Jaké orgány má hmyz?

Třída hmyzu vede v počtu druhů mezi všemi zvířaty. K dnešnímu dni bylo popsáno asi 1,1 milionu druhů hmyzu, a to navzdory skutečnosti, že skutečný počet druhů je různými výzkumníky odhadován na 2 až 8 milionů. Můžeme s jistotou říci, že polovina (s největší pravděpodobností mnohem více) druhů hmyzu dosud nebyla studována.

„Hmyz. Jsou skutečnými vlastníky pozemků,“ řekl V.M. Peskov. To je pravda, lidé jsou ve světě hmyzu vzácnou výjimkou. Právě oni nyní dosáhli svého evolučního vrcholu, dokonale se přizpůsobili životu mezi lidmi. Takže z hlediska evoluce žijeme v době dominance hmyzu, úžasných tvorů, složité instinkty a chování mnohých z nich jsou úžasné.

Prostřednictvím tance si včely mohou navzájem říci, kterým směrem a jak daleko od jejich umístění je potrava. Pokud je vzdálenost menší než 100 metrů, včela předvede kruhový tanec, a pokud je větší než 100 metrů, včela předvede kývavý tanec v podobě osmičky. Pouze hmyz se vyznačuje sociální organizací, dělbou práce mezi jednotlivci.

Hmyz studuje zajímavá věda – entomologie (z řeckého entoma – hmyz a logos – slovo, nauka), v tomto článku se seznámíme s jejich obecnou stavbou.

Struktura hmyzu

• Tělesné pokrývky, pohybový aparát

Tělo se rozlišuje na hlavu (5 srostlých segmentů), hrudník (3 segmenty) a břicho (8 segmentů). Na hlavě je jeden pár antén – antén, což jsou orgány čichu a hmatu. Tělesná dutina hmyzu je smíšená (mixocoel), což umožňuje při línání výrazně zvětšit tělesný objem zvýšením krevního tlaku.

Mnoho hmyzu je schopno úžasného pohybu ve vzduchu – letu. První pár křídel se nazývá elytra: neúčastní se letu, jsou to husté chitinizované útvary pokrývající část hrudníku a břicha. Druhý pár křídel je přímo zapojen do letu a má vzhled zploštělých membránových útvarů.

K hrudníku jsou připevněny tři páry kráčejících nohou. Kloubová končetina hmyzu končí dvěma drápy, mezi nimiž jsou někdy umístěny přísavky. Končetiny hmyzu se liší funkcí, kterou vykonávají, podle toho dostávají svá jména: kopání, běh, skákání, plavání, sběr.

Tělo hmyzu, stejně jako všichni členovci, je pokryto chitinózní kutikulou – vnější kostrou. Tato hustá skořápka hmyzu inhibuje růst. Pamatujte, že hmyz aktivně roste pouze ve stádiu larev a během období línání, kdy chitinózní kryt není zcela vytvořen nebo byl odstraněn.

Skládá se z přední, střední a zadní části. Do předního úseku patří ústa, hltan, jícen, který má často prodloužení – struma, žaludek. Za žaludkem začíná střední úsek – střevo, ze kterého vybíhají četné slepě končící výrůstky zvyšující absorpční plochu. V zadním střevě se tvoří exkrementy a vstřebává se voda zadní střevo končí u řitního otvoru.

Zvláště je třeba poznamenat vyvinuté svaly žaludku, které se nazývají svalnaté. V něm dochází k dodatečnému mletí potravin. Poté jsou částice potravy rozloženy na monomery, které jsou absorbovány střevem a vstupují do hemolymfy. Jeho proudem se živiny dostávají do vnitřních orgánů a tkání.

Většina hmyzu má slinné žlázy. Hmyz má širokou škálu složitých ústních ústrojí. Struktura ústního aparátu odráží způsob krmení. Níže vidíte tabulku ukazující rozmanitost ústních ústrojí u hmyzu.

Dýchací systém je reprezentován vysoce rozvětveným systémem průdušnic, které plní funkci vnějšího dýchání. Na hlavě, hrudi a břiše hmyzu jsou spirakuly (stigmata) – dýchací otvory, kterými ústí průdušnice do vnějšího prostředí.

