Вътрешната структура на насекомите на примера на черна хлебарка
Структурата на сърцето и неговото положение в тялото; трахеална система; храносмилателна система и отделителни органи; репродуктивна и нервна система
Във вътрешната структура на насекомите най-голям интерес представляват онези органи, които са възникнали във връзка с прехода на тези членестоноги към сухоземен начин на живот; това включва дихателната и отделителната системи. Две други системи на органи - храносмилателна и кръвоносна - са представени при насекомите в обичайната форма за членестоноги, но с някои отклонения. И накрая, според други характеристики на вътрешния
структури - мускули, телесна кухина - насекомите не се различават от другите членестоноги.
Работа 1.Структурата на сърцето и неговото положение в тялото. От дорзалната страна, по протежение на цялото тяло по средната му линия, се простира цилиндрична тръба - дорзален кръвоносен съд. Във всички сегменти на корема (а при хлебарката и в двата задни сегмента на гърдите) тръбата образува малки разширения - камери с чифт устия отстрани, оборудвани с клапи. Тази част от съда се нарича сърце; той е заобиколен от перикардна кухина, разделена от прекъсната диафрагма. Задният край на сърцето е затворен; предната му част, без разширения, е аортата, която се отваря в телесната кухина (фиг. 161). Строго сегментирани са крилните мускули с триъгълна форма с основа, обърната към камерата; те държат кръвоносния съд
вътрешната страна на стената на тялото. Метамерията в структурата на сърцето е ясно изразена.
Ритмичното разширяване на сърцето (диастола) се постига чрез свиване на мускулите на крилото, а неговото свиване (систола) се постига чрез свиване на собствените мускули на стените (фиг. 162).Когато сърцето (или неговата отделна камера) се разширява, кръвта от перикардната кухина се втурва през устията в кухината на сърцето; докато го намалява -клапите на остиите автоматично се затварят под натиска на кръвта. Притокът на кръв в сърцето се причинява от последователното свиване на камерите в посока отзад напред, така че свиването на сърцето като цяло е вълнообразно (фиг. 163). При притискане на едната камера се притиска и задната, а предната се разширява и в нея се излива кръв. От предната камера кръвта се влива в аортата, а оттам в телесната кухина, в сложна система от празнини (фиг. 164).
Напредък. 1. Отворете тялото на хлебарка (или бръмбар) от. от подготовката на дорзалната част на обвивката със запазване, ако е възможно, на връзката на тергитите един с друг. Като държите хлебарката в лявата ръка с гръб нагоре и глава настрани от вас, с помощта на тънка ножица направете надлъжен страничен разрез на коремните и гръдните сегменти, като започнете отзад и до предния ръб на предно-задната част (задните три сегмента могат да се оставят без отваряне). След това хлебарката обръща главата си към себе си и държи същото
надлъжен разрез от лявата страна. Свържете страничните разрези с напречни разрези - по предния ръб на пронотума и на границата между 7-ми и 8-ми коремен тергит. Поставете хлебарката във вана за дисекция, напълнете я с вода и я прикрепете към дъното на ваната: забийте една карфица в главата, две в задния край на корема отстрани на тялото.
Внимателно повдигнете дорзалната част на обвивката и използвайте остра дисекционна игла (или скалпел, но не скрепер), за да отрежете мускулите и трахеите, които държат тергитите отвътре. Ако калъфът може да се махне изцяло, поне на корема, поставете го във вана, заздравете и прегледайте кръвоносния съд. По време на подготовката е възможно да фиксирате тялото на хлебарката с още няколко карфици, като ги забодете отстрани на тялото след подготовката на тергитите. 2. Прехвърлете подготвената област на обвивката във ваната, укрепете я с вътрешната повърхност нагоре,изучавайте го и скицирайте сърцето, неговите камери, крилните мускули и аортата (остията и клапите не се виждат).
Работа 2.Трахеална система. Три двойки главни трахеални 1 стволове преминават по тялото на хлебарка: странична (странична) двойка - най-мощните стволове, двойка средни стволове - от дорзалната страна на тялото от двете страни на кръвоносния съд и двойка средни стволове - от вентралната страна отстрани на нервната верига (фиг. 165). ). Страничните стволове са свързани чрез напречни трахеални тръби или комисури, както помежду си, така и със средните (дорзални и коремни) стволове. Страничните клони се отклоняват от основните стволове, като се разклоняват на свой ред и изтъняват, докато се разклоняват, докато диаметърът им достигне няколко микрона; те сплитат всички вътрешни органи на насекомото.
