Кровь насекомых течет только по кровеносным сосудам
Е.Е. ВИНОКУРОВА8-й классУчащиеся предупреждаются о зачете за неделю до урока. Класс (под руководством учителя, но с учетом пожеланий учеников) делится на 2-3 команды, каждая из которых выбирает капитана. Каждой команде предлагается придумать название, девиз, стенгазету, кроссворд. Зачет проходит в несколько туров. 1-й турРешите, правильно или неправильно то или иное предложенное суждение. (Каждая команда получает 10 вопросов.) Вариант 1 1. К насекомым относятся все трахейнодышащие членистоногие, имеющие по 3 пары ног. (Да.) 2. У всех насекомых тело состоит из головы, груди и брюшка. (Да.) 3. Ноги у насекомых находятся на груди и на брюшке. (Нет.) 4. Насекомые едят все, что содержит органические вещества, некоторые из них – даже перья, шерсть, древесину и пластмассу. (Да.) 5. У насекомых, как и у ракообразных, по 2 пары усиков. (Нет.) 6. Усики насекомых могут быть нитевидными, перистыми, веерообразными и другими. (Да.) 7. У взрослых насекомых, живущих в воде, развито жаберное дыхание. (Нет.) 8. Органы выделения насекомых – мальпигиевы сосуды. (Да.) 9. Кровь насекомых течет только по кровеносным сосудам. (Нет.) 10. У большинства насекомых сердце трубчатое. (Да.) 11. Вышедшие из куколок насекомые растут и несколько раз линяют. (Нет.) 12. У всех насекомых самца и самку по внешнему виду различить нельзя. (Нет.) 13. Мухи и бабочки могут лапками передних ног пробовать раствор на вкус. (Да.) 14. У жуков наружные жесткие крылья не участвуют в полете. (Да.) 15. Развитие всех насекомых, имеющих по две пары крыльев, проходит с полным превращением. (Нет.) Вариант 2 1. Пауки – бескрылые насекомые. (Нет.) 2. Насекомые живут не только на суше, но и в воде. (Да.) 3. У всех летающих насекомых имеется по две пары крыльев. (Нет.) 4. Наряду со сложными глазами у многих хорошо летающих насекомых имеется по 2 или 3 простых глазка. (Да.) 5. Усики насекомых – органы обоняния. (Да.) 6. Основные органы дыхания насекомых – трахеи. (Да.) 7. Среди беспозвоночных только насекомые имеют жировое тело. (Да.) 8. Мальпигиевы сосуды открываются наружу рядом с анальным отверстием. (Нет.) 9. Кровяная жидкость насекомых (гемолимфа) бесцветная. (Да.) 10. Все насекомые, развившиеся из яиц, проходят стадию личинки и куколки. (Нет.) 11. Взрослые насекомые дышат атмосферным воздухом. (Да.) 12. Насекомые, за редким исключением, раздельнополые животные. (Да.) 13. У жуков ротовые органы грызущие, а у комаров – колюще-сосущие. (Да.) 14. Бабочка-капустница питается нектаром цветков. (Да.) 15. Окраска тела у божьей коровки защитная (предупреждающая). (Да.) 2-й турПри выполнении задания каждая команда разбивается на группы. Вариант 1 Какие из перечисленных насекомых являются представителями отрядов Перепончатокрылые, Чешуекрылые, Прямокрылые, Двукрылые? Майский жук; капустная белянка; комар; муха; пчела; муравей; кузнечик; таракан. (Перепончатокрылые – пчела, муравей; Чешуекрылые – капустная белянка; Прямокрылые – кузнечик; Двукрылые – комар, муха.) Вариант 2 Выберите определения, соответствующие понятиям. Понятия А. Метаморфоз. Б. Трахеи. В. Фасетка. Г. Жало. Д. Хоботок. Е. Яйцо. Ж. Дыхальца. З. Куколка. Определения 1. Неподвижная стадия в развитии насекомых с полным превращением. 2. Органы дыхания насекомых. 3. Видоизмененный яйцеклад. 4. Превращение. 5. Часть сложного глаза насекомого. 6. Первая стадия развития насекомых. 7. Сосущий или колюще-сосущий ротовой орган. 8. Дыхательные отверстия легких или трахей. (А – 4; Б – 2; В – 5; Г – 3; Д – 7; Е – 6; Ж – 8; З – 1.) Вариант 3 К какому отряду относятся насекомые? 1. Платяная моль. (Чешуекрылые.) 2. Наездник. (Перепончатокрылые.) 3. Саранча. (Прямокрылые.) 4. Колорадский жук. (Жесткокрылые.) 5. Тутовый шелкопряд. (Чешуекрылые.) 6. Овод. (Двукрылые.) 7. Божья коровка. (Жесткокрылые.) 8. Рогохвост. (Перепончатокрылые.) 9. Шершень. (Перепончатокрылые.) 10. Каминный сверчок. (Прямокрылые.) 