Oběhový systém nepřenáší kyslík, takže funkce jeho dodávání přísluší zcela průdušnicím, které se větví na tenké trubičky (tracheoly) a přibližují se k malým skupinkám buněk. U některého rychle létajícího hmyzu (mouchy, včely) tvoří průdušnice rozšířené oblasti – vzduchové vaky, které zlepšují ventilaci tracheálního systému a snižují specifickou hmotnost těla

Hmyz se vyznačuje otevřeným (lakunárním) typem oběhového systému. Krev se volně pohybuje přes lakuny (sinusy) a přímo omývá vnitřní orgány a tkáně. Funkci srdce plní páteřní céva: díky jejím kontrakcím je krev pumpována ze zadní části těla dopředu.

Srdeční céva má trubicovitý tvar, její fungování je podobné jako u korýšů. V okamžiku relaxace srdeční cévy ji krev naplní otvory (ostia) a v okamžiku stahu (systola) je krev vytlačována do tepen, poté vstupuje do tělní dutiny, kde omývá orgány a tkáně.

Vnitřním prostředím hmyzu je hemolymfa, což je bezbarvá nebo nažloutlá kapalina. Živiny jsou absorbovány do hemolymfy ze střeva a poté dodávány do buněk těla. Odstraňuje také vedlejší produkty metabolismu.

Vylučovací orgány představují malpighiánské cévy (na počest italského biologa a lékaře Marcella Malpighiho). Jedná se o dlouhé trubkovité výběžky hmyzu a pavoukovců, které se nacházejí na hranici středního a zadního střeva.

Jak si pamatujete, hmyz se potýká s obtížným úkolem: co nejvíce zachovat vodu v těle. Přispívají k tomu malpighické cévy: přijímají metabolické produkty z hemolymfy ve formě suspenze. Při pohybu Malpighiovými cévami se veškerá voda ze suspenze vstřebá zpět do hemolymfy a metabolické produkty (krystaly kyseliny močové) se dostávají do střeva v suché formě a vylučují se z těla exkrementy.

Mezi vylučovací orgány patří i tukové těleso. Tukové těleso je útvar mezodermálního původu, obsahující zásoby živin, které tělo neustále spotřebovává. V tukovém těle se také mohou hromadit metabolické produkty: produkty rozkladu, což neutralizuje jejich toxický účinek.

Typ nervového systému hmyzu je nodální. Skládá se z mozku (suprafaryngeální ganglion), subfaryngeálního ganglia a ventrálního nervového provazce.

Mozek má složitou strukturu, vytvořenou v důsledku fúze 3 ganglií a skládá se ze 3 částí: přední, střední a zadní. Nervové provazce, nazývané pojiva, vycházejí z mozku a jdou do subfaryngeálního ganglionu, společně tvoří perifaryngeální nervový prstenec.

Nejrozvinutější ganglia v provazci ventrálního nervu jsou v hrudníku, protože inervují komplexní fungování končetin a křídel. Uzliny jsou rozmístěny nerovnoměrně: 3 ganglia se nacházejí v hrudníku, 8 v břiše.

Smyslové orgány jsou dobře vyvinuté. Oči jsou jednoduché nebo složité (fasetové), jeden pár antén (antény), na kterých jsou umístěny orgány čichu a hmatu. Na palpách dolního rtu a dolní čelisti se nacházejí chuťové orgány.

Tento progresivní vývoj nervového systému položil základ pro vznik nejsložitějších a nejúžasnějších reflexů u hmyzu. Ze všech bezobratlých se pouze hmyz vyznačuje sociálním způsobem života: staví společně hnízdo, starají se o potomstvo a sdílejí povinnosti mezi členy rodiny. Sociální hmyz jsou včely, vosy, mravenci a čmeláci.

Všimněte si, že v přední části mozku jsou těla hub, asociativní centra mozku. Těla hub jsou zvláště dobře vyvinutá u hmyzu, který vede sociální životní styl, což je spojeno s jejich komplexním chováním.

Hmyz je dvoudomý; hermafroditi jsou mezi nimi velmi vzácní. Často se setkáváme s dobře definovaným sexuálním dimorfismem – vnějšími rozdíly mezi muži a ženami.

