Živčani sustav. U strukturi središnjeg živčanog sustava kod kukaca javljaju se iste promjene kao i kod rakova. Uz slučajeve njegove jake podjele (suprafaringealni, subfaringealni, tri prsna i osam trbušnih čvorova) i jasno uparene strukture, koja se javlja u primitivnih kukaca, postoje slučajevi ekstremne koncentracije živčanog sustava; cijeli trbušni lanac može se reducirati u kontinuiranu ganglijsku masu, što je osobito uobičajeno kod ličinki i ličinkama sličnih odraslih jedinki u nedostatku udova i slaboj raskomadanosti tijela.
U suprafaringealnom čvoru pozornost privlači razvoj unutarnje strukture protocerebralnog dijela mozga, posebno tijela gljiva. Primijećeno je da je struktura tijela gljiva, koja zauzimaju mjesto u gornjem dijelu mozga, tvoreći ovdje jedan ili dva para tuberkula na stranama središnje linije, usko povezana s razvojem instinkta kukaca.
:
1 - optički režnjevi, 2 - frontalni režanj s tijelom gljive, 3 - protocerebralni režanj, 4 - deutocerebralni režanj s antenskim živcem, 5 - živac uparenog jednostavnog oka, 6 - frontalni čvor s neparnim simpatičkim živcem koji se proteže od njega (nervus recurrens), 7 - perifaringealni veziv
Osjetilni organi. Osjetilni organi insekata su diferencirani i dobro razvijeni. Po važnosti prednjače organi opipa i mirisa. Organi dodira izvana su predstavljeni čekinjama. Organi njuha također imaju oblik tipičnog seta, koji se, kada se modificira, može pretvoriti u odvojene izbočine tankih stijenki i nesegmentirane izbočine poput prstiju i ravne površine integumenta s tankim stijenkama. Najvažnije mjesto završetaka njušnih živaca su antene.
To je, primjerice, uloga antena kao organa mirisa kod muha i lepidoptera, koji iz velike udaljenosti razlikuju čak i slabe mirise. Osjetilo mirisa pčela je bolje proučeno; pokazalo se da je njihova sposobnost opažanja mirisa bliska našoj: mirise koje mi percipiramo percipiraju i pčele, mirise koje mi miješamo miješaju pčele; organi mirisa također su koncentrirani uglavnom na antenama. Okusi
slatko, gorko, kiselo i slano razlikuju i kukci; organi okusa nalaze se na ticalima dijelova usta, na šapama; oštrina okusa u različitim organima istog kukca može biti različita; može biti mnogo veći nego kod ljudi. Složene oči kukca percipiraju kretanje predmeta i mogu, u nekim slučajevima, percipirati oblik predmeta; viši himenoptera (pčele) mogu percipirati boje, uključujući one koje ljudi ne percipiraju ("ultraljubičasto"); međutim, vid boja nije tako raznolik kao kod ljudi: na primjer, pčela na lijevoj strani spektra percipira žutu, dok su ostale boje poput nijansi žute; Desni plavo-ljubičasti dio spektra pčele također percipiraju kao jednu boju. Vidna oštrina pčela znatno je niža od vidne oštrine ljudi. 
. Desno - vanjska struktura; lijevo - frontalni dio, unutarnja struktura: 1 - tijelo u obliku gljive (peteljke), 2 - središnje tijelo, 3 - optički režanj, 4 - olfaktorni deutocerebralni režanj s dva antenska živca, 5 - subfaringealni čvor s živcima tri čeljusti
U nekim redovima, kao što je red pravokrilaca (Orthoptera), u koji spadaju skakavci, cvrčci i skakavci, česti su takozvani bubni organi; građa bubnih organa, kao i činjenica da vrste koje ih imaju imaju mužjake s zvučni organi, silom sugeriraju slušne organe u timpanijskim organima. Organi bubnjića u skakavaca i cvrčaka nalaze se na tibiji ispod koljenskog zgloba, au skakavaca i cikada na stranama prvog trbušnog segmenta izvana su predstavljeni udubljenjem, ponekad okruženim naborom integumenta i s tankim rastegnuta membrana na dnu; na unutarnjoj površini membrane ili u njezinoj neposrednoj blizini nalazi se živčani završetak osebujne strukture.
Više zanimljivih članaka
Ždanova T. D.
Doživjeti raznoliku i energičnu aktivnost svijeta kukaca može biti nevjerojatno iskustvo. Čini se da ova stvorenja bezbrižno lete i plivaju, trče i pužu, zuje i cvrkuću, grizu i nose. No, sve to ne čine besciljno, već uglavnom s određenom namjerom, prema urođenom programu ugrađenom u njihovo tijelo i stečenom životnom iskustvu. Da bi opažale svijet oko sebe, snalazile se u njemu i izvršavale sve odgovarajuće radnje i životne procese, životinje su obdarene vrlo složenim sustavima, prvenstveno živčanim i osjetilnim.
Što je zajedničko živčanom sustavu kralježnjaka i beskralješnjaka?
Živčani sustav je složen kompleks struktura i organa koji se sastoji od živčanog tkiva, gdje je središnji dio mozak. Glavna strukturna i funkcionalna jedinica živčanog sustava je živčana stanica sa svojim procesima (na grčkom, živčana stanica - neuron).
Živčani sustav i mozak insekata osiguravaju: opažanje osjetilima vanjskog i unutarnjeg nadražaja (razdražljivost, osjetljivost); trenutna obrada dolaznih signala sustavom analizatora, priprema i provedba adekvatnog odgovora; pohranjivanje nasljednih i stečenih informacija u kodiranom obliku u pamćenje, kao i njihovo trenutačno dohvaćanje po potrebi; upravljanje svim organima i sustavima tijela za njegovo funkcioniranje kao cjeline, uravnotežujući ga s okolinom; provedba mentalnih procesa i više živčane aktivnosti, svrhovito ponašanje.
Organizacija živčanog sustava i mozga kralješnjaka i beskralješnjaka toliko je različita da se njihova usporedba na prvi pogled čini nemogućom. U isto vrijeme, najrazličitije vrste živčanih sustava, koji pripadaju naizgled potpuno "jednostavnim" i "složenim" organizmima, karakteriziraju iste funkcije.
Vrlo maleni mozak muhe, pčele, leptira ili drugog kukca omogućuje mu da vidi i čuje, dodiruje i kuša, kreće se s velikom preciznošću, štoviše, leti koristeći unutarnju "kartu" na znatnim udaljenostima, međusobno komunicira pa čak i posjeduje svoj „jezik“, naučiti i primijeniti u nestandardnim situacijama logično mišljenje. Dakle, mravlji mozak je mnogo manji od glave pribadače, ali se ovaj insekt dugo smatrao "mudracem". U usporedbi ne samo s njegovim mikroskopskim mozgom, već i s neshvatljivim mogućnostima jedne živčane stanice, čovjek bi se trebao sramiti svojih najmodernijih računala. Što o tome može reći znanost, primjerice neurobiologija koja proučava procese rađanja, života i smrti mozga? Je li uspjela odgonetnuti misterij života mozga - ovog najsloženijeg i najmisterioznijeg fenomena poznatog ljudima?
Prvi neurobiološki eksperiment pripada starorimskom liječniku Galenu. Nakon što je presjekao živčana vlakna svinje, uz pomoć kojih je mozak kontrolirao mišiće grkljana, lišio je životinju glasa - odmah je utrnula. To je bilo prije tisuću godina. Ali koliko je znanost od tada stigla u svom znanju o tome kako mozak funkcionira? Ispostavilo se da je, unatoč golemom radu znanstvenika, princip rada čak i jedne živčane stanice, takozvane "cigle" od koje je izgrađen mozak, ljudima još uvijek nepoznat. Neuroznanstvenici znaju mnogo o tome kako neuron "jede" i "pije"; kako dobiva energiju potrebnu za život probavljajući u “biološkim kotlovima” potrebne tvari izvučene iz okoliša; kako ovaj neuron tada najviše šalje svojim susjedima razne informacije u obliku signala, šifriranih ili u određenom nizu električnih impulsa ili u različitim kombinacijama kemikalija. Što onda? Sada je živčana stanica primila specifičan signal, au njezinim dubinama započela je jedinstvena aktivnost u suradnji s drugim stanicama koje tvore mozak životinje. Dolazne informacije se pamte i dohvaćaju iz memorije. potrebne informacije, donošenje odluka, davanje naredbi mišićima i raznim organima itd. Kako ide sve? Znanstvenici to još uvijek ne znaju sa sigurnošću. Pa, budući da nije jasno kako funkcioniraju pojedine živčane stanice i njihovi kompleksi, nije jasan ni princip rada cijelog mozga, pa čak ni onog malog poput kukčevog.
