<< Главная страница

Внешняя морфология насекомых на примере черного таракана- Blatta (Periplaneta) orientalis

Внешний вид черного таракана, его голова, антенны и ротовой аппарат; грудь таракана, конечности и придатки груди; брюшко и его придатки

Для проведения занятия наилучшим объектом является черный таракан, классический объект начального ознакомления с насекомыми. С успехом можно использовать какого-нибудь

218

 Рис. 138. Черный таракан (слева самец, справа - самка):   1 - голова; 2- антенны; 3 - 5 - три сегмента груди; 6 - надкрылья; 7-абдомен; грудные ноги; 9 - десятый сегмент брюшка; 10 -- церки
Рис. 138. Черный таракан (слева самец, справа - самка):
1 - голова; 2- антенны; 3 - 5 - три сегмента груди; 6 - надкрылья; 7-абдомен; грудные ноги; 9 - десятый сегмент брюшка; 10 -- церки

крупного или среднего размера жука: плавунца окаймленного- Dytiscus marginalis, водолюба черного-Hydrous, piceus и др.1.

Работа 1. Внешний вид черного таракана, его голова, антенны и ротовой аппарат. По сравнению с большинством насекомых, черный таракан обладает крупными размерами, достигая в длину 25 мм; цилиндрической формы тело окрашено в черновато-бурый цвет, несколько сплющено в дорзовентральном направлении и к концам (переднему и заднему) сужено (рис. 138). У самок тело более расширено, чем у самцов. Явственно выражено деление тела на три отдела: голову, грудь и брюшко. Они различаются не только по входящим в их состав сегментам, но и по строению (а также по функции) придатков и конечностей, которыми эти отделы снабжены (рис. 138).

Голова (капут)2 четко отделена от груди и соединена с ней при помощи тонкого перехвата - шейки, хорошо заметной, если голову слегка оттянуть вперед. Шейка образована мягкой сочленовой перепонкой между последним головным и первым грудным сегментами (рис. 138). Взглянув на таракана сбоку, можно заметить, что голова его своим передним концом направлена вниз, дорзальная сторона - вперед, вентральная сторона расположена кзади. Все это нужно иметь в виду при описании

219

 Рис. 139. Типы голов насекомых ло их наклону к продольной оси тела. А - голова жужелицы; ось головы служит продолжением продольной оси тела; Б - голова таракана или жука; ось головы образует с продольной осью тела прямой угол; В - голова цикады; ось головы направлена вниз и назад
Рис. 139. Типы голов насекомых ло их наклону к продольной оси тела. А - голова жужелицы; ось головы служит продолжением продольной оси тела; Б - голова таракана или жука; ось головы образует с продольной осью тела прямой угол; В - голова цикады; ось головы направлена вниз и назад

строения и расположения головы. Главная ось головы таракана направлена приблизительно под прямым углом к продольной оси тела (рис. 139). Иного расположения головы насекомых изображены на рис. 139 для сравнения.

Покровы головы сильно хитинизированы и превратились в головную капсулу, твердую коробку овальной формы, несколько вытянутую сверху вниз и сплющенную спереди назад (направления указаны по отношению к нормальному положению головы). На вентральной стороне помещается ротовое отверстие. Спереди (на дорзальной стороне) лицевую часть занимает лоб (фронс)1, наверху он граничит с участком, именуемым темя, от которого отделен лобным швом, а с боков к нему прилегают основания антенн, сложные глаза и щеки - боковые участки головной капсулы (рис. 140). Снизу лоб замыкается прямым горизонтальным швом, отделяющим наличник (клипеус)2, к которому внизу подвижно подвешена верхняя губа. "Швом" называют место причленения одного участка (или области) головы к другому; снаружи он сходен с бороздкой (рис. 140). В задней стенке головной капсулы лежит большое затылочное отверстие (рис. 141). Головная капсула служит местом прикрепления органов ротового аппарата, антенн и глаз, а внутри скрывает головной мозг. Она образована разрастанием и слиянием тергитов нескольких сегментов, в то время как их стерниты превратились в подглоточник. Границы между первичными сегментами исчезли. Несомненно лишь, что лоб с наличником и верхней губой, включая глаза (а возможно и участок, занятый антеннами), соответствуют акрону; сохранились

