Sistem nervos... În structura sistemului nervos central la insecte se găsesc aceleași modificări ca și la crustacee. Alături de cazurile de dezmembrare puternică a acestuia (supraofaringian, subfaringian, trei toracici și opt noduri abdominali) și o structură clar pereche, care apare la insectele primitive, există cazuri de concentrare extremă a sistemului nervos; întregul lanț abdominal poate fi redus la o masă ganglionară continuă, ceea ce se întâmplă mai ales la larve și la adulții asemănătoare larvelor în absența membrelor și dezmembrarea slabă a corpului.
În joncțiunea supraofaringiană, atrage atenția dezvoltarea structurii interne a părții protocerebrale a creierului, în special a corpurilor de ciuperci. Se observă că structura corpurilor de ciuperci, care ocupă un loc în partea superioară a creierului, formând aici una sau două perechi de tuberculi pe părțile laterale ale liniei mediane, este în strânsă legătură cu dezvoltarea instinctului de insectă.
:
1 - lobi optici, 2 - lobul frontal cu un corp de ciupercă, 3 - lobul protocerebral, 4 - lobul deutocerebral cu nervul antenal, 5 - nervul ochiului simplu pereche, 6 - nodul frontal cu un nerv simpatic nepereche care se extinde din spate (nervus recurrens), 7 - conjunctiv periofaringian
Organe de simț... Organele de simț ale insectelor sunt diferențiate și bine dezvoltate. Organele atingerii și mirosului predomină în importanța lor. Organele tactile sunt reprezentate în exterior printr-un peru. Organele olfactive au, de asemenea, forma unui peru tipic, care, schimbându-se, se poate transforma în proiecții detașate cu pereți subțiri și proiecții neseparate asemănătoare degetelor și zone plate cu pereți subțiri ale tegumentului. Antenele sunt cea mai importantă locație a terminațiilor nervilor olfactiv.
De exemplu, rolul antenelor ca organe de miros la muște și lepidoptere, care disting chiar și mirosurile slabe la distanță mare, este similar. Simțul mirosului al albinelor este mai bine studiat; s-a dovedit că capacitatea lor de a percepe mirosurile este apropiată de a noastră: mirosurile pe care le percepem sunt percepute de albine, acele mirosuri pe care le amestecăm sunt amestecate tot de albine; organele mirosului sunt de asemenea concentrate mai ales pe antene. Arome
insectele dulci, amare, acre și sărate diferă și ele; organele gustului sunt situate pe tentaculele părților gurii, pe labe; acuitatea senzației gustative în diferite organe ale aceleiași insecte poate fi diferită; este mult mai mare decât cea a unei persoane. Ochii complexi ai unei insecte percep mișcarea obiectelor; în unele cazuri, pot percepe și forma obiectelor; himenopterele superioare (albinele) pot percepe și culorile, inclusiv cele care nu sunt percepute de oameni („ultraviolete”); totuși, vederea culorilor nu este la fel de diversă ca la oameni: de exemplu, o albină din partea stângă a spectrului simte galbenul, în timp ce alte culori sunt ca nuanțe de galben; partea dreaptă albastră-violet a spectrului este, de asemenea, percepută de albine ca o singură culoare. Acuitatea vizuală a albinelor este mult mai mică decât acuitatea vizuală a oamenilor. 
... Pe dreapta - structura externă; stânga - secțiune frontală, structură internă: 1 - corp ciupercă (tulpină), 2 - corp central, 3 - lobul optic, 4 - lobul olfactiv deutocerebral cu doi nervi antenari, 5 - nodul subfaringian cu nervi a trei maxilare
În unele ordine, precum în ordinul Orthoptera (Orthoptera), care includ lăcuste, greieri și lăcuste, așa-numitele organe timpanice sunt comune, structura organelor timpanice, precum și faptul că speciile care le posedă au masculi. cu organele sonore, forța asumă organele auditive în organele timpanice. Organele timpanice la lăcuste și greieri sunt situate pe tibie sub articulația genunchiului, iar la lăcuste și cicade pe părțile laterale ale primului segment abdominal, sunt reprezentate extern printr-o depresiune, uneori înconjurate de un pliu al tegumentului și cu un membrană subțire întinsă în partea de jos; pe suprafața interioară a membranei sau în imediata apropiere a acesteia există o terminație nervoasă a unei structuri speciale.
Mai multe articole interesante
Zhdanova T. D.
Activitățile variate și energice ale lumii insectelor pot fi experiențe uimitoare. S-ar părea că aceste creaturi nepăsătoare zboară și înoată, aleargă și se târăsc, bâzâie și ciripesc, roade și transportă. Totuși, toate acestea nu se fac fără scop, ci în principal cu o intenție definită, conform programului înnăscut încorporat în corpurile lor și experienței de viață dobândite. Pentru percepția lumii înconjurătoare, orientarea în ea, implementarea tuturor acțiunilor utile și proceselor de viață, animalele sunt înzestrate cu sisteme foarte complexe, în primul rând nervoase și senzoriale.
Ce au în comun sistemele nervoase ale vertebratelor și nevertebratelor?
Sistemul nervos este un complex foarte complex de structuri și organe, format din țesut nervos, unde creierul este secțiunea centrală. Principala unitate structurală și funcțională a sistemului nervos este o celulă nervoasă cu procese (în greacă, o celulă nervoasă este un neuron).
Sistemul nervos și creierul insectelor asigură: percepție cu ajutorul simțurilor de iritație externă și internă (iritabilitate, sensibilitate); procesarea instantanee de către sistemul de analizoare a semnalelor de intrare, pregătirea și implementarea unui răspuns adecvat; stocarea informațiilor ereditare și dobândite în formă codificată în memorie, precum și recuperarea instantanee a acestora după cum este necesar; controlul tuturor organelor și sistemelor corpului pentru funcționarea sa în ansamblu, echilibrându-l cu mediul; implementarea proceselor mentale și a activității nervoase superioare, comportament adecvat.
Organizarea sistemului nervos și a creierului vertebratelor și nevertebratelor este atât de diferită, încât la prima vedere pare imposibil să le comparăm. Și în același timp, pentru cele mai diverse tipuri de sistem nervos, aparținând, s-ar părea, unor organisme destul de „simple” și „complexe”, aceleași funcții sunt caracteristice.
Creierul foarte mic al unei muște, albine, fluture sau alte insecte îi permite să vadă și să audă, să atingă și să guste, să se miște cu mare precizie, în plus, să zboare folosind o „hartă” internă pe distanțe considerabile, să comunice între ele și chiar să dețină „Limba”, învață și aplică în situații non-standard gandire logica... Deci, creierul unei furnici este mult mai mic decât un cap de ac, dar această insectă a fost mult timp considerată un „înțelept”. În comparație nu numai cu creierul său microscopic, ci și cu capacitățile de neînțeles ale unei celule nervoase, o persoană ar trebui să-i fie rușine de cele mai moderne computere. Și ce poate spune știința despre aceasta, de exemplu, neurobiologia, care studiază procesele de naștere, viață și moarte ale creierului? A fost capabilă să dezvăluie misterul activității vitale a creierului - acesta este cel mai complex și mai misterios dintre fenomenele cunoscute de oameni?
Prima experiență neurobiologică aparține vechiului medic roman Galen. Tăind fibrele nervoase ale porcului, cu ajutorul cărora creierul controla mușchii laringelui, el a lipsit animalul de vocea sa - a devenit imediat amorțit. Asta a fost acum un mileniu. Dar cât de departe a mers știința de atunci în cunoașterea principiului creierului? Se pare că, în ciuda muncii enorme a oamenilor de știință, principiul funcționării chiar și a unei singure celule nervoase, așa-numita „cărămidă” din care este construit creierul, nu este cunoscut omului. Oamenii în neuroștiință înțeleg multe din modul în care un neuron „mănâncă” și „bea”; cum primeste energia necesara vietii sale, digerand in „cazane biologice” substantele necesare extrase din mediu; cum atunci acest neuron trimite cel mai mult vecinilor diverse informatii sub formă de semnale, criptate fie într-o serie specifică de impulsuri electrice, fie în diverse combinații de substanțe chimice. Si apoi, ce? O celulă nervoasă a primit un semnal specific, iar în adâncul ei a început o activitate unică în colaborare cu alte celule care formează creierul animalului. Memorarea informațiilor primite este în curs, recuperare din memorie informatie necesara, luarea deciziilor, darea de ordine mușchilor și diferitelor organe etc. Cum vă merge? Oamenii de știință încă nu știu acest lucru cu siguranță. Ei bine, din moment ce nu este clar cum funcționează celulele nervoase individuale și complexele lor, principiul întregului creier, chiar și la fel de mic ca cel al unei insecte, nu este clar.
Lucrarea simțurilor și a „dispozitivelor” vii
Activitatea vitală a insectelor este însoțită de procesarea informațiilor sonore, olfactive, vizuale și alte senzoriale - spațiale, geometrice, cantitative. Una dintre numeroasele caracteristici misterioase și interesante ale insectelor este capacitatea lor de a evalua cu exactitate situația cu ajutorul propriilor „dispozitive”. Cunoștințele noastre despre aceste dispozitive sunt puține, deși sunt utilizate pe scară largă în natură. Aceștia sunt, de asemenea, determinanți ai diferitelor câmpuri fizice, care fac posibilă prezicerea cutremurelor, erupțiilor vulcanice, inundațiilor și schimbărilor meteorologice. Acesta și simțul timpului, socotit de interior ceas biologic, și un sentiment de viteză și capacitatea de a te orienta și de a naviga și multe altele.