Rad osjetilnih organa i živih “uređaja”
Vitalna aktivnost insekata popraćena je obradom zvučnih, mirisnih, vizualnih i drugih senzornih informacija - prostornih, geometrijskih, kvantitativnih. Jedna od mnogih tajanstvenih i zanimljivih značajki insekata je njihova sposobnost točne procjene situacije pomoću vlastitih "instrumenata". Naše znanje o ovim napravama je zanemarivo, iako imaju široku primjenu u prirodi. To su ujedno i odrednice različitih fizičkih polja koja omogućuju predviđanje potresa, vulkanskih erupcija, poplava i vremenskih promjena. Ovo je također osjećaj vremena, računano interno biološki sat, i osjećaj za brzinu, i sposobnost orijentacije i navigacije i još mnogo toga.
Svojstvo svakog organizma (mikroorganizama, biljaka, gljiva i životinja) da percipira iritacije koje proizlaze iz vanjsko okruženje i iz vlastitih organa i tkiva, naziva se osjetljivost. Insekti, kao i druge životinje sa specijaliziranim živčanim sustavom, imaju živčane stanice s visokom selektivnom sposobnošću za različite podražaje - receptore. Mogu biti taktilne (odgovaraju na dodir), temperaturne, svjetlosne, kemijske, vibracijske, mišićno-zglobne itd. Zahvaljujući svojim receptorima, kukci hvataju najrazličitije čimbenike okoline - razne vibracije (širok raspon zvukova, energiju zračenja u obliku svjetlosti i topline), mehanički pritisak (na primjer, gravitaciju) i druge čimbenike. Receptorske stanice nalaze se u tkivima pojedinačno ili skupljene u sustave koji tvore specijalizirane osjetilne organe - osjetilne organe.
Svi insekti savršeno "razumeju" očitanja svojih osjetilnih organa. Neki od njih, poput organa vida, sluha i mirisa, udaljeni su i sposobni su osjetiti iritaciju na daljinu. Drugi, poput organa okusa i opipa, kontaktni su i reagiraju na utjecaj izravnim kontaktom.
Insekti su općenito obdareni izvrsnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se katkad dodaju jednostavna očela, koriste se za prepoznavanje raznih predmeta. Neki kukci imaju vid u boji i odgovarajuće uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ sličan drugim životinjama. U isto vrijeme, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, orijentiraju se u prostoru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Njihovo istančano osjetilo mirisa i okusa omogućuje im pronalaženje hrane. Različite žlijezde insekata izlučuju tvari kojima privlače braću, spolne partnere, plaše suparnike i neprijatelje, a vrlo osjetljivo osjetilo mirisa može detektirati miris tih tvari i s udaljenosti od nekoliko kilometara.
Mnogi u svojim idejama povezuju osjetilne organe insekata s glavom. No pokazalo se da se strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu uglavnom nalaze u kukcima razne dijelove tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektirati prisutnost svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, dodacima repa, dlakama na tijelu itd.
Osjetilni organi insekata dio su osjetilnih sustava - analizatora, koji mrežom prožimaju gotovo cijeli organizam. Oni primaju mnogo različitih vanjskih i unutarnjih signala od receptora svojih osjetilnih organa, analiziraju ih, oblikuju i prenose "upute" različitim organima da izvrše odgovarajuće radnje. Organi osjetila uglavnom čine receptorski odjel, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A vodljivi dio čine središnji neuroni i putovi iz receptora. Mozak ima posebna područja za obradu informacija dobivenih osjetilima. Oni čine središnji, "moždani" dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i praktičnom sustavu, na primjer vizualnom analizatoru, provodi se precizan izračun i kontrola organa kretanja kukaca.
Prikupljeno je opsežno znanje o nevjerojatnim sposobnostima osjetilnih sustava insekata, no obujam knjige dopušta nam da navedemo samo neke od njih.
Organi vida
Oči i cijeli složeni vizualni sustav nevjerojatan su dar, zahvaljujući kojem životinje mogu dobiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan kukcima u potrazi za hranom kako bi izbjegli predatore, istraživali objekte od interesa ili okoliš, komunicirali s drugim jedinkama tijekom reproduktivnog i društvenog ponašanja itd.
Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složeni, jednostavni ili akcesorni oceli, a također i larvalni. Najsloženije su složene oči koje se sastoje od velikog broja ommatidija koji tvore šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u biti maleni vizualni aparat opremljen minijaturnom lećom, sustavom za provođenje svjetlosti i elementima osjetljivim na svjetlost. Svaka faseta percipira samo mali dio objekta, ali zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Sastavljene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se na stranama glave. Kod nekih insekata, na primjer, kod lovnog vretenca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko sastoji se od 28 000 faseta. Za usporedbu, leptiri ih imaju 17 000, a kućne muhe 4000. Kukci mogu imati dva ili tri oka na glavi na čelu ili tjemenu, a rjeđe na njegovim stranama. Ličinke kornjaša, leptira i opnokrilaca zamijenjene su složenim očima u odrasloj dobi.
Osnovu osjetilnih organa čine takozvane živčano-osjetljive tvorevine - senzile, koje izgledaju kao dlačice, čekinje i udubljenja.
Kukci imaju sljedeće osjetilne organe:
1) Organi mehaničkog osjeta. To uključuje taktilne senzile razasute po cijelom tijelu. Opažaju titranje zraka, osjećaju položaj tijela u prostoru itd. U organe mehaničkog osjeta ubrajaju se i organi sluh, budući da percipiraju zvuk, koji je, kao što je poznato, vibracija zraka. Organi sluha nalaze se uglavnom kod insekata koji su sposobni proizvoditi zvukove. Nalaze se na stranama trbuha, na krilima, prednjim nogama i na nekim drugim mjestima.
2) Organi kemijski osjećaj predstavljeni su kemoreceptorskim senzilama i služe za opažanje kemije okoline, tj. mirisi i osjeti okusa. Nalaze se na usnim krakovima, antenama, a ponekad (kod pčela) i na nogama. Kemijski osjet - miris igra ključnu ulogu u unutar- i međupopulacijskim odnosima insekata. Organi; vid je predstavljen složenim (fasetiranim) i jednostavnim očima. Samo oko sastoji se od mnogo senzila. Površinski šesterokutni dio naziva se faseta. Fasete tvore rožnicu, koja je prozirna kutikula.
Osjetilni neuroni
Tijela osjetnih ili osjetnih stanica, obično bipolarnog ili multipolarnog oblika, uvijek leže u blizini osjetnog organa ili inerviranog tkiva. Dendriti nekih neurona, najčešće bipolarnih, povezani su s kutikularnim tvorbama, drugih, uvijek multipolarnih, s tkivima tjelesne šupljine ili tvore subepidermalnu mrežu, kao kod ličinki s mekom kožom.
Prema tome, razlikuju se dvije velike kategorije osjetnih stanica. Stanice prvog tipa razlikuju se po tome što su gotovo uvijek povezane s kutikulom ili njezinim invaginacijama: apodemima, trahejama, sluznicom preoralne i usne šupljine itd. To uključuje niz eksteroceptivnih stanica, uključujući vizualne, iako dendriti im nisu jasno izraženi. Stanice drugog tipa nikada nisu povezane s kutikulom i leže samo na unutarnjoj površini tijela, zidovima probavnog trakta, u mišićima i vezivnom tkivu. Elektrofiziološki se pokazuje da pripadaju intero ili proprioceptorima.
Aksoni osjetnih stanica idu izravno do odgovarajućih ganglija središnjeg živčanog sustava, koji se ponekad nalaze izravno u mozgu, na primjer, optički ili mirisni centri. Pitanje komunikacijskih kanala između receptorskih stanica i živčanog centra iznimno je važno za ispravno tumačenje rada analizatora i mehanizma kontrole ponašanja insekata. Sada, očito, svi prepoznaju kao neodrživo prethodno mišljenje da se u nekim receptorskim sustavima, na primjer u antenama Rhodniusove kukce, aksoni nekoliko osjetilnih stanica stapaju u jedno vlakno. Ali zatvaranje skupine receptora na jedan periferni neuron drugog reda, tj. gubitak "adrese" ulaznog signala, karakteristično je za prvi optički ganglion insekata. Značenje ove metode komunikacije s centrom, koja dovodi do djelomičnog gubitka informacija iz skupa senzora, nije uvijek jasno (vidi dolje).
Živčano tkivo, uključujući osjetne stanice, potječe iz ektoderma. Njihova pripadnost ovojnici tijela izražava se i u tome što se veza između osjetnog organa i središnjeg živčanog sustava uspostavlja centripetalno. Tako je W. Wigglesworth na Rhodnius bugu pokazao da se presječeni aferentni živac regenerira u smjeru središnjeg živčanog sustava. Slično, tijekom svakog mitarenja, kada se formiraju dodatni receptori koji služe sve većoj površini tijela, njihove osjetne stanice centripetalno šalju aksone.
Činjenica centripetalnog razvoja aksona otkrivena u histološkim preparatima može postati jedan od temelja za važan zaključak da je put od osjetne stanice do središnjeg živčanog sustava izravan, bez sinaptičkog prebacivanja. U blizini receptorskih stanica i aferentnih živaca postoje i druge, na primjer, neuroglijalne (njegovačke) stanice, ali one nisu povezane s prijenosom receptorskog signala.
