كيف هو جسم الحشرات. الجهاز الدوري والجهاز التنفسي للحشرات

أعضاء الدورة الدموية. نظام الدورة الدموية للحشرات مفتوح. ويمثله الوعاء الظهري الواقع في الجيب التأموري للجسم ويتكون من القلب والشريان الأورطي (الشكل 17). يتكون القلب من عدد من الغرف. تحتوي كل غرفة على زوج من الفتحات الجانبية - ostia. يتم لف حواف الثقوب لتشكيل الصمامات العظمية. أثناء الانبساط ، يمرر الدم إلى تجويف القلب ويغلق أثناء الانقباض. في بعض الأحيان تبرز حواف الصمامات المتبقية في تجويف الغرفة التالية للقلب وتلعب دور الصمام الداخلي. تحت القلب مباشرة توجد حزم مزدوجة من العضلات المثلثة الشكل - العضلات الجناحية. وهي جزء من الحجاب الحاجز العلوي وترتبط بالجدار السفلي للقلب.

يضمن نبض القلب والأغشية امتصاص الدم وحركته نحو الشريان الأورطي. يتدفق الدم من الشريان الأورطي إلى تجويف الرأس ثم إلى تجويف الجسم. يعتمد عدد تقلصات غرف القلب على نوع الحشرة وحالتها الفسيولوجية والظروف البيئية وتتراوح من 14 - 30 إلى 150 انقباضة في الدقيقة الواحدة.

يتم تسهيل حركة الدم إلى ملاحق مختلفة من الجسم (قرون الاستشعار ، الأرجل ، الأجنحة ، الزوائد البطنية) بواسطة أعضاء نابضة موضعية على شكل أمبولات أو أغشية متقلصة مرتبطة بالعضلات.

دم. يتكون دم الحشرات ، أو الدملمف ، من بلازما سائلة وعناصر خلوية ، أو خلايا دم ، وخلايا دموية. عادة ما تكون البلازما عديمة اللون أو خضراء اللون. فقط في يرقات البعوض المتصل ، أو ديدان الدم ، التي تعيش في التربة الموحلة ، يتم تلوين البلازما باللون الأحمر بسبب وجود مادة ، من حيث تركيبتها البيوكيميائية ، قريبة جدًا من الهيموجلوبين في دم الفقاريات.

شكل العناصر الخلوية متنوع ، ولم يتم تطوير تصنيفها الموحد بعد. عادةً ما يتم تقسيم خلايا الدم إلى خمس إلى ست مجموعات: الخلايا الأولية ، والكلي - والخلايا الدقيقة ، والخلايا الكروية ، والخلايا المغزلية ، وخلايا المغزل.

Proleukocytes هي خلايا شابة غير ناضجة تؤدي إلى ظهور عناصر خلوية أخرى. تتمتع الخلايا الكبيرة أيضًا بالقدرة على الانقسام ، ويمكن أن تتحول ، جنبًا إلى جنب مع الخلايا الأولية ، إلى خلايا متخصصة. تشارك الخلايا الكلية والنيوية الدقيقة في ردود الفعل الوقائية ، والتقاط البكتيريا وهضمها. عندما تدخل إلى دم الكائنات متعددة الخلايا ، تشكل هذه الخلايا الدموية كبسولات ، أي تغلفها. يكون رد الفعل نفسه ممكنًا أيضًا عندما تدخل الأجسام غير الحية (شعر من الصوف ، قطع من البلاستيك ، إلخ) إلى مجرى الدم. من المفترض أن الإينوسيتويدات تتشكل من الخلايا النواة الكبيرة ، والتي تؤدي وظائف مرتبطة بعمليات التمثيل الغذائي. يمكن أن تتكون الكريات الدموية المغزلية من كل من الخلايا الأولية والخلايا الكبيرة. تحتفظ الخلايا الكروية ، أو الحمضات ، بشكلها الكروي طوال حياة اليرقات وتكون قادرة على الانقسام. يُعتقد أنها تفرز في الدم المواد التي تعمل على بناء البشرة. من الممكن أن تكون مجموعة الخلايا الدموية الكاملة تنشأ من مصدر واحد - الخلايا الأولية الأولية ، وهي قادرة على الانتقال من شكل إلى آخر. نظرًا لإمكانية التحول ، يمكن أن تؤدي خلايا الدم نفسها ، في حالات مورفولوجية مختلفة ، وظائف مختلفة ، ويتراكم كل نوع من خلايا الدم بأقصى قدر في مرحلة محددة بدقة من التحول.

نتيجة لذلك ، تتميز كل مرحلة من مراحل تطور الحشرات بمخطط الدم الخاص بها. عندما يتضرر التكامل في العديد من الحشرات ، يحدث تخثر البلازما وتلتصق الخلايا الدموية معًا لتكوين جلطة دموية.