Proprietatea oricărui organism (microorganisme, plante, ciuperci și animale) de a percepe iritațiile emanate de Mediul extern iar din propriile organe și țesuturi se numește sensibilitate. Insectele, ca și alte animale cu un sistem nervos specializat, au celule nervoase cu o selectivitate ridicată pentru diverși stimuli - receptori. Pot fi tactile (responsive la atingere), temperatură, lumină, chimice, vibrații, musculo-articulare etc. Datorită receptorilor lor, insectele captează toată varietatea de factori de mediu - diverse vibrații (o gamă largă de sunete, energie de radiație sub formă de lumină și căldură), presiune mecanică (de exemplu, gravitația) și alți factori. Celulele receptorilor sunt localizate în țesuturi fie individual, fie colectate în sisteme cu formarea de organe senzoriale specializate - organe de simț.
Toate insectele „înțeleg” perfect citirile simțurilor lor. Unele dintre ele, precum organele văzului, auzului, mirosului, sunt îndepărtate și sunt capabile să perceapă iritația la distanță. Altele, precum organele gustului și ale atingerii, sunt în contact și reacționează la stimulare prin contact direct.
Insectele în cea mai mare parte sunt înzestrate cu o vedere excelentă. Ochii lor cu fațete complexe, cărora li se adaugă uneori ochi simpli, servesc la recunoașterea diferitelor obiecte. Unele insecte sunt prevazute cu vedere color, dispozitive adecvate de vedere pe timp de noapte. Interesant este că ochii insectelor sunt singurul organ cu care alte animale au o asemănare. În același timp, organele auzului, mirosului, gustului și atingerii nu au o asemenea asemănare, dar, cu toate acestea, insectele percep perfect mirosurile și sunetele, se orientează în spațiu, prind și emit unde ultrasonice. Simțul lor subtil al mirosului și al gustului le permite să găsească mâncare. Diverse glande de insecte secretă substanțe pentru a atrage semeni, parteneri sexuali, sperie rivalii și inamicii, iar un simț al mirosului extrem de sensibil este capabil să capteze mirosul acestor substanțe chiar și pe mai mulți kilometri.
Mulți, în ideile lor, asociază organele de simț ale insectelor cu capul. Dar se dovedește că structurile responsabile cu colectarea informațiilor despre mediu se află cel mai mult în insecte părți diferite corp. Pot detecta temperatura obiectelor și pot gusta mâncarea cu picioarele, pot detecta prezența luminii cu spatele, pot auzi cu genunchii, mustații, anexele cozii, firele de păr etc.
Organele de simț ale insectelor fac parte din sistemele senzoriale - analizoare care pătrund aproape întregul corp cu o rețea. Ei primesc multe semnale externe și interne diferite de la receptorii organelor lor de simț, le analizează, formează și transmit „instrucțiuni” diferitelor organe pentru implementarea acțiunilor adecvate. Organele senzoriale alcătuiesc în principal secțiunea receptorului, care se află la periferia (capetele) analizoarelor. Și secțiunea de conducere este formată din neuroni centrali și căi de la receptori. Creierul are anumite zone pentru procesarea informațiilor din simțuri. Ele alcătuiesc partea centrală, „cerebrală” a analizorului. Datorită unui astfel de sistem complex și eficient, de exemplu, se efectuează un analizor vizual, se efectuează un calcul și un control precis al organelor de mișcare ale insectei.
S-au acumulat cunoștințe extinse despre posibilitățile uimitoare ale sistemelor senzoriale ale insectelor, dar volumul cărții permite doar câteva dintre ele să fie citate.
Organele vederii
Ochii și întregul sistem vizual complex sunt un dar uimitor, datorită căruia animalele sunt capabile să primească informații de bază despre lumea din jurul lor, să recunoască rapid diverse obiecte și să evalueze situația care a apărut. Insectele au nevoie de viziune atunci când caută hrană pentru a evita prădătorii, pentru a explora obiecte de interes sau mediul înconjurător, pentru a interacționa cu alți indivizi în comportamentul reproductiv și social etc.
Insectele sunt echipate cu o mare varietate de ochi. Pot fi ocele complexe, simple sau accesorii, precum și larve. Cei mai complexi sunt ochii fațetati, care constau dintr-un număr mare de omatidii care formează fațete hexagonale pe suprafața ochiului. Omatidiul este în esență un aparat vizual minuscul echipat cu o lentilă miniaturală, sistem de ghidare a luminii și elemente sensibile la lumină. Fiecare fațetă percepe doar o mică parte a obiectului și împreună oferă o imagine mozaică a întregului obiect. Ochii fațetați, tipici majorității insectelor adulte, sunt localizați pe părțile laterale ale capului. La unele insecte, de exemplu, vânătorul de libelule, care răspunde rapid la mișcarea prăzii, ochii ocupă jumătate din cap. Fiecare dintre ochii ei este construit din 28.000 de fațete. Pentru comparație, fluturii au 17 000, iar o muscă de casă are 4 000. Insectele pot avea doi sau trei ochi pe frunte sau pe coroană și mai rar pe părțile laterale. Ochii larvarilor la gândaci, fluturi, himenoptere în stare adultă sunt înlocuiți cu cei complecși.
La baza organelor de simț se află așa-numitele formațiuni neurosensibile - sensilla, care au aspect de fire de păr, peri, depresiuni.
Insectele au următoarele simțuri:
1) Organele simțului mecanic. Acestea includ sensila tactilă împrăștiată în tot corpul. Ei percep comoția aerului, simt poziția corpului în spațiu etc. Organele simțului mecanic includ și organe. auz, deoarece percep sunetul, care este cunoscut a fi vibrații ale aerului. Organele auzului se află în principal în insecte care pot emite sunete. Sunt situate pe părțile laterale ale abdomenului, pe aripi, pe tibia anterioară și în unele alte locuri.
2) Organele simțului chimic sunt reprezentate de sensila chemoreceptorilor și servesc la perceperea chimiei mediului, adică. mirosuri și gusturi. Sunt situate pe membrele gurii, antene, uneori (la albine) pe picioare. Simțul chimic - simțul mirosului joacă un rol critic în relațiile intra- și interpopulaționale ale insectelor. Organe; vederea sunt reprezentate de ochi complexi (fațetati) și simpli. Ochiul însuși este compus din multe sensile. Partea hexagonală de suprafață se numește fațetă. Fațetele formează corneea, care este o cuticulă transparentă.
Neuroni senzoriali
Corpurile celulelor senzoriale sau senzoriale, de obicei de formă bipolară sau multipolară, se află întotdeauna aproape de organul senzorial sau de țesutul inervat. Dendritele unor neuroni, cel mai adesea bipolari, sunt asociate cu formațiuni cuticulare, altele, întotdeauna multipolare, cu țesuturi din cavitatea corpului, sau formează o rețea subepidermică, ca la larvele cu piele moale.
În consecință, se disting două mari categorii de celule senzoriale. Celulele de primul tip se disting prin faptul că sunt aproape întotdeauna asociate cu cuticula sau cu invaginările sale: apodemul, traheea, căptușeala cavității pre-orale și bucale etc. Acestea includ o varietate de celule exteroreceptoare, inclusiv celule vizuale. , deși dendritele lor nu sunt clar exprimate. Celulele de al doilea tip nu sunt niciodată asociate cu cuticula și se află doar pe suprafața interioară a corpului, pereții tractului digestiv, în mușchi și țesuturi conjunctive. S-a demonstrat electrofiziologic că aparțin intero sau proprioceptorilor.
Axonii celulelor senzoriale merg direct la ganglionii corespunzători ai sistemului nervos central, uneori localizați direct în creier, de exemplu, centrii optici sau olfactiv. Problema canalelor de comunicare a celulelor receptorilor cu centrul nervos este extrem de importantă pentru interpretarea corectă a analizorului și a mecanismului de control al comportamentului insectei. Acum, aparent, toată lumea recunoaște ca nevalidă opinia anterioară că în unele sisteme de receptor, de exemplu, în antenele bug-ului Rhodnius, există o fuziune a axonilor mai multor celule senzoriale într-o singură fibră. Dar închiderea unui grup de receptori pe un neuron periferic de ordinul doi, adică pierderea „adresei” semnalului de intrare, este caracteristică primului ganglion optic al insectelor. Sensul acestei metode de comunicare cu centrul, care duce la o pierdere parțială a informațiilor de la un set de senzori, nu este întotdeauna clar (vezi mai jos).
Țesutul nervos, inclusiv celulele senzoriale, provine din ectoderm. Apartenența lor la învelișul corpului se exprimă și prin faptul că legătura organului senzorial cu sistemul nervos central se stabilește centripet. Astfel, V. Wigglesworth a arătat asupra insectei Rhodnius că nervul aferent tăiat se regenerează către sistemul nervos central. De asemenea, în timpul fiecărei năpârliri, când se formează receptori suplimentari pentru a servi suprafața în creștere a corpului, celulele lor senzoriale trimit axonii centripet.
Faptul dezvoltării centripete a axonului relevat pe preparatele histologice poate deveni unul dintre temeiurile unei concluzii importante că calea de la celula senzorială la sistemul nervos central este directă, fără comutare sinaptică. În apropierea celulelor receptore și a nervilor aferenți, există și altele, de exemplu, celulele neurogliale (de hrănire), dar nu au legătură cu transmiterea semnalului receptor.