3-й турПроводится как конкурс капитанов. Участники должны узнать насекомое по рассказу. Каждое насекомое рассказывает о себе тремя предложениями. Если капитан узнает насекомое по первой фразе – он получает 3 очка, по второй – 2, по третьей – 1. Для удобства контроля после каждого предложения капитаны пишут название насекомого на листочке и передают учителю. Рассказ капустной белянки 1. Обожаю растения семейства крестоцветных, от их запаха просто теряю голову. 2. За это меня недолюбливает человек. 3. Все норовит уничтожить кладки моих яиц и моих личинок – гусениц. Рассказ черного таракана 1. Я – красавец! Да еще и лекарственный. В старину из меня и моих собратьев готовили отличное мочегонное средство. 2. В те добрые старые времена меня частенько можно было видеть в цирке: еще бы, ведь я самый сообразительный и отлично поддаюсь дрессировке. 3. Даже если вы не пригласите меня к обеду – я не замедлю явиться, мне достаточно немного хлебных крошек или плохо вымытых тарелок, на худой конец могу обойтись и бумагой. Рассказ кузнечика 1. Мы всеядны, любим спелые ягоды и плоды, животных, кто помельче, в крайнем случае – просто зелень. 2. Нам принадлежат рекорды по прыжкам в длину и высоту. 3. Мы – музыканты, нас называют «скрипачами». Рассказ майского жука 1. Наш отряд – один из отрядов-гигантов, насчитывает 280 тыс. видов. 2. Лично я предпочитаю березу, хотя мои личинки неравнодушны к соснам. 3. Мы одеты в тяжелые доспехи – латы. Рассказ муравья 1. Я живу 3-4 года. 2. Я – самое сильное животное на Земле! 3. Вот только крылья у меня не сохранились, да это не беда, они мне только мешали бы трудиться. 4-й турРешение кроссвордов, которые каждая команда заранее составляет для команды соперников. В качестве примера – кроссворд, составленный нашими учениками. По горизонтали: 3. Как можно одним словом назвать вшей, блох и клопов по отношению к человеку и животным? (Паразиты.) 4. Превращение у насекомых. (Метаморфоз.) 5. Как называется взрослое насекомое? (Имаго.) 8. Как называется личинка? (Гусеница.) 10. Хищные жуки, живущие в воде. (Плавунцы.) 11. Как называется последовательная цепь рефлексов в сложном поведении насекомых или других животных? (Инстинкт.) 12. Как называются небольшие отверстия по бокам брюшка насекомых? (Дыхальца.) 14. К какому отряду относится божья коровка? (Жесткокрылые.) По вертикали: 1. Отряд, к которому относится тля. (Равнокрылые.) 2. Назовите вещества, которые выделяют самки для привлечения самцов. (Феромоны.) 6. Красящее вещество, придающее окраску бабочке. (Пигмент.) 7. Органы дыхания насекомых. (Трахеи.) 8. Какой ротовой аппарат у кузнечиков? (Грызущий.) 9. Стадия развития насекомого после личинки. (Куколка.) 13. Что происходит с гусеницей бабочки-капустницы перед окукливанием. (Линька.) 5-й турДемонстрируется видеофильм «Наши маленькие помощники» (4 мин). Задаются вопросы, одинаковые для всех команд. 1. Каких насекомых из увиденных вами можно отнести к вредителям? 2. Каким образом они вредят растениям? 3. Как в природе происходит саморегуляция? 4. Как использует человек этот метод защиты? 6-й турКонкурс стенгазет. Каждая команда демонстрирует и комментирует сделанную заранее стенгазету. Названия стенгазет могут быть такими: «Общественные насекомые»; «Биологическая защита природы»; «Симбиоз у насекомых» и т.д. В конце зачетного урока каждая команда оценивает своих участников по четырехбалльной системе. В жюри могут быть приглашены старшеклассники и учителя. Выигравшая команда получает дополнительный балл к оценке. |
Источник
Кровеносная система насекомых – система образований, по которым в организме насекомого перемещается гемолимфа.
Строение кровеносной системы
У насекомых кровеносная система имеет существенные отличия по строению от аналогичной системы органов других животных, стоящих на более высоких ступенях эволюционной лестницы. Самое главное из них заключается в том, что она незамкнутая, то есть, гемолимфа циркулирует не по закрытой сети артерий, вен и капилляров, а заполняет внутреннюю полость тела, изливается между органами и лишь частично проходит через сосуды.