Gonády jsou párové: u mužů jsou varlata, u žen vaječníky. Chámovody a vejcovody odcházejí z varlat a vaječníků a proudí do ejakulačního kanálu a vagíny. Hnojení u hmyzu je vnitřní: pomocí kopulačních orgánů je semeno zaváděno samcem do reprodukčního traktu samice.

Vývoj může být přímý nebo nepřímý. Pamatujte, že veškerý hmyz má nepřímý vývoj.

Nepřímý vývoj může nastat s metamorfózou (z řeckého metamorfóza – přeměna) – úplná přeměna, nebo bez ní – neúplná přeměna.

Metamorfóza je hluboká transformace struktury organismu, přechod z jedné formy do druhé, doprovázený objevením se nových strukturních prvků a funkcí.

Jak je vidět z výše uvedeného diagramu, neúplná a úplná transformace se vyznačuje přítomností stádia kukly, což je přesně stádium, ve kterém dochází k metamorfóze. O tom, který hmyz se vyznačuje vývojem s metamorfózou a který ne, se dozvíte v dalším článku.

Klasickým příkladem metamorfózy je přeměna housenky v motýla. V kokonu (stadiu kukly) v těle housenky se rozpouštějí téměř všechny tkáně, s výjimkou nervového a oběhového systému. V důsledku této metamorfózy vzniká nový organismus – motýl, velmi odlišný od housenky.

Je logické předpokládat, že u hmyzu s neúplnou metamorfózou se larva podobá dospělému jedinci, ale je menší. U hmyzu s úplnou přeměnou, která je doprovázena metamorfózou (z housenky se stává motýl), je larva zcela odlišná od dospělého jedince a nápadně se od něj liší stavbou i funkcemi.

Za zmínku stojí zejména partenogeneze. Partenogeneze (z řeckého parthenos – panna, panna a genesis – narození) je jednou z forem pohlavního rozmnožování, kdy se z vajíčka bez jeho oplodnění vyvine nový organismus. Protože samčí gameta není zapojena do tohoto procesu, genotyp potomstva obsahuje výhradně geny matky.

Partenogeneze se vyskytuje u tohoto hmyzu: mšice, mravenci, včely, vosy, čmeláci, bourci morušový. Partenogeneze se vztahuje specificky k sexuálnímu (a ne asexuálnímu) typu reprodukce, protože nový organismus se vyvíjí z neoplozeného vajíčka (samičí gameta). Tento proces hraje důležitou roli: výrazně zvyšuje rychlost růstu populace, reguluje poměr samičích a samčích jedinců a zajišťuje další existenci druhu.

Umělou partenogenezi u bource morušového poprvé získal A.A. Tikhomirov v roce 1886 a tuto praxi vyvinul B.L. Astaurov, který přišel s umělým způsobem výroby samců bource morušového, kteří dávají zvýšený výnos cenného materiálu – vysoce kvalitního hedvábného vlákna.

Význam hmyzu

• Jsou opylovači kvetoucích rostlin, včetně mnoha kulturních druhů, které lidé používají jako potravu.
• Jsou článkem v potravinovém řetězci (spotřebitelé)
• Regulujte počet dalšího hmyzu
• Podílet se na tvorbě půdy: podporovat rozklad rostlinných zbytků, vytvářet průchody v půdě, kopat norky
• Výroba hedvábí: stejně jako před 4000 lety se dnes k výrobě hedvábí používají kukly bource morušového.
• Přispějte k rozkladu zvířecích pozůstatků: ranní mouchy se živí mršinami (mrtvoly zvířat)
• Produkce medu: téměř všechny země světa chovají včely medonosné (včelařství)

Některý hmyz rozhodně lidem více škodí než pomáhá:

• Někteří jsou krev sající ektoparazité lidí a zvířat – komáři, vši, štěnice, blechy
• Přenášejí infekční onemocnění – malárii (komáři), leishmaniózu (písečnice), tyfus a recidivující horečku (vši), mor (blechy), úplavici (mouchy, švábi)
• Larvy hmyzu, stejně jako dospělci (imago), způsobují značné škody na zemědělských plodinách (saranče, brouci, mšice)

© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2024

Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.