وبالتالي ، فإن وظائف الدم تشمل: الحماية من الكائنات الحية الدقيقة والأجسام الغريبة الأخرى ، وانتشار العناصر الغذائية في جميع أنحاء الجسم ، وامتصاص منتجات التمثيل الغذائي الضارة من الأنسجة ونقلها إلى أعضاء الإخراج. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الدم هو ناقل للهرمونات التي تنظم العديد من العمليات الفسيولوجية ، ويوفر وظيفة ميكانيكية ، ويخلق ضغطًا داخليًا طبيعيًا أو يزيده ، على سبيل المثال ، أثناء طرح الريش. في الوقت نفسه ، فإن وظيفة الجهاز التنفسي للدم غير مهمة ، نظرًا لغياب الهيموغلوبين ، فإن سعة الدملمف صغيرة ومحدودة بشكل أساسي بكمية الأكسجين المذاب فيه.

يؤدي تنشيط السلوك والانتقال إلى العيش في البيئات القاحلة إلى تعقيد آلية التنفس بشكل كبير. يتم توفير حاجة الجسم المتزايدة للأكسجين من خلال ظهور حركات تنفسية خاصة ، تتكون من ارتخاء وتقلص البطن. في هذه الحالة ، يتم تهوية أكياس القصبة الهوائية وجذوع القصبة الهوائية الرئيسية. يقلل تشكيل أجهزة إغلاق على الوصمات من فقدان الماء أثناء التنفس. نظرًا لأن معدل انتشار بخار الماء أقل من معدل انتشار الأكسجين ، فعند فتح الوصمات لفترة قصيرة ، يكون لدى الأكسجين وقت لاختراق نظام القصبة الهوائية ، ويكون فقد الماء ضئيلًا. في العديد من يرقات الحشرات التي تعيش في الماء (على سبيل المثال ، اليعسوب ، ذباب مايو ، إلخ) ، يتم إغلاق نظام القصبة الهوائية ، أي لا توجد وصمات عار ، بينما شبكة القصبة الهوائية نفسها موجودة. في مثل هذه الأشكال ، ينتشر الأكسجين من الماء عبر خياشيم القصبة الهوائية ، أو النتوءات الرقيقة ذات الجدران الرقيقة في الجسم ، والتي تخترقها شبكة غنية من القصبة الهوائية. في أغلب الأحيان ، تقع الخياشيم الرغامية على جوانب جزء من أجزاء البطن (يرقات ذبابة مايو). يدخل الأكسجين من خلال الأغطية الرقيقة للخياشيم ، ويدخل القصبة الهوائية ثم ينتشر عبر الجسم. أثناء تحول يرقات النفط التي تتنفس إلى حشرة بالغةالذين يعيشون على الأرض ، تختفي الخياشيم ، وتنفتح الوصمات ويتحول نظام القصبة الهوائية من مغلق إلى مفتوح.

السمة الفسيولوجية الهامة للجهاز التنفسي للحشرات هي كما يلي. عادة ، يدرك الحيوان الأكسجين في أجزاء معينة من جسمه ومن هناك يحمله الدم في جميع أنحاء الجسم. في الحشرات ، تتغلغل أنابيب الهواء في الجسم كله وتوصل الأكسجين مباشرة إلى أماكن استهلاكه ، أي الأنسجة والخلايا ، وكأنها تحل محل الأوعية الدموية.

نظام الدورة الدمويةفيما يتعلق بالميزة الملحوظة للجهاز التنفسي ، فهي ضعيفة نسبيًا في الحشرات. في البطن فوق الأمعاء يوجد قلب أنبوبي طويل. يتم إغلاق نهايته الخلفية بشكل أعمى ، ويتم تقسيم التجويف بواسطة أقسام تحمل فتحات الصمامات إلى عدة غرف (عادةً 8). تقع ألياف العضلات في جدران القلب ، مما يؤدي إلى تقلصه. كل غرفة مجهزة بزوج من المظلات الجانبية. في النهاية الأمامية ، يستمر القلب في الشريان الأورطي العضلي ، والذي عند وصوله إلى الدماغ ينتهي بفتحة ، بحيث يدخل الدملمف منه مباشرة إلى تجويف الجسم.

يحيط بالقلب قسم من تجويف الجسم ، أو الجيب التأموري ، والذي يفصل عن باقي التجويف بواسطة حاجز رقيق للغاية وفي كثير من الأماكن مثقوب - الحجاب الحاجز العلوي. يرتبط به نظام عضلات جناحية مقترنة تقع تحت القلب. غالبًا ما يكون لدى العديد من الحشرات حاجز مماثل في الجزء السفلي من الجسم تحت الأمعاء. يضمن العمل المشترك للقلب والأغشية دوران الدملمف في جميع أنحاء جسم الحشرة. تنقبض عضلات الجفن ، وتخفض الحجاب الحاجز العلوي لأسفل ، وبالتالي تزيد من حجم الجيب التأموري. يندفع الدملمف إلى تجويفه ، ومن هناك عبر ostia إلى القلب. يؤدي انقباض يشبه الموجة ، يمتد من النهاية الخلفية للقلب إلى الجزء الأمامي ، إلى دفع الدملمف إلى رأس الحيوان ، حيث يصب في تجويف الجسم من خلال فتحة الأبهر. يخلق عمل الحجاب الحاجز السفلي تدفقًا من الدملمف إلى النهاية الخلفية للجسم. يختلف عدد نبضات القلب اختلافًا كبيرًا ليس فقط في العديد من الأنواع ، ولكن حتى في نفس الحشرة في ظل ظروف فسيولوجية مختلفة. لذا ، عند الباعة المتجولون - أبو الهول ligustriفي حالة الراحة ، يتقلص القلب 60-70 ، وأثناء الرحلة - 140-150 مرة في الدقيقة.

