<< Главная страница

Внутреннее строение насекомых на примере черного таракана

Строение сердца и его положение в теле; трахейная система; пищеварительная система и органы выделения; половая и нервная системы

Во внутреннем строении насекомых наибольший интерес представляют те органы, которые возникли в связи с переходом этих членистоногих к наземному образу жизни; сюда относятся дыхательная и выделительная системы. Две другие системы органов- пищеварительная и кровеносная - представлены у насекомых в обычной для членистоногих форме, но с некоторыми уклонениями. Наконец, по прочим чертам внутреннего

247

 Рис. 161. Спинной кровеносный сосуд черного таракана на внутренней стороне отпрепарированной спинной части стенки тела: 1 - аорта; 2 - крыловые мышцы; 3 - остин; 4 - камеры сердца; 5 - трахеи; 6 - концевая камера сердца
Рис. 161. Спинной кровеносный сосуд черного таракана на внутренней стороне отпрепарированной спинной части стенки тела: 1 - аорта; 2 - крыловые мышцы; 3 - остин; 4 - камеры сердца; 5 - трахеи; 6 - концевая камера сердца
 Рис. 162. Схема поочередного сокращения камер сердца и положения сердечных клапанов (стрелки указывают направление движения крови): 1- камеры сердца; 2 - межкамерный клапан
Рис. 162. Схема поочередного сокращения камер сердца и положения сердечных клапанов (стрелки указывают направление движения крови): 1- камеры сердца; 2 - межкамерный клапан

строения - мускулатура, полость тела - насекомые не отличаются от других членистоногих.

Работа 1. Строение сердца и его положение в теле. На спинной стороне, вдоль всего тела по средней линии его тянется цилиндрическая трубка - спинной кровеносный сосуд. Во всех сегментах брюшка (а у таракана также и в двух задних сегментах груди) трубка образует небольшие расширения - камеры с парою остии по бокам, снабженных клапанами. Эта часть сосуда называется сердцем; его окружает перикардиальная полость, отделенная несплошной диафрагмой. Задний конец сердца замкнут; передняя же его часть, без расширений, составляет аорту, которая открывается в полость тела (рис. 161). Строго посегментно расположены крыловые мышцы треугольной формы с основанием, повернутым к камере; они удерживают кровеносный сосуд на

248

 Рис. 163. Стереосхема участка сердечной трубки (вид сзади и со спинной стороны; сокращения камер не показаны); слева на рисунке - направление движения крови:  1 - аорта; 2-крыловые мышцы; 3-остич; 4 - камеры сердца
Рис. 163. Стереосхема участка сердечной трубки (вид сзади и со спинной стороны; сокращения камер не показаны); слева на рисунке - направление движения крови:
1 - аорта; 2-крыловые мышцы; 3-остич; 4 - камеры сердца

внутренней стороне стенки тела. Метамерность в строении сердца четко выражена.

Ритмические расширения сердца (диастола) достигаются сокращением крыловых мышц, а его сокращения (систола) - сокращением собственной мускулатуры стенок (рис. 162), При расширении сердца (или его отдельной камеры) кровь из перикардиальной полости устремляется через остии в полость сердца; при сокращении его - клапаны остий автоматически захлопываются под давлением крови. Ток крови в сердце вызывается последовательным сокращением камер в направлении сзади наперед, так что сокращение сердца в целом носит волнообразный характер (рис. 163). Когда одна камера сжимается, сзади находящаяся камера тоже сжата, а передняя, расширена, и в нее кровь переливается. Из передней камеры кровь изливается в аорту, а оттуда - в полость тела, в сложную систему лакун (рис. 164).