Organele de simț ale insectelor sunt diferențiate și bine dezvoltate. Organele atingerii și mirosului predomină în importanța lor. Organele tactile sunt reprezentate în exterior printr-un peru. Organele olfactive au, de asemenea, forma unui peru tipic, care, schimbându-se, se poate transforma în proiecții detașate cu pereți subțiri și proiecții neseparate asemănătoare degetelor și zone plate cu pereți subțiri ale tegumentului. Antenele sunt cea mai importantă locație a terminațiilor nervilor olfactiv.
De exemplu, rolul antenelor ca organe de miros la muște și lepidoptere, care disting chiar și mirosurile slabe la distanță mare. Simțul mirosului al albinelor este mai bine studiat; s-a dovedit că capacitatea lor de a percepe mirosurile este apropiată de a noastră: mirosurile pe care le percepem sunt percepute de albine, acele mirosuri pe care le amestecăm sunt amestecate tot de albine; organele mirosului sunt de asemenea concentrate mai ales pe antene. Gusturile insectelor dulci, amare, acre și sărate diferă, de asemenea; organele gustului sunt situate pe tentaculele părților gurii, pe labe; acuitatea senzației gustative în diferite organe ale aceleiași insecte poate fi diferită; este mult mai mare decât cea a unei persoane. Ochii complexi ai unei insecte percep mișcarea obiectelor; în unele cazuri, pot percepe și forma obiectelor; himenopterele superioare (albinele) pot percepe și culorile, inclusiv cele care nu sunt percepute de oameni („ultraviolete”); totuși, vederea culorilor nu este la fel de diversă ca la oameni: de exemplu, o albină din partea stângă a spectrului percepe galbenul, în timp ce alte culori sunt ca nuanțe de galben; partea dreaptă albastră-violet a spectrului este, de asemenea, percepută de albine ca o singură culoare. Acuitatea vizuală a albinelor este mult mai mică decât acuitatea vizuală a oamenilor.
În unele ordine, precum în ordinul Orthoptera (Orthoptera), care includ lăcuste, greieri și lăcuste, așa-numitele organe timpanice sunt comune, structura organelor timpanice, precum și faptul că speciile care le posedă au masculi. cu organele sonore, forța asumă organele auditive în organele timpanice. Organele timpanice la lăcuste și greieri sunt situate pe tibie sub articulația genunchiului, iar la lăcuste și cicade pe părțile laterale ale primului segment abdominal, sunt reprezentate extern printr-o depresiune, uneori înconjurate de un pliu al tegumentului și cu un membrană subțire întinsă în partea de jos; pe suprafața interioară a membranei sau în imediata apropiere a acesteia există o terminație nervoasă a unei structuri speciale.
Insectele în cea mai mare parte sunt înzestrate cu o vedere excelentă. Ochii lor cu fațete complexe, cărora li se adaugă uneori ochi simpli, servesc la recunoașterea diferitelor obiecte. Unele insecte sunt prevazute cu vedere color, dispozitive adecvate de vedere pe timp de noapte. Interesant este că ochii insectelor sunt singurul organ cu care alte animale au o asemănare. În același timp, organele auzului, mirosului, gustului și atingerii nu au o asemenea asemănare, dar, cu toate acestea, insectele percep perfect mirosurile și sunetele, se orientează în spațiu, prind și emit unde ultrasonice. Simțul lor subtil al mirosului și al gustului le permite să găsească mâncare. Diverse glande de insecte secretă substanțe pentru a atrage semeni, parteneri sexuali, sperie rivalii și inamicii, iar un simț al mirosului extrem de sensibil este capabil să capteze mirosul acestor substanțe chiar și pe mai mulți kilometri.
Multe dintre ideile lor conectează organele de simț ale insectei cu capul. Dar se dovedește că structurile responsabile cu colectarea informațiilor despre mediu se găsesc la insecte din diferite părți ale corpului. Pot detecta temperatura obiectelor și pot gusta mâncarea cu picioarele, pot detecta prezența luminii cu spatele, pot auzi cu genunchii, mustații, anexele cozii, firele de păr etc.
Organele de simț ale insectelor fac parte din sistemele senzoriale - analizoare care pătrund aproape întregul corp cu o rețea. Ei primesc multe semnale externe și interne diferite de la receptorii organelor lor de simț, le analizează, formează și transmit „instrucțiuni” diferitelor organe pentru implementarea acțiunilor adecvate. Organele senzoriale alcătuiesc în principal secțiunea receptorului, care se află la periferia (capetele) analizoarelor. Și secțiunea de conducere este formată din neuroni centrali și căi de la receptori. Creierul are anumite zone pentru procesarea informațiilor din simțuri. Ele alcătuiesc partea centrală, „cerebrală” a analizorului. Datorită unui astfel de sistem complex și eficient, de exemplu, se efectuează un analizor vizual, se efectuează un calcul și un control precis al organelor de mișcare ale insectei.
S-au acumulat cunoștințe extinse despre posibilitățile uimitoare ale sistemelor senzoriale ale insectelor, dar volumul cărții permite doar câteva dintre ele să fie citate.
Organele vederii
Ochii și întregul sistem vizual complex sunt un dar uimitor, datorită căruia animalele sunt capabile să primească informații de bază despre lumea din jurul lor, să recunoască rapid diverse obiecte și să evalueze situația care a apărut. Insectele au nevoie de viziune atunci când caută hrană pentru a evita prădătorii, pentru a explora obiecte de interes sau mediul înconjurător, pentru a interacționa cu alți indivizi în comportamentul reproductiv și social etc.
Insectele sunt echipate cu o mare varietate de ochi. Pot fi ocele complexe, simple sau accesorii, precum și larve. Cei mai complexi sunt ochii fațetati, care constau dintr-un număr mare de omatidii care formează fațete hexagonale pe suprafața ochiului. Omatidiul este în esență un aparat vizual minuscul echipat cu o lentilă miniaturală, sistem de ghidare a luminii și elemente sensibile la lumină. Fiecare fațetă percepe doar o mică parte a obiectului și împreună oferă o imagine mozaică a întregului obiect. Ochii fațetați, tipici majorității insectelor adulte, sunt localizați pe părțile laterale ale capului. La unele insecte, de exemplu, vânătorul de libelule, care răspunde rapid la mișcarea prăzii, ochii ocupă jumătate din cap. Fiecare dintre ochii ei este construit din 28.000 de fațete. Pentru comparație, fluturii au 17 000, iar o muscă de casă are 4 000. Insectele pot avea doi sau trei ochi pe frunte sau pe coroană și mai rar pe părțile laterale. Ochii larvarilor la gândaci, fluturi, himenoptere în stare adultă sunt înlocuiți cu cei complecși.
Este curios că insectele nu pot închide ochii în timpul odihnei și, prin urmare, dorm cu ochii deschiși.
Ochii sunt cei care contribuie la reacția rapidă a unei insecte de vânătoare, cum ar fi o mantis rugătoare. Aceasta, apropo, este singura insectă care este capabilă să se întoarcă și să privească în spatele ei. Ochii mari oferă mantisului rugător vedere binoculară și permit calculul precis al distanței până la obiectul atenției lor. Această abilitate, combinată cu aruncarea rapidă a picioarelor din față către pradă, face ca mantis să fie excelenți vânători.
Iar la gândacii cu picior galben, alergând pe apă, ochii vă permit să vedeți simultan prada atât la suprafața apei, cât și sub ea. Pentru aceasta, analizoarele vizuale ale gândacului au capacitatea de a corecta indicele de refracție al apei.
Percepția și analiza stimulilor vizuali este realizată de un sistem foarte complex - un analizor vizual. Pentru multe insecte, acesta este unul dintre principalii analizori. Aici, celula sensibilă primară este fotoreceptorul. Și cu acesta sunt asociate căi (nervul optic) și alte celule nervoase situate la diferite niveluri ale sistemului nervos. Când se percepe informații luminoase, succesiunea evenimentelor este următoarea. Semnalele primite (quanta de lumină) sunt codificate instantaneu sub formă de impulsuri și transmise de-a lungul căilor conductoare către centrul central. sistem nervos- spre centrul „creierului” al analizorului. Acolo, aceste semnale sunt imediat decodificate (descifrate) în percepția vizuală corespunzătoare. Pentru recunoașterea acestuia, standardele de imagini vizuale și alte informații necesare sunt extrase din memorie. Și apoi este trimisă o comandă către diferite organe pentru un răspuns adecvat al individului la o schimbare a situației.
Organele de simț ale insectelor
Zhdanova T. D.
Activitățile variate și energice ale lumii insectelor pot fi experiențe uimitoare. S-ar părea că aceste creaturi nepăsătoare zboară și înoată, aleargă și se târăsc, bâzâie și ciripesc, roade și transportă. Totuși, toate acestea nu se fac fără scop, ci în principal cu o intenție definită, conform programului înnăscut încorporat în corpurile lor și experienței de viață dobândite. Pentru percepția lumii înconjurătoare, orientarea în ea, implementarea tuturor acțiunilor utile și proceselor de viață, animalele sunt înzestrate cu sisteme foarte complexe, în primul rând nervoase și senzoriale.
Ce au în comun sistemele nervoase ale vertebratelor și nevertebratelor?
Sistemul nervos este un complex foarte complex de structuri și organe, format din țesut nervos, unde creierul este secțiunea centrală. Principala unitate structurală și funcțională a sistemului nervos este o celulă nervoasă cu procese (în greacă, o celulă nervoasă este un neuron).
