Internal Anatomy of an Insect Hadley, Debbie. "Internal Anatomy of an Insect." ThoughtCo, Jan. 26, 2021, thoughtco.com/internal-anatomy-of-an-insect-1968483. Вы когда-нибудь задумывались, как выглядит насекомое внутри? Или есть ли у насекомого сердце или мозг? Тело насекомого - это урок простоты. Кишечник, состоящий из трех частей, расщепляет пищу и поглощает все питательные вещества, необходимые насекомому. Один сосуд качает и направляет поток крови. Нервы соединяются в различные ганглии, чтобы контролировать движение, зрение, питание и функции органов. Эта диаграмма представляет собой общее строение насекомых и показывает основные внутренние органы и структуры, которые позволяют насекомому жить и адаптироваться к окружающей среде. Как и у всех насекомых, у этого псевдо-жука есть три различных области тела: голова, грудная клетка и брюшко, отмеченные буквами A, B и C. Нервная система насекомых (Nervous System) Нервная система насекомых состоит в основном из мозга, расположенного дорсально в голове, и нервного шнура, который проходит вентрально через грудную клетку и брюшную полость. Мозг насекомого представляет собой слияние трех пар ганглиев, каждый из которых снабжает нервы для определенных функций. Первая пара, называемая протоцеребрум (protocerebrum), соединяется со сложными или фасеточными глазами и глазками (ocelli) и контролирует зрение. Дейтоцеребрум (deutocerebrum) иннервирует антенны. Третья пара, тритоцеребрум (tritocerebrum), контролирует лабрум, а также соединяет мозг с остальной нервной системой. 3D models of the honey bee brain andDrosophilabrain to scale.Figures provided by Paulk, and adapted fromPaulk et al. (2014)with permission Ниже мозга другой набор слитых ганглиев образует поджелудочный узел. Нервы этого ганглия контролируют большую часть ротовой полости, слюнных желез и мышц шеи. Центральный нервный шнур соединяет головной мозг и поджелудочный ганглий с дополнительным ганглием в грудной клетке и брюшной полости. Три пары грудных ганглиев иннервируют ноги, крылья и мышцы, которые контролируют движение. Брюшные ганглии иннервируют мышцы живота, репродуктивные органы, задний проход и любые сенсорные рецепторы на заднем конце насекомого. Отдельная, но связанная нервная система, называемая желудочно — кишечной нервной системой, иннервирует большинство жизненно важных органов организма - ганглии в этой системе контролируют функции пищеварительной и кровеносной систем. Нервы из тритоцеребрума соединяются с ганглиями на пищеводе; дополнительные нервы из этих ганглиев прикрепляются к кишечнику и сердцу. Даже у крошечных насекомых есть мозг, хотя мозг насекомых не играет такой важной роли, как человеческий мозг. На самом деле насекомое может прожить несколько дней без головы, если предположить, что оно не потеряет смертельное количество гемолимфы, эквивалента крови насекомого, после обезглавливания. 3 Доли мозга насекомого Мозг насекомого находится в голове, расположенной дорсально или сзади. Он состоит из трех пар лепестков: протоцеребрум дейтоцеребрум тритоцеребрум Эти доли представляют собой слитые ганглии, скопления нейронов, которые обрабатывают сенсорную информацию. Каждая доля управляет различными видами деятельности или функциями. Нейроны различаются по количеству в мозге насекомых. Обычная плодовая муха имеет 100 000 нейронов, в то время как медоносная пчела имеет 1 миллион нейронов. (Это сопоставимо с примерно 86 миллиардами нейронов в человеческом мозге.) Первая доля, называемая протоцеребром, соединяется через нервы с составными глазами и глазницами, которые являются светочувствительными органами, которые обнаруживают движение и контролируют зрение. Протоцеребрум содержит грибные тела, два пучка нейронов, которые составляют значительную часть мозга насекомого. Эти грибные тела состоят из трех областей: calices peduncle alpha and beta lobes Нейроны здесь называются клетками