Osjetilni organi insekata su diferencirani i dobro razvijeni. Po važnosti prednjače organi opipa i mirisa. Organi dodira izvana su predstavljeni čekinjama. Organi njuha također imaju oblik tipičnog seta, koji se, kada se modificira, može pretvoriti u odvojene izbočine tankih stijenki i nesegmentirane izbočine poput prstiju i ravne površine integumenta s tankim stijenkama. Najvažnije mjesto završetaka njušnih živaca su antene.
Na primjer, uloga antena kao organa mirisa kod muha i lepidoptera, koji mogu razlikovati čak i slabe mirise iz velike udaljenosti. Osjetilo mirisa pčela je bolje proučeno; pokazalo se da je njihova sposobnost opažanja mirisa bliska našoj: mirise koje mi percipiramo percipiraju i pčele, mirise koje mi miješamo miješaju pčele; organi mirisa također su koncentrirani uglavnom na antenama. Okusi slatkog, gorkog, kiselog i slanog kod insekata također variraju; organi okusa nalaze se na ticalima dijelova usta, na šapama; oštrina okusa u različitim organima istog kukca može biti različita; može biti mnogo veći nego kod ljudi. Složene oči kukca percipiraju kretanje predmeta i mogu, u nekim slučajevima, percipirati oblik predmeta; viši himenoptera (pčele) mogu percipirati boje, uključujući one koje ljudi ne percipiraju ("ultraljubičasto"); međutim, vid boja nije tako raznolik kao kod ljudi: na primjer, pčela na lijevoj strani spektra percipira žutu, dok su ostale boje poput nijansi žute; Desni plavo-ljubičasti dio spektra pčele također percipiraju kao jednu boju. Vidna oštrina pčela znatno je niža od vidne oštrine ljudi.
U nekim redovima, kao što je red pravokrilaca (Orthoptera), u koji spadaju skakavci, cvrčci i skakavci, česti su takozvani bubni organi; građa bubnih organa, kao i činjenica da vrste koje ih imaju imaju mužjake s zvučni organi, silom sugeriraju slušne organe u timpanijskim organima. Organi bubnjića u skakavaca i cvrčaka nalaze se na tibiji ispod koljenskog zgloba, au skakavaca i cikada na stranama prvog trbušnog segmenta izvana su predstavljeni udubljenjem, ponekad okruženim naborom integumenta i s tankim rastegnuta membrana na dnu; na unutarnjoj površini membrane ili u njezinoj neposrednoj blizini nalazi se živčani završetak osebujne strukture.
Insekti su općenito obdareni izvrsnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se katkad dodaju jednostavna očela, koriste se za prepoznavanje raznih predmeta. Neki kukci imaju vid u boji i odgovarajuće uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ sličan drugim životinjama. U isto vrijeme, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, orijentiraju se u prostoru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Njihovo istančano osjetilo mirisa i okusa omogućuje im pronalaženje hrane. Različite žlijezde insekata izlučuju tvari kojima privlače braću, spolne partnere, plaše suparnike i neprijatelje, a vrlo osjetljivo osjetilo mirisa može detektirati miris tih tvari i s udaljenosti od nekoliko kilometara.
Mnogi u svojim idejama povezuju osjetilne organe insekata s glavom. No pokazalo se da su strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu smještene kod insekata u različitim dijelovima tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektirati prisutnost svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, dodacima repa, dlakama na tijelu itd.
Osjetilni organi insekata dio su osjetilnih sustava - analizatora, koji mrežom prožimaju gotovo cijeli organizam. Oni primaju mnogo različitih vanjskih i unutarnjih signala od receptora svojih osjetilnih organa, analiziraju ih, oblikuju i prenose "upute" različitim organima da izvrše odgovarajuće radnje. Organi osjetila uglavnom čine receptorski odjel, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A vodljivi dio čine središnji neuroni i putovi iz receptora. Mozak ima posebna područja za obradu informacija dobivenih osjetilima. Oni čine središnji, "moždani" dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i praktičnom sustavu, na primjer vizualnom analizatoru, provodi se precizan izračun i kontrola organa kretanja kukaca.
Prikupljeno je opsežno znanje o nevjerojatnim sposobnostima osjetilnih sustava insekata, no obujam knjige dopušta nam da navedemo samo neke od njih.
Organi vida
Oči i cijeli složeni vizualni sustav nevjerojatan su dar, zahvaljujući kojem životinje mogu dobiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan kukcima u potrazi za hranom kako bi izbjegli predatore, istraživali objekte od interesa ili okoliš, komunicirali s drugim jedinkama tijekom reproduktivnog i društvenog ponašanja itd.
Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složeni, jednostavni ili akcesorni oceli, a također i larvalni. Najsloženije su složene oči koje se sastoje od velikog broja ommatidija koji tvore šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u biti maleni vizualni aparat opremljen minijaturnom lećom, sustavom za provođenje svjetlosti i elementima osjetljivim na svjetlost. Svaka faseta percipira samo mali dio objekta, ali zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Sastavljene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se na stranama glave. Kod nekih insekata, na primjer, kod lovnog vretenca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko sastoji se od 28 000 faseta. Za usporedbu, leptiri ih imaju 17 000, a kućne muhe 4000. Kukci mogu imati dva ili tri oka na glavi na čelu ili tjemenu, a rjeđe na njegovim stranama. Ličinke kornjaša, leptira i opnokrilaca zamijenjene su složenim očima u odrasloj dobi.
Zanimljivo je da insekti ne mogu zatvoriti oči tijekom odmora i stoga spavaju s otvorenim očima.
Upravo oči pridonose brzoj reakciji insekta koji lovi, poput bogomoljke. Usput, ovo je jedini insekt koji se može okrenuti i pogledati iza sebe. Velike oči daju bogomoljki binokularni vid i omogućuju joj da točno izračuna udaljenosti do predmeta njihove pažnje. Ta sposobnost, u kombinaciji s brzim pružanjem prednjih nogu prema plijenu, čini bogomoljke izvrsnim lovcima.
A žutonogi kukci koji trče kroz vodu imaju oči koje im omogućuju da istovremeno vide plijen i na površini vode i ispod nje. Kako bi se to postiglo, vizualni analizatori buba imaju sposobnost ispravljanja indeksa loma vode.
Percepciju i analizu vizualnih podražaja provodi vrlo složen sustav - vizualni analizator. Za mnoge insekte ovo je jedan od glavnih analizatora. Ovdje je primarna osjetljiva stanica fotoreceptor. A s njime su povezani putovi (očni živac) i druge živčane stanice koje se nalaze na različitim razinama živčanog sustava. Kod opažanja svjetlosne informacije slijed događaja je sljedeći. Primljeni signali (svjetlosni kvanti) trenutno se kodiraju u obliku impulsa i prenose vodljivim stazama do središnjeg živčani sustav– u “moždani” centar analizatora. Tamo se ti signali odmah dekodiraju (dešifriraju) u odgovarajuću vizualnu percepciju. Da bi se to prepoznalo, standardi vizualnih slika i druge potrebne informacije izvlače se iz memorije. Zatim se šalje naredba raznim organima za adekvatan odgovor pojedinca na promjenjivu situaciju.
Osjetilni organi kod insekata
Ždanova T. D.
Doživjeti raznoliku i energičnu aktivnost svijeta kukaca može biti nevjerojatno iskustvo. Čini se da ova stvorenja bezbrižno lete i plivaju, trče i pužu, zuje i cvrkuću, grizu i nose. No, sve to ne čine besciljno, već uglavnom s određenom namjerom, prema urođenom programu ugrađenom u njihovo tijelo i stečenom životnom iskustvu. Da bi opažale svijet oko sebe, snalazile se u njemu i izvršavale sve odgovarajuće radnje i životne procese, životinje su obdarene vrlo složenim sustavima, prvenstveno živčanim i osjetilnim.
Što je zajedničko živčanom sustavu kralježnjaka i beskralješnjaka?
Živčani sustav je složen kompleks struktura i organa koji se sastoji od živčanog tkiva, gdje je središnji dio mozak. Glavna strukturna i funkcionalna jedinica živčanog sustava je živčana stanica s procesima (na grčkom, živčana stanica - neuron).
Živčani sustav i mozak insekata osiguravaju: opažanje osjetilima vanjskog i unutarnjeg nadražaja (razdražljivost, osjetljivost); trenutna obrada dolaznih signala sustavom analizatora, priprema i provedba adekvatnog odgovora; pohranjivanje nasljednih i stečenih informacija u kodiranom obliku u pamćenje, kao i njihovo trenutačno dohvaćanje po potrebi; upravljanje svim organima i sustavima tijela za njegovo funkcioniranje kao cjeline, uravnotežujući ga s okolinom; provedba mentalnih procesa i više živčane aktivnosti, svrhovito ponašanje.
