для чего насекомым усики нужны
Биологи выяснили, зачем насекомые непрерывно чистят свои усы, даже когда вокруг не грязно
Насекомые вынуждены постоянно поддерживать в чистоте свои усы даже в стерильно чистых помещениях
Все знают, что насекомые никогда не пребывают в состоянии полного покоя, а пытаются улучить любую свободную секунду, чтобы быстро и тщательно почистить свои усики — чувствительные антеннообразные придатки разнообразной формы, соединенные с передними сегментами членистоногих. Различные виды насекомые используют разные способы приведения в порядок усиков, используя разные движения и разные пары ног, но, что заставляет их беспрерывно заниматься антенным грумингом, даже находясь в стерильно чистых лабораторных помещениях, где нет никаких химических загрязнителей и пыли, до сих пор оставалось непонятным.
Группа энтомологов из Университета Северной Каролины, вооруженная газовым хроматографом, электронным микроскопом и тюбиком суперклея, решила наконец-то избавить взрослых от мучительных поисков ответа на задаваемый детьми вопрос, зачем насекомым требуется непрерывно чистить усики, и опубликовала результаты своего исследования в Proceedings of the National Academy of Sciences. Последние могут быть использованы при разработке более совершенных и безопасных для окружающей среды инсектицидов.
В качестве подопытного насекомого авторы выбрали отлично всем знакомого американского таракана Periplaneta americana — космополита, завезенного в Северную Америку из Африки, а затем широко распространившегося и по всем прочим континентам. Как и все членистоногие, тараканы уделяют много внимания состоянию своих усов, регулярно с помощью передней пары ног пригибая их ко рту и методично очищая каждый сегмент чувствительных антенн от основания до кончиков.
Чтобы выяснить, чем именно грязные усы таракана отличаются от чистых, перманентные действия насекомых по приведению антенн в порядок нужно было как-то прекратить хотя бы на непродолжительное время.
Для этого тараканов помещали на некоторое время в тесные контейнеры, где им сложно было развернуться, чтобы заняться привычной гигиеной, либо фиксировали один из усиков капелькой геля с цианоакрилатом, либо заклеивали этим гелем подвижные части ротового аппарата.
Используя газовый хроматограф и электронный микроскоп, энтомологи сначала выяснили, какие именно химические соединения — как летучие, так и нелетучие — скапливаются на нечищенных усах таракана. К некоторому удивлению биологов, большую их часть составили различные кожные липиды — жирные воскообразные вещества, защищающие насекомых от потери влаги, а также от различных паразитов и патогенных микробов.
Как выяснилось, на нечищенных в течение суток усах таракана скапливается в 3—4 раза больше защитных липидов, чем на чищеных.
«Понятно, что насекомые вынуждены постоянно счищать с сенсорных придатков частички пыли и разные химические загрязнители. Сложней объяснить, зачем им требуется постоянно счищать с них собственные секреторные выделения, выполняющие важные функции, в том числе защитные», — комментирует результаты опытов один из авторов статьи Коуби Шел.
Усики (биология)
У́сики (либо антенны, сяжки) представляют собой пару придатков, соединённых к передним сегментам членистоногих. У ракообразных усиков две пары и они расположены на первых двух сегментах головы. У других групп членистоногих, за исключением хелицеровых и бессяжковых (не имеющих усиков совсем), их одна пара.
Усики являются органами чувств, хотя природа того, что и как они чувствуют, неодинакова у различных групп и в некоторых случаях до конца не изучена. Функционально они могут замещать собой зрение, осязание, слух (вибрацию), реакцию на тепло и особенно обоняние (запах или вкус).
У насекомых рецепторы обоняния, расположенные на усиках, контактируют с молекулами запаха, включая феромоны. Нейроны, которые обладают этими рецепторами, посылают нервный импульс по своим аксонам в дейтоцеребрум (средний отдел головного мозга у насекомых и других членистоногих), где они подсоединены к грибовидным телам, отвечающим за идентификацию запаха. Средняя чувствительность усиков к определённому запаху может быть вычислена с помощью электроантеннограммы.