Ход работы. 1. Вскрыть тело таракана (или жука) путем. отпрепаровки спинного участка покровов с сохранением, по возможности, связанности тергитов между собой. Держа таракана в левой руке спиной кверху и головой от себя, с помощью тонких ножниц провести продольный боковой разрез сегментов брюшка и груди, начиная сзади и до переднего края передне-спинки (задние три сегмента можно оставить без вскрытия). Затем таракана повернуть головой к себе и провести такой же

249

 Рис. 164. Схема кровообращения у таракана (стрелки указывают направление тока крови)
Рис. 164. Схема кровообращения у таракана (стрелки указывают направление тока крови)

продольный разрез с левой стороны. Боковые разрезы соединить поперечными разрезами - по переднему краю переднеспинки и на границе между 7-м и 8-м тергитами брюшка. Таракана поместить в препаровальную ванночку, залить водой и прикрепить ко дну ванночки: одну булавку воткнуть в голову, две - в задний конец брюшка по бокам тела.

Спинную часть покровов осторожно приподнять и острой препаровальной иглой (или скальпелем, но не скобля) подрезать мышцы и трахеи, изнутри удерживающие тергиты. Если покров удается снять целиком, по крайней мере на абдомене, поместить его в ванночку, укрепить и рассмотреть кровеносный сосуд. В ходе препаровки можно закрепить тело таракана еще несколькими булавками, втыкая их по бокам тела после отпре-ларовки тергитов. 2. Отпрепарированный участок покровов перенести в ванночку, укрепить его внутренней поверхностью кверху, изучить на нем и зарисовать сердце, его камеры, крыловые мышцы и аорту (остии и клапаны не видны).

Работа 2. Трахейная система. Вдоль тела таракана проходят три пары главных трахейных1 стволов: боковая (латеральная) пара - самые мощные стволы, пара срединных стволов- на спинной стороне тела по обеим сторонам кровеносного сосуда и пара срединных стволов - на брюшной стороне по бокам нервной цепочки (рис. 165). Боковые стволы связаны поперечными трахейными трубками, или комиссурами, как между собой, так и с срединными (спинными и брюшными) стволами. От главных стволов отходят боковые ветви, в свою очередь ветвящиеся и по мере ветвления утончающиеся, пока диаметр их не достигнет нескольких микрон; они оплетают все внутренние органы насекомого.

Стенка трахеи состоит из клеточного гиподермального слоя и выстлана изнутри хитинизированной кутикулой. Последняя образует на внутренней стороне трахеи спиральное утолщение, отчетливо видимое под микроскопом; в силу своей

250

 Рис. 166. Строение трахейного ствола (часть ствола вырезана); справа -продольный разрез стигмы с замыкательньщ аппаратом:  1-спиральное хшиновое утолщение; 2 - клеточный (гиподермальный) слой трахеи
Рис. 166. Строение трахейного ствола (часть ствола вырезана); справа -продольный разрез стигмы с замыкательньщ аппаратом:
1-спиральное хшиновое утолщение; 2 - клеточный (гиподермальный) слой трахеи
 Рис. 165. Трахейная система черного таракана (общий вид со спинной стороны после удаления тергитов и спинного кровеносного сосуда): 1 - грудные стигмы; 2 - боковые трахейные стволы; 3 - поперечные трубки, или комиссуры; 4 - ответвления трахейных стволов к внутренним органам; 5 - отделы пищеварительной системы
Рис. 165. Трахейная система черного таракана (общий вид со спинной стороны после удаления тергитов и спинного кровеносного сосуда):
1 - грудные стигмы; 2 - боковые трахейные стволы; 3 - поперечные трубки, или комиссуры; 4 - ответвления трахейных стволов к внутренним органам; 5 - отделы пищеварительной системы

эластичности оно поддерживает просвет трахеи открытым и в то же время сохраняет достаточную гибкость (рис. 166).

Трахейные стволы связаны с внешней средой через дыхальца, или стигмы; у таракана две пары стигм расположены в средне- и заднегруди и 8 пар в сегментах брюшка (исключая задних, лишенных стигм). Каждый латеральный трахейный ствол связывает все дыхальца одной стороны тела.