220

 Рис. 140. Голова таракана, вид спереди в нормальном положении на теле животного: 1 - темя; 2 - сложный глаз; 3 - усик (большая часть жгута удалена); 4 - лоб; 5 - наличник; 6 - верхняя губа; 7 - верхняя челюсть; 8 - максиллярный тупик; 9 - нижнегубной щупик; 10 - щека
Рис. 140. Голова таракана, вид спереди в нормальном положении на теле животного: 1 - темя; 2 - сложный глаз; 3 - усик (большая часть жгута удалена); 4 - лоб; 5 - наличник; 6 - верхняя губа; 7 - верхняя челюсть; 8 - максиллярный тупик; 9 - нижнегубной щупик; 10 - щека
 Рис. 141. Препаровка головы таракана; положение головы во время препаровки ротовых частей: 1 - верх и 2 - низ головы (в естественном положении); 3 - головная капсула; 4 - положение булавки в голове; 5 - затылочное отверстие; 6 - нижняя губа; 7 - нижние челюсти
Рис. 141. Препаровка головы таракана; положение головы во время препаровки ротовых частей: 1 - верх и 2 - низ головы (в естественном положении); 3 - головная капсула; 4 - положение булавки в голове; 5 - затылочное отверстие; 6 - нижняя губа; 7 - нижние челюсти

также границы заднего, нижнегубного сегмента головы (рис. 141),

На переднем конце голова несет единственную пару антенн (усиков, сяжков). Только немногие членики антенны у ее основания более или менее крупного размера; остальные - мелки, многочисленны и в совокупности образуют так называемый жгут. С телом насекомого антенны связаны подвижно, Они выполняют функцию обоняния (хеморецепторы), а также осязания.

Ротовой аппарат складывается из верхней губы, подглоточника, двух пар челюстей и нижней губы. По своему положению нижняя губа (лабиум)1 соответствует второй паре нижних челюстей - максилл, от которых она и произошла путем срастания их оснований (рис. 142). Нижняя губа - непарный орган. В основании ее лежит непарный подподбородок - широкая пластинка, непосредственно связанная с головной капсулой. К нему прилегает также непарный подбородок,

221

 Рис. 142. Ротовой аппарат черного таракана; расположение компонентов аппарата на препарате:
Рис. 142. Ротовой аппарат черного таракана; расположение компонентов аппарата на препарате:

1 - верхняя губа; 2 - жвалы; 3 - 7 - максиллы (3 - подвесок, 4 - стволик, 5-челюстной щупик, 6 - наружная жевательная лопасть, 7-внутренняя жевательная лопасть); 8 - 12-нижняя губа (8 - подподбородок, 9 - подбородок, 10 - нижнегубной щупик, // - наружная лопасть, 12 - внутренняя лопасть)

несущий подвижные парные элементы: щупики и лопасти. Нижнегубные щупики коротки, состоят из трех члеников, занимают латеральное положение и служат, подобно другим щупикам, хе-морецепторами. Между щупиками располагаются две пары подвижных лопастей. Внутренние лопасти, расположенные по обе стороны от медианной линии, образуют язычок, наружные - придаточный язычок (рис. 142). Нижняя губа замыкает предротовую полость снизу и участвует в слизывании жидкости; в измельчении пищи она участия не принимает, в связи с чем склеротизация у нее слабо выражена. На ее внутренней стороне находится небольшой мягкий и подвижный подглоточник (гипофарингс), проталкивающий пищу; он образовался из стернитов (вентральных участков) тех сегментов, на которых сформировались челюсти.