Стената на трахеята се състои от клетъчен хиподермален слой и е облицована отвътре с хитинизирана кутикула. Последният образува спираловидно удебеляване от вътрешната страна на трахеята, ясно видимо под микроскоп; по силата на своята
еластичност, той поддържа лумена на трахеята отворен и в същото време запазва достатъчна гъвкавост (фиг. 166).
Трахеалните стволове са свързани с външната среда чрез спирали или близалца; при хлебарката две двойки близалца са разположени в мезоторакса и метаторакса и 8 чифта в коремните сегменти (с изключение на задните, които нямат близалца). Всеки страничен трахеален ствол свързва всички спирали от едната страна на тялото.
Чрез стигмите въздухът свободно преминава в цялата трахеална система, достигайки всеки орган и тъкан. Тъканният газообмен се извършва в трахеоли, в които се разклонява всеки най-тънък край на трахеалния клон. Трахеолите са много тънки, по-малко от микрон в диаметър; те са лишени от спирално удебеляване и сплитат отделни клетки или дори проникват в тях (фиг. 167). Трахеолите функциониратколкото по-енергично, толкова по-активно във всеки един момент действа органът, който те снабдяват с кислород (фиг. 167). По този начин трахеалната система на насекомите изпълнява двойна функция: първо, транспортира ВЪЗДУХ и съдържащия се в него кислород, доставяйки последния до мястото на консумацията му, а също така премахва въглеродния диоксид, образуван по време на газообмена; второ, той извършва газообмен между протоплазмата на клетките на тялото на насекомото и външната среда.
Напредък. I. Огледайте с ръчна лупа трахеалната система, главно в различни части на червата, които могат да бъдат открити след отстраняване на дорзалната част на обвивката. С остра дисекционна игла отделете малък участък от него, включително големи тръби (видими с просто око) и техните тънки краища. 2. Пригответе временен микропрепарат в капка вода, за да изследвате и скицирате външния вид и вътрешната структура на трахеята под микроскоп при ниско и голямо увеличение (трахеолите не се виждат).
Работа 3.Храносмилателната система и отделителните органи Храносмилателната система се отваря с устната кухина; в задната (вентрална) част от него, зад субглотиса, се отварят каналите на слюнчените жлези (фиг. 168). При хлебарката слюнчените жлези са сдвоени, подобни на лози, силно развити и свързани с чифт резервоари за гел. Слюнката, влизаща в устната кухина, намокря храната и след това я поглъща (фиг. 168). Това е последвано от малък фаринкс, водещ до къс тръбен хранопровод; последният постепенно се разширява в торбовидна гуша, последвана от мускулест стомах (proventriculus) 1 . Фаринксът, хранопроводът, гушата и мускулестият стомах са съставните части или органи на предното черво, облицовани с кутикула и лишени от жлези (фиг. 169).
В гушата храната е малко забавена и под влиянието на входящото тукслюнката се усвоява частично, нишестето се превръща в захар. Дъвкателният стомах, където храната идва от гушата, има силни мускулни стени и е по-твърд на допир от други части на червата; особено силно са развити кръговите мускули. Вътрешната му структура (фиг. 170) е доста сложна (не се разглежда в лабораторния семинар). Вътре в него изпъкват надлъжни мускулни хребети, покрити с епител и кутикула, образуващи зъби. Тук
храната е още по-тънко натрошена и продължава да се смила. Задната част на дъвкателния стомах се трансформира в сърдечна клапа, позволяваща на храната да навлезе в средното черво; за обратното движение на храната, сърдечната клапа служи като пречка, макар и не пълна.
Средното черво е оформено като цилиндрична тръба. На границата с предната част образува осем слепи пръстовидни израстъка, които не се различават по структура и функции от средното черво и увеличават само общата му повърхност. Ендодермалния епител, покриващ средното черво, секретира храносмилателни ензими. Тук храната се смила напълно и до голяма степен се абсорбира.