Sistemul nervos și creierul insectelor asigură: percepție cu ajutorul simțurilor de iritație externă și internă (iritabilitate, sensibilitate); procesarea instantanee de către sistemul de analizoare a semnalelor de intrare, pregătirea și implementarea unui răspuns adecvat; stocarea informațiilor ereditare și dobândite în formă codificată în memorie, precum și recuperarea instantanee a acestora după cum este necesar; controlul tuturor organelor și sistemelor corpului pentru funcționarea sa în ansamblu, echilibrându-l cu mediul; implementarea proceselor mentale și a activității nervoase superioare, comportament adecvat.
Organizarea sistemului nervos și a creierului vertebratelor și nevertebratelor este atât de diferită, încât la prima vedere pare imposibil să le comparăm. Și în același timp, pentru cele mai diverse tipuri de sistem nervos, aparținând, s-ar părea, unor organisme destul de „simple” și „complexe”, aceleași funcții sunt caracteristice.
Creierul foarte mic al unei muște, albine, fluture sau alte insecte îi permite să vadă și să audă, să atingă și să simtă gustul, să se miște cu mare precizie, în plus, să zboare folosind o „hartă” internă pe distanțe considerabile, să comunice între ele, și chiar să-și controleze propriul „Limbaj”, să învețe și să aplice gândirea logică în situații non-standard. Deci, creierul unei furnici este mult mai mic decât un cap de ac, dar această insectă a fost mult timp considerată un „înțelept”. În comparație nu numai cu creierul său microscopic, ci și cu capacitățile de neînțeles ale unei celule nervoase, o persoană ar trebui să-i fie rușine de cele mai moderne computere. Și ce poate spune știința despre aceasta, de exemplu, neurobiologia, care studiază procesele de naștere, viață și moarte ale creierului? A fost capabilă să dezvăluie misterul activității vitale a creierului - acesta este cel mai complex și mai misterios dintre fenomenele cunoscute de oameni?
Prima experiență neurobiologică aparține vechiului medic roman Galen. Tăind fibrele nervoase ale porcului, cu ajutorul cărora creierul controla mușchii laringelui, el a lipsit animalul de vocea sa - a devenit imediat amorțit. Asta a fost acum un mileniu. Dar cât de departe a mers știința de atunci în cunoașterea principiului creierului? Se pare că, în ciuda muncii enorme a oamenilor de știință, principiul funcționării chiar și a unei singure celule nervoase, așa-numita „cărămidă” din care este construit creierul, nu este cunoscut omului. Oamenii în neuroștiință înțeleg multe din modul în care un neuron „mănâncă” și „bea”; cum primeste energia necesara vietii sale, digerand in „cazane biologice” substantele necesare extrase din mediu; cum atunci acest neuron trimite vecinilor o varietate de informații sub formă de semnale, criptate fie într-o anumită serie de impulsuri electrice, fie în diferite combinații de substanțe chimice. Si apoi, ce? O celulă nervoasă a primit un semnal specific, iar în adâncul ei a început o activitate unică în colaborare cu alte celule care formează creierul animalului. Are loc o memorare a informațiilor venite, preluarea din memorie a informațiilor necesare, luarea deciziilor, darea de ordine mușchilor și diferitelor organe etc. Cum vă merge? Oamenii de știință încă nu știu acest lucru cu siguranță. Ei bine, din moment ce nu este clar cum funcționează celulele nervoase individuale și complexele lor, principiul întregului creier, chiar și la fel de mic ca cel al unei insecte, nu este clar.
Lucrarea simțurilor și a „dispozitivelor” vii
Activitatea vitală a insectelor este însoțită de procesarea informațiilor sonore, olfactive, vizuale și alte senzoriale - spațiale, geometrice, cantitative. Una dintre numeroasele caracteristici misterioase și interesante ale insectelor este capacitatea lor de a evalua cu exactitate situația cu ajutorul propriilor „dispozitive”. Cunoștințele noastre despre aceste dispozitive sunt puține, deși sunt utilizate pe scară largă în natură. Aceștia sunt, de asemenea, determinanți ai diferitelor câmpuri fizice, care fac posibilă prezicerea cutremurelor, erupțiilor vulcanice, inundațiilor și schimbărilor meteorologice. Acesta este un sentiment al timpului, măsurat de un ceas biologic intern și un sentiment de viteză și capacitatea de a se orienta și de a naviga și multe altele.
Proprietatea oricărui organism (microorganisme, plante, ciuperci și animale) de a percepe iritațiile emanate din mediul extern și din propriile organe și țesuturi se numește sensibilitate. Insectele, ca și alte animale cu un sistem nervos specializat, au celule nervoase cu o selectivitate ridicată pentru diverși stimuli - receptori. Pot fi tactile (responsive la atingere), temperatură, lumină, chimice, vibrații, musculo-articulare etc. Datorită receptorilor lor, insectele captează toată varietatea de factori de mediu - diverse vibrații (o gamă largă de sunete, energie de radiație sub formă de lumină și căldură), presiune mecanică (de exemplu, gravitația) și alți factori. Celulele receptorilor sunt localizate în țesuturi fie individual, fie colectate în sisteme cu formarea de organe senzoriale specializate - organe de simț.
Toate insectele „înțeleg” perfect citirile simțurilor lor. Unele dintre ele, precum organele văzului, auzului, mirosului, sunt îndepărtate și sunt capabile să perceapă iritația la distanță. Altele, precum organele gustului și ale atingerii, sunt în contact și reacționează la stimulare prin contact direct.
Insectele în cea mai mare parte sunt înzestrate cu o vedere excelentă. Ochii lor cu fațete complexe, cărora li se adaugă uneori ochi simpli, servesc la recunoașterea diferitelor obiecte. Unele insecte sunt prevazute cu vedere color, dispozitive adecvate de vedere pe timp de noapte. Interesant este că ochii insectelor sunt singurul organ cu care alte animale au o asemănare. În același timp, organele auzului, mirosului, gustului și atingerii nu au o asemenea asemănare, dar, cu toate acestea, insectele percep perfect mirosurile și sunetele, se orientează în spațiu, prind și emit unde ultrasonice. Simțul lor subtil al mirosului și al gustului le permite să găsească mâncare. Diverse glande de insecte secretă substanțe pentru a atrage semeni, parteneri sexuali, sperie rivalii și inamicii, iar un simț al mirosului extrem de sensibil este capabil să capteze mirosul acestor substanțe chiar și pe mai mulți kilometri.
Mulți, în ideile lor, asociază organele de simț ale insectelor cu capul. Dar se dovedește că structurile responsabile cu colectarea informațiilor despre mediu se găsesc la insecte din diferite părți ale corpului. Pot detecta temperatura obiectelor și pot gusta mâncarea cu picioarele, pot detecta prezența luminii cu spatele, pot auzi cu genunchii, mustații, anexele cozii, firele de păr etc.
Organele de simț ale insectelor fac parte din sistemele senzoriale - analizoare care pătrund aproape întregul corp cu o rețea. Ei primesc multe semnale externe și interne diferite de la receptorii organelor lor de simț, le analizează, formează și transmit „instrucțiuni” diferitelor organe pentru implementarea acțiunilor adecvate. Organele senzoriale alcătuiesc în principal secțiunea receptorului, care se află la periferia (capetele) analizoarelor. Și secțiunea de conducere este formată din neuroni centrali și căi de la receptori. Creierul are anumite zone pentru procesarea informațiilor din simțuri. Ele alcătuiesc partea centrală, „cerebrală” a analizorului. Datorită unui astfel de sistem complex și eficient, de exemplu, se efectuează un analizor vizual, se efectuează un calcul și un control precis al organelor de mișcare ale insectei.
S-au acumulat cunoștințe extinse despre posibilitățile uimitoare ale sistemelor senzoriale ale insectelor, dar volumul cărții permite doar câteva dintre ele să fie citate.
Organele vederii
Ochii și întregul sistem vizual complex sunt un dar uimitor, datorită căruia animalele sunt capabile să primească informații de bază despre lumea din jurul lor, să recunoască rapid diverse obiecte și să evalueze situația care a apărut. Insectele au nevoie de viziune atunci când caută hrană pentru a evita prădătorii, pentru a explora obiecte de interes sau mediul înconjurător, pentru a interacționa cu alți indivizi în comportamentul reproductiv și social etc.
Insectele sunt echipate cu o mare varietate de ochi. Pot fi ocele complexe, simple sau accesorii, precum și larve. Cei mai complexi sunt ochii fațetati, care constau dintr-un număr mare de omatidii care formează fațete hexagonale pe suprafața ochiului. Omatidiul este în esență un aparat vizual minuscul echipat cu o lentilă miniaturală, sistem de ghidare a luminii și elemente sensibile la lumină. Fiecare fațetă percepe doar o mică parte a obiectului și împreună oferă o imagine mozaică a întregului obiect. Ochii fațetați, tipici majorității insectelor adulte, sunt localizați pe părțile laterale ale capului. La unele insecte, de exemplu, la vânătorul de libelule, care răspunde rapid la mișcarea prăzii, ochii ocupă jumătate din cap. Fiecare dintre ochii ei este construit din 28.000 de fațete. Pentru comparație, fluturii au 17 000, iar o muscă de casă are 4 000. Insectele pot avea doi sau trei ochi pe frunte sau pe coroană și mai rar pe părțile laterale. Ochii larvarilor la gândaci, fluturi, himenoptere în stare adultă sunt înlocuiți cu cei complecși.