Organizacija živčanog sustava i mozga kralješnjaka i beskralješnjaka toliko je različita da se njihova usporedba na prvi pogled čini nemogućom. U isto vrijeme, najrazličitije vrste živčanih sustava, koji pripadaju naizgled potpuno "jednostavnim" i "složenim" organizmima, karakteriziraju iste funkcije.
Vrlo maleni mozak muhe, pčele, leptira ili drugog kukca omogućuje mu da vidi i čuje, dodiruje i kuša, kreće se s velikom preciznošću, štoviše, leti koristeći unutarnju "kartu" na značajnim udaljenostima, međusobno komunicira pa čak i posjeduje svoj „jezik“, naučiti i primijeniti logično razmišljanje u nestandardnim situacijama. Dakle, mravlji mozak je mnogo manji od glave pribadače, ali se ovaj insekt dugo smatrao "mudracem". U usporedbi ne samo s njegovim mikroskopskim mozgom, već i s neshvatljivim mogućnostima jedne živčane stanice, čovjek bi se trebao sramiti svojih najmodernijih računala. Što o tome može reći znanost, primjerice neurobiologija koja proučava procese rađanja, života i smrti mozga? Je li uspjela odgonetnuti misterij života mozga - ovog najsloženijeg i najmisterioznijeg fenomena poznatog ljudima?
Prvi neurobiološki eksperiment pripada starorimskom liječniku Galenu. Nakon što je presjekao živčana vlakna svinje, uz pomoć kojih je mozak kontrolirao mišiće grkljana, lišio je životinju glasa - odmah je utrnula. To je bilo prije tisuću godina. Ali koliko je znanost od tada stigla u svom znanju o tome kako mozak funkcionira? Ispostavilo se da je, unatoč golemom radu znanstvenika, princip rada čak i jedne živčane stanice, takozvane "cigle" od koje je izgrađen mozak, ljudima još uvijek nepoznat. Neuroznanstvenici znaju mnogo o tome kako neuron "jede" i "pije"; kako dobiva energiju potrebnu za život probavljajući u “biološkim kotlovima” potrebne tvari izvučene iz okoliša; kako ovaj neuron zatim šalje široku paletu informacija svojim susjedima u obliku signala, kodiranih ili u određenom nizu električnih impulsa ili u raznim kombinacijama kemikalija. Što onda? Sada je živčana stanica primila specifičan signal, au njezinim dubinama započela je jedinstvena aktivnost u suradnji s drugim stanicama koje tvore mozak životinje. Pristigle informacije se pamte, potrebne informacije se izvlače iz memorije, donose se odluke, daju se naredbe mišićima i raznim organima itd. Kako ide sve? Znanstvenici to još uvijek ne znaju sa sigurnošću. Pa, budući da nije jasno kako funkcioniraju pojedine živčane stanice i njihovi kompleksi, nije jasan ni princip rada cijelog mozga, pa čak ni onog malog poput kukčevog.
Rad osjetilnih organa i živih “uređaja”
Vitalna aktivnost insekata popraćena je obradom zvučnih, mirisnih, vizualnih i drugih senzornih informacija - prostornih, geometrijskih, kvantitativnih. Jedna od mnogih tajanstvenih i zanimljivih značajki insekata je njihova sposobnost točne procjene situacije pomoću vlastitih "instrumenata". Naše znanje o ovim napravama je zanemarivo, iako imaju široku primjenu u prirodi. To su ujedno i odrednice različitih fizičkih polja koja omogućuju predviđanje potresa, vulkanskih erupcija, poplava i vremenskih promjena. To je i osjećaj za vrijeme, koje broji unutarnji biološki sat, i osjećaj za brzinu, i sposobnost orijentacije i snalaženja, i još mnogo toga.
Svojstvo bilo kojeg organizma (mikroorganizama, biljaka, gljiva i životinja) da percipiraju iritacije koje proizlaze iz vanjske sredine i vlastitih organa i tkiva naziva se osjetljivost. Insekti, kao i druge životinje sa specijaliziranim živčanim sustavom, imaju živčane stanice s visokom selektivnom sposobnošću za različite podražaje - receptore. Mogu biti taktilne (odgovaraju na dodir), temperaturne, svjetlosne, kemijske, vibracijske, mišićno-zglobne itd. Zahvaljujući svojim receptorima, insekti hvataju cijeli niz čimbenika okoline - razne vibracije (široki raspon zvukova, energija zračenja u obliku svjetlosti i topline), mehanički pritisak (na primjer, gravitacija) i drugi čimbenici. Receptorske stanice smještene su u tkivima pojedinačno ili skupljene u sustave tvoreći specijalizirane osjetne organe – osjetne organe.
Svi insekti savršeno "razumeju" očitanja svojih osjetilnih organa. Neki od njih, poput organa vida, sluha i mirisa, udaljeni su i sposobni su osjetiti iritaciju na daljinu. Drugi, poput organa okusa i opipa, kontaktni su i reagiraju na utjecaj izravnim kontaktom.
Insekti su općenito obdareni izvrsnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se katkad dodaju jednostavna očela, koriste se za prepoznavanje raznih predmeta. Neki kukci imaju vid u boji i odgovarajuće uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ sličan drugim životinjama. U isto vrijeme, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, orijentiraju se u prostoru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Njihovo istančano osjetilo mirisa i okusa omogućuje im pronalaženje hrane. Različite žlijezde insekata izlučuju tvari kojima privlače braću, spolne partnere, plaše suparnike i neprijatelje, a vrlo osjetljivo osjetilo mirisa može detektirati miris tih tvari i s udaljenosti od nekoliko kilometara.
Mnogi u svojim idejama povezuju osjetilne organe insekata s glavom. No pokazalo se da su strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu smještene kod insekata u različitim dijelovima tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektirati prisutnost svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, dodacima repa, dlakama na tijelu itd.
Osjetilni organi insekata dio su osjetilnih sustava - analizatora, koji mrežom prožimaju gotovo cijeli organizam. Oni primaju mnogo različitih vanjskih i unutarnjih signala od receptora svojih osjetilnih organa, analiziraju ih, oblikuju i prenose "upute" različitim organima da izvrše odgovarajuće radnje. Organi osjetila uglavnom čine receptorski odjel, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A vodljivi dio čine središnji neuroni i putovi iz receptora. Mozak ima posebna područja za obradu informacija dobivenih osjetilima. Oni čine središnji, "moždani" dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i praktičnom sustavu, na primjer vizualnom analizatoru, provodi se precizan izračun i kontrola organa kretanja kukaca.
Prikupljeno je opsežno znanje o nevjerojatnim sposobnostima osjetilnih sustava insekata, no obujam knjige dopušta nam da navedemo samo neke od njih.
Organi vida
Oči i cijeli složeni vizualni sustav nevjerojatan su dar, zahvaljujući kojem životinje mogu dobiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan kukcima u potrazi za hranom kako bi izbjegli predatore, istraživali objekte od interesa ili okoliš, komunicirali s drugim jedinkama tijekom reproduktivnog i društvenog ponašanja itd.
Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složeni, jednostavni ili akcesorni oceli, a također i larvalni. Najsloženije su složene oči koje se sastoje od velikog broja ommatidija koji tvore šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u biti maleni vizualni aparat opremljen minijaturnom lećom, sustavom za provođenje svjetlosti i fotoosjetljivim elementima. Svaka faseta percipira samo mali dio objekta, ali zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Sastavljene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se na stranama glave. Kod nekih insekata, na primjer, kod lovnog vretenca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko sastoji se od 28 000 faseta. Za usporedbu, leptiri ih imaju 17 000, a kućne muhe 4 000. Kukci mogu imati dva ili tri oka na glavi, na čelu ili tjemenu, a rjeđe na njegovim stranama. Ličinke kornjaša, leptira i opnokrilaca zamijenjene su složenim očima u odrasloj dobi.
Zanimljivo je da insekti ne mogu zatvoriti oči tijekom odmora i stoga spavaju s otvorenim očima.
Upravo oči pridonose brzoj reakciji insekta koji lovi, poput bogomoljke. Usput, ovo je jedini insekt koji se može okrenuti i pogledati iza sebe. Velike oči daju bogomoljki binokularni vid i omogućuju joj da točno izračuna udaljenosti do predmeta njihove pažnje. Ta sposobnost, u kombinaciji s brzim pružanjem prednjih nogu prema plijenu, čini bogomoljke izvrsnim lovcima.
A žutonogi kukci koji trče kroz vodu imaju oči koje im omogućuju da istovremeno vide plijen i na površini vode i ispod nje. Kako bi se to postiglo, vizualni analizatori buba imaju sposobnost ispravljanja indeksa loma vode.