Усики насекомых состоят из трёх основных частей: скапус (основание), педицель (стебель) и флагеллум, который часто состоит из множества члеников, называемых флагелломерами. Количество флагелломеров варьирует в больших пределах и часто является определяющим признаком при идентификации вида. Настоящие флагелломеры имеют мембранные сочленения между собой, но у многих насекомых, особенно из наиболее примитивных групп, флагеллум полностью либо частично состоит из ряда так называемых аннулюсов (плёнок), которые не являются настоящими флагелломерами.
Содержание
Типы усиков
Усики бывают нитевидные, щетинковидные, четковидные, пиловидные, булавовидные, перистые, коленчатые, щетинконосные.
Нитевидные усики. Все членики цилиндрические, то есть более или менее одинаковой ширины, лишь у основания они могут быть несколько утолщены. Пример: саранчовые, некоторые бабочки (пяденицы и огнёвки).
Щетинковидные усики. Членики постепенно суживаются от основания так, что усики к вершине явно заострены. Усики могут быть длинными и короткими. Примеры — кузнечики, сверчки, медведки, тараканы.
Чётковидные усики. Состоят из коротких и широких члеников, основания последних сужены так, что членики отделены один от другого перетяжками; первые (1-2-й) членики могут быть удлиненными. Пример — жуки-чернотелки.
Пиловидные усики. Членики, составляющие усик, имеют оттянутый верхний угол и в совокупности напоминают зубья пилы. Примеры — жуки-щелкуны и жуки-златки. Видоизменением пиловидного усика можно считать гребенчатый, или гребневидный, усик, каждый членик которого имеет отросток; отростки образуют гребень.
Булавовидные усики. Несколько вершинных члеников расширены и составляют булаву. Примеры — бабочка-белянка, бабочка-крапивница.
Перистые усики. Каждый членик усика имеет двусторонние выросты, уменьшающиеся от основания к вершине; в общей сложности усики напоминают перо птицы. Пример — бабочки-шелкопряды.
Коленчатые усики. Первый членик усика значительно длиннее остальных, составляющих жгутик, и направлен под углом к ним. Примеры — муравьи, шершень, шмель, жук-олень, виды семейства усачей.
Щетинконосные усики состоят из трех коротких и широких члеников различной формы; на последнем членике сбоку или на вершине имеется щетинка, которая может быть перистой. Примеры — комнатная муха и некоторые двукрылые.
Усики насекомых
Строение
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>флагеллумом (flagellum) или жгутик. Прикреплен усик в усиковой ямке, иногда окруженной узким кольцеобразным усиковым Склерит – твердый (склеротизованный) элемент наружного скелета насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>склеритом. В периферической части ямки имеется небольшой вырост, к которому причленен сам усик.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>флагеллум двигается за счет мышц расположенных между рукояткой и жгутиком.
В эмбриогенезе усики развиваются из придатков 2-го головного сегмента.
Функции антенн
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Форма
Усики чрезвычайно разнообразны по форме, и некоторые наиболее четко выраженные их типы имеют специальные наименования. Несколько примеров приведено на рисунке. Разнообразие форм антенн позволяет использовать их в определении вида насекомого.
По форме усики различают:
Подробнее при переходе по ссылке
«>диморфизм – у самцов они обычно более развиты, по сравнению с самками.
Подробнее при переходе по ссылке
«>личинок усики, как правило, сильно редуцированы как в отношении длины, так и в отношении числа члеников.
Усики есть у всех насекомых кроме отряда бессяжковых (Protura), у которых они утрачены.
Усики насекомых
Усики (или антенны, или сяжки) – пара подвижных членистых придатков головы насекомого, отходящих от лицевой поверхности, обычно между глаз.
