У насекомых в сосудах течет

Кровеносная система насекомых незамкнутая. Кровь, или гемолимфа только частично заключена в орган кровообращения — спинной сосуд. В остальном же она заполняет полость тела и промежутки между органами, омывая их [7].

Личинка комара-звонца, в крови которой имеется дыхательный пигмент, родственный гемоглобину
Главная функция крови — снабжение органов питательными веществами и удаление из них продуктов обмена. Гемолимфа также содержит гормоны, выделяемые железами внутренней секреции и участвующие в регуляции физиологических процессов. Дыхательная функция гемолимфы незначительна и ограничена растворённым в ней кислородом. Исключение составляет только кровь личинок комаров-звонцов, которая содержит переносчик кислорода, близкий к гемоглобину. Кровь также создаёт внутреннее давление в организме насекомого, поддерживая форму тела у мягкотелых (например, личинок) . Давление крови используется для осуществления некоторых видов механического перемещения, например, расправление крыльев, развёртывание хоботка, разрыв покровов при линьке. У некоторых насекомых (саранчовые, кузнечики) кровь выбрызгивается в целях самозащиты (автогеморрагия) или содержит биологически активные вещества и выделяется наружу при опасности (нарывные жуки) [8].
Важна также функция иммунитета, которую выполняет гемолимфа [8]. Иммунная система насекомых включает яды и антибиотики плазмы (например, кантаридин и насутин) , белковые ферменты плазмы (лизоцим) , а также амёбоидные гемоциты, которые осуществляют фагоцитоз одноклеточных паразитов и образуют гемоцитарную капсулу вокруг многоклеточных. У насекомых нет специфического иммунитета с образованием антител по типу иммунитета позвоночных. Однако у некоторых насекомых наблюдались случаи кратковременного специфического иммунитета, где роль антител играли вещества небелковой природы [9].
Спинной сосуд представляет собой мышечную трубку, расположенную в перикардиальном синусе и подвешенную на коротких тяжах к спинной стенке тела. Задний отдел спинного сосуда — сердце, состоящее из нескольких соединённых последовательно пульсирующих камер. Передний отдел (аорта) имеет вид простой трубки. Каждая камера сердца имеет по два входных отверстия (устьица или остии) с клапанами, через которые гемолимфа поступает внутрь из полости тела. В отверстиях между камерами сердца также имеются клапаны, обеспечивающие движение гемолимфы в одном направлении. Задний конец сердца обычно закрыт [7].
В результате пульсаций камер сердца осуществляется движение крови в задне-переднем направлении. При диастоле (расширении камеры) кровь входит в неё через устьица, а при систоле (сокращении) нагнетается вперёд, в аорту [7]. Аорта открывается отверстием в полость головы, куда изливается гемолимфа. Движению крови способствует также сокращение диафрагм. Сокращение верхней диафрагмы увеличивает емкость околосердечной полости, куда устремляется кровь в момент диастолы. Сокращение нижней диафрагмы способствует передвижению крови в полости тела спереди назад. Таким образом, совместная работа сердца и диафрагм осуществляет циркуляцию крови в организме насекомого: по спинному сосуду — сзади вперёд, в полости тела — спереди назад. Движение крови в придатках тела (усики, ноги, крылья, хвостовые придатки) осуществляется дополнительными (местными) органами. Обычно это либо пульсирующие ампулы (например, в основаниях усиков) или подвижные мембраны (в ногах) [10].
Число камер сердца — до восьми.

Кровеносная система

Строение кровеносной системы. Кровеносная система насекомых своеобразна и существенно отличается от кровеносной системы позвоночных. Она незамкнута, кровь заполняет полость тела и промежутки между органами, омывает их и только частью заключена в особый орган кровообращения – спинной сосуд. Это лежащая в перикардиальном синусе трубка, подвешенная на коротких тяжах к спинной стенке тела. Спинной сосуд подразделяется на задний отдел – сердце, состоящее из серии способных пульсировать камер, и передний отдел – аорту, лишенную камер и имеющую вид простой трубки (рис. 24, Б, В).

Камеры сердца метамерны, отделены друг от друга направленными вперед клапанами (рис. 24, А); стенки камеры содержат мышцы. Каждая камера имеет пару боковых входных отверстий – устьиц, или остий, также снабженных клапанами, направленными внутрь; через эти устьица происходит всасывание крови из полости тела внутрь камер. Задний конец сердца обычно замкнут. Непосредственно под сердцем располагается метамерная серия парных мышечных пучков, имеющих удлиненно треугольную форму; это крыловидные мышцы, входящие в состав верхней диафрагмы. При рассматривании вскрытого насекомого кажется, что крыловидные мышцы отходят непосредственно от камер сердца, но это ложное впечатление.