Začněme studovat další skupinu členovců – hmyz. Rozebereme jejich vnější i vnitřní strukturu, pohovoříme o jejich vývojových rysech a životním stylu.

Obecná charakteristika

Nejpočetnější třídou členovců je hmyz, v současnosti je známo více než 1 milion druhů hmyzu. Tito jsou skutečně pány naší planety, protože žádná jiná skupina zvířat se nemůže pochlubit takovou rozmanitostí a prevalencí.

Hmyz obývá především prostředí země-vzduch, i když některým z nich (například plavci, vodníci) se dobře žije ve vodních útvarech. Mezi hmyz patří různí brouci, motýli, mouchy, komáři, včely, vosy, mravenci a vážky.

Hmyz je třída bezobratlých členovců, kteří mají tři páry nohou, tělo rozdělené na tři části a segmentované břicho.

Během svého života prochází hmyz několika vývojovými fázemi. Samice leží vejce, ze kterého se zrodí larva. Po nějakou dobu bude akumulovat živiny a růst.

U některých druhů hmyzu se larva promění v kukly, pro ostatní se prostě vyvíjí a roste. Dospělý hmyz, který má plně vyvinutá křídla (létající) a je schopen rozmnožování, se nazývá imago.

Imago je dospělá fáze vývoje, konečná fáze života hmyzu.

Proč se tak hmyz nazývá?

Slovo „hmyz“ v ruštině pravděpodobně pochází ze slova „nasekat“ a znamená „zvíře se zářezy“. Břicho hmyzu je rozděleno do několika segmentů, takže název plně odráží podstatu.

Entomologie je obor biologie, který studuje hmyz.

Velikost a životnost

Velikost hmyzu závisí na druhu. Největší hmyz je z řádu paličkovitý, jejich délka s protáhlými končetinami může být až 50 cm Mezi brouky je největší brouk Hercules, dorůstající až 17 cm, je 28 cm.

Životnost hmyzu se pohybuje od několika hodin do několika desítek let. Hmyz řádu jepic v dospělosti se tedy dožívá zhruba jednoho dne, zatímco larvální stadium může trvat až 3 roky. Životnost motýlů je obvykle 2–3 týdny, zatímco brouci se dožívají v průměru 1–4 roky.

Trvání všech fází života hmyzu je různé. Například roháč nestráví v dospělosti více než několik měsíců, zatímco jeho larva se vyvíjí 4–6 let. Také délka života samců a samic se může lišit – u stejného roháče žije samice 2x déle než samec.

Záznamy o očekávané délce života

Dospělé druhy jepic Dolania Americana žije jen 5 minut: během této doby stihne pouze naklást vajíčka. Královna mravenců (samice snášející vejce) může žít až 29 let, královna termitů – až 25 let.

Jídlo

Většina hmyzu jsou býložravci, ale existují predátoři (mravenci, vosy, kudlanky, kobylky) a parazité (vši, blechy, štěnice). Jsou mezi nimi i tací, kteří se živí rozkládající se organickou hmotou – rostlinnými a živočišnými zbytky.

Častým jevem je, že se larvy nekrmí stejnou potravou jako dospělci. To umožňuje zvířatům nekonkurovat si o potravu. Navíc hmyz s krátkým stádiem imaga (jepice, gadfly, paví oči) nemusí mít vůbec žádnou výživu – využívá zásoby živin nashromážděné v předchozí fázi životního cyklu.

Vnější struktura

Řezy a kryty těla

Charakteristickým rysem hmyzu je tři části těla: hlava, hrudník a břicho. Zatímco u jiných členovců tvoří hlava a hrudník obvykle jeden hlavonožec. Břicho je rozděleno na segmenty: nejčastěji je jich 10 nebo méně.

Tělo hmyzu je pokryto chitinózní kutikula. Obvykle je tvrdý, ale u některých druhů může být měkký a tenký. Hmyz podstupuje několik svlékání: 3–5 až 20–30krát. Dospělý jedinec nelíná.