Строение усиков
Строение
Первый членик называют скапусом (scapus) или рукояткой, второй – педицеллумом (pedicellus) или ножка, а все оставшиеся вместе – флагеллумом (flagellum) или жгутик. Прикреплен усик в усиковой ямке, иногда окруженной узким кольцеобразным усиковым склеритом. В периферической части ямки имеется небольшой вырост, к которому причленен сам усик.
Двигаются антенны с помощью мышц, крепящихся к основному членику – скапусу, мышцы тянутся к нему от тенториума. А флагеллум двигается за счет мышц расположенных между рукояткой и жгутиком.
В эмбриогенезе усики развиваются из придатков 2-го головного сегмента.
Функции антенн
Функционально антенны это орган чувств, они отвечают за осязание и обоняние. Встречаются насекомые, у которых они выполняют нестандартные роли – органов дыхания и удержания добычи. [1]
Типы усиков
Форма
Усики чрезвычайно разнообразны по форме, и некоторые наиболее четко выраженные их типы имеют специальные наименования. Несколько примеров приведено на рисунке. Разнообразие форм антенн позволяет использовать их в определении вида насекомого.
По форме усики различают:
Так же нужно отметить, что строение сяжки часто отражает половой диморфизм – у самцов они обычно более развиты, по сравнению с самками.
У личинок усики, как правило, сильно редуцированы как в отношении длины, так и в отношении числа члеников.
Усики есть у всех насекомых кроме отряда бессяжковых (Protura), у которых они утрачены.
Для чего насекомым усики нужны
Придатки головы
Ротовые органы. В своей основе они состоят из верхней губы, трех пар ротовых конечностей и подглоточника. В соответствии с приспособлением к различным способам питания и приема пищи ротовые органы претерпевают значительные изменения. Исходным типом являются грызущие ротовые органы (рис. 7); они содержат наиболее полный набор ротовых частей, свойственны тараканам, саранчовым, кузнечикам и другим представителям надотряда прямокрылых (Orthopteroidea), поэтому нередко называются ортоптероидными.
Сравнительно незначительно изменился ротовой аппарат пчелиных, приспособленный для высасывания из цветков нектара; иногда он называется лижущим (рис. 9). Он сильно вытянут, нижние челюсти совместно с нижней губой превращены в хоботок, который и служит для слизывания или всасывания нектара; в связи с этой новой функцией челюстные щупальца почти исчезли, а губные сильно удлинились, наружные жевательные лопасти нижней губы атрофировались, а внутренние слились и образовали непарный язычок. Что касается верхних челюстей, то их грызущая функция оказалась сильно ослабленной и заменена новой, связанной с постройкой сотов, уходом за ними и пр.; поэтому верхние челюсти утратили зубчатость и приобрели несколько лопаточкообразный вид.
Среди двукрылых, или мух (Diptera), к которым относится и комнатная муха, многие также питаются жидкой пищей, включая и цветочный нектар. Их ротовые органы также имеют вид хоботка, но он устроен совсем по-иному и является весьма совершенным органом, который может использовать различные источники пищи. Ротовые органы таких мух лишены верхних и нижних челюстей. Сам хоботок мягкий, состоит из сильно преобразованной нижней губы и способен высасывать жидкость, либо отфильтровывать ее из смеси с твердыми частями, либо скрести твердый питательный субстрат. Подробно этот ротовой аппарат описан при характеристике отряда двукрылых.
У клопов (рис. 10), как и у равнокрылых, верхние и нижние челюсти преобразованы в четыре колющие щетинки, а нижняя губа члениста и имеет сверху желобок. Челюстных и губных щупиков не сохранилось. Прокол субстрата производится только колющими щетинками, нижняя губа играет роль ножен, в которых помещаются колющие щетинки; в проколе она не участвует, но упирается в субстрат и сгибается коленообразно назад при погружении колющих щетинок.
У кровососущих комаров ротовые органы сходного типа и также снабжены четырьмя колющими щетинками, но нижняя губа не члениста. Помимо того, сильно вытянуты верхняя губа и подглоточник; сохранились хорошо развитые челюстные щупики.