліх, що паразитують на гризунах, може сягати 1725 діб, тобто 4,7 року.
• Мадагаскарський тарган — черепашка (Gromphadorhina portentosa) здатний прожити понад 7 років.
• Тривалість життя імаго жука-оленя Lucanus cervus становить кілька тижнів, тоді як його личинка живе 5 років.