Главным структурным образованием кровеносной системы является спинной сосуд – крупная мышечная трубка, которая находится ближе к дорсальной части тела, в перикардиальном синусе. Перикардиальный синус – это часть полости тела, отделенная от ниже лежащих органов спинной (верхней) мышечной диафрагмой. Помимо сосуда, в ней располагаются элементы жирового тела. Спинной сосуд фиксирован к спинным склеритам при помощи коротких тяжей.
В спинном сосуде выделяют две части:
- сердце (задний отдел);
- аорта (передний отдел).
Сердце обычно проходит через все брюшко. Вокруг него могут находиться так называемые перикардиальные клетки, которые обладают способностью улавливать и накапливать в себе вещества, поступившие извне, например, хлорофилл, гемоглобин и др.
Сердце достаточно длинное и состоит из нескольких камер, которые у живого насекомого пульсируют и прогоняют через себя кровь. Каждому сегменту тела, на протяжении которых расположен орган, обычно соответствует одна камера. «Своей» камеры, как правило, нет только у первого брюшного сегмента, так как в этом месте располагается переход в аорту. В аорте камер нет, она представлена простым трубчатым образованием.
В каждой из камер сердца имеется пара отверстий, называемых устьицами, или остиями. Через них в сердце попадает кровь, и они же (вернее, из загнутые мембранозные края) могут выполнять функцию ограничителей, не дающих крови уходить в «неправильном» направлении. В этом смысле их можно сравнить с клапанами сердца млекопитающих, также обеспечивающими ток крови в определенном направлении.
Передняя часть сердца не замкнута, а задний конец слепо оканчивается. Непосредственно под этим органом, частично образуя его нижнюю стенку, находятся парные пучки мышц треугольной формы. Их называют крыловидными мышцами, они связаны с нижней стенкой сердца и входят в состав верхней мышечной диафрагмы тела насекомых.
Аорта расположена кпереди от сердца, она обычно имеет меньший диаметр и располагается в грудном отделе тела, начинаясь в первом брюшном сегменте и продолжаясь по направлению к голове. У большинства насекомых она более или менее прямая, но, к примеру, у Пчел образует 18 плотно сложенных петель.
Кровообращение
Через остии (устьица) кровь всасывается в камеры сердца. Это возможно благодаря пульсации самих камер и сокращению мышц диафрагм (как верхней, так и нижней). Во время пульсации происходит перемещение потока гемолимфы в направлении сзади наперед (еще одно отличие от высших животных, у которых кровь движется по телу преимущественно спереди назад).
Момент, когда камеры сердца находятся в расслабленном состоянии, называется диастолой, а их сокращение носит название систолы. Во время диастолы кровь входит в камеры, в систолу из них выталкивается. Внутри спинного сосуда создается положительное давление, которое раскрывает передние клапаны сердца, закрывает задние и продвигает кровь в нужном направлении.
Аорта проводит гемолимфу по направлению к голове; там сосуд заканчивается, и гемолимфа свободно изливается в полость головы. Затем она снова переходит в полость тела, распространяясь между органами в направлении к заднему концу тела. После гемолимфа снова всасывается устьицами и возвращается в сердце.
В придатки тела – усики, ноги, крылья и т.д. – кровь проходит с трудом. Для того, чтобы облегчить этот процесс, в организме насекомых появилось новообразование – дополнительные (местные) пульсирующие органы. Это как бы «мини-сердца», расположенные у основания того или иного придатка и при помощи мышечных волокон перекачивающие гемолимфу. Например, у многих Прямокрылых у основания усиков имеются утолщения: как раз в них и расположены местные пульсирующие органы, выглядящие в виде ампул. В других случаях эти структуры могут быть представлены мембранозными образованиями большой протяженности.
Функции кровеносной системы насекомых
В организме животных главной функцией кровеносной системы является доставка к органам кислорода, который переносят клетки крови. У большинства насекомых гемолимфа не выполняет дыхательной функции, так как кислород непосредственно доставляется к тканям через трахеи. Однако, благодаря движению крови, становится возможным:
- Доставлять клеткам питательные вещества. Простые молекулы питательных веществ, образующиеся в кишечнике при расщеплении пищевых частиц, усваиваются и переходят в кровь, с которой, благодаря работе сердца, разносятся по всему телу и поступают в ткани.
- Освобождать организм от растворимых продуктов обмена веществ, в первую очередь, продуктов азотистого обмена. Из движущейся гемолимфы мочевая кислота и другие образования эффективнее фильтруются мальпигиевыми сосудами.
- Осуществлять защитную функцию. При ранениях дефекты покровов «затыкаются» пробками из клеток гемолимфы-гемоцитов. Это было бы невозможно, если бы жидкость в теле насекомого находилась без движения.
- беспечивать работу иммунитета. Перемещение по телу гемоцитов, отвечающих за иммунную защиту, дает возможность реагировать на возникшие угрозы в виде заражения бактериями или проникновения в организм паразитов.
Особенности кровеносной системы насекомых
У некоторых насекомых (например, у личинки комара Culex существуют дополнительные «фрагменты» кровеносного русла: кровяные жабры. Это выступы тела в виде лепестков, заполненные гемолимфой. У указанного насекомого они находятся на стенках задней кишки и снаружи не видны. Раньше считалось, что они, подобно трахейным жабрам, путем диффузии получают кислород, который с кровью разносится к тканям. Оказалось, что это не так. Кровяные жабры, во-первых, всасывают воду, а во-вторых, они способны усваивать из окружающей среды ионы NaCl. Таким образом, их функция – в поддержании водно-электролитного обмена в организме водных насекомых.
В животном мире существует правило: чем меньше размер живого существа, тем чаще у него происходят сердечные сокращения. Среди насекомых это правило часто нарушается. Число сердечных сокращений у них может быть различным и в большой степени зависит от действия внешней среды, вида, «возраста» и, конечно же, физиологического состояния особи. В среднем, оно может колебаться от 15-30 до 150 ударов в минуту. Для сравнения, сердце человека бьется с частотой 60-80 в минуту.
Ссылки
Раздел: Строение насекомых
Тема: Внутреннее строение насекомых
Источник
Направление тока крови у насекомых показано на рис. 5.22. Благодаря работе сердечного насоса кровь перекачивается из брюшка через аорту в переднюю часть тела, проходит через головной мозг и изливается в голове в том месте, где кончается аорта. Из головы кровь оттекает назад, омывая ткани и органы тела, доходит до брюшка, и начинается новый цикл.
Кровь засасывается в сердце через остии и течёт вперёд благодаря волнам продольных перистальтических сокращений. Перистальтические сокращения создаются чередованием расширения сердца, когда в силу отрицательного давления кровь засасывается в остии, и систолического сокращения, заставляющего кровь двигаться вперёд. Эти процессы обеспечиваются эластичностью стенок сердца и работой крыловидных и других мышц. Время от времени ток крови меняет направление, и кровь из сердца направляется назад в брюшную полость. У большинства насекомых сердце не имеет перегородок на всем своём протяжении. Редко остии, углубляясь в сердце, образуют клапанообразные перегородки, которые делят сердце на камеры.
Помимо сердца, основного кровяного насоса, существуют ещё различные приспособления для проталкивания крови в конечности или распределения её в полости тела. У некоторых насекомых от аорты отходят сосуды, несущие кровь в разных направлениях. У многих насекомых антенны и ноги разделены продольными перегородками, или септами, и кровь входит в конечность с одной стороны, проходит по ней и вытекает по другой стороне. Поступлению крови в конечности помогают и дыхательные движения, и «пульс» в конечностях может быть синхронизирован с ними, а не с биением сердца.
Часто в средне- и заднегруди встречаются дополнительные кровяные насосы, или пульсирующие органы, которые направляют кровь в крылья. В этих случаях кровь течёт внутри крыльев по жилкам крыла (рис. 5.23) и возвращается или прямо в аорту, или в полость тела. Вентральная диафрагма в случае, если она хорошо развита, также участвует в регуляции тока крови, при этом сокращения мышц диафрагмы вызывают движение крови латерально и назад.
На рис. 5.22 показано, какие органы или процессы обусловливают движение крови в том или ином направлении.
У некоторых насекомых сердце иннервируется многочисленными нервами, принадлежащими как висцеральной нервной системе, так и сегментарным ганглиям. Многие исследователи полагают поэтому, что деятельность сердца регулируется нервными импульсами. Однако до сих пор вопрос о том, обусловлена ли пульсация сердца нервной стимуляцией или периодическими сокращениями и расслаблениями мышц, происходящими без нервной стимуляции, остаётся спорным. Когда насекомое находится в состоянии стресса, нервная регуляция сердечных сокращений дополняется гормональной – гормон кардиального тела (corpus cardiacum) ускоряет пульсацию сердца.
5.22. Сердце и связанные с ним органы, обеспечивающие циркуляцию крови у насекомых
А. Схематическое изображение хорошо развитой кровеносной системы. Б. Поперечный разрез через грудь насекомого с хорошо развитой кровеносной системой. В. Поперечный разрез через брюшко. Стрелки показывают направление тока крови. 1 – остия; 2 – сердце; 3 – мышцы диафрагмы, 4 – пульсирующие органы; 5 – аорта; 6 – пульсирующий орган; 7 – перегородки; 8 – нервная цепочка, 9 – вентральная диафрагма; 10 – дорсальная диафрагма; 11 – перегородка.
5.23. Циркуляция крови в переднем крыле веснянки Limnephilus rhombicus
Источник