Percepciju i analizu vizualnih podražaja provodi vrlo složen sustav - vizualni analizator. Za mnoge insekte ovo je jedan od glavnih analizatora. Ovdje je primarna osjetljiva stanica fotoreceptor. A s njime su povezani putovi (očni živac) i druge živčane stanice koje se nalaze na različitim razinama živčanog sustava. Kod opažanja svjetlosne informacije slijed događaja je sljedeći. Primljeni signali (kvanti svjetlosti) trenutno se kodiraju u obliku impulsa i prenose duž provodnih putova do središnjeg živčanog sustava - do "moždanog" centra analizatora. Tamo se ti signali odmah dekodiraju (dešifriraju) u odgovarajuću vizualnu percepciju. Da bi se to prepoznalo, standardi vizualnih slika i druge potrebne informacije izvlače se iz memorije. Zatim se šalje naredba raznim organima za adekvatan odgovor pojedinca na promjenjivu situaciju.
Gdje su "uši" insekata?
Većina životinja i ljudi čuje kroz uši, pri čemu zvukovi uzrokuju vibriranje bubnjića - snažno ili slabo, sporo ili brzo. Sve promjene u vibracijama daju tijelu informacije o prirodi zvuka koji se čuje. Kako kukci čuju? U mnogim slučajevima imaju i osebujne "uši", ali kod insekata se nalaze na mjestima neobičnim za nas: na brkovima - na primjer, kod muških komaraca, mrava, leptira; na dodacima repa - u američkom žoharu. Potkoljenice prednjih nogu čuju cvrčke i skakavce, a trbuh skakavce. Neki insekti nemaju "uši", odnosno nemaju posebne slušne organe. Ali oni su sposobni zamijetiti različite vibracije u zraku, uključujući zvučne vibracije i ultrazvučne valove koji su nedostupni našem uhu. Osjetljivi organi takvih insekata su tanke dlačice ili sitne osjetljive štapiće. Nalaze se u velikom broju na različite dijelove tijela i povezani su sa živčanim stanicama. Tako su kod dlakavih gusjenica "uši" dlake, a kod golih gusjenica cijela koža tijela je "uši".
Zvučni val nastaje naizmjeničnim razrjeđivanjem i kondenzacijom zraka, šireći se u svim smjerovima od izvora zvuka - bilo kojeg tijela koje titra. Zvučne valove percipira i obrađuje slušni analizator - složeni sustav mehaničkih, receptorskih i neuralnih struktura. Te vibracije slušni receptori pretvaraju u živčane impulse, koji se slušnim živcem prenose do središnjeg dijela analizatora. Rezultat je percepcija zvuka i analiza njegove jačine, visine i karaktera.
Slušni sustav insekata osigurava njihovu selektivnu reakciju na relativno visoke frekvencije vibracija - oni percipiraju i najmanje vibracije površine, zraka ili vode. Na primjer, kukci koji zuje proizvode zvučne valove brzim mahanjem krilima. Mužjaci percipiraju takve vibracije u zraku, na primjer cviljenje komaraca, svojim osjetljivim organima koji se nalaze na antenama. Na taj način detektiraju zračne valove koji prate let drugih komaraca i adekvatno reagiraju na primljenu zvučnu informaciju. Slušni sustavi insekata su "podešeni" da percipiraju relativno slabe zvukove, pa glasni zvukovi utječu na njih. loš utjecaj. Na primjer, bumbari, pčele i neke vrste muha ne mogu se dići u zrak kad se čuju.
Sviraju se različiti, ali strogo definirani signalni zvukovi koje proizvode mužjaci cvrčaka svake vrste važna uloga u njihovom reproduktivnom ponašanju – prilikom udvaranja i privlačenja ženki. Kriket pruža prekrasan alat za komunikaciju s prijateljem. Prilikom stvaranja nježnog trila, on trlja oštru stranu jedne elitre o površinu druge. A za percepciju zvuka, mužjak i ženka imaju posebno osjetljivu tanku kutikularnu membranu, koja igra ulogu bubnjića. Učinjeno je zanimljivo iskustvo, gdje je cvrkutavi mužjak postavljen ispred mikrofona, a ženka u drugoj prostoriji blizu telefona. Kada je mikrofon uključen, ženka je, čuvši cvrkut mužjaka tipičan za ovu vrstu, pojurila prema izvoru zvuka - telefonu.
Organi za hvatanje i emitiranje ultrazvučnih valova
Moljci su opremljeni uređajem za detekciju šišmiša koji za orijentaciju i lov koriste ultrazvučne valove. Grabežljivci percipiraju signale s frekvencijom do 100.000 herca, a moljce i čipke koje love - do 240.000 herca. U prsima, na primjer, moljci imaju posebne organe za akustičnu analizu ultrazvučnih signala. Omogućuju otkrivanje ultrazvučnih impulsa iz lovnih kožara na udaljenosti do 30 m. Kada leptir percipira signal iz lokatora grabežljivca, aktiviraju se zaštitne radnje ponašanja. Čuvši ultrazvučne krikove noćnog miša na relativno velikoj udaljenosti, leptir naglo mijenja smjer leta, koristeći varljivi manevar - "ronenje". U isto vrijeme, ona počinje izvoditi akrobatske manevre - spirale i "petlje" kako bi izbjegla potjeru. A ako je grabežljivac udaljen manje od 6 m, leptir sklopi krila i padne na tlo. I šišmiš ne otkriva nepomični kukac.
Ali, odnos između moljaca i šišmiši, kako je nedavno otkriveno, pokazalo se još složenijim. Dakle, leptiri nekih vrsta, nakon što su otkrili signale šišmiša, sami počinju emitirati ultrazvučne impulse u obliku klikova. Štoviše, ti impulsi imaju takav učinak na grabežljivca da on, kao da je uplašen, odleti. Postoje samo pretpostavke o tome što šišmiše tjera da prestanu loviti leptira i "bježe s bojnog polja". Vjerojatno su ultrazvučni klikovi adaptivni signali insekata, slični onima koje šalje sam šišmiš, samo mnogo jači. Očekujući da čuje slabašan reflektirani zvuk vlastitog signala, progonitelj čuje zaglušujuću riku - kao da nadzvučna letjelica probija zvučni zid.
Postavlja se pitanje zašto šišmiš nije zaglušen vlastitim ultrazvučnim signalima, već leptirima. Ispostavilo se da je šišmiš dobro zaštićen od vlastitog vriska-impulsa koji šalje lokator. Inače, tako snažan impuls, koji je 2000 puta jači od primljenih reflektiranih zvukova, može zaglušiti miša. Da se to ne dogodi, njezino tijelo proizvodi i namjenski koristi poseban stremen. Prije slanja ultrazvučnog pulsa, poseban mišić povlači streme od prozora pužnice unutarnjeg uha - vibracije se mehanički prekidaju. U suštini, stremen također stvara klik, ali ne zvuk, već protuzvučni. Nakon signala vriska, odmah se vraća na svoje mjesto tako da je uho spremno primiti odbijeni signal. Teško je zamisliti koliko brzo može djelovati mišić koji mišu isključi sluh u trenutku slanja krika-impulsa. Dok lovi plijen, to je 200-250 impulsa u sekundi!
A leptirovi klikovi, opasni za šišmiše, čuju se točno u trenutku kada lovac okrene uho kako bi osjetio njegov odjek. To znači da kako bi natjerao omamljenog grabežljivca da odleti u strahu, moljac šalje signale koji savršeno odgovaraju njegovom lokatoru. Da bi se to postiglo, tijelo kukca je programirano da primi frekvenciju pulsa lovca koji se približava i šalje odgovor točno u skladu s njim.
Ovaj odnos moljaca i šišmiša postavlja mnoga pitanja. Kako su kukci razvili sposobnost opažanja ultrazvučnih signala šišmiša i odmah shvatili opasnost koju oni predstavljaju? Kako bi leptiri postupno, kroz proces selekcije i usavršavanja, mogli razviti ultrazvučni uređaj s idealno odabranim zaštitnim svojstvima? Percepciju ultrazvučnih signala šišmiša također nije lako razumjeti. Činjenica je da oni prepoznaju svoj odjek među milijunima glasova i drugih zvukova. I nikakvi vrišteći signali pripadnika plemena, nikakvi ultrazvučni signali emitirani pomoću opreme ne ometaju lov šišmiša. Samo signali leptira, čak i oni umjetno reproducirani, uzrokuju da miš odleti.
Živa bića predstavljaju nove i nove misterije, izazivajući divljenje savršenstvu i svrhovitosti strukture njihovog organizma.
Bogomoljka, baš kao i leptir, uz izvrstan vid ima i posebne slušne organe kako bi izbjegla susrete sa šišmišima. Ovi organi sluha, koji percipiraju ultrazvuk, nalaze se na prsima između nogu. A neke vrste bogomoljki, osim ultrazvučnog slušnog organa, karakteriziraju prisutnost drugog uha, koje percipira mnogo niže frekvencije. Njegova funkcija još nije poznata.