222

Единственная пара нижних (или задних) челюстей, т. е. максилл, относится к числу хорошо расчлененных органов (рис. 142). Каждая из них состоит из основного отдела., пары лопастей и щупика. Основной отдел непосредственно и подвижно связан с головной капсулой и разделен на два членика: проксимальный членик - подвесок, сросшийся с капсулой; к нему подвижно причленен стволик, на котором расположены лопасти. Внутренние, или медианные, жевательные лопасти склеротизированы, на своем конце и внутренней стороне несут хитиновые зубчики и щетинки; они участвуют в измельчении пищи. Наружные жевательные лопасти слабо склеротизированы и снабжены многочисленными волосками; с их помощью пища сортируется. Нижнечелюстные щупики четырехчлениковые. Элементы максиллы богато снабжены собственной мускулатурой, так что их подвижность по отношению друг к другу и всей челюсти обеспечивается в достаточной мере.

Так как нижняя губа у насекомых сформировалась преобразованием нижних челюстей, между нею и максиллами обнаруживается близкое сходство. Компоненты того и другого органа со сходным местоположением соответствуют друг другу и имеют общее происхождение, хотя и носят различные названия, Вместе с тем все они соответствуют (хотя и не вполне достоверно) элементам примитивной расщепленной ножки членистоногих. Приведенное в таблице 14 сопоставление иллюстрирует отмеченные связи.

Таблица 14

Сходство в строении нижней губы, нижней челюсти насекомых и расщепленной ножки членистоногих

Верхние челюсти - мандибулы, или жвалы,- представлены двумя сильно склеротизированными темноокрашенными пластинками, внутренние (медианные) края которых несут несколько острых крепких зубцов (рис. 142). Они подвижны и при сближении зубцы одной мандибулы входят в промежутки между зубцами другой. Мандибулы, в отличие от других

223

ротовых органов, утратили следы членистости, а в отличие от этого же органа у рака лишены и щупика. Следовательно, процесс преобразования околоротовой конечности в орган ротового аппарата зашел у мандибул дальше, чем у всех остальных конечностей таракана, и дальше, чем у мандибул раков. Жвалы таракана сделались высокоспециализированным органом; с их помощью насекомое отгрызает комочки пищи, иногда соскабливает и перетирает пищу до ее попадания в ротовое отверстие.

Верхняя губа (лабрум) - кожная складка в форме пластинки с округлым нижним краем, по своему строению и происхождению не связана с конечностями. Она подвижно причленена и нависает спереди, прикрывая предротовую полость и органы ротового аппарата. Снаружи (т. е. спереди) губа склеротизирована (затвердела), а внутри (сзади) остается мягкой, подобно внутренней поверхности всех органов ротового аппарата.

Голова таракана, при сравнении ее с головой многоножки, обнаруживает более полное развитие; головная капсула вполне замкнута, остались лишь ротовое и затылочное отверстия. При сравнении головы таракана с головным отделом представителей других классов членистоногих обнаруживаются черты более совершенной организации. Первичные сегменты укоротились, уплотнились и окончательно слились; околоротовые конечности почти полностью утратили первичное строение и преобразовались в органы ротового аппарата. Все эти морфологические преобразования обеспечили более эффективное функционирование головы и, прежде всего, ротового аппарата. Процесс цефализации у беспозвоночных, зачатки которого возникли у аннелид, ясно выражен у ракообразных, прогрессивно протекал у многоножек и завершился у насекомых (рис. 143).