Через стигмы воздух свободно проходит во всю трахейную систему, достигая любого органа и ткани. Тканевой газообмен осуществляется в трахеолах, на которые разветвляется каждое тончайшее окончание трахейной веточки. Трахеолы очень тонки, диаметр их менее микрона; они лишены спирального утолщения, и оплетают отдельные клеточки либо даже проникают внутрь их (рис. 167). Трахеолы функционируют тем энергичнее, чем активнее в каждый данный момент действует орган, который они снабжают кислородом (рис. 167). Таким образом, трахейная система насекомых выполняет двоякую функцию: во-первых, транспортирует ВОЗДУХ и содержащийся в нем кислород, доставляя последний к месту его потребления, а также выводит наружу образующуюся при газообмене углекислоту; во-вторых, осуществляет газообмен между протоплазмой клеток тела насекомого и наружной средой.

251

Ход работы. I. Рассмотреть с помощью ручной лупы трахейную систему, главным образом на различных участках кишечника, поддающуюся обнаружению после удаления спинной части покровов. Острой препаровальной иглой отделить небольшой участок ее, включая крупные трубки (видны невооруженным глазом) и их тонкие окончания. 2. Приготовить в капле воды временный микропрепарат изучить и зарисовать внешний вид и внутреннее строение трахей под микроскопом при малом и большом увеличении (трахеолы не видны).

 Рис. 167. Трахеолы в мускульных волокнах насекомого (вверху - мышца в покое, трахеолы наполнены жидкостью; внизу мышца в работе, трахеолы заполнены воздухом):  1 - концевой участок трахейной трубки; 2-переход ее в трахеолы; 3-трахеолы
Рис. 167. Трахеолы в мускульных волокнах насекомого (вверху - мышца в покое, трахеолы наполнены жидкостью; внизу мышца в работе, трахеолы заполнены воздухом):
1 - концевой участок трахейной трубки; 2-переход ее в трахеолы; 3-трахеолы

Работа 3. Пищеварительная система и органы выделения. Пищеварительная система открывается ротовой полостью; в заднюю (вентральную) часть ее, за подглоточником, открываются протоки слюнных желез (рис. 168). У таракана слюнные железы парные, гроздевидные, сильно развиты и связаны с парой вмести гельных резервуаров. Слюной, поступающей в ротовую полость, пища смачивается, а затем проглатывается (рис. 168). Далее следует небольшая глотка, переходящая в короткий трубчатый пищевод; последний постепенно расширяется в мешкообразный зоб, за которым следует мышечный желудок (провентрикулус)1. Глотка, пищевод, зоб и мышечный желудок - составные части, или органы, передней кишки, выстланной кутикулой и лишенной каких бы то ни было желез (рис. 169).

В зобе пища несколько задерживается и под действием поступающей сюда слюны частично переваривается, крахмал переводится в сахар. Жевательный желудок, куда пища поступает из зоба, обладает сильными мышечными стенками и на ощупь тверже других частей кишечника; особенно сильно развита кольцевая мускулатура. Внутреннее строение его (рис. 170) довольно сложно (на лабораторном практикуме не рассматривается). Внутрь его вдаются продольные мышечные валики, покрытые эпителием и кутикулой, образующей зубцы. Здесь

252

 Рис. 168. Вычлененный кишечник черного таракана с мальпигиевыми трубочками:  1  - 6 - передняя кишка (1 - глотка, 2 - пищевод, 3 - зоб, 4 - слюнные железы, 5 - резервуар слюнной железы, 6 - мышечный желудок); 7- 9 - средняя кишка (7- слепые придатки средней кишки, 8 - стенка средней кишки, 9 - граница средней и задней кишки); 10 - задняя кишка; 13 - анус; 12 - мальпкгиевы сосуды
Рис. 168. Вычлененный кишечник черного таракана с мальпигиевыми трубочками:
1 - 6 - передняя кишка (1 - глотка, 2 - пищевод, 3 - зоб, 4 - слюнные железы, 5 - резервуар слюнной железы, 6 - мышечный желудок); 7- 9 - средняя кишка (7- слепые придатки средней кишки, 8 - стенка средней кишки, 9 - граница средней и задней кишки); 10 - задняя кишка; 13 - анус; 12 - мальпкгиевы сосуды
 Рис. 169. Общая схема кишечника насекомых в профильном (медианном) разрезе:  1 - 8 - передняя кишка (1 - ротовое отверстие, 2 - ротовая полость, 3 - глотка, 4 - пищевод. 5 - зоб; 6 - слюнные железы, 7 - резервуары слюнных желез, 8 - мышечный желудок); 9 - кардиальный клапан; 10-14 - средняя кишка (10 - слепые придатки, 11 - перитрофическая мембрана, 12 - стенка кишки, 13 -- полость кишечника, 14 - граница средней и задней кишки); 15 - задняя кишка: 16 - анус; 17 - ыальлигиевы сосуды
Рис. 169. Общая схема кишечника насекомых в профильном (медианном) разрезе:
1 - 8 - передняя кишка (1 - ротовое отверстие, 2 - ротовая полость, 3 - глотка, 4 - пищевод. 5 - зоб; 6 - слюнные железы, 7 - резервуары слюнных желез, 8 - мышечный желудок); 9 - кардиальный клапан; 10-14 - средняя кишка (10 - слепые придатки, 11 - перитрофическая мембрана, 12 - стенка кишки, 13 -- полость кишечника, 14 - граница средней и задней кишки); 15 - задняя кишка: 16 - анус; 17 - ыальлигиевы сосуды