Este curios că insectele nu pot închide ochii în timpul odihnei și, prin urmare, dorm cu ochii deschiși.
Ochii sunt cei care contribuie la reacția rapidă a unei insecte de vânătoare, cum ar fi o mantis rugătoare. Aceasta, apropo, este singura insectă care este capabilă să se întoarcă și să privească în spatele ei. Ochii mari oferă mantisului rugător vedere binoculară și permit calculul precis al distanței până la obiectul atenției lor. Această abilitate, combinată cu aruncarea rapidă a picioarelor din față către pradă, face ca mantis să fie excelenți vânători.
Iar la gândacii cu picior galben, alergând pe apă, ochii vă permit să vedeți simultan prada atât la suprafața apei, cât și sub ea. Pentru aceasta, analizoarele vizuale ale gândacului au capacitatea de a corecta indicele de refracție al apei.
Percepția și analiza stimulilor vizuali este realizată de un sistem foarte complex - un analizor vizual. Pentru multe insecte, acesta este unul dintre principalii analizori. Aici, celula sensibilă primară este fotoreceptorul. Și cu acesta sunt asociate căi (nervul optic) și alte celule nervoase situate la diferite niveluri ale sistemului nervos. Când se percepe informații luminoase, succesiunea evenimentelor este următoarea. Semnalele primite (quanta de lumină) sunt codificate instantaneu sub formă de impulsuri și transmise de-a lungul căilor către sistemul nervos central - către centrul „creierului” al analizorului. Acolo, aceste semnale sunt imediat decodificate (descifrate) în percepția vizuală corespunzătoare. Pentru recunoașterea acestuia, standardele de imagini vizuale și alte informații necesare sunt extrase din memorie. Și apoi este trimisă o comandă către diferite organe pentru un răspuns adecvat al individului la o schimbare a situației.
Unde sunt „urechile” insectelor?
Majoritatea animalelor și a oamenilor aud cu urechile, unde sunetele fac vibrarea timpanului - puternic sau slab, lent sau rapid. Orice modificare a vibrațiilor informează corpul despre natura sunetului audibil. Și ce aud insectele? În multe cazuri, sunt și un fel de „urechi”, dar la insecte se află în locuri neobișnuite pentru noi: pe o mustață - de exemplu, la țânțari masculi, furnici, fluturi; pe anexele caudale – la gandacul american. Greierii și lăcustele aud cu tibia picioarelor din față și lăcustele în burtă. Unele insecte nu au „urechi”, adică nu au organe auditive speciale. Dar ei sunt capabili să perceapă diferite vibrații ale mediului aerian, inclusiv vibrații sonore și unde ultrasonice care sunt inaccesibile urechilor noastre. Organele sensibile la astfel de insecte sunt firele de păr subțiri sau cele mai mici bastoane sensibile. Sunt situate în număr mare pe părți diferite organism și sunt asociate cu celulele nervoase. Deci, în omizile păroase „urechile” sunt fire de păr, iar în cele goale - întreaga piele a corpului.
O undă sonoră se formează prin alternarea vidului și îngroșării aerului, răspândindu-se în toate direcțiile de la sursa sonoră - orice corp vibrator. Undele sonore sunt percepute și procesate de analizatorul auditiv - cel mai complex sistem de structuri mecanice, receptori și nervoase. Aceste vibrații sunt convertite de receptorii auditivi în impulsuri nervoase, care sunt transmise de-a lungul nervului auditiv către partea centrală a analizorului. Rezultatul este percepția sunetului și analiza puterii, înălțimii și caracterului acestuia.
Sistemul auditiv al insectelor le asigură răspunsul selectiv la vibrații de frecvență relativ înaltă - percep cea mai mică tremurare a suprafeței, aerului sau apei. De exemplu, insectele care bâzâie generează unde sonore batând rapid din aripi. O astfel de vibrație a mediului aerian, de exemplu scârțâitul țânțarilor, este percepută de bărbați cu organele lor sensibile situate pe antene. Astfel, aceștia prind undele de aer care însoțesc zborul altor țânțari și răspund în mod adecvat la informațiile sonore primite. Sistemele auditive ale insectelor sunt „acordate” pentru a percepe sunete relativ slabe, astfel încât sunetele puternice au un efect negativ asupra lor. De exemplu, bondarii, albinele, muștele unor specii nu se pot ridica în aer când sună.
Sunetele de semnalizare variate, dar bine definite emise de greierii masculi din fiecare specie joacă un rol important în comportamentul lor reproductiv - atunci când curta și atrage femelele. Greierul este prevăzut cu un instrument minunat pentru a comunica cu un prieten. Când creează un tril blând, el freacă partea ascuțită a unei elitre de suprafața celeilalte. Și pentru percepția sunetului la bărbați și femei, există o membrană cuticulară subțire deosebit de sensibilă, care joacă rolul membranei timpanice. A fost realizată experienta interesanta, când un bărbat ciripit era așezat în fața unui microfon, iar o femeie a fost plasată într-o altă cameră lângă telefon. Când microfonul a fost pornit, femela, după ce a auzit ciripitul tipic al masculului, s-a repezit la sursa sunetului - telefonul.
Organe pentru captarea și emiterea undelor ultrasonice
Moliile sunt prevazute cu un dispozitiv de detectare a liliecilor care foloseste unde ultrasonice pentru orientare si vanatoare. Prădătorii primesc semnale de până la 100.000 de herți, iar moliile și râșnițele pe care le vânează până la 240.000 de herți. În pieptul unei linguri de molii, de exemplu, există organe speciale pentru analiza acustică a semnalelor cu ultrasunete. Ele fac posibilă captarea impulsurilor ultrasonice ale pieilor de vânătoare la o distanță de până la 30 m. Când un fluture primește un semnal de la un localizator de prădători, sunt declanșate acțiuni comportamentale de protecție. Auzind strigătele ultrasunete ale unui șoarece de noapte la o distanță relativ mare, fluturele își schimbă brusc direcția de zbor, folosind o manevră înșelătoare - „scufundări”. În același timp, începe să facă acrobații - spirale și „bucle moarte” pentru a scăpa de urmărire. Și dacă prădătorul se află la o distanță mai mică de 6 m, fluturele își pliază aripile și cade la pământ. Și liliacul nu detectează o insectă staționară.
Dar, relația dintre fluturii de noapte și lilieci s-a constatat recent că este și mai complex. Deci, fluturii unor specii, după ce au detectat semnalele unui liliac, încep ei înșiși să emită impulsuri cu ultrasunete sub formă de clicuri. Mai mult, aceste impulsuri actioneaza asupra pradatorului in asa fel incat, parca speriat, acesta zboara departe. Există doar speculații despre ceea ce îi face pe lilieci să nu mai urmărească fluturele și să „fugă de pe câmpul de luptă”. Clicuri cu ultrasunete sunt probabil semnale adaptative ale insectelor, similare cu cele trimise de liliac în sine, doar că mult mai puternice. Așteptându-se să audă un sunet slab reflectat de la propriul semnal, urmăritorul aude un bubuit asurzitor - ca și cum un avion supersonic sparge o barieră a sunetului.
Acest lucru ridică întrebarea de ce un liliac este uluit nu de propriile sale semnale cu ultrasunete, ci de fluturi. Se pare că liliacul este bine protejat de propriul impuls de țipăt transmis de localizator. În caz contrar, un impuls atât de puternic, care este de 2.000 de ori mai puternic decât sunetele reflectate recepţionate, poate asurzi mouse-ul. Pentru a preveni acest lucru, corpul ei face și aplică intenționat un etrier special. Înainte de a trimite pulsul cu ultrasunete, un mușchi special trage benzile departe de fereastra cohleei urechii interne - vibrațiile sunt întrerupte mecanic. În esență, etrierul face și un clic, dar nu sonor, ci anti-sunet. După un semnal de strigăt, se întoarce imediat la locul său, astfel încât urechea să fie pregătită să primească semnalul reflectat. Este greu de imaginat cât de repede poate acționa mușchiul, ceea ce oprește auzul mouse-ului în momentul impulsului de plâns transmis. În timpul urmăririi prăzii - aceasta este 200-250 de impulsuri pe secundă!
Iar clicuri de fluturi, periculoase pentru un liliac, se aud exact in momentul in care vanatorul se intoarce la ureche pentru a-i percepe ecoul. Aceasta înseamnă că, pentru a-l face pe prădătorul uluit să zboare de frică, molia trimite semnale care sunt extrem de potrivite cu locatorul său. Pentru aceasta, organismul insectei este programat să primească frecvența impulsului vânătorului care se apropie și trimite un semnal de răspuns exact la unison cu acesta.
Această relație dintre molii și lilieci ridică multe întrebări. Cum au dobândit insectele capacitatea de a percepe semnalele ultrasonice ale liliecilor și de a înțelege instantaneu pericolul pe care îl poartă în sine? Cum s-ar putea forma treptat la fluturi un dispozitiv cu ultrasunete cu caracteristici de protecție potrivite ideal în procesul de selecție și îmbunătățire? De asemenea, percepția semnalelor ultrasonice de la lilieci nu este ușor de înțeles. Faptul este că își recunosc ecoul printre milioane de voci și alte sunete. Și nici semnalele de strigăte ale colegilor de trib, nici semnalele cu ultrasunete emise de echipament, nu interferează cu vânătoarea de lilieci. Doar semnalele fluturelui, chiar și cele reproduse artificial, îl fac pe șoarece să zboare.