Ход работы. 1. Ознакомиться с отделами тела таракана; зарисовать контуры тела, отметить на рисунке отделы тела, границы между ними и функции головы. 2. Отчленить антенны, рассмотреть их под лупой и зарисовать. 3. Изучить придатки и конечности головы; для этого предварительно подготовить объект. А. Отделить голову от груди, перерезав тонкими ножницами шейный перехват. В головную капсулу воткнуть тонкую булавку (энтомологическую) в направлении от переднего участка головы (обращенного книзу) к заднему участку (направленному в норме вверх) с таким расчетом, чтобы ротовой аппарат и затылочное отверстие находились по одну сторону булавки. Кончик булавки воткнуть в дно препаровальной ванночки. Передний конец головы будет торчать вверх; повернуть голову вентральной стороной к себе (вместе с ванночкой). Изготовленный таким образом препарат будет иметь вид, изображенный на рис. 141. Б. Препаровальной иглой отогнуть на себя нижнюю губу, другой иглой (или скальпелем) отрезать ее у места сочленения с головной капсулой (под контролем ручной лупы).

224

 Рис. 143. Сравнение переднего участка тела аннелид и насекомых. A -многощетинковый червь; Б - зародыш насекомого (акрон несет две пары; придатков- зачатки двух пар антенн); В - насекомое:   1 - простомиальные усики; 2 - пальпы и соответствующие им антенны; 3 - антенны; 4 -верхняя губа; 5 - мандибулы; 6 - максиллы I; 7 - максиллы II и нижняя губа, 8 - простомиум и акрон
Рис. 143. Сравнение переднего участка тела аннелид и насекомых. A -многощетинковый червь; Б - зародыш насекомого (акрон несет две пары; придатков- зачатки двух пар антенн); В - насекомое:
1 - простомиальные усики; 2 - пальпы и соответствующие им антенны; 3 - антенны; 4 -верхняя губа; 5 - мандибулы; 6 - максиллы I; 7 - максиллы II и нижняя губа, 8 - простомиум и акрон

Приготовить временный микропрепарат из нижней губы в капле воды; рассмотреть и зарисовать ее под штативной лупой или под микроскопом при малом увеличении; обозначить на рисунке все компоненты губы. В. Отчленить максиллы и также изготовить из них временный микропрепарат; изучить строение максилл и одну из них зарисовать. Г. Вычленить мандибулы и отделить верхнюю губу; рассмотреть их под лупой и зарисовать. Д, Вычлененные составные части ротового аппарата расположить, как указано на рис, 142, и, по возможности, наклеить на небольшой картонной пластинке. Е. Рассмотреть под штативной лупой головную капсулу, найти ротовое и затылочное отверстия, наличник.

Работа 2. Грудь таракана, конечности и придатки груди Грудь (торакс) состоит из трех отделов (рис. 144), представленных тремя сегментами, сохранившими свою самостоятельность: передний отдел - переднегрудь, средний отдел - среднегрудь и задний - заднегрудь. С вентральной стороны сегменты хорошо склеротизированы, так что стерниты их твердые, прочные; им присвоены названия: переднегрудка, среднегрудка и заднегрудка. С дорзальной стороны тергиты носят названия: переднеспинка, среднеспинка и заднеспинка. Первый из них - переднеспинка - также сильно хитинизирован; прочие два тертита склеротизированы у самки, а у самца они мягкие.

Грудь несет две пары крыльев (рис. 144); эти придатки прикрывают со спины значительную часть тела. Свободной и

225

 Рис. 144. Расчлененное тело жука (жук-олень) (показаны отделы тела и сегментация каждого отдела):
Рис. 144. Расчлененное тело жука (жук-олень) (показаны отделы тела и сегментация каждого отдела):

1 - верхняя губа; 2 - нижние челюсти; 3 - верхние челюсти; 4 - нижняя губа; 5 - головная капсула; 6 - антенны; 7 - глаз; 8 - переднегрудь; 9 - передние ноги; 10 - сред-негрудь; 11 - надкрылья; 12 - средние ноги; 13 - заднегрудь; 14 - задние крылья; 15 - задние ноги; 16 - абдомен

хорошо заметной остается лишь крупная переднеспинка, которая прикрывает собой голову; поэтому голова почти незаметна со спинной стороны таракана, но отчетливо выступает при рассмотрении ее сбоку.