253

пища еще тоньше перетирается и продолжает перевариваться. Задняя часть жевательного желудка преобразована в кардиальный клапан, пропускающий пищу в среднюю кишку; для обратного движения пищи кардиальный клапан служит препятствием, хотя, и не полным.

Средняя кишка имеет форму цилиндрическойтрубки. На границе с передним отделом она образует восемь слепых пальцевидных: выростов, не отличающихся по своему строению и функциям от средней кишки и увеличивающих лишь общую ее поверхность. Эндодермальный эпителий, выстилающий среднюю кишку, секретирует пищеварительные ферменты. Здесь пища полностью переваривается и в значительной мере всасывается.

Эктодермальная задняя

 Рис. 170. Продольный разрез мышечного желудка и прилегающих к нему частей кишечника черного таракана:  1 - пищевод; 2 - зоб; 3 - провентрикулус; 4 - слепые выросты средней кишки; 5 - кардиальный клапан; 6 - средняя кишка
Рис. 170. Продольный разрез мышечного желудка и прилегающих к нему частей кишечника черного таракана:
1 - пищевод; 2 - зоб; 3 - провентрикулус; 4 - слепые выросты средней кишки; 5 - кардиальный клапан; 6 - средняя кишка

кишка выстлана кутикулой и подразделяется на отделы: тонкая кишка - у таракана очень короткая; за ней - относительно длинная толстая кишка, за канчивающаяся расширенным ректальным1 отделом, который заканчивается анусом. В задней кишке происходит всасывание воды из переваренной пищи; непереваримые остатки скапливаются в ректальном отделе, откуда выводятся наружу.

К выделительной системе относятся радиально расположенные на границе средней и задней кишки тонкие трубочки - мальпигиевы2 сосуды. У черного таракана число их достигает 100 и более. Каждый сосуд представляет трубочку, слепую на свободном конце, с просветом или каналом внутри, открывающимся в кишечник. Стенки сосудов образованы одним слоем клеток и мускулатурой.

Мальпигиевы сосуды служат основным органом выделения. Выделяются при этом мочевая кислота, соли натрия и кальция и др. Экскретируемые вещества в растворенном виде

254

 Рис. 171. Половая система черного таракана (слева - самки, справа - самца):  1 - зрелое яйцо; 2 - яйцевые клетки в яйцевых трубочках; 3 - яйцевод; 4 - семеприемник; 5 - придаточная железа; 6 - семенник; 7 - семепроток; 8 - семеизвергательный.
Рис. 171. Половая система черного таракана (слева - самки, справа - самца):
1 - зрелое яйцо; 2 - яйцевые клетки в яйцевых трубочках; 3 - яйцевод; 4 - семеприемник; 5 - придаточная железа; 6 - семенник; 7 - семепроток; 8 - семеизвергательный.

проникают из полости тела в клетки мальпигиевых сосудов, а оттуда переходят в просвет сосуда и выводятся в кишечник.