червата са облицовани с кутикула и са разделени на отдели: тънки черва - хлебарката е много къса; зад него има сравнително дълго дебело черво, завършващо с разширен ректален участък 1, който завършва с ануса. В задното черво водата се абсорбира от смляната храна; несмилаемите остатъци се натрупват в ректалната област, откъдето се екскретират.
Отделителната система включва тънки тубули, разположени радиално на границата на средното и задното черво - малпигиев 2 съд. При черна хлебарка броят им достига 100 или повече. Всеки съд е тубул, сляп в свободния край, с лумен или канал вътре, който се отваря в червата. Стенисъдовете се образуват от един слой клетки и мускули.
Малпигиевите съдове служат като основен отделителен орган. В същото време се екскретират пикочна киселина, натриеви и калциеви соли и др.. Екскретирани вещества в разтворена форма
проникват от телесната кухина в клетките на малпигиевите съдове, оттам преминават в лумена на съда и се екскретират в червата.
Допълнителен орган на отделителната система е мастното тяло, силно развито в корема на много насекоми, включително хлебарка. При отваряне се появява под формата на бяла рехава маса. Клетките на мастното тяло също извличат метаболитни продукти за отстраняване от телесната кухина, но не ги извеждат навън; екскретите се натрупват и съхраняват тук до края на живота на насекомото. Заедно с това мастното тяло служи като запас от хранителни вещества, необходими на насекомото по време на гладуване.
Ход на работата, 1. Разгледайте под микроскоп при малко увеличение и скицирайте слюнчените жлези и слюнчените резервоари; за целта ги отделете с остра дисекционна игла и пригответе временен микропрепарат в капка вода. 2. С помощта на ръчна лупа разгледайте и скицирайте всички отдели (органи) на храносмилателната система; за да направите това, отрежете задното черво с ножица в самия му край (близо до стената на тялото); леко издърпване на червата с пинсети, постепенно изрязване на органите и тъканите, слети с него (трахея, мастно тяло),
разрежете фаринкса в предния му край и отделете цялото черво настрана. 3. Запознайте се под микроскоп при малко увеличение с малпигиевите тубули върху временен микропрепарат от тези, откъснати от червата с пинсети и потопени в капка вода.
Работа 4.Репродуктивна и нервна система Женската репродуктивна система на хлебарка включва, както обикновено, яйчниците, каналите и допълнителните жлези (фиг. 171). Яйчникът се състои от тръби, осемвсяка страна. Крайният им участък, обърнат към телесната кухина, е заострен; обратното, близо до гениталния отвор, е силно разширено. В крайната част се произвеждат яйцеклетки; напредвайки, те се развиват, като в разширената част се нареждат в един ред големи яйца, които се виждат добре. Яйцепроводите от всяка страна на тялото се сливат във влагалището, което се отваря навън през гениталния отвор от вентралната страна на тялото (фиг. 171).
Мъжкият репродуктивен апарат се състои от чифтен тестис, чифтен семен канал, несдвоен еякулаторен канал и допълнителни жлези (фиг. 171).
Централната нервна система се състои от супраглотични и субфарингеални ганглии и коремна нервна верига (фиг. 172). Супраезофагеалният ганглий или мозъкът се намира пред фаринкса; нервите се отклоняват от него към антените, очите и към горната устна. Той е свързан с окологлътъчни връзки към субфарингеалния ганглий, от който нервите се простират до челюстите и долната устна. Субфарингеалният ганглий е първият ганглий на вентралната нервна верига (фиг. 172).
Следващите три възела лежат сегментно в гръдния кош; възлите са несдвоени, но връзките, които ги свързват, са запазили ясно дефинирана сдвоена структура; гръдните ганглии инервират двигателните органи - крака и крила (фиг. 172).
В корема също има шест абдоминални (коремни) възли в сегменти, от които последният е слят; тя се формира чрез сливане на възлите на последните пет сегмента - от 6-ти до 10-ти (фиг. 172).
Напредък. 1. Запознайте се с репродуктивната система на хлебарка с помощта на ръчна лупа. 2. Отстранете органите на репродуктивната система и откъснете мастното тяло с пинсети; с помощта на ръчна лупа
разгледайте и скицирайте нервната система, потопете контурите на тялото на хлебарка.