Zbarvení hmyzu je rozmanité a je dosaženo texturou vnějšího krytu a pigmenty. Barva může být jednobarevná nebo kombinovat několik odstínů. Barva závisí na životním stylu a barvách převažujících v prostředí. Nejčastěji má hmyz na těle světlé barvy a vzory.

Hlava

Nachází se na hlavě složené (složené) oči, které poskytují hmyzu mozaikové vidění. Obvykle existují dvě složená oka, ale může být navíc několik jednoduchých očí (obvykle tři), uspořádaných do trojúhelníku.

Zrak je u většiny druhů dobře vyvinut. Jsou schopni určit tvar předmětu, ale lépe vidí, co se nachází na krátkou vzdálenost. Hmyz rozlišuje několik barev a je schopen vidět určitá spektra (například ultrafialové vlny a polarizované světlo), které lidské oko nevidí.

Na hlavě jsou i citlivé antény, které mohou mít různé struktury v závislosti na životním stylu a okolním světě. Například včela má nitkovitá tykadla, motýl zelný má kyjovitá tykadla a chroust lamelární. S jejich pomocí zvířata voní a tykadla také plní hmatovou funkci.

Ústa jsou vnější přívěsky na hlavě hmyzu, které se používají k absorpci potravy.

Většina hmyzu je hlodavého typu ústní aparát, ale v procesu adaptace na podmínky prostředí a dostupnou potravu prodělaly ústní orgány určité změny. Například motýli mají sací náustek, komáři a štěnice piercingovo-sací náústek a moucha lízací náustek.

Hrudník

Pocházet z hrudníku tři páry nohou, a v létajícím hmyzu – dva páry křídel. Existují různé typy v závislosti na životním stylu končetin. Například u kobylky skáče zadní pár nohou, zatímco u plavých brouků plavou.

V blízkosti nohou hmyzu jsou speciální vibrační receptorykteré jim pomáhají vnímat zvuky. Nejsložitější sluchové orgány (bubínkové orgány) některé druhy mají. Mohou být umístěny na různých částech těla a jsou to membrány s citlivými prvky.

U létajícího hmyzu křídla liší se strukturou, hustotou, barvou. Křídlo se skládá ze dvou stěn (horní a spodní), mezi nimiž je úzká mezera vyplněná hemolymfou. Stěny jsou prostoupeny mnoha žilami, které jsou kostrou křídla. Hmyz má obvykle 2 páry křídel, ale jedno z nich může být buď zmenšeno, nebo přeměněno na tvrdou elytru.

Hmyzí křídla

Zajímavé je, že u některých druhů může mít křídla pouze jedinec jednoho pohlaví, a nikoli druhého. Například pouze samci vosy mají křídla a pouze samice vosy mají křídla. Kromě toho se během života hmyzu mohou křídla objevit v určité fázi životního cyklu a zmizet v další.

Zajímavý fakt o létání

Hmyz potřebuje let, aby se mohl pohybovat, najít potravu a partnera pro rozmnožování a přemisťování. Hmyz je jediný druh bezobratlých živočichů schopných letu. Mohou dosáhnout rychlosti až 50 km/h.

Vnitřní struktura

Jako všichni členovci má i hmyz smíšenou tělní dutinu (mixocoel), uvnitř které je hemolymfa a orgány a jejich systémy jsou umístěny. Hemolymfa je jediný tkáňový mok v jejich těle a může být bezbarvý, nažloutlý nebo nazelenalý.

Oběhový, dýchací a nervový systém

Кsystém úrovní – otevřený typ, ale jeho struktura je jednodušší než u korýšů a pavoukovců. Srdce se nachází na hřbetní straně těla a je rozděleno do několika komor (od 4 do 10).

Hmyzí hemolymfa se neúčastní výměny plynů – přenosu kyslíku a oxidu uhličitého. Jeho úlohou je transportovat živiny, hormony a udržovat rovnováhu voda-sůl.

Respirační systém se skládá z mnoha průdušnice (duté trubičky), které v tenké síti splétají všechny vnitřní orgány a otevírají se k povrchu těla spirály (díry). Kyslík přicházející z vnějšího prostředí je přenášen průdušnicí do všech buněk těla.

