Морфофизиологическая характеристика класса Насекомые

Насекомые - высшие беспозвоночные животные. К этому классу относится около миллиона видов.

Тело насекомых разделено на голову, грудь и брюшко. Голова у большинства насекомых подвижно соединена с грудью. На голове расположены глаза, усики (органы осязания) и ротовой аппарат. Для насекомых характерно разнообразное строение ротовых органов, строго приспособленных к питанию определенной пищей. Различают грызущий, грызуще-лижущий, колюще-сосущий, сосущий и лижущий ротовые аппараты. Исходной формой являются грызущие органы насекомых, питающихся твердой пищей. Ротовой аппарат этого типа состоит из верхней губы, пары верхних челюстей, пары нижних челюстей и нижней губы. Верхняя губа образовалась из складки кожи. Остальные части ротового аппарата - преобразованные конечности. К ротовому аппарату относятся хитиновые выпячивания дна ротовой полости - гипофаринкс или язык. Остальные типы ротовых аппаратов насекомых - производные от грызущего, что связано с переходом к питанию жидкой пищей.

Грудной отдел состоит из трех сегментов, каждый несет одну пару ходильных ног. Таким образом, для насекомых характерно наличие 3 пар конечностей. Исходным типом являются бегательные конечности, которые при специализации преобразуются в плавательные, прыгающие, роющие и др. На втором и третьем сегментах груди расположены крылья. У некоторых насекомых обе пары крыльев развиты хорошо и служат для полета. У жуков первая пара видоизменена в надкрылья, уплотнена и служит для защиты задней пары, используемой для полета. В отряде клопов уплотняется лишь верхняя часть передней пары крыльев. У представителей отряда двукрылых для полета служит лишь первая пара, а вторая редуцирована, и преобразована в жужжальца, являющиеся органами равновесия. Крылья пронизаны продольными и поперечными жилками, внутри канала которых проходят нервы и трахеи. Жилкование крыльев имеет большое систематическое значение. Известны и бескрылые насекомые. У первичнобескрылых отсутствие крыльев указывает на примитивность организации. Вторичнобескрылые (вши, блохи, клопы) утратили крылья в связи с паразитическим образом жизни.

Брюшко насекомых состоит из 6-12 члеников. Строение заднего отдела брюшка различно у самцов и самок, что является проявлением полового диморфизма у насекомых.

Покровы и мышечная система. Насекомые имеют хитинизированный покров, под которым залегает однослойный гиподермический эпителий. Кожа богата разнообразными железами: пахучими, восковыми, линочными и т.д. Мышцы поперечнополосатые.

Пищеварительная система начинается ртом, который ведет в ротовую полость. Сюда открываются протоки слюнных желез. У гусениц большинства бабочек слюнные железы превращены в прядильные. Передний отдел кишечника имеет расширение - зоб. У рабочих пчел в зобу под влиянием ферментов цветочный нектар превращается в мед. Переваривание и всасывание пищи у насекомых совершаются в средней кишке, которая переходит в заднюю, открывающуюся наружу анальным отверстием.

Органами дыхания служат трахеи, которые представляют собой систему ветвящихся трубочек, распределяющие воздух по всему телу. Концевые трубочки трахей подходят даже к небольшим группам клеток. Стенки трахей пропитаны хитином и не спадаются.

Органы выделения. У большинства насекомых органами выделения являются мальпигиевы сосуды - многочисленные трубочки, впадающие в кишечник на границе средней и задней кишки. Просвет их заполнен зернами мочевой кислоты - главным продуктом диссимиляции у насекомых. Кроме того, выделительную функцию несет жировое тело («почка» накопления). В нем накапливаются кристаллы мочевой кислоты, с возрастом концентрация их в жировом теле увеличивается. Основная функция жирового тела – накопление запасных питательных веществ (жир, гликоген, белок). Этим объясняется способность к длительному голоданию многих насекомых.

Органы кровообращения. В связи с тем, что имеется разветвленная сеть трахей, кровеносная система развита слабо и лишена функции переноса кислорода. Сердце и аорта расположены на спинной стороне. Жидкость, циркулирующая по кровеносной системе, называется гемолимфой. В ней находятся белые кровяные тельца. У некоторых насекомых (например, жуков-нарывников) гемолимфа ядовита.

Нервная система. В структуре нервной системы привлекает внимание передний протоцеребральный отдел «головного мозга». В этом отделе весьма развиты так называемые грибовидные тела, особенно у тех насекомых, которые отличаются высокоразвитыми инстинктами (пчелы, осы, муравьи). В брюшной нервной цепочке выражена тенденция к концентрации ганглиев в продольном направлении, а у некоторых насекомых (например, у мух) это распространяется и на ганглии грудного отдела, которые сливаются в единую массу. Эти изменения в строении нервной системы ведут к совершенствованию ее деятельности.

Органы чувств насекомых хорошо развиты. Имеются органы зрения, обоняния, осязания, равновесия, температурной и вибрационной чувствительности и др. Насекомые имеют простые и сложные (фасеточные) глаза. Зрение «мозаичное». Высшие насекомые имеют цветное зрение. Органы осязания представлены чувствительными волосками, разбросанными по всему телу. Органы обоняния расположены на усиках и нижнечелюстных щупиках.

Насекомым свойственны очень сложные формы поведения, в основе которых лежат инстинкты.

Система воспроизведения. Все насекомые раздельнополы. Развитие происходит с полным и неполным метаморфозом. При неполном метаморфозе из яиц выходят личинки, похожие на взрослых насекомых, но отличающиеся от них недоразвитием вторичных половых признаков, зачаточными крыльями. После нескольких линек личинки превращаются в имаго (вши, тараканы, клопы). Полный метаморфоз включает стадии яйца, личинки/куколки и имаго. При развитии из яиц выходят личинки, отличающиеся от имаго. После линьки личинки превращаются в неподвижные куколки. В этот период происходит перестройка внутренних органов (двукрылые, блохи). Метаморфоз идет под контролем гормональной системы. Среди насекомых, имеющих медицинское значение, выделяют следующие экологические группы: синантропные виды, не являющиеся паразитами; временные кровососущие эктопаразиты; постоянные кровососущие паразиты; тканевые и полостные ларвальные (личиночные) паразиты.

Виды, которые относятся к классу насекомые, характеризуются чрезвычайным разнообразием морфофизиологических признаков. Деление класса на отряды базируется на особенностях развития, строения крыльев, ротового аппарата и конечностей. В связи с этим выделяют важнейшие отряды насекомых, имеющих медицинское значение: таракановые, полужесткокрылые, вши, блохи, двукрылые.

4.2. Отряд Двукрылые (Diptera)

Двукрылые - один из самых крупных (свыше 80000 видов) и наиболее высоко организованных отрядов насекомых, представители которого имеют одну пару крыльев. Вторая пара крыльев преобразована в жужжальца. Ротовые аппараты двукрылых имеют вид хоботка, предназначенного для поглощения жидкой пищи из растительных или животных тканей. Двукрылые принимают активное участие в циркуляции паразитических нематод. Они служат промежуточными хозяевами филярий, вызывающих заболевания человека и домашних животных. Из отряда двукрылых рассмотрим представителей нескольких семейств: комаров, бабочниц и мух.

Семейство комариные (Culicidae)

Род Anofeles, Aedes, Culex

Виды, относящиеся к этому семейству, распространены от зоны тундры до оазисов пустыни.

Имеют небольшие размеры. На голове расположены большие фасеточные глаза, усики и ротовой аппарат. Кровососущими являются только самки, имеющие колюще-сосущий ротовой аппарат. Он состоит из нижней губы в форме желоба, верхней губы в виде пластинки, замыкающей желоб сверху, пары нижних и пары верхних челюстей в виде щетинок (колющий аппарат) и языка (гипофаринкс), внутри которого проходит канал слюнной железы. Все колющие части лежат в футляре, образованном верхней и нижней губой. Придатками нижних челюстей служат нижнечелюстные щупики. У самцов аппарат сосущий, колющие части редуцированы. Комары питаются нектаром цветов. По бокам ротового аппарата лежат усики, у самцов они покрыты длинными волосками, у самок – короткими. Развитие комаров происходит с полным метаморфозом. Местами выплода в зависимости от рода комаров могут быть естественные и искусственные водоёмы. Спаривание происходит в воздухе («танцы комаров»). После оплодотворения для развития яиц самке необходимо питание кровью. Процесс переваривания пищи и созревания яиц получил, название гонотрофического цикла. При гонотрофической гармонии одной порции крови хватает для созревания и откладывания яиц.

Продолжительность жизни самки в летнее время до 3 месяцев, а самцов до 10-15 дней. Осенью гонотрофическая гармония нарушается, и для созревания яиц требуется двух- или трехкратное питание кровью. Кровь используется не только для развития яиц, но и для формирования жирового тела, благодаря которому оплодотворенные самки зимуют.

Каждому виду комаров присуще определенные морфофизиологические и экологические особенности. Отличия существуют на всех стадиях развития.

Яйца комаров рода Anofeles развиваются в водоемах со стоячей и слабопроточной водой. Плавают на поверхности воды поодиночке. Имеют воздушные камеры. Яйца комаров Culex имеют удлинённую форму, откладываются большими группами (по 300-400 штук). Склеиваясь вместе, они образуют плавающую на поверхности воды «лодочку». Комары рода Aedes откладывают яйца по одному на дно пересыхающих водоёмов.

Личинки комаров рода Anopheles живут в чистых водоёмах. Имеют червеобразную форму. Располагаются параллельно поверхности воды. Удерживаются в таком положении при помощи пальмовидных щетинок, расположенных на члениках. На спинной стороне предпоследнего членика брюшка имеют пару стигм. Личинки комаров рода Culex могут обитать в загрязнённых водоёмах. На предпоследнем членике брюшка имеют дыхательный сифон в виде узкой трубочки со стигмой на свободном конце. Поэтому личинки обыкновенных комаров располагаются под углом к поверхности воды. На последнем членике расположены листовидные анальные жабры и пучки щетинок. Личинки комаров Aedes живут во временно пересыхающих водоёмах, лужах, дуплах деревьев, сосудах с водой, могут жить в загрязнённых водоёмах. Личинки усиленно питаются и растут, четыре раза линяют

и превращаются в стадию куколки.

Куколки комаров. Тело по форме напоминает запятую. Состоит из широкой головогруди и узкого сегментированного брюшка. Куколки не питаются. На стадии куколки происходит перестройка внутренних органов, и появляются органы, характерные для имагинальной стадии. Основным отличительным признаком куколки малярийного комара служит форма дыхательного сифона: трубка имеет коническую (воронкообразную) форму. Для куколок комаров рода Culex характерно наличие на верхней стороне передней части тела двух дыхательных сифонов в виде трубочек цилиндрической формы.

Из куколок формируются половозрелые особи (имаго). Различия окрыленных форм проявляются в посадке, строении придатков головы и окраски крыльев. При посадке брюшко малярийного комара приподнято и находится под углом к поверхности воды, а у обыкновенного комара - параллельно поверхности. У самок Anopheles нижнечелюстные щупики равны по длине хоботку, у самок Culex - они короче хоботка и составляют примерно 1/3-1/4 его длины. У самцов Anopheles на концах нижнечелюстных щупиков имеются булавовидные утолщения, у самцов Culex нижнечелюстные щупики длиннее хоботка, не имеют булавовидных утолщений.

Опушенность усиков более выражена у самцов и является проявлением полового диморфизма.

Медицинское значение. Комары - временные эктопаразиты человека и переносчики более 50 вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний. Комары рода Anopheles переносят возбудителей малярии, комары Aedes — переносчики возбудителей туляремии, японского энцефалита, жёлтой лихорадки, лимфоцитарного хориоменингита, лихорадки Денге, сибирской язвы. Некоторые виды Culex являются переносчиками возбудителей японского энцефалита и туляремии.

В связи с изменением экологических и социально-экономических условий в ряде южных стран СНГ (Азербайджана и Таджикистана) возникают локальные вспышки и эпидемии трёхдневной малярии. Массовый завоз малярии в Россию угрожает распространением малярии. Маляриологическая ситуация на территории Российской Федерации изменилась с 1996 года. Наибольший завоз малярии в крупные города России отмечен в 2000 году.

В настоящее время эпидемиологический надзор за малярией в России направлен на поддержание благополучия на маляриогенных территориях, так как существует много факторов, повышающих риск распространения малярии.

Факторы распространения малярии:

a. Природно-климатические условия: паводки и наводнения; потепление климата; наличие многочисленных мест выплода малярийных комаров;

b. Особенности отдельных видов переносчиков и возбудителей малярии: восприимчивость комаров к завозным возбудителям малярии; эпидемиологическая эффективность местных переносчиков; устойчивость комаров к отдельным инсектицидам;

c. Развитие хозяйственной деятельности населения: рисосеяние; рыбоводство; дачное строительство;

d. Миграции населения: рейсы судов и самолётов в тропики; туризм в эндемичные страны; прибытие сезонных рабочих из эндемичных стран; кочевничество таджикских цыган; деловые поездки бизнесменов в эндемичные страны;

e. Экономические трудности: сокращение финансирования противомалярийных предприятий; дефицит лекарственных средств для лечения и химической профилактики; дефицит медицинских кадров, осуществляющих эпидемиологический надзор;

f. Социальный и культурный уровень населения: низкий уровень знаний населения о малярии; отсутствие у населения средств защиты от укусов комаров; несоблюдение режима приёма препаратов; отсутствие инсектицидных обработок жилых помещений.

Меры борьбы с комарами и профилактика малярии.Для индивидуальной защиты применяют репелленты и механические средства: марлевые пологи, сетки и т.д. Основными мерами общественной профилактики является уничтожение личиночных форм и мест выплода комаров. Борьба с личинками складывается из следующих мероприятий: 1) уничтожение мелких заброшенных резервуаров с водой; 2) распыление ядохимикатов в водоемах, служащих местами выплода; 3) нефтевание водоемов, препятствующее поступлению кислорода; 4) изменение типа растительности в водоеме или изменение степени зарастания его; 5) осушение местности, мелиоративные работы; 6) биологические меры борьбы (разведение рыб гамбузий); 7) использование зоопрофилактики - расположения животноводческих ферм между местами выплода комаров и жилыми домами. Для борьбы с окрыленными формами применяют инсектициды.

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 16 17 181920 21 Следующая ⇒