Kemijski osjećaj
Životinje su obdarene općom kemijskom osjetljivošću, koju osiguravaju različiti osjetilni organi. U kemijskom smislu insekata najznačajniju ulogu ima njuh. A termiti i mravi, prema znanstvenicima, dobivaju trodimenzionalni njuh. Teško nam je zamisliti što je to. Mirisni organi kukaca reagiraju na prisutnost čak i vrlo malih koncentracija tvari, ponekad vrlo udaljenih od izvora. Zahvaljujući osjetilu mirisa, kukac pronalazi plijen i hranu, snalazi se u prostoru, uči o pristupu neprijatelja i provodi biokomunikaciju, gdje je poseban "jezik" razmjena kemijskih informacija pomoću feromona.
Feromoni su složeni spojevi koje neki pojedinci izlučuju u komunikacijske svrhe kako bi prenijeli informacije drugim pojedincima. Takve su informacije kodirane u određenim kemikalijama, ovisno o vrsti živog bića, pa čak i o njegovoj pripadnosti određenoj obitelji. Percepcija kroz olfaktorni sustav i dekodiranje “poruke” izaziva određeni oblik ponašanja ili fiziološki proces kod primatelja. Do danas je poznata značajna skupina feromona kukaca. Neki od njih su dizajnirani da privuku osobe suprotnog spola, drugi, tragovi, ukazuju na put do kuće ili izvor hrane, treći služe kao signal za uzbunu, četvrti reguliraju određene fiziološke procese itd.
Mora biti doista jedinstven kemijska proizvodnja„u tijelo kukaca kako bi u potrebnoj količini iu određenom trenutku oslobodili cijeli niz potrebnih feromona. Danas je poznato više od stotinu ovih vrlo složenih tvari. kemijski sastav, ali ne više od desetak njih umjetno je reproducirano. Uostalom, za njihovo dobivanje potrebne su napredne tehnologije i oprema, pa se zasad samo može čuditi rasporedu tijela ovih minijaturnih beskralježnjaka.
Kornjaši su opremljeni uglavnom antenama mirisnog tipa. Omogućuju vam da uhvatite ne samo miris same tvari i smjer njegovog širenja, već čak i "osjetite" oblik mirisnog predmeta. Primjer izvrsnog osjetila mirisa su kornjaši koji čiste zemlju od strvine. U stanju su ga namirisati stotinama metara i okupiti se u veliku skupinu. A bubamara, koristeći svoj njuh, pronalazi kolonije lisnih uši kako bi tamo ostavila legla. Uostalom, lisne uši se hrane ne samo sobom, već i svojim ličinkama.
Ne samo odrasli insekti, već i njihove ličinke često su obdarene izvrsnim osjetilom mirisa. Dakle, ličinke kukolja mogu se kretati do korijena biljaka (bor, pšenica), vođene blago povećanom koncentracijom ugljičnog dioksida. U pokusima, ličinke se odmah kreću na područje tla gdje je uvedena mala količina tvari koja proizvodi ugljični dioksid.
Čini se neshvatljivom osjetljivost organa mirisa, na primjer, leptira Saturnije, čiji je mužjak u stanju otkriti miris ženke svoje vrste na udaljenosti od 12 km. Kada se ta udaljenost usporedi s količinom feromona koje izlučuje ženka, došlo se do rezultata koji je iznenadio znanstvenike. Zahvaljujući svojim antenama, mužjak nepogrešivo pronalazi, među mnogim mirisnim tvarima, jednu jedinu molekulu nasljedno poznate tvari u 1 m3 zraka!
Neki Hymenoptera imaju tako izoštren njuh da nije niži od dobro poznatog psećeg osjetila. Tako jahačice, trčeći uz deblo ili panj, snažno pokreću svoje antene. Njima "nanjuše" ličinke rogoznjaka ili kukaca koji se nalaze u drvu na udaljenosti od 2-2,5 cm od površine.
Zahvaljujući jedinstvenoj osjetljivosti antena, sićušni jahač Helis samim dodirom čahura paukova utvrđuje što se u njima nalazi - jesu li nerazvijeni testisi, neaktivni pauci koji su već izašli iz njih ili testisi drugih jahača vlastite vrste. Kako Helis radi tako preciznu analizu još nije poznato. Najvjerojatnije, on osjeća najsuptilnije specifičan miris, ali možda prilikom lupkanja antenama jahač uhvati nekakav reflektirani zvuk.
Opažanje i analizu kemijskih podražaja koji djeluju na njušne organe insekata provodi višenamjenski sustav - olfaktorni analizator. On se, kao i svi drugi analizatori, sastoji od perceptivnog, vodljivog i središnjeg odjela. Olfaktorni receptori (kemoreceptori) percipiraju molekule mirisa, a impulsi koji signaliziraju specifičan miris šalju se duž živčanih vlakana u mozak na analizu. Tu dolazi do trenutne reakcije tijela.
Kada govorimo o njuhu insekata, ne možemo a da ne govorimo o mirisu. Znanost još nema jasnu sliku o tome što je miris, a postoje mnoge teorije o ovom prirodnom fenomenu. Prema jednom od njih, analizirane molekule tvari predstavljaju “ključ”. A "brava" su olfaktorni receptori uključeni u analizatore mirisa. Ako konfiguracija molekule odgovara "bravi" određenog receptora, analizator će primiti signal od njega, dešifrirati ga i prenijeti informacije o mirisu u mozak životinje. Prema drugoj teoriji, miris je određen kemijska svojstva molekule i raspodjela električnih naboja. Najnovija teorija, koja je stekla mnoge pristaše, glavni uzrok mirisa vidi u vibracijskim svojstvima molekula i njihovih komponenti. Svaka aroma povezana je s određenim frekvencijama (valnim brojevima) infracrvenog područja. Na primjer, tioalkohol juha od luka i dekaboran su kemijski potpuno različiti. Ali imaju istu frekvenciju i isti miris. Istodobno, postoje kemijski slične tvari koje karakteriziraju različite frekvencije i drugačije mirišu. Ako je ova teorija točna, onda se i mirisne tvari i tisuće tipova stanica koje osjećaju mirise mogu procijeniti pomoću infracrvenih frekvencija.
"Radarska instalacija" insekata
Insekti su obdareni izvrsnim organima mirisa i dodira - antenama (antene ili antene). Vrlo su pokretljivi i lako ih je kontrolirati: kukac ih može razdvojiti, približiti, rotirati svaki pojedinačno oko vlastite osi ili zajedno oko zajedničke osi. U ovom slučaju, oboje izvana nalikuju i zapravo su "radarska instalacija". Živčano osjetljivi element antena je senzila. Od njih se prenosi impuls brzinom od 5 m u sekundi do "moždanog" središta analizatora za prepoznavanje objekta stimulacije. A tada signal odgovora na primljenu informaciju trenutno stiže do mišića ili drugog organa.
Kod većine insekata na drugom segmentu antene nalazi se Johnstonov organ - univerzalna naprava, čija namjena još nije u potpunosti razjašnjena. Vjeruje se da opaža pokrete i vibracije zraka i vode, kontakte s čvrstim predmetima. Skakavci i skakavci obdareni su iznenađujuće visokom osjetljivošću na mehaničke vibracije, koje su u stanju registrirati bilo kakvo podrhtavanje amplitude jednake polovici promjera atoma vodika!
Kornjaši također imaju Johnstonov organ na drugom segmentu antene. A ako je buba koja trči po površini vode oštećena ili uklonjena, počet će naletjeti na sve prepreke. Uz pomoć ovog organa, buba je u stanju uhvatiti reflektirane valove koji dolaze od obale ili prepreke. Osjeća vodene valove visine 0.000.000.004 mm, odnosno Johnstonov organ ima ulogu ehosonda ili radara.
Mravi se odlikuju ne samo dobro organiziranim mozgom, nego i jednako savršenom tjelesnom organizacijom. Antene su od iznimne važnosti za ove kukce; neke služe kao izvrsni organi mirisa, dodira i spoznaje. okoliš, međusobna objašnjenja. Mravi lišeni antena gube sposobnost pronalaska ceste, hrane u blizini i razlikovanja neprijatelja od prijatelja. Uz pomoć antena, insekti mogu "razgovarati" jedni s drugima. Mravi prenose važna informacija, dodirujući jedni druge antene svojim antenama. U jednoj od epizoda ponašanja dva su mrava pronašla plijen u obliku ličinki različitih veličina. Nakon “pregovaranja” s braćom pomoću antena, zajedno s mobiliziranim pomoćnicima uputili su se na mjesto pronalaska. U isto vrijeme, uspješniji mrav, koji je uz pomoć svojih antena uspio prenijeti informaciju o većem plijenu koji je pronašao, iza sebe je mobilizirao puno veću skupinu mrava radnika.
Zanimljivo je da su mravi jedna od najčišćih stvorenja. Nakon svakog obroka i sna temeljito im se očisti cijelo tijelo, a posebno antene.
Osjeti okusa
Osoba jasno identificira miris i okus tvari, ali kod insekata okus i mirisni osjećaji često nisu odvojeni. Djeluju kao jedan kemijski osjećaj (percepcija).