Nervový systém reprezentovaný břišním nervovým řetězcem, sestávajícím z párových ganglií (nervových ganglií). Mozek je oblast, kde se spojují tři velká ganglia, která koordinují práci celého těla zvířete.

V mozcích hmyzu se složitým chováním (jako jsou mravenci a včely) existuje houbové tělo – párová struktura sestávající z nervových buněk (neuronů) a mající tvar houby. Díky tomu mohou některé druhy „myslet“ lépe než jejich protějšky.

Trávicí a vylučovací systémy

Trávicí systém sestává ze střeva a několika trávicích žláz. Střevo se dělí na přední, střední a zadní úsek, které jsou od sebe odděleny chlopněmi. Většina druhů má slinné žlázy, které produkují trávicí enzymy a feromony.

Feromony jsou obecným názvem pro různé látky vylučované žlázami zvířat pro komunikaci mezi jedinci stejného druhu.

Ústy se částice potravy dostávají do hltanu a poté do žaludku, kde se jídlo rozdrtí. Hlavním trávicím orgánem je střední střevo, kde dochází k rozkladu a vstřebávání rozdrcené potravy. Zadní střevo končí konečníkem a řitním otvorem.

vylučovací orgán hmyz – Malpighiánské cévy (tubuly na hranici středního a zadního střeva). Tubuly se slepě otevírají do tělesné dutiny, odkud absorbují produkty látkové výměny a posílají je do střeva k vylučování.

Hmyz má v těle speciální tkáň, kterou jiná zvířata nemají – tlusté tělo. Nachází se mezi střevy a vnějším obalem těla a je podobný ostrůvkům tukové tkáně, které podporují vnitřní orgány.

Tukové těleso je zvláštní útvar neurčitého tvaru, který se vyskytuje pouze u hmyzu a stonožek.

Slouží k akumulaci živin, je také orgánem intermediárního metabolismu – podílí se na látkové přeměně. Některé buňky tvořící tukové těleso plní vylučovací funkci, lze jej tedy zařadit mezi orgány vylučovací soustavy.

Reprodukční systém

Hmyz jsou dvoudomé organismy a jeho oplození je vnitřní. Samička klade vajíčka, ze kterých se po nějaké době narodí larva. Některé druhy mají viviparitu – z nakladeného vajíčka se okamžitě objeví larva.

Vajíčka hmyzu. Na poslední fotografii se vlevo z vajíčka vyklube housenka.

Mužské pohlavní orgány jsou zastoupeny v párech testy, ve kterém se proces odehrává spermatogeneze — vývoj samčích zárodečných buněk (spermie). Přes chámovodu jsou samčí pohlavní buňky směrovány do genitálního otvoru, odkud kopulačním orgánem vstupují do těla samice.

Kopulační orgány jsou orgány reprodukčního systému určené k zavedení samčích gamet do ženského reprodukčního systému.

Ženské pohlavní orgány – párové vaječníky a genitálního traktu. Samice dostávají samčí reprodukční buňky, dochází k procesu oplození a kladení vajíček.

Charakteristika hmyzu svatební rituály – zvláštní chování před pářením. Mohou to být například „dárky“ pro samici, páření a „tanec“, „bitva“ mezi muži.

Mnoho hmyzu často vykazuje výrazné sexuální dimorfismus. Samec a samice mohou mít výrazné vnější rozdíly ve zbarvení, velikosti, detailech stavby těla, částečné nebo úplné ztrátě křídel a tykadel.

Můžete najít druhy, které mají polymorfismus, obvykle charakteristický pro společenský hmyz – mravence, termity, vosy a včely.

Polymorfismus je existence několika externě odlišných forem u jednoho druhu.

Často kladené dotazy

Jaké jsou obecné strukturální rysy hmyzu?

Tělo se skládá ze 3 částí (hlava, hrudník a břicho) a je pokryto chitinózní kutikulou. K dispozici jsou 3 páry nohou a křídel (pro ty, které létají).

Jaké strukturální rysy umožnily hmyzu přizpůsobit se různým biotopům?

Přežití usnadňoval ochranný chitinózní obal těla, schopnost létat (rychlý pohyb bez překážek) a různé formy ústních ústrojí a končetin, které pomáhaly adaptovat se na dostupnou potravu a prostředí.