Дополнительным органом выделительной системы служит жировое тело, сильно развитое в брюшке многих насекомых, в том числе и таракана. При вскрытии оно выступает в форме белой рыхлой массы. Клетки жирового тела также извлекают из полости тела продукты обмена, подлежащие удалению, но не выводят их наружу; экскреты накопляются и сохраняются здесь до конца жизни насекомого. Наряду с этим жировое тело служит запасом питательных веществ, необходимым насекомому в период голодания.

Ход работы, 1. Рассмотреть под микроскопом при малом увеличении и зарисовать слюнные железы и слюнные резервуары; для этого острой препаровальной иглой отделить их и в капле воды приготовить временный микропрепарат. 2. С помощью ручной лупы рассмотреть и зарисовать все отделы (органы) пищеварительной системы; для этого ножницами перерезать заднюю кишку в самом ее конце (вблизи стенки тела); слегка оттягивая пинцетом кишечник, подрезать постепенно органы и ткани, сращенные с ним (трахеи, жировое тело),

255

перерезать глотку в переднем ее конце и весь кишечник отвести в сторону. 3. Ознакомиться под микроскопом при малом увеличении с мальпигиевыми трубочками на временном микропрепарате из оторванных пинцетом от кишечника и погруженных в каплю воды.

Работа 4. Половая и нервная системы. Женская половая система таракана включает, как обычно, яичник, протоки и придаточные железы (рис. 171). Яичник состоит из трубок, по восьми с каждой стороны. Концевой их отдел, обращенный в полость тела, заострен; противоположный, поблизости от полового отверстия, сильно расширен. В концевом отделе вырабатываются яйцевые клетки; продвигаясь, они развиваются, и в расширенной части крупные яйцеклетки располагаются в один ряд, четковидно. Яйцевые трубочки на каждой стороне тела вливаются во влагалище, которое открывается наружу половым отверстием, на брюшной стороне тела (рис. 171).

Половой аппарат самца состоит из парного семенника, парного семепротока, непарного семеизвергательного канала и придаточных желез (рис. 171).

 Рис. 172. Нервная система черного таракана: 1 - надглоточный ганглий; 2 - окологлоточная копнектива; 3 - подглоточный ганглий; 4 - 6 - ганглии передне-, средне- и задне-груди; 7-12 - ганглии абдомена
Рис. 172. Нервная система черного таракана:
1 - надглоточный ганглий; 2 - окологлоточная копнектива; 3 - подглоточный ганглий; 4 - 6 - ганглии передне-, средне- и задне-груди; 7-12 - ганглии абдомена

Центральная нервная система складывается из надглоточного и подглоточного ганглиев и брюшной нервной цепочки (рис. 172). Надглоточный ганглий, или головной мозг, расположен впереди глотки; от него отходят нервы к антеннам, глазам и к верхней губе. Окологлоточными коннективами он связан с подглоточным узлом, от которого отходят нервы к челюстям и нижней губе. Подглоточный ганглий является первым ганглием брюшной нервной цепочки (рис. 172).

Три следующих узла лежат посегментно в груди; узлы непарные, но коннективы, их соединяющие, сохранили ясно выраженное парное строение; грудные ганглии иннервируют локомоторные органы -ноги и крылья (рис. 172).

В брюшке также посегментно расположено шесть брюшных (абдоминальных) узлов, из коих последний - слитный; он образовался путем слияния узлов последних пяти сегментов - от 6-го по 10-й (рис. 172).

Ход работы. 1. Ознакомиться с половой системой таракана, пользуясь ручной лупой. 2. Удалить органы половой системы и выщипать пинцетом жировое тело; с помощью ручной лупы

256

рассмотреть и зарисовать нервную систему, сунке контуры тела таракана.

257


1 Трахейный от латинского трахиа - дыхательная трубка.
1 Провентрикулус, от латинских: про желудок перед, вентрикулус, - небольшой
1 Ректальный, от латинского ректус - прямой.
2 По имени открывшего их Марчелло Мальпиги.

На главную
Комментарии
Войти
Регистрация
Status: 408 Request Timeout