Кеньона. Чашечки служат входными областями, где принимаются внешние стимулы; peduncle-это область переноса, а альфа-и бета-лепесткивыходная область. Средняя из трех основных долей мозга, дейтоцеребрум, иннервирует антенны или снабжает их нервами. С помощью нервных импульсов от антенн насекомое может собирать сигналы запаха и вкуса, тактильные ощущения или даже информацию об окружающей среде, такую как температура и влажность. Третья основная доля, тритоцеребрум, выполняет несколько функций. Он соединяется с нижней губой, подвижной верхней губой насекомого, и интегрирует сенсорную информацию от двух других долей мозга. Тритоцеребрум также соединяет мозг с устьичной нервной системой, которая функционирует отдельно, иннервируя большинство органов насекомого. Интеллект насекомых Насекомые умны и обладают значительной способностью запоминать. Существует сильная корреляция между размером тела гриба и памятью у многих насекомых, а также между размером тела гриба и сложностью поведения. Причиной этого признака является удивительная пластичность клеток Кеньона: они легко перестраивают нервные волокна, действуя как своего рода нейронный субстрат, на котором могут расти новые воспоминания. Профессора Университета Маккуори Эндрю Баррон и Колин Кляйн утверждают, что насекомые обладают рудиментарной формой сознания, которая позволяет им чувствовать такие вещи, как голод и боль, и "возможно, очень простые аналоги гнева." Однако, говорят они, они не могут испытывать горя или ревности. "Они планируют, но не воображают", - говорит Клейн. Функции, не контролируемые мозгом Мозг насекомого контролирует лишь небольшое подмножество функций, необходимых для жизни насекомого. Желудочно-кишечная нервная система и другие ганглии могут контролировать большинство функций организма независимо от мозга. Различные ганглии по всему телу контролируют большую часть явного поведения, которое мы наблюдаем у насекомых. Грудные ганглии контролируют локомоцию, а брюшные ганглии контролируют размножение и другие функции брюшной полости. Субэзофагеальный ганглий, расположенный чуть ниже мозга, управляет ротовой полостью, слюнными железами и движениями шеи. Пищеварительная система насекомых. Пищеварительная система насекомых представляет собой замкнутую систему с одной длинной закрытой трубкой (пищеварительным каналом), проходящей вдоль тела. Пищеварительный канал-это улица с односторонним движением – пища попадает в рот и перерабатывается по мере продвижения к анусу. Каждый из трех отделов пищеварительного канала выполняет свой собственный процесс пищеварения. Слюнные железы вырабатывают слюну, которая проходит через слюнные трубки в рот. Слюна смешивается с пищей и начинает процесс ее расщепления. Первый участок пищеварительного канала- это передняя часть или stomodaeum. В передней части происходит первоначальное расщепление крупных частиц пищи, в основном слюной. Передняя кишка включает в себя кищечную полость, пищевод и зоб, в котором хранится пища, прежде чем она перейдет в среднюю кишку. Как только пища покидает зоб, она переходит в среднюю кишку или mesenteron. Средняя кишкаэто то место, где действительно происходит пищеварение, благодаря ферментативному действию. Микроскопические выступы из стенки средней кишки, называемые микроворсинками, увеличивают площадь поверхности и обеспечивают максимальное поглощение питательных веществ. В задней кишке (16) или proctodaeum не переваренные частицы пищи присоединяются к мочевой кислоте из мальпигиевых канальцев, образуя фекальные гранулы. Прямая кишка поглощает большую часть воды в этих отходах, и сухая гранула затем удаляется через задний проход. Кровеносная система насекомых. У насекомых нет вен или артерий, но у них есть система кровообращения. Когда кровь перемещается без помощи сосудов, организм имеет открытую систему кровообращения. Кровь насекомых, правильно называемая гемолимфой, свободно течет по полости тела и вступает в прямой контакт с органами и тканями. Один кровеносный сосуд проходит вдоль спинной стороны насекомого, от головы до брюшка. В брюшной полости сосуд делится на камеры и функционирует как сердце насекомого. Перфорации в стенке сердца, называемые остиями, позволяют гемолимфе проникать в камеры из полости тела. Мышечные сокращения толкают гемолимфу из одной камеры в другую, перемещая ее вперед к грудной клетке и голове. В грудной клетке кровеносный сосуд не имеет камер. Подобно аорте, сосуд просто направляет поток гемолимфы к голове. Кровь насекомых составляет всего около 10% гемоцитов (клеток крови); большая часть гемолимфы-водянистая плазма. Система циркуляции насекомых не переносит кислород, поэтому кровь не содержит красных кровяных телец, как у нас. Гемолимфа обычно зеленого или желтого цвета. Дыхательная система насекомых. Насекомые нуждаются в кислороде так же, как и мы, и должны "выдыхать" углекислый газ, отходы клеточного дыхания. Кислород доставляется в клетки непосредственно через дыхание, а не переносится кровью, как у беспозвоночных. По бокам грудной клетки и брюшка расположен ряд небольших отверстий, называемых дыхальцами, которые обеспечивают поступление кислорода из воздуха. Большинство насекомых имеют по одной паре дыхалец на сегмент тела. Небольшие заслонки или клапаны удерживают спираль закрытой до тех пор, пока не возникнет необходимость в поглощении кислорода и выделении углекислого газа. Когда мышцы, управляющие клапанами, расслабляются, клапаны открываются, и насекомое делает вдох. Попадая через спираль, кислород проходит через трахеальный ствол, который делится на более мелкие трахеальные трубки. Трубки продолжают делиться, создавая разветвленную сеть, которая достигает каждой клетки тела. Углекислый газ, выделяющийся из клетки, следует по тому же пути обратно в дыхальца и из тела. Большинство трахеальных трубок укреплены тенидиями, гребнями, которые проходят по спирали вокруг трубок, чтобы они не разрушались. Однако в некоторых районах нет тенидий, и трубка функционирует как воздушный мешок, способный хранить воздух. У водных насекомых воздушные мешки позволяют им "задерживать дыхание" под водой. Они просто хранят воздух, пока снова не всплывут на поверхность. Насекомые в сухом климате также могут накапливать воздух и держать свои дыхальца закрытыми, чтобы предотвратить испарение воды в их телах. Некоторые насекомые при угрозе с силой выдувают воздух из воздушных мешочков и из дыхалуц, издавая достаточно громкий шум, чтобы напугать потенциального хищника или любопытного человека. Репродуктивная система насекомых. На этой диаграмме показана женская репродуктивная система. Самки насекомых имеют два яичника, каждый из которых состоит из многочисленных функциональных камер, называемых яичниками. Производство яиц происходит в яичниках. Затем яйцеклетки выпускаются в яйцевод. Два боковых яйцевода, по одному для каждого яичника, соединяются в общем яйцеводе. Самка яйцекладок оплодотворяет яйцеклетки своим яйцекладом. Выделительная система насекомых. Мальпигиевы канальцы работают с задней частью насекомого, выделяя азотистые отходы. Этот орган впадает непосредственно в пищеварительный канал и соединяется в месте соединения средней и задней кишки. Сами канальцы различаются по количеству, от двух у некоторых насекомых до более чем 100 у других. Как руки осьминога, мальпигиевы канальцы простираются по всему телу насекомого. Отходы жизнедеятельности гемолимфы диффундируют в мальпигиевы канальцы и затем превращаются в мочевую кислоту. Полутвердые отходы стекают в заднюю часть и становятся частью фекальных гранул. Задняя кишка также играет определенную роль в выведении. Прямая кишка насекомого удерживает 90% воды, присутствующей в фекальных гранулах, и реабсорбирует ее обратно в организм. Эта функция позволяет насекомым выживать и процветать даже в самых засушливых климатических условиях. Do insects feel pain? Ученые, защитники прав животных и специалисты по биологической этике уже давно спорят о том, чувствуют ли насекомые боль. На этот вопрос нет простого ответа. Поскольку мы не можем точно знать, что чувствуют насекомые, а что нет, на самом деле нет никакого способа узнать, чувствуют ли они боль, однако все, что они испытывают, сильно отличается от того, что чувствуют люди. Боль включает в себя Как Чувства, так и Эмоции Распространенная интерпретация утверждает, что боль, по определению, требует способности к эмоциям. По данным Международной ассоциации по изучению боли (IASP), "Боль равна неприятному сенсорному и эмоциональному переживанию, связанному с фактическим или потенциальным повреждением тканей или описанному в терминах такого повреждения." Это означает, что боль-это нечто большее, чем просто стимуляция нервов. На самом деле, IASP отмечает, что некоторые пациенты чувствуют и сообщают о боли без реальной физической причины или стимула. Сенсорная Реакция Боль-это как субъективное, так и эмоциональное переживание. Наши реакции на неприятные раздражители зависят от восприятия и прошлого опыта. У животных более высокого порядка, таких как люди, есть болевые рецепторы (ноцицепторы), которые посылают сигналы через наш спинной мозг в головной мозг. Внутри мозга таламус направляет эти болевые сигналы в различные области для интерпретации. Кора головного мозга каталогизирует источник боли и сравнивает его с болью, которую мы испытывали раньше. Лимбическая система контролирует нашу эмоциональную реакцию на боль, заставляя нас плакать или реагировать в гневе. Нервная система насекомых сильно отличается от нервной системы животных более высокого порядка. У них отсутствуют неврологические структуры, ответственные за перевод негативных стимулов в эмоциональные переживания, и до сих пор не было обнаружено соответствующих структур в системах насекомых. Когнитивная Реакция Мы также учимся на опыте боли, адаптируя свое поведение, чтобы избежать ее, когда это возможно. Например, если вы обожгли руку, прикоснувшись к горячей поверхности, вы ассоциируете это переживание с болью и избежите повторения той же ошибки в будущем. Боль служит эволюционной цели в организмах высшего порядка. Поведение насекомых, напротив, в значительной степени зависит от генетики. Насекомые запрограммированы вести себя определенным образом. Продолжительность жизни насекомых коротка, поэтому преимущества одного отдельного человека, обучающегося на опыте боли, сводятся к минимуму. Насекомые Не Проявляют Болевых Реакций Возможно, самое ясное доказательство того, что насекомые не чувствуют боли, можно найти в поведенческих наблюдениях. Как насекомые реагируют на травмы? Насекомое с поврежденной ногой не хромает. Насекомые с раздавленными брюшками продолжают питаться и спариваться. Гусеницы все еще едят и передвигаются по растениюхозяину, даже когда паразиты поглощают их тела. На самом деле, саранча, пожираемая богомолом, будет вести себя нормально, питаясь вплоть до момента смерти. Хотя насекомые и другие беспозвоночные не испытывают боли так же, как животные высшего порядка, это не исключает того факта, что насекомые, пауки и другие членистоногие являются живыми организмами. Считаете ли вы, что они заслуживают гуманного обращения, или нет, это вопрос личной этики, хотя есть хороший шанс, что если насекомое служит цели, которую люди воспринимают как полезную, например, медоносная пчела, или эстетически приятна, как бабочка,—с ними гораздо чаще буд Eisemann, C. H., Jorgensen, W. K., Merritt, D. J., Rice, M. J., Cribb, B. W., Webb. P. D., and Zalucki, M. P. "Do Insects Feel Pain? — A Biological View." Cellular and Molecular Life Sciences 40: 1420-1423, 1984 "Do Invertebrates Feel Pain?" The Senate Standing Committee on Legal and Constitutional Affairs, The Parliament of Canada Web Site, accessed 26 October 2010.
