Строение пищеварительной системы насекомых

       Томский государственный  университет

       Институт биологии, экологии, почвоведения,

       лесного и сельского  хозяйства

       Кафедра защиты растений 
 
 
 
 
 
 

       Реферат

       Строение пищеварительной  системы насекомых. 
 
 
 

       Выполнил:

                                       студент  гр.135

       Фолин А.М.

          Проверил:

                   Лукьянцев С.В. 
 
 
 
 
 
 

       Томск 2008

       Содержание

     Введение                                                                                                        3

     Строение пищеварительной  системы                                                         6

     Питание, переработка  пищи и пищеварение                                                 12

     Литература                                                                                                   16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Пищеварительный аппарат  начинается в голове ротовым отверстием и заканчивается на последнем  сегменте брюшка анальным отверстием; между этими отверстиями проходит кишечный канал.

     Морфологически и  по своему происхождению кишечный канал состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишок. Передняя и задняя кишки произошли из наружного зародышевого листа, или эктодермы, путем впячивания эктодермы при развитии зародыша; средняя кишка происходит из внутреннего зародышевого листа — энтодермы. В соответствии с этим передняя, как и задняя, кишка выложена интимой, которая является продолжением кутикулы тела; средняя кишка лишена такой кутикулярной выстилки. Длина кишечного канала различна у разных насекомых; как общее правило, она более длинна у сосущих насекомых, нежели у тех, которые питаются тканями растений или животных. У одних кишечный канал более или менее равен по длине телу, но у равнокрылых и у личинок высших мух он значительно длиннее тела.

     Внутренние органы насекомых и родственных им гексапод заключены в экзоскелет, защищающий их от внешних воздействий. Любые выросты внутренних органов, выступающие над поверхностью тела, окружены тонкой кутикулярной оболочкой и, таким образом, тоже находятся внутри экзоскелета.

     Пищеварительная система представлена кишечным каналом и придаточными образованиями в виде различных желез, связанных с ним прямо или косвенно. В типичном случае они включают слюнные железы, слепые выросты желудка и мальпигиевы сосуды. Кишечный канал (рис. 4.1). Этот орган представляет собой трубку, проходящую через центральную часть тела. Его переднее отверстие, рот, расположено в основании преоральной полости (пространство, ограниченное ротовыми частями); заднее отверстие, или анус, находится в заднем сегменте тела. Кишечный канал разделен на три хорошо выра женных отдела: переднюю кишку (стомодеум), среднюю кишку (мезентерон) и заднюю кишку (проктодеум). Обычно между передней кишкой и средней расположен стомодеальный, или кардиальный клапан, а между средней и задней кишкой - проктодеальный, или пилорический клапан. Передняя кишка и задняя кишка образовались путем впячивания эктодермы зародыша; средняя кишка образовалась из эндодермы; об этом будет сказано ниже в главе, посвященной зародышевому развитию насекомых.

     У некоторых примитивных  Нехароdа все три отдела кишечного канала имеют вид простой трубки (рис. 1). У большинства же насекомых каждый отдел дифференцирован на специализированные подотделы, выполняющие определенные функции. Типичное строение такого дифференцированного кишечного канала показано на рисунке 1. 
 
 

     Рис. 1. Пищеварительный тракт коллемболы Тотосеrus пiger, у которой первичные отделы кишечного канала не имеют вторичныхспециализированных образований. (По Снодграссу.) 1-средняя кишка; 2- ротовое отверстие; 3-передняя кишка; 4 - стомодеальный, или кардиальный клапан; 5-проктодеальный или пилорический клапан; 6-задняя кишка; 7-анальное отверстие. 
 
 
 

     Передняя кишка Средняя кишка Задняя кишка

     Рис. 2. Схематическое изображение отделов и выростов пищеварительного канала. (По Снодграссу.)

     1-ротовое отверстие; 2-глотка; 5-пищевод;4 -слепой отросток средней кишки; 5-зоб; 6 - преджелудок; 7-прямая кишка (ректум); 8-анальное отверстие; 9 -тонкая кишка; 10-мальпигиевы сосуды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Строение пищеварительной системы

     Передняя  кишка или стомолеум.

     Этот отдел обычно разделен на 3 основные части: 1) переднюю – пищевод (экзофагус), в виде длинной или короткой трубки; 2) следующую за ней расширенную часть – зоб, переходящий в 3) более узкий мышечный желудок, или преджелудок (провентрикулус), имеющий вид плотной мускулистой складки и расположенный непосредственно передней кишкой. Часть пищевода, привыкающую к ротовому отверстию, часто называют глоткой (фаринксом), но ее трудно обнаружить без точного знания мускулатуры этой области. Граница между пищеводом и зобом часто условна, как на рис. 2; у некоторых же насекомых, например бабочек, зоб имеет вид круглой камеры. Эта модификация зоба достигла крайнего выражения у многих видов мух (рис. 5), у которых он представляет собой мешок, соединенный с пищеводом длинной боковой трубкой.

     Зоб служит резервуаром, где происходит накопление пищи, и  часто представляет собой продолжение  и расширение пищевода. Но у ряда насекомых, особенно сосущих, он имеет вид пузыревидного придатка, соединенного с пищеводом с помощью стеблевидного протока; эта особенность свойственна многим двукрылым и чешуекрылым. Мышечный желудок, или провентрикул, имеет толстые мускулистые стенки и несет изнутри сильные хитиновые зубцы; его функция состоит в механической переработке пищи путем ее измельчения и в проталкивании пищи в среднюю кишку; в других случаях он отфильтровывает плотные частицы пищи от жидкой части. Он хорошо развит у прямокрылых, тараканов, жуков и других грызущих насекомых, но редуцирован у пчел и у большинства двукрылых. У многих насекомых на границе передней и средней кишки выражена кольцевая складка, свисающая в полость средней кишки; это кардиальныи клапан, который, возможно, препятствует движению пищи назад из средней кишки в переднюю или регулирует его в тех случаях, когда оно происходит. 

     Рис. 3. Пищеварительная система. А — жука жужелицы; Б — черного таракана (по Бейеру и Веберу): пщв — пищевод,   слж — слюнная   железа,   р — ее   резервуар,    зб — зоб,   мж — мышечный желудок,   срк — средняя   кишка,   сло— ее   слепые   отростки,   мс — мальпигиевы    сосуды, зк — задняя   кишка,   пк — прямая   кишка

     В ряде случаев провентрикулус устроен как простой клапан, открывающийся в среднюю кишку. У насекомых, поедающих твердую пищу, он снабжен твердыми выростами для перемалывания пищи и называется «желудочной мельницей».

     Средняя кишка или мезентерон.

      В этом отделе кишечного канала переваривается основная часть пищи. Его называют желудком или вентрикулусом. Обычно он представляет собой трубку, но иногда разделен на несколько частей. Это разделение особенно хорошо выражено у Неmiрtеrа, где таких частей бывает 3 или 4. Средняя кишка нередко имеет несколько пальцевидных выростов, называемых слепыми отростками. Как правило, они расположены на ее переднем конце (рис. 2), но иногда и ближе к заднему концу. Нередко она имеет, особенно в начале, несколько слепых отростков, или дивертикул, например у тараканов и саранчовых; слепые отростки, а также развитые иногда складки увеличивают поверхность эпителия средней кишки. Этот эпителий состоит из двух основных типов клеток - цилиндрических и регенеративных. Первые выделяют пищеварительные 
ферменты и всасывают продукты пищеварения, постоянно изнашивают 
ся. Их возобновление происходит за счет регенеративных клеток, раз 
множающихся постоянно и тем самым восполняющих убыль; они пред 
ставлены обычно группами, нередко погруженными и тогда образую 
щими как бы скрытые группы — крипты. Под эпителием располагаются 
мышечные стенки, состоящие из внутреннего кольцевого и наружного 
продольного слоя. 

     Функции средней  кишки — выделение ферментов  и всасывание продуктов пищеварения; у многих насекомых происходит также выделение перитрофической оболочки — мягкой хитиноподобной мембраны, которая отделяет пищевую массу от кишечного эпителия. Считается, что перитрофическая оболочка предохраняет стенки кишечника от повреждений грубыми частями пищи, но, кроме грызущих насекомых, перитрофическая оболочка найдена и у сосущих, например у двукрылых. Иногда средняя кишка выполняет специальные функции — служит местом запаса пищи (у клопа-черепашки и других клопов) или играет роль фильтра (у равнокрылых) 

     Рис. 4. Мышечный желудок черного таракана. А — на поперечном; Б — на продольном разрезе (по Эйдману): км — кольцевые   мышцы,   хз — хитиновые   зубцы,   пм — продольные   мышцы,   тр — трахеи 

     Задняя  кишка или проктодеум.

      Этот задний  отдел кишечного канала имеет  неодинаковое строение у разных  насекомых,  но  в большинстве случаев подразделяется на трубчатую переднюю часть – тонкую кишку и расширенную заднюю часть – прямую кишку, или ректум. Задняя кишка выстлана интимой. Начинается задняя кишка пилорическим клапаном, аналогичным кардиальному клапану передней кишки; сюда впадают трубчатые органы выделения — мальпигиевы сосуды и место их впадения является показателем границы между средней и задней кишкой. В задней кишке ферменты не выделяются, но здесь возможно всасывание пищи; важнейшая ее функция — отсасывание воды из остатков пищевой массы и вывод экскрементов наружу через анальное отверстие

     Лабиальные, или слюнные, железы. У большинства насекомых имеется пара желез, связанных с лабиумом и лежащих под средней кишкой (рис. 5). Каждая железа снабжена протоком, направленным вперед. Оба протока соединяются обычно в области головы, образуя непарный проток, открывающийся в преоральную полость между лабиумом и гипофаринксом. У разных насекомых эти железы выполняют разные функции, причем в некоторых случаях их функции еще до конца не выяснены. У большинства насекомых лабиальные железы секретируют слюну, как, например, у тараканов. У гусениц бабочек и личинок перепончатокрылых эти железы секретируют шелк, используемый для постройки личиночных ячеек и куколочных коконов. У кровососущих   насекомых   лабиальные железы секретируют антикоагулирующее вещество, препятствующее свертыванию поглощенной крови.

     Рис. 5. Пищеварительный канал и слюнные железы яблонной пестрокрылки Rhagoletis ротопеlа с зобом и кардиальным клапаном средней кишки, характерными для многих двукрылых. (По Снодграссу.) 1 -слюнные железы; 2-протоки слюнных желез; 3-пищевод; 4-кардиальный клапан; 5-средняя кишка; 6-мальпигиевы сосуды; 7-тонкая кишка; 8-прямая кишка; 9-зоб.

     Мальпигиевы сосуды. У всех насекомых, за небольшим исключением, имеются пучки длинных трубок, отходящих от кишечного канала вблизи места соединения средней и задней кишок (рис. 2). Эти трубочки, называются мальпигиевыми сосудами, выполняют выделительную функцию. Число трубочек колеблется от 1 до 250 или более. При наличии большого их числа они группируются в пучки одинакового размера.