الدملمف الحشرات هو سائل عديم اللون أو مصفر. في حالات نادرة ، كما هو الحال في يرقات بعوض Tendipes ، يعطي الهيموغلوبين المذاب لونًا أحمر فاتحًا. يحتوي الدملمف على خلايا بلعمية وكذلك خلايا دم خاصة. تتمثل الوظيفة الرئيسية للدملمف في إمداد الأنسجة والأعضاء بالمغذيات. بالإضافة إلى ذلك ، تدخل منتجات التمثيل الغذائي الذائبة ، والتي يتم نقلها إلى أعضاء الإخراج. وظيفة الجهاز التنفسي للدملمف بسبب تطور نظام القصبة الهوائية صغيرة.

الجهاز التناسلي. الحشرات ثنائية المسكن وغالبًا ما تكون واضحة في إزدواج الشكل الجنسي. يتجلى في الحجم الأصغر للذكور (في العديد من الفراشات) ، أو في التلوين المختلف تمامًا لكلا الجنسين (العديد من الفراشات) ، أو في شخصيات أكثر أهمية. لذلك ، على سبيل المثال ، تظهر ملاحق مختلفة على جسم الذكور (قرن خنفساء وحيد القرن) ، أو أن بعض الأعضاء عند الذكور تتطور بقوة أكبر من الإناث (الفك السفلي الضخم لخنفساء الأيل ، وهوائيات أطول للحطابين). في بعض الأحيان يكون الذكور فقط مجنحين ، بينما في الإناث تقل الأجنحة أو تختفي تمامًا (بعض العث ؛ فراشات الأكياس).

يتم إقران الغدد الجنسية. في الإناث ، يتكون كل مبيض في معظمه من عدد معروف من أنابيب البويضة ، ويجلس ، مثل أصابع اليد ، على قناة الإخراج المشتركة للمبيض - قناة البيض. يتكون الطرف الأعمى الرقيق لكل أنبوب بيض من تراكم خلايا جرثومية صغيرة متجانسة. علاوة على ذلك باتجاه قناة البيض ، تتوسع قناة البيض تدريجيًا وتنقسم إلى سلسلة من غرف البيض. تحتوي كل غرفة على خلية بويضة كبيرة ، محاطة بطبقة من ظهارة جرابية خاصة ، تفرز خلاياها قبل أن تغادر البويضة غشاءًا حولها. بين البيض المتجاور توجد مجموعة من الخلايا المغذية التي تستهلكها البويضة أثناء النمو. مع نمو البويضة ، تتحرك في أنبوب الوجه نحو قناة البيض ، ويتم استبدال البويضات الفقس في الطرف الأعمى للأنبوب من الخلايا الجرثومية بتكوين بويضات جديدة وخلايا مغذية.

تندمج كلتا قناتي البويضات في مهبل غير مزاوج ، يفتح للخارج على الجانب البطني من البطن تحت المسحوق. يتم أيضًا فتح كيس خاص ، وعاء منوي ، في المهبل ، حيث يتم تخزين البذرة بعد الإخصاب ، وغالبًا ، بالإضافة إلى ذلك ، كيس جماعي عضلي ، والذي يعمل على إدخال العضو التناسلي للذكر فيه. ثم يتم نقل البذور من الكيس إلى وعاء البذور. في بعض الحشرات ، يحدث التزاوج مرة واحدة فقط كل عدة سنوات ، وطوال هذا الوقت تبقى اللثة حية في الوعاء المنوي للأنثى ، على سبيل المثال ، في ملكة النحل ، التي تدوم حياتها 4-5 سنوات.

في كثير من الأحيان ، تتطور الزوائد الخاصة في منطقة فتحة الأعضاء التناسلية - المبيضات ، والتي تعمل على وضع البيض داخل طبقة صلبة أكثر أو أقل (التربة ، الأنسجة النباتية ، إلخ).
مِلك الرجال الجهاز التناسلييتكون من زوج من الخصيتين البسيطتين أو المقسمتين إلى عدة فصيصات. تندمج قناتان منويتان تمتدان منهما في قناة القذف المشتركة ؛ في الأخير غالبًا ما يفتح ، بالإضافة إلى ذلك ، غدد إضافية مقترنة. تخترق قناة القذف العضو الجماهيري ، الذي يتكون من نتوء أسطواني لجدار الجسم ، يقع في فتحة صغيرة ، العباءة ، حيث ينفتح المسحوق. في الحشرات التي ليس لديها عضو جماعي ، تلتصق اللثة ببعضها البعض في حوامل منوية ، مرتدية قشرة معقدة ، وفي هذا الشكل يتم إدخالها في فتحة الأعضاء التناسلية للإناث.

الجهاز الدوري ، بