3.1 Структура и функции скелета

Отличительной чертой насекомых является наличие у них хитинового экзоскелета, представляющего собой наружный покров тела и секретируемого клетками гиподермы. Основную часть покрова составляет ку­тикула, но помимо этого его наружная поверхность несет мно­жество волосков и сенсорных рецепторов, а внутренняя — спе­циальные выросты (аподемы и апофизы), к которым прикреп­лены мышцы. Экзоскелет находится снаружи тела и защищает насекомое не только от хищников, но и от механических повреждений, охлаждения и высыхания, определяет форму и очертания тела насекомого. Специальные слои экзоскелета создают барьер для проникновения жидкостей, патогенных организмов и ин­сектицидов. Потеря воды путем испарения представляет наи­большую опасность для наземных организмов, а среди насе­комых большинство ведет наземный или воздушный образ жизни, по крайней мере, в течение части своего жизненного цикла. Испарение является функцией поверхности тела, а не объема, и при уменьшении размеров тела отношение поверх­ности тела к его объему увеличивается. Таким образом, поскольку насекомые — одновременно и мелкие, и наземные жи­вотные, перед ними стоит острая проблема защиты от излиш­него испарения того небольшого количества воды, которое со­держится в их теле. Эту проблему насекомые решают, исполь­зуя свойство кутикулы быть непроницаемой для водяных па­ров.

Кожа насекомого состоит из кутикулы, гиподермы и базальной мембраны (рисунок 16).

Кутикула составляет наружную часть кожи, не клеточного строения и представляет собой в основном продукт выделения гипо­дермы. Кутикула несет скульптурные выросты (бороздки, шипики, образует физическую металлическую окраску покровов. В своей основе кутикула элас­тична и гибка, но очень часто она подвергается уплотнению, или склеротизации. Она слоиста и под­разделяется на два основных слоя - наружный и внутренний. Наруж­ный слой, или эпикутикула, очень тонка, толщиной 1…4 мкм, она хорошо развита у наземных насекомых, непроницаема для воды и плохо смачивается во­дой, т. е. гигрофобна, что позволяет избежать воздействия сил поверхностного натяжения при контакте с водой. У почвенных и вод­ных насекомых эпикутикула или не выражена или лише­на воскового слоя.

Внутренний слой, или прокутикула, во много раз толще эпикутикулы, дости­гает толщины в несколько сот микрометров. Она дифференци­рована на два слоя: экзокутикулу и эндокутикулу, различающиеся по плотности вещества. Эндокутикула обычно рыхлая. Кутикулой выстлана также пищеварительная, дыхательная системы, часть органов системы размножения.

Гиподерма состоит из одного слоя клеток. Она образует кутикулу и структурные образования (волоски, чешуйки). Базальная перепонка - неклеточное многоядерное образование – отделяет кожу от полости тела.

Кутикула пронизана большим количеством поровых канальцев (несколько тысяч на 1 см², через которые из тела диффундирует углекислый газ и выводятся наружу секреты экзокринных желез.

Внутренняя полость тела насекомых диафрагмами разделена в продольном направлении на три синуса (отдела): верхняя - отделяет перикардиальный синус (размещено сердце и мышцы кровеносной системы), нижняя – отделяет брюшной перинейральный синус (размещены узлы (ганглии) брюшной нервной цепочки. Средний синус предназначен для размещения всех остальных систем внутреннего строения и называется висцеральным (рисунок 17).

Спинная (верхняя) диафрагма и синус. Снизу к сердцу прикреплены парные крыловидные мышцы, часто полностью отделяющие основную полость тела от области, прилежащей к сердцу и образующие верхнюю диафрагму.

Вентриальная диафрагма. У многих на­секомых имеются пучки мышц, расположенных над брюшной нервной цепочкой, подобно крыловидным мышцам, образу­ющим диафрагму под сердцем; такие пучки образуют вентральную диафрагму. Их растяжение и сокращение вы­зывает ток крови в заднем и латеральных направлениях.