Морфологически крылья хорошо развиты у самца, но и здесь слабо функционируют; у самки же они вообще в значительной мере редуцированы. Передние крылья прикреплены к сред-негруди; они кожистые, сильно хитинизированы, жестки и называются

226

надкрыльями; в покое они складываются на спинной стороне вдоль тела. Вторая пара крыльев - задние хитинизированы гораздо слабее.

Грудь несет три пары ходильных ног; по этому признаку насекомых называют шестиногими - гексапода- Hexapoda, Ноги однородного строения; одна пара прикреплена к переднегруди, вторая - к среднегруди, третья - к заднегруди. Нога состоит из пяти элементов, названия которых совпадают у насекомых и многоножек (рис. 144). Основной членик - тазик - непосредственно связан со склеритом соответствующего сегмента; он хорошо развит, имеет форму широкой и длинной пластинки, не лишенной некоторой подвижности. За ним следует небольшой членик - вертлуг, неподвижно связанный с бедром. Бедро и следующая за ним голень хорошо развиты; это наибольшие по длине элементы ноги. Крайнее положение занимает лапка, состоящая в свою очередь из пяти члеников. Дистальный членик лапки вооружен двумя коготками, между которыми снизу расположена подушечка - пульвилла, С помощью ног тараканы быстро бегают по твердому субстрату,

Ход работы. 1. Изучить строение ходных ног таракана; отчленить одну из них, расчленить на составляющие ее элементы, зарисовать их и обозначить название каждого. 2. Ознакомиться со строением и расположением крыльев; заднее крыло рассмотреть под лупой.

Работа 3. Брюшко и его придатки. Брюшко (абдомен) - третий отдел тела таракана. Между грудью и брюшком граница отчетлива, хотя подвижность одного по отношению к другому незначительна (рис. 155). Брюшко состоит из 10 сегментов неравной величины. Тергиты обнаруживаются полностью, хотя I, VIII и IX намного короче других. Стернитов можно насчитать у самца 9, а у самки - семь. Первый стернит рудиментарен у обоих полов, у самки к тому же последние два сегмента вовлечены внутрь и образовали карман, в котором формируется оотека.

Брюшко таракана несет одну пару членистых придатков, называемых церки1; это органы осязания. Церки рассматриваются как видоизмененные брюшные конечности. У самцов, кроме того, IX стернит несет еще пару придатков - грифельки, или стили2.

Склериты брюшка, как и груди, типичны для членистоногих и сходны со склеритами, описанными у раков, паукообразных и многоножек. Тергиты и стерниты склеротизированы; справа и слева они соединены в каждом сегменте боками, или плеврами; смежные склериты связаны такими же эластичными перепонками.

227

 Рис. 145. Брюшко черного таракана, его сегментация и придатки; слева - самец, справа - самка (вид с брюшной стороны):   1-9 - стерниты сегментов брюшка; 10 - грифельот; 11 - церки; 12 - лопасти, удерживающие оотеку
Рис. 145. Брюшко черного таракана, его сегментация и придатки; слева - самец, справа - самка (вид с брюшной стороны):
1-9 - стерниты сегментов брюшка; 10 - грифельот; 11 - церки; 12 - лопасти, удерживающие оотеку

Этим обеспечивается не только некоторая подвижность одного сегмента по отношению к другому, но и растяжимость, увеличение объема самого сегмента.

Ход работы. 1. Вычленить тергиты брюшка и расположить их в нормальной последовательности. 2. Отчленить церки, а у самца - церки и грифельки.

228


1 Ниже приведенное описание внешнего и внутреннего строения таракана распространяется и на жуков, отличия последних незначительны и могут быть оговорены в ходе занятия.
2 Латинское капут - голова.
1 Латинское фронс - лоб.
2 Латинское клипеус - щит.
1 Латинское лабиум - губа.
1 Церки, от греческого керкос - хвост, хвостовой придаток.
2 Стили, от греческого стилос - столбик.

На главную
Комментарии
Войти
Регистрация
Status: 408 Request Timeout