Insekti koji imaju osjet okusa preferiraju određene tvari ovisno o prehrambenim karakteristikama pojedine vrste. Pritom su u stanju razlikovati slatko, slano, gorko i kiselo. Da bi došli u kontakt s konzumiranom hranom, organi okusa mogu se nalaziti na različitim dijelovima tijela insekata - na antenama, proboscisu i nogama. Uz njihovu pomoć kukci dobivaju osnovne kemijske podatke o okolišu. Na primjer, muha, samo dodirujući šapama predmet koji ga zanima, gotovo odmah prepoznaje što joj je pod nogama - piće, hrana ili nešto nejestivo. Odnosno, ona je u stanju izvršiti trenutačnu kontaktnu analizu kemijske tvari svojim nogama.
Okus je osjet koji nastaje kada otopina kemikalija djeluje na receptore (kemoreceptore) organa za okus kukca. Stanice receptora okusa periferni su dio složenog sustava analizatora okusa. Oni percipiraju kemijske podražaje i tu se događa primarno kodiranje okusnih signala. Analizatori odmah šalju salve kemoelektričnih impulsa duž tankih živčanih vlakana do svog "moždanog" centra. Svaki takav impuls traje manje od tisućinke sekunde. I onda središnje strukture Analizator trenutno određuje osjećaje okusa.
Nastavljaju se pokušaji razumijevanja ne samo pitanja što je miris, već i stvaranja jedinstvene teorije "slatkoće". Do sada to nije bilo moguće - možda vi, biolozi 21. stoljeća, uspijete. Problem je u tome što potpuno različite kemijske tvari - i organske i anorganske - mogu stvoriti relativno identične okusne osjećaje slatkoće.
Organi dodira
Proučavanje osjeta dodira kod insekata možda je najteže. Kako ta hitinska stvorenja odjevena u školjke vide svijet? Tako, zahvaljujući kožnim receptorima, možemo percipirati različite taktilne senzacije - neki receptori registriraju pritisak, drugi temperaturu itd. Dodirom predmeta možemo zaključiti da li je hladan ili topao, tvrd ili mekan, gladak ili hrapav. Insekti također imaju analizatore koji određuju temperaturu, tlak itd., ali mnogo toga o mehanizmima njihova djelovanja ostaje nepoznato.
Dodir je jedno od najvažnijih osjetila za sigurnost leta mnogih letećih insekata koji osjete strujanje zraka. Na primjer, kod diptera cijelo tijelo prekriveno je senzilama koje obavljaju taktilne funkcije. Osobito ih je mnogo na ularima za osjet tlaka zraka i stabilizaciju leta.
Zahvaljujući osjetilu dodira, muhu nije tako lako zbaciti. Njegov vid mu omogućuje da primijeti prijeteći objekt samo na udaljenosti od 40 - 70 cm, ali muha je u stanju reagirati na opasno kretanje ruke, što je uzrokovalo čak i malo kretanje zraka, i odmah poletjeti. Ova obična kućna muha još jednom potvrđuje da u živom svijetu nije ništa jednostavno - sva bića, mlada i stara, obdarena su lijepim osjetilni sustavi za aktivan život i samozaštitu.
Receptori insekata koji bilježe pritisak mogu biti u obliku prištića i čekinja. Koriste ih kukci u razne svrhe, uključujući i orijentaciju u prostoru - u smjeru gravitacije. Na primjer, prije lutke, ličinka muhe uvijek se jasno kreće prema gore, odnosno protiv gravitacije. Uostalom, ona treba ispuzati iz tekuće hrane, a tu nema nikakvih smjernica osim Zemljine teže. Čak i nakon izlaska iz kukuljice, muha još neko vrijeme nastoji puzati prema gore dok se ne osuši kako bi poletjela.
Mnogi kukci imaju dobro razvijen osjećaj gravitacije. Na primjer, mravi mogu procijeniti nagib površine na 20. A kukac rov, koji kopa okomite jazbine, može odrediti odstupanje od vertikale na 10.
Prognozeri vremena uživo
Mnogi kukci obdareni su izvrsnom sposobnošću predviđanja vremenskih promjena i izrade dugoročnih prognoza. No, to je tipično za sva živa bića - bilo da se radi o biljci, mikroorganizmu, beskralješnjaku ili kralježnjaku. Takve sposobnosti osiguravaju normalno funkcioniranje u predviđenom staništu. Također se rijetko viđaju prirodni fenomen- suše, poplave, hladnoće. I onda, da bi preživjela, živa bića trebaju unaprijed mobilizirati dodatna zaštitna sredstva. U oba slučaja koriste se svojim internim “vremenskim stanicama”.
Stalnim i pomnim promatranjem ponašanja raznih živih bića, možete učiti ne samo o vremenskim promjenama, već čak io nadolazećim prirodnim katastrofama. Uostalom, preko 600 vrsta životinja i 400 vrsta biljaka, dosad poznatih znanstvenicima, mogu poslužiti kao barometri, pokazatelji vlage i temperature, predskazači grmljavine, oluje, tornada, poplava i lijepog vremena bez oblaka. Štoviše, postoje živi "prognostičari" gdje god se nalazili - u blizini ribnjaka, na livadi, u šumi. Na primjer, prije kiše, dok je nebo još vedro, zeleni skakavci prestaju cvrkutati, mravi počinju čvrsto zatvarati ulaze u mravinjak, a pčele prestaju letjeti za nektarom, sjede u košnici i pjevuše. U nastojanju da se sakriju od približavanja lošeg vremena, muhe i ose lete u prozore kuća.
Promatranja otrovnih mrava koji žive u podnožju Tibeta otkrila su njihovu izvrsnu sposobnost davanja dugoročnih prognoza. Prije početka obilnih padalina, mravi se sele na drugo mjesto sa suhim, tvrdim tlom, a prije početka suše, mravi ispunjavaju tamna, vlažna udubljenja. Krilati mravi mogu osjetiti približavanje oluje unutar 2-3 dana. Velike jedinke počinju juriti po tlu, a male se roje na niskim visinama. I što su ti procesi aktivniji, očekuje se jače loše vrijeme. Otkriveno je da su mravi tijekom godine dana točno prepoznali 22 vremenske promjene, a pogriješili su samo u dva slučaja. To je iznosilo 9%, što izgleda sasvim dobro u usporedbi s prosječnom pogreškom meteorološke stanice od 20%.
Odgovarajuće djelovanje insekata često ovisi o dugoročnim prognozama, a to može biti od velike koristi ljudima. Za iskusnog pčelara pčele daju prilično pouzdanu prognozu. Za zimu ulaz u košnicu zatvaraju voskom. Nadolazeću zimu možete procijeniti po otvoru za ventilaciju košnice. Ako pčele ostave veliku rupu, zima će biti topla, ali ako je mala, očekujte jake mrazeve. Također je poznato da ako pčele rano počnu izlijetati iz košnica, možemo očekivati rano toplo proljeće. Isti mravi, ako se ne očekuje oštra zima, ostaju živjeti blizu površine tla, a pred hladnu zimu smjeste se dublje u zemlju i grade viši mravinjak.
Osim makroklime, za kukce je važna i mikroklima njihovog staništa. Na primjer, pčele ne dopuštaju pregrijavanje u košnicama i, primivši signal od svojih živih "instrumenata" o prekoračenju temperature, počinju provjetravati sobu. Neke od pčela radilica raspoređene su na organiziran način na različitim visinama po košnici i pokreću zrak brzim mahanjem krila. Stvara se jako strujanje zraka i košnica se hladi. Provjetravanje je dug proces, a kada se jedna serija pčela umori, na red dolazi druga, i to po strogom redu.
Ponašanje ne samo odraslih insekata, već i njihovih ličinki ovisi o očitanjima živih "instrumenata". Na primjer, ličinke cikade koje se razvijaju u tlu izlaze na površinu samo za lijepog vremena. Ali kako znaš kakvo je vrijeme gore? Da bi to utvrdili, stvaraju posebne zemljane stošce s velikim rupama iznad svojih podzemnih skloništa - svojevrsnih meteoroloških struktura. U njima cvrčci procjenjuju temperaturu i vlažnost kroz tanki sloj tla. I ako vrijeme nepovoljno, ličinke se vraćaju u jazbinu.
Fenomen padalina i predviđanje poplava
Promatranje ponašanja termita i mrava u kritičnim situacijama može pomoći ljudima u predviđanju jakih oborina i poplava. Jedan od prirodoslovaca opisao je slučaj kada je, prije potopa, indijansko pleme koje je živjelo u džunglama Brazila žurno napustilo svoje naselje. I mravi su "rekli" Indijancima o približavanju katastrofe. Prije poplave, ovi društveni kukci postaju vrlo uznemireni i hitno napuštaju svoje nastanjivo mjesto zajedno sa svojim lutkama i zalihama hrane. Odlaze na mjesta gdje voda neće doprijeti. Lokalno stanovništvo jedva da je razumjelo podrijetlo tako nevjerojatne osjetljivosti mrava, ali, podvrgavajući se njihovom znanju, ljudi su pobjegli od nevolja prateći male prognozere vremena.
Izvrsni su u predviđanju poplava i termita. Prije nego što počne, cijela kolonija napušta svoje domove i žuri do najbližeg drveća. Predviđajući veličinu katastrofe, dižu se točno na visinu koja će biti veća od očekivane poplave. Tamo čekaju dok se mutni potoci vode, koji jure takvom brzinom da drveće ponekad pada pod njihovim pritiskom, počnu jenjavati.
Ogroman broj meteoroloških stanica prati vrijeme. Nalaze se na kopnu, uključujući planine, na posebno opremljenim znanstvenim plovilima, satelitima i svemirske postaje. Meteorolozi su opremljeni suvremenim instrumentima, aparatima i računalnom tehnologijom. Oni zapravo i ne rade vremensku prognozu, nego računicu, proračun promjena vremena. I kukci u navedenim primjerima stvarnosti predviđaju vrijeme pomoću svojih urođenih sposobnosti i posebnih životnih “naprava” ugrađenih u njihova tijela. Štoviše, mravi prognozeri vremena određuju ne samo vrijeme približavanja poplave, već i procjenjuju njezin opseg. Uostalom, za novo utočište zauzeli su samo sigurna mjesta. Znanstvenici još nisu uspjeli objasniti ovaj fenomen. Termiti su predstavljali još veću misteriju. Činjenica je da se nikada nisu nalazili na onim stablima koja su tijekom poplava odnijeli olujni potoci. Prema zapažanjima etologa, slično su se ponašali i čvorci, koji u proljeće nisu zauzeli kućice za ptice opasne za naseljavanje. Naknadno su ih zapravo otpuhali orkanski vjetrovi. Ali ovdje govorimo o relativno velikoj životinji. Ptica, možda, ljuljanjem kućice za ptice ili drugim znakovima, procjenjuje nepouzdanost njenog pričvršćivanja. Ali kako i uz pomoć kojih uređaja vrlo male, ali vrlo "mudre" životinje mogu napraviti takva predviđanja? Čovjek ne samo da još nije u stanju stvoriti tako nešto, nego ne može ni odgovoriti. Ovi zadaci su za buduće biologe!
Sustavi koji reguliraju temperaturu kod kukaca bolje su proučeni nego kod drugih beskralješnjaka, s jedne strane, očito kao rezultat činjenice da kukci imaju različite termoregulacijske sposobnosti. S druge strane, to je određeno nedvojbenom jednostavnošću držanja insekata, što pojednostavljuje eksperimentalne uvjete pri provođenju eksperimenata. Većina insekata je endotermna. Međutim, neke vrste insekata, poput jastrebovih moljaca, pčela i bumbara, mogu pokazivati ponašanje koje podsjeća na endotermna stvorenja tijekom razdoblja pripreme za let.
Sve vrste insekata imaju razvijene složene termoreceptore koji se nalaze na tijelu, antenama i udovima. Osim toga, stanice osjetljive na temperaturu pronađene su u torakalnim ganglijima. Tako, na primjer, u uvjetima hlađenja drugog i trećeg torakalnog segmenta moljca (Hyalophora) dolazi do prestanka ritmičkih pokreta mišića koji osiguravaju let kukca. Umjesto koordiniranih pokreta, uočava se kaotično trzanje, popraćeno škripanjem (poput zvižduka) i po prirodi podsjeća na drhtanje mišića kod stvorenja s posteljicom i ptica. Ako se torakalni gangliji ponovno zagriju na optimalna temperatura, zatim, unatoč niske temperature okoliš, moljac zaustavlja drhtanje mišića i pokušaje poletanja.
Termoreceptori endotermnih insekata, koji uključuju muhe i cikade, uključeni su u koordinaciju termoregulacijskog ponašanja. Tek tada se pojavljuju insekti motorna aktivnost njegova i tjelesna temperatura raste do I7-20T. Noću padaju u stupor, iz kojeg izlaze kada temperatura zraka počne rasti nakon izlaska sunca. Različite vrste skakavci postavljaju svoje tijelo poprečno u smjeru sunčevih zraka, što im omogućuje da u većoj mjeri apsorbiraju sunčevu energiju i u kratkom vremenu podignu tjelesnu temperaturu iznad temperature okoline. Tijekom dana mijenjaju položaj tijela i tako reguliraju upijanje i prijenos topline. Promjena tjelesne temperature tijekom dana omogućuje skakavcima da razviju maksimalnu motoričku aktivnost.
Endotermni kukci povećavaju proizvodnju topline prije leta zbog ritmičkih kontrakcija letnih mišića, pa se stoga povećava temperatura u cijeloj regiji stijenke prsnog koša, a posebno letnih mišića." - Obično obje skupine letnih mišića (fleksori i ekstenzori) skupljaju se istodobno.pomaka gotovo da nema ili su ti pomaci minimalni.U takvim slučajevima temperatura prsa doseže 40-41°C, što nastaje zbog proizvodnje topline tijekom mišićnih kontrakcija. Tijekom leta, tjelesna temperatura insekata može biti unutar široko područje temperature okoline - kod bumbara se održava na razini od 10 do 25 ° C. To je moguće zbog činjenice da kukci mogu promijeniti i proizvodnju i prijenos topline. Lepidoptera i leptiri, na primjer, odgovarajućom promjenom položaja svojih krila prelaze s aktivnog leta na klizanje i, u isto vrijeme, proizvode manje topline.
Prsni koš endotermnih insekata dobro je izoliran zbog guste, brojne dlake. Čim im temperatura prsa prijeđe 40°C, krvne žile Krvožilni sustav leđa se počinju ritmički stezati i pomiču hladnu krv iz trbušne u prsnu šupljinu; Zbog toga se temperatura u prsima smanjuje. Prije nego što se krv vrati u krvne žile leđa, na svom putu prolazi kroz otvorene dijelove tijela, gdje se hladi okolnom temperaturom, što također dovodi do smanjenja temperature prsnog koša. Neke vrste insekata povećavaju prijenos topline zbog povećanog isparavanja vode iz unutarnjih ili vanjske površine tijela. Ova vrsta prijenosa topline može dovesti do poremećaja sadržaja vode u tijelu. Samo kukci koji sišu krv, poput muhe cece, mogu kratko i učinkovito ispariti vodu. Kroz prošireni otvor dušnika povećavaju oslobađanje vode u obliku pare i zbog isparavanja snižavaju tjelesnu temperaturu za 1,6 °K ispod temperature okoline.
Kako se temperatura okoline povećava, insekti su prisiljeni više puta prekidati svoj let, jer, unatoč prisutnosti brojnih zaštitnih mehanizama, ne mogu izbjeći pregrijavanje tijela. Tijekom odmora njihova se tjelesna temperatura smanjuje zbog neznatnog stvaranja topline i zbog velikog gradijenta temperature između tijela i okoline, što im omogućuje da uskoro nastave s letom.
Pri niskim temperaturama okoline povećan prijenos topline u zrak (konvekcija) tijekom leta toliko se povećava da se tjelesna temperatura, unatoč maksimalnoj proizvodnji topline, smanjuje. U tom slučaju kukci također prekidaju let. Učestalim pjevušenjem podižu tjelesnu temperaturu do razine na kojoj let ponovno postaje moguć.
Uspjeh leta pčela i bumbara u potrazi za hranom ovisi o temperaturi okoline. Bumbari svoju potragu započinju već pri temperaturama zraka od 5 do 10°C. Tijekom stajanja na cvijetu se mogu toliko ohladiti da bez dodatnog mahanja krilima ne mogu ponovno krenuti. Na višem sobna temperatura(do 20°C) napuštaju cvijet prije nego im tjelesna temperatura padne ispod kritične razine. Mala udaljenost na području između cvijeća doprinosi uspješnom letu. Kako se udaljenost leta između dva cvijeta povećava, tjelesna temperatura bumbara može porasti toliko da čak ni pri niskoj temperaturi okoline kada se zaustavi na cvijetu ne dosegne uvijek optimalnu razinu.
Ovo je zanimljivo:
Park Zarechny
Ovo prirodno područje crnogorične šume u poplavnom području desne obale rijeke. Vyatka, nasuprot grada, bila je uz njega kroz cijelu povijest Khlynov - Vyatka - Kirov. U stara vremena zvao se "Krasni Bor iza Vjatke". Pod zaštitu je uzet još u 17. stoljeću...
Dijalektika
[Od grčkog dialektiké (téchne) - umijeće vođenja razgovora, prepirke, od dialégomai - vodim razgovor, prepirku], nauk o najopćenitijim zakonima nastanka, razvoja, čiji se unutarnji izvor vidi u jedinstvu i ...
Aktivnost katalaze u tkivu placente je normalna i tijekom kronične intrauterine hipoksije fetusa
Rezultati istraživanja pokazali su značajno smanjenje aktivnosti katalaze u tkivu placente tijekom kronične intrauterine fetalne hipoksije za 1,46 puta u odnosu na normalu (slika 4). Riža. 4. Aktivnost katalaze u placenti je normalna i...