Ființele vii prezintă noi și noi ghicitori, provocând admirație pentru perfecțiunea și oportunitatea structurii corpului lor.
Mantisei rugătoare, la fel ca fluturele, împreună cu o vedere excelentă, i se oferă și organe auditive speciale pentru a evita întâlnirea cu liliecii. Acestea sunt organe auditive care simt ultrasunetele și sunt situate pe piept, între picioare. Și pentru unele specii de mantis rugător, pe lângă organul ultrasonic al auzului, este caracteristică prezența unei a doua urechi, care percepe frecvențe mult mai scăzute. Funcția sa nu este încă cunoscută.
Senzație chimică
Animalele sunt dotate cu o sensibilitate chimică generală, care este asigurată de diverse organe senzoriale. În sensul chimic al insectelor, cel mai important rol îl joacă simțul mirosului. Iar termitele și furnicile, conform oamenilor de știință, au un simț volumetric al mirosului. Ne este greu să ne imaginăm ce este. Organele olfactive ale insectei reacţionează la prezenţa chiar şi a concentraţiilor foarte mici ale unei substanţe, uneori foarte îndepărtate de sursă. Datorită simțului său olfactiv, insecta găsește pradă și hrană, navighează pe teren, învață despre apropierea inamicului, realizează biocomunicarea, unde un „limbaj” specific este schimbul de informații chimice folosind feromoni.
Feromonii sunt cei mai complecși compuși alocați în scopuri de comunicare de către unii indivizi pentru a transmite informații altor indivizi. Astfel de informații sunt codificate în substanțe chimice specifice, în funcție de tipul de ființă vie și chiar de apartenența acesteia la o anumită familie. Percepția cu ajutorul sistemului olfactiv și descifrarea „mesajului” evocă la destinatari o anumită formă de comportament sau proces fiziologic. Până în prezent, este cunoscut un grup semnificativ de feromoni de insecte. Unele dintre ele sunt concepute pentru a atrage persoane de sex opus, altele, urmăresc - indică drumul către casă sau sursa de hrană, al treilea - servește ca semnal de alarmă, al patrulea - reglează anumite procese fiziologice etc.
„Producția chimică” din organismul insectelor trebuie să fie cu adevărat unică pentru a elibera în cantitatea potrivită și la un moment dat întreaga gamă de feromoni de care au nevoie. Astăzi, mai mult de o sută dintre aceste substanțe dintre cele mai complexe sunt cunoscute compoziție chimică, dar nu mai mult de o duzină dintre ele au fost reproduse artificial. Într-adevăr, pentru a le obține, sunt necesare tehnologii și echipamente perfecte, așa că deocamdată nu rămâne decât să fim surprinși de o astfel de aranjare a organismului acestor nevertebrate miniaturale.
Gândacii sunt prevăzuți în principal cu antene de tip olfactiv. Acestea vă permit să captați nu numai mirosul substanței și direcția de distribuție a acesteia, ci chiar să „simți” forma unui obiect mirositor. Un exemplu de mare simț al mirosului sunt gândacii gropar, care sunt angajați în curățarea pământului de trupuri. Ei sunt capabili să mirosească la sute de metri distanță de ea și să se adună într-un grup mare. Iar gărgărița, folosind simțul mirosului, găsește colonii de afide pentru a lăsa acolo un cluie. La urma urmei, nu numai ea se hrănește cu afide, ci și cu larvele ei.
Nu numai insectele adulte, ci și larvele lor sunt adesea înzestrate cu un excelent simț al mirosului. Deci, larvele gândacului de mai sunt capabile să se deplaseze la rădăcinile plantelor (pin, grâu), ghidate de concentrația abia crescută de dioxid de carbon. În experimente, larvele sunt trimise imediat într-un petic de sol unde se injectează o cantitate mică dintr-o substanță care formează dioxid de carbon.
Sensibilitatea organului olfactiv, de exemplu, a fluturelui Saturnia, al cărui mascul este capabil să prindă mirosul femelei din propria specie la o distanță de 12 km, pare de neînțeles. Comparand aceasta distanta cu cantitatea de feromon secretata de femela, s-a obtinut un rezultat surprinzator. Datorită antenelor sale, masculul caută în mod inconfundabil printre multe substanțe mirositoare o singură moleculă dintr-o substanță cunoscută ereditar în 1 m3 de aer!
Unor himenoptere au un simț al mirosului atât de intens încât rivalizează cu simțul binecunoscut al unui câine. Așadar, femeile călărețe, când aleargă de-a lungul unui trunchi de copac sau a unui ciot, își mișcă viguros antenele. Cu ele „adulmecă” larvele de coadă sau gândacul de lemne, care se află în lemn la o distanță de 2-2,5 cm de la suprafață.
Datorită sensibilității unice a antenelor, micul călăreț gelis, doar atingând coconii păianjenilor, determină ce se află în ele - dacă sunt testicule subdezvoltate, păianjeni sedentari care au ieșit deja din ele sau testiculele altor călăreți. de felul lor. Nu se știe încă cum face Gelis o analiză atât de precisă. Cel mai probabil, simte cel mai subtil miros specific, dar este posibil ca călărețul să capteze un fel de sunet reflectat atunci când atinge antenele.
Percepția și analiza stimulilor chimici care acționează asupra organelor olfactive ale insectelor este realizată de un sistem multifuncțional - analizorul olfactiv. Acesta, la fel ca toți ceilalți analizoare, este format din departamentele perceptive, conductive și centrale. Receptorii olfactivi (chemoreceptorii) captează moleculele de miros, iar impulsurile care semnalează un miros specific sunt trimise de-a lungul fibrelor nervoase către creier pentru analiză. Acolo are loc un răspuns instantaneu al corpului.
Vorbind despre simțul mirosului insectelor, nu putem decât să menționăm mirosul. În știință, încă nu există o înțelegere clară a ceea ce este un miros și există multe teorii cu privire la acest fenomen natural. Potrivit unuia dintre ei, moleculele analizate ale unei substanțe reprezintă o „cheie”. Iar „blocația” sunt receptorii olfactivi incluși în analizoarele de mirosuri. Dacă configurația moleculei se apropie de „blocarea” unui anumit receptor, analizorul va primi un semnal de la acesta, îl va decoda și va transmite informații despre miros către creierul animalului. Conform unei alte teorii, mirosul este determinat proprietăți chimice molecule și distribuția sarcinilor electrice. Cea mai nouă teorie, care a câștigat mulți susținători, vede principalul motiv al mirosului în proprietățile vibraționale ale moleculelor și ale componentelor lor. Orice aromă este asociată cu anumite frecvențe (numere de undă) din domeniul infraroșu. De exemplu, tiolactic supa de ceapași Dekaboran sunt complet diferite din punct de vedere chimic. Dar au aceeași frecvență și același miros. În același timp, există substanțe similare din punct de vedere chimic care au frecvențe diferite și miros diferit. Dacă această teorie este corectă, atunci atât parfumurile, cât și mii de tipuri de celule sensibile de miros pot fi evaluate prin frecvențe infraroșii.
„Instalare radar” de insecte
Insectele sunt înzestrate cu organe excelente de miros și atingere - antene (antene sau mănunchiuri). Sunt foarte mobile și ușor de controlat: insecta le poate reproduce, le poate apropia, le poate roti pe fiecare separat pe axa sa sau împreună pe una comună. În acest caz, ambele seamănă la exterior și, în esență, sunt o „instalație radar”. Sensila este elementul nervos al antenelor. Din ele, un impuls cu o viteză de 5 m pe secundă este transmis centrului „creierului” al analizorului pentru a recunoaște obiectul iritației. Și apoi semnalul de răspuns la informațiile primite merge instantaneu către mușchi sau alt organ.
La majoritatea insectelor, pe al doilea segment al antenelor, există un organ Johnston - un dispozitiv universal, al cărui scop nu a fost încă pe deplin elucidat. Se crede că percepe mișcări și tremurări ale aerului și apei, contactele cu obiecte solide. Lăcustele și lăcustele sunt înzestrate cu o sensibilitate surprinzător de mare la vibrațiile mecanice, care sunt capabile să înregistreze orice șoc cu o amplitudine egală cu jumătate din diametrul unui atom de hidrogen!
Gândacii au și un organ Johnston pe al doilea segment al antenelor. Și dacă un gândac care curge pe suprafața apei este deteriorat sau îndepărtat, se va ciocni de orice obstacole. Cu ajutorul acestui organ, gândacul este capabil să prindă valurile reflectate care vin de pe coastă sau obstacole. El simte valuri de apă cu o înălțime de 0, 000 000 004 mm, adică organul lui Johnston îndeplinește sarcina de ecosonda sau radar.
Furnicile se disting nu numai printr-un creier bine organizat, ci și printr-o organizare corporală la fel de perfectă. Antenele sunt de cea mai mare importanță pentru aceste insecte, unele servesc ca un excelent organ al mirosului, atingerii, cunoașterii. mediu inconjurator, explicații reciproce. Furnicile lipsite de antene își pierd capacitatea de a găsi drumul, hrana din apropiere, pentru a distinge inamicii de prieteni. Cu ajutorul antenelor, insectele sunt capabile să „vorbească” între ele. Furnicile transmit Informații importante, atingând antenele de anumite segmente ale antenelor unul altuia. Într-unul dintre episoadele comportamentale, două furnici au găsit prada sub formă de larve de dimensiuni diferite. După „negocieri” cu frații folosind antene, aceștia s-au deplasat la locul găsirii împreună cu asistenții mobilizați. În același timp, furnica mai de succes, care a putut transmite informații despre prada mai mare pe care a găsit-o cu ajutorul antenelor sale, a mobilizat un grup mult mai mare de furnici lucrătoare.
Interesant este că furnicile sunt una dintre cele mai curate creaturi. După fiecare masă și somn, întregul corp și mai ales antenele sunt curățate temeinic.
Senzații gustative
O persoană definește clar mirosul și gustul unei substanțe, iar la insecte, senzațiile gustative și olfactive nu sunt adesea separate. Acţionează ca un singur sentiment chimic (percepţie).
Insectele cu senzații gustative manifestă preferință pentru una sau alta substanță, în funcție de caracteristica nutrițională a speciei date. În același timp, sunt capabili să distingă între dulce, sărat, amar și acru. Pentru contactul cu alimentele consumate, organele gustului pot fi localizate pe diferite părți ale corpului insectei - pe antene, proboscis și pe picioare. Cu ajutorul lor, insectele primesc informații chimice de bază despre mediu. De exemplu, o muscă, doar atingând labele cu un obiect care o interesa, învață aproape imediat ce este sub picioare - băutură, mâncare sau ceva necomestibil. Adică, este capabilă să efectueze o analiză instantanee a contactului cu o substanță chimică cu picioarele ei.
Gustul este senzația care apare atunci când o soluție de substanțe chimice acționează asupra receptorilor (chemoreceptori) organului gustativ al insectei. Celulele gustative receptorilor sunt partea periferică a unui sistem complex de analiză a gustului. Ei percep stimulii chimici și aici are loc codificarea primară a semnalelor gustative. Analizatorii transmit imediat saloane de impulsuri chimioelectrice de-a lungul fibrelor nervoase subțiri către centrul lor „creier”. Fiecare astfel de impuls durează mai puțin de o miime de secundă. Și apoi structuri centrale analizorul determină instantaneu simțul gustului.
Încercările continuă să înțeleagă nu numai întrebarea ce este un miros, ci și pentru a crea o teorie unificată a „dulciului”. Până acum acest lucru nu a fost posibil - poate că voi, biologii secolului XXI, veți reuși. Problema este că substanțele chimice complet diferite, atât organice, cât și anorganice, pot crea gusturi de dulceață relativ similare.
Organele tactile
Studiul simțului tactil al insectelor este poate cea mai mare provocare. Cum simt aceste creaturi înlănțuite în cochilii chitinoase lumea? Deci, datorită receptorilor pielii, suntem capabili să percepem diverse senzații tactile - unii receptori înregistrează presiune, alții temperatura etc. Prin atingerea unui obiect, puteți concluziona că este rece sau cald, dur sau moale, neted sau aspru. Insectele au și analizoare care determină temperatura, presiunea etc., dar multe în mecanismele acțiunii lor rămân necunoscute.
Simțul tactil este unul dintre cele mai importante simțuri pentru siguranța multor insecte zburătoare pentru a detecta curenții de aer. De exemplu, la Diptera, întregul corp este acoperit cu sensilla, care îndeplinește funcții tactile. Există mai ales multe dintre ele pe haltere pentru a percepe presiunea aerului și a stabiliza zborul.
Datorită simțului tactil, musca nu este atât de ușor de bătut. Vederea ei îi permite să observe un obiect amenințător doar la o distanță de 40 - 70 cm.Dar musca este capabilă să reacționeze la o mișcare periculoasă a mâinii, care a provocat chiar și o mică mișcare a aerului și să decoleze instantaneu. Această muscă obișnuită confirmă încă o dată că nu există nimic simplu în lumea vie - toate creaturile de la mici la mari sunt prevăzute cu frumoase sisteme senzoriale pentru viață activă și autoprotecție.
Receptorii de insecte care înregistrează presiunea pot fi sub formă de coșuri și peri. Sunt folosite de insecte în diverse scopuri, inclusiv pentru orientarea în spațiu - în direcția gravitației. De exemplu, înainte de pupație, larva unei muște se mișcă întotdeauna clar în sus, adică împotriva forței gravitației. La urma urmei, ea trebuie să se târască din masa de hrană lichidă și nu există repere acolo, cu excepția atracției Pământului. Chiar și după ce a ieșit din pupă, musca tinde să se târască în sus pentru ceva timp până când se usucă pentru a zbura.
Multe insecte au un simț al gravitației bine dezvoltat. De exemplu, furnicile sunt capabile să estimeze panta suprafeței la 20. Și gândacul rove, care sapă găuri verticale, poate determina abaterea de la verticală la 10.
„Pronosticatori” în direct
Multe insecte au o capacitate excelentă de a anticipa schimbările meteorologice și de a face prognoze pe termen lung. Cu toate acestea, acest lucru este tipic pentru toate ființele vii - fie că este o plantă, un microorganism, un nevertebrat sau un animal vertebrat. Astfel de abilități asigură o activitate normală de viață în habitatul lor destinat. De asemenea, sunt rareori văzute fenomene naturale- secete, inundatii, nebuni. Și apoi, pentru a supraviețui, ființele vii trebuie să mobilizeze în avans echipamente de protecție suplimentare. În ambele cazuri, își folosesc „stațiile meteorologice” interne.
Observând constant și cu atenție comportamentul diferitelor viețuitoare, se poate învăța nu numai despre schimbările meteorologice, ci chiar și despre dezastrele naturale viitoare. Într-adevăr, peste 600 de specii de animale și 400 de specii de plante, cunoscute până acum de oamenii de știință, pot îndeplini un rol deosebit de barometre, indicatori de umiditate și temperatură, predictori atât de furtuni, furtuni, tornade, inundații și vreme frumoasă fără nori. Mai mult, „prognozorii” vii sunt peste tot, oriunde te-ai afla - lângă un rezervor, într-o poiană, într-o pădure. De exemplu, înainte de ploaie, chiar și cu un cer senin, lăcustele verzi nu mai ciripesc, furnicile încep să închidă strâns intrările în furnicar, iar albinele nu mai zboară după nectar, stau în stup și zumzeau. Încercând să se ascundă de vremea rea care se apropie, muștele și viespile zboară pe ferestrele caselor.
Observațiile furnicilor otrăvitoare care trăiesc la poalele Tibetului au relevat capacitatea lor excelentă de a face predicții mai îndepărtate. Înainte de începerea perioadei de ploi abundente, furnicile se mută într-un alt loc cu pământ solid uscat, iar înainte de debutul secetei, furnicile umplu depresiunile întunecate și umede. Furnicile înaripate sunt capabile să simtă apropierea unei furtuni în 2-3 zile. Indivizii mari încep să se repezi de-a lungul solului, iar cei mici roiesc la altitudine joasă. Și cu cât aceste procese sunt mai active, cu atât se așteaptă vremea mai rea. S-a dezvăluit că în timpul anului furnicile au identificat corect 22 de schimbări ale vremii și au fost greșite doar în două cazuri. Acesta a fost de 9%, ceea ce arată destul de bine în comparație cu eroarea medie a stațiilor meteo de 20%.
Acțiunile prudente ale insectelor depind adesea de predicții pe termen lung, iar acest lucru poate fi de mare ajutor oamenilor. Un apicultor cu experiență are o prognoză suficient de fiabilă de către albine. Pentru iarnă, ei sigilează cu ceară intrarea în stup. După orificiul pentru aerisirea stupului, se poate judeca iarna care vine. Dacă albinele lasă o gaură mare, iarna va fi caldă, iar dacă este mică, așteptați-vă la înghețuri severe. De asemenea, se știe că, dacă albinele încep să zboare din stupi devreme, se poate aștepta o primăvară caldă devreme. Aceleași furnici, dacă iarna nu este de așteptat să fie aspră, rămân să trăiască lângă suprafața solului, iar înainte de iarna rece sunt situate mai adânc în pământ și construiesc un furnicar mai înalt.
Pe lângă macroclimatul pentru insecte, este important și microclimatul habitatului lor. De exemplu, albinele nu permit supraîncălzirea în stupi și, după ce au primit un semnal de la „dispozitivele” lor vii că temperatura este depășită, încep să aerisească camera. Unele dintre albinele lucrătoare sunt organizate la diferite înălțimi în întregul stup și pun aerul în mișcare cu clapele rapide ale aripilor. Se generează un curent puternic de aer și se răcește stupul. Ventilația este un proces îndelungat, iar când un lot de albine obosește, este rândul altuia și într-o ordine strictă.
Comportamentul nu numai al insectelor adulte, ci și al larvelor lor depinde de citirile „dispozitivelor” vii. De exemplu, larvele de cicada care se dezvoltă în pământ ies la suprafață doar pe vreme bună. Dar de unde știi cum este vremea sus? Pentru a determina acest lucru, peste adăposturile lor subterane, ei creează conuri speciale de pământ cu găuri mari - un fel de structuri meteorologice. În ele, cicadele estimează temperatura și umiditatea printr-un strat subțire de sol. Si daca vreme nefavorabile, larvele revin în vizuina.
Fenomenul de prognoză a furtunilor și inundațiilor
Observarea comportamentului termitelor și furnicilor în situații critice poate ajuta oamenii să prezică ploi abundente și inundații. Unul dintre naturaliști a descris cazul când, înainte de potop, un trib indian care trăia în jungla Braziliei și-a părăsit în grabă așezarea. Iar furnicile „le-au povestit” indienilor despre dezastrul care se apropie. Înainte de inundație, aceste insecte sociale devin foarte agitate și își părăsesc urgent locul locuibil împreună cu pupele și proviziile de hrană. Ei merg în locuri unde apa nu ajunge. Populația locală a înțeles cu greu originile unei astfel de sensibilități uimitoare a furnicilor, dar ascultând de cunoștințele lor, oamenii au lăsat necazul după micii prognozatori.
Sunt excelenți în prognoza inundațiilor și termitelor. Înainte de a începe, își părăsesc casele cu întreaga colonie și se grăbesc spre cei mai apropiați copaci. Anticipând amploarea dezastrului, ele se ridică exact la înălțimea care va fi mai mare decât inundația așteptată. Acolo așteaptă până încep să se potolească șiroaiele noroioase de apă, care se repezi cu o viteză atât de mare încât copacii cad uneori sub presiunea lor.
Un număr mare de stații meteo monitorizează vremea. Sunt amplasate pe uscat, inclusiv la munte, pe nave științifice special echipate, sateliți și stații spațiale... Meteorologii sunt dotati cu instrumente, aparate si calculatoare moderne. De fapt, ei nu fac o prognoză meteo, ci un calcul, un calcul al schimbărilor vremii. Și insectele din exemplele date de cele reale prezic vremea, folosind abilități înnăscute și „dispozitive” vii speciale încorporate în corpurile lor. Mai mult decât atât, furnicile prognozatoare determină nu numai momentul apropierii potopului, ci și estimează amploarea acestuia. La urma urmei, pentru un nou refugiu, au ocupat doar locuri sigure. Oamenii de știință nu au reușit încă să explice acest fenomen. Termitele prezentau un mister și mai mare. Cert este că nu au fost localizați niciodată pe acei copaci care, în timpul unei viituri, au fost zdrobiți de pâraiele furtunoase. În mod similar, conform observației etologilor, s-au comportat ei înșiși graurii, care primăvara nu ocupau căsuțe de păsări periculoase pentru așezare. Ulterior, au fost cu adevărat zdrobiți de un vânt de uragan. Dar aici vorbim despre un animal relativ mare. Pasărea, poate, legănând căsuța de păsări sau prin alte semne, evaluează nesiguranța atașării sale. Dar cum și cu ajutorul ce dispozitive pot fi făcute astfel de predicții de animale foarte mici, dar foarte „înțelepte”? O persoană nu numai că nu poate crea încă așa ceva, dar nu poate răspunde, nu poate. Aceste sarcini sunt pentru viitorii biologi!
Sistemele care reglează temperatura la insecte sunt mai bine studiate decât la alte nevertebrate, pe de o parte, aparent, ca urmare a faptului că insectele au o varietate de capacități de termoreglare. Pe de altă parte, acest lucru este determinat de simplitatea incontestabilă a păstrării insectelor, ceea ce simplifică condițiile experimentale la efectuarea experimentelor. Majoritatea insectelor sunt endoterme. Cu toate acestea, unele specii de insecte, cum ar fi moliile de șoim, albinele și bondarii, pot prezenta un comportament care seamănă cu creaturi endoterme în timpul pregătirii pentru zbor.
Toate speciile de insecte au dezvoltat termoreceptori care funcționează complex, localizați pe corp, antene și membre. În plus, celulele sensibile la temperatură au fost găsite în ganglionii toracici. Deci, de exemplu, în condiții de răcire a celui de-al doilea și al treilea segment toracic din molie (Hyalophora), mișcările ritmice ale mușchilor care asigură zborul insectei încetează. În loc de mișcări coordonate, se observă zvâcniri haotice, însoțite de un măcinat (cum ar fi un fluier) și asemănător cu tremurături musculare la creaturile și păsările placentare. Dacă ganglionii toracici sunt reîncălziți la temperatura optimă, atunci, în ciuda temperatura scazuta mediu, molia încetează să tremure și încearcă să decoleze.
Termoreceptorii insectelor endoterme, cum ar fi muștele și cicadele, sunt implicați în coordonarea comportamentului termoreglator. Insectele apar doar atunci activitate locomotorie ea și temperatura corpului crește la I7-20T. Noaptea, cad într-o amețire, din care ies când temperatura aerului începe să crească după răsăritul soarelui. Diverse tipuri de lăcuste își poziționează corpul în direcția razelor soarelui, ceea ce le permite să absoarbă mai mult energia soarelui și să-și ridice temperatura corpului peste temperatura ambiantă într-un timp scurt. În timpul zilei, își schimbă poziția corpului și, astfel, reglează absorbția și transferul de căldură. Schimbările temperaturii corpului în timpul zilei permit lăcustelor să dezvolte o activitate fizică maximă.
Insectele endoterme își măresc producția de căldură înainte de zbor datorită contracțiilor ritmice ale mușchilor de zbor și, prin urmare, temperatura în întreaga regiune a peretelui toracic și în special a mușchilor de zbor crește”- De obicei, ambele grupuri de mușchi de zbor (flexori și extensori) se contractă simultan. aceasta aproape nu se mișcă, sau aceste mișcări sunt minime. În astfel de cazuri, temperatura cufăr ajunge la 40-41 ° C, ceea ce apare din cauza producerii de căldură în timpul contracțiilor musculare. În timpul zborului, temperatura corpului insectelor poate să se afle zonă largă temperaturile ambiante - la bondari, se menține la un nivel de 10 până la 25 ° C. Acest lucru este posibil datorită faptului că insectele își pot schimba atât producția de căldură, cât și transferul de căldură. Lepidopterele, fluturii, de exemplu, se mișcă din cauza unei schimbări corespunzătoare a poziției aripilor de la zborul activ la alunecare și produc mai puțină căldură.
Cutia toracică a insectelor endotermice este bine izolată datorită firelor de păr groase și numeroase. De îndată ce temperatura pieptului lor depășește 40 ° C, vasele sistem circulator spatele încep să se contracte ritmic și să mute sângele rece din cavitatea abdominală în cavitatea toracică; temperatura sânului este astfel redusă. Înainte ca sângele să revină în vasele din spate, pe drum trece prin zonele deschise ale corpului, unde este răcit de temperatura ambiantă, ceea ce duce și la scăderea temperaturii toracelui. Unele specii de insecte cresc transferul de căldură datorită evaporării crescute a apei din interior sau suprafete exterioare corp. Acest tip de transfer de căldură poate duce la o încălcare a conținutului de apă din organism. Doar insectele care suge sânge, cum ar fi musca tse-tse, pot evapora apa rapid și eficient. Prin deschiderea traheală dilatată, acestea cresc eliberarea de apă sub formă de abur și, datorită evaporării, reduc temperatura corpului cu 1,6 ° K sub temperatura ambiantă.
Odată cu creșterea temperaturii ambientale, insectele sunt forțate să-și întrerupă zborul în mod repetat, deoarece, în ciuda prezenței a numeroase mecanisme de protecție, nu pot evita supraîncălzirea corpului. În timpul repausului, temperatura corpului lor scade din cauza producției nesemnificative de căldură și datorită unui gradient de temperatură mare între corp și mediu, care le permite să-și reia zborul în curând.
La temperaturi ambientale scăzute, transferul crescut de căldură în aer (convecție) în timpul zborului crește atât de mult încât temperatura corpului, în ciuda producției maxime de căldură, scade. În acest caz, și insectele își întrerup zborul. Prin bâzâit repetitiv, își ridică temperatura corpului la un nivel la care zborul devine din nou posibil.
Succesul zborului albinelor și bondarilor în căutarea hranei depinde de temperatura mediului ambiant. Bondarii își încep căutarea deja la o temperatură a aerului de 5 până la 10 ° C. În timpul opririlor pe o floare, se pot răci atât de mult încât nu pot începe din nou fără clape suplimentare ale aripilor. La mai sus temperatura ambientala(până la 20 ° C) părăsesc floarea înainte ca temperatura corpului să scadă sub un nivel critic. O distanta mica in zona dintre flori contribuie la un zbor reusit. Odată cu creșterea distanței de zbor dintre două flori, temperatura corpului unui bondar poate crește, astfel încât, chiar și la temperaturi ambientale scăzute în timpul unei opriri pe o floare, nu ajunge întotdeauna la nivelul optim.
Este interesant:
Parcul Zarechny
Acest masiv natural de pădure de conifere din lunca de pe malul drept al râului. Vyatka, vizavi de oraș, este adiacent acestuia de-a lungul întregii istorii a lui Khlynov - Vyatka - Kirov. Pe vremuri se numea „Krasny Bor dincolo de Vyatka”. A fost luat sub protecție în secolul al XVII-lea...
Dialectică
[Din greacă. dialektiké (téchnе) - arta de a conduce o conversație, o dispută, din dialégomai - conduc o conversație, o dispută], doctrina celor mai generale legi de formare, dezvoltare, a căror sursă internă este văzută în unitate și b...
Activitatea catalazei în țesutul placentar în condiții normale și în hipoxia fetală intrauterină cronică
Rezultatele studiului au arătat o scădere semnificativă a activității catalazei în țesutul placentar în timpul hipoxiei intrauterine cronice a fătului de 1,46 ori în raport cu norma (Fig. 4). Orez. 4. Activitatea catalazei în placentă este normală și p ...