Кровообращение происходит вследствие пульсации камер сердца и работы верхней и нижней диафрагм. Пульсация обеспечивает продвижение крови по спинному сосуду сзади наперед. При расширении камеры – диастоле – кровь входит в нее через остии, а при сокращении – систоле – создающееся кровяное давление раскрывает передние клапаны, смыкает задние клапаны и движет кровь вперед (рис. 24, А). Аорта является лишь проводящим сосудом, достигает спереди головы, где и открывается отверстием, через которое кровь вытекает в полость головы. Движение крови подкрепляется работой диафрагм. При сокращении крыловидных мышц верхняя диафрагма несколько опускается вниз, увеличивается емкость околосердечной полости, куда и устремляется кровь. Нижняя диафрагма, если она развита, своими сокращениями способствует продвижению крови спереди назад.

В целом отсасывающая работа сердца и содействие верхней диафрагмы, очевидно, способствуют тому, что в задней части тела кровяное давление имеет тенденцию к снижению; в передней части тела, наоборот, благодаря непрерывному излиянию крови из аорты кровяное давление имеет тенденцию к повышению. Все это способствует циркуляции крови и возникновению кровообращения: по спинному сосуду – вперед, а в полости тела – назад. Число сокращений сердечных камер зависит как от вида насекомого, так и его физиологического состояния, фазы развития и внешней среды; колеблется оно примерно в пределах от 15-30 до 150 сокращений в минуту.

Продвижению крови в различные придатки тела – как усики, ноги, крылья, хвостовые придатки – способствуют дополнительные, или местные, пульсирующие органы. В одних случаях эти органы имеют характер пульсирующих ампул, например, у основания усиков тараканов и прямокрылых; в других случаях они простираются в виде подвижных мембран, например в ногах, и пр.

Кровь. Кровь насекомых, или гемолимфа, является единственной жидкой тканью и состоит из жидкой плазмы и кровяных телец – гемоцитов. Плазма обычно окрашена в желтоватый или зеленоватый цвета, либо бесцветная; у живущих в воде личинок мух-звонцов (Chironomidae) плазма окрашена в красный цвет вследствие присутствия вещества, близкого к гемоглобину крови позвоночных. Плазма содержит неорганические соли, питательные вещества – белки, аминокислоты, углеводы и жиры, а также мочевую кислоту, ферменты, гормоны и пигменты; содержание воды изменчиво в пределах примерно 75-90%. Реакция крови большей частью слабо кислая или нейтральная (рН6-7).

Гемоциты – это лишенные оболочки амебоидные бесцветные клетки, свободно плавающие в плазме. Они многообразны по форме, величине и функциям; удовлетворительной классификации их еще нет, но среди них есть молодые делящиеся клетки – пролейкоциты, а также клетки с гомогенной плазмой, способные заглатывать твердые тела и бактерий – фагоциты. Плазма многих гемоцитов часто содержит включения питательных веществ. Нередко большое число гемоцитов оседает вдоль боковых стенок спинного сосуда, образуя гнезда клеток, – это перикардиальные клетки, или нефроциты (рис. 20), играющие роль в выделении; они извлекают из крови посторонние вещества и накапливают их в своей плазме, не выводя наружу.

Функции крови насекомых разнообразны. Важнейшие из них – разнос по телу питательных веществ и снабжение ими тканей, а также поглощение из тканей вредных продуктов обмена и перенос их к органам выделения. Кровь также содержит в себе гормоны, т. е. вещества, выделяемые железами внутренней секреции и играющие выдающуюся роль в регуляции физиологических процессов. Таковы основные биохимические функций крови, которые в целом обеспечивают химическое взаимодействие между органами и связывают организм в одно целое. Такое взаимодействие через жидкую среду обозначают понятием гуморальная регуляция. Что касается дыхательной функции то у насекомых она незначительна, так как емкость крови к кислороду невелика и ограничена физически растворенным в ней кислородом. Лишь у личинок мух-звонцов, уже упоминавшихся выше, кровь содержит химический поглотитель и переносчик кислорода – красный пигмент, близкий к гемоглобину; эти личинки живут в воде с непостоянным содержанием кислорода и названный пигмент играет важную роль в добывании и переносе кислорода и при его недостатке.

Существенна также механическая функция крови – создание необходимого внутреннего давления, или тургора. Благодаря этому у насекомых с мягкими покровами, например у личинок, поддерживается форма тела. Помимо того, путем сокращения мышц может возникать повышенное давление крови и передаваться через нее в другое место для выполнения той или иной работы, например для расправления крыльев у только что возникших взрослых особей, для развертывания хоботка, разрыва шкурки при линьке и пр. Важна также функция иммунитета, которая осуществляется двояко: с помощью фагоцитов и гуморально. Фагоциты переваривают попавших в тело бактерий или окружают их и образуют вокруг них капсулу, изолируя тем самым бактерий от организма. Гуморальный иммунитет отмечен в немногих случаях и состоит в том, что при повторных инфекциях в крови вырабатываются особые химические антитела, противостоящие воздействию патогенных организмов.

Наконец, кровь может нести и защитную функцию. В одних случаях она при этом выбрызгивается для самозащиты; такая автогеморрагия наблюдается у некоторых саранчовых, кузнечиков и других насекомых. В других случаях она содержит сильно действующие биологически активные вещества и выделяется наружу при угрозе, например у нарывных жуков (Meloidae); в их крови есть кантаридин, вызывающий на коже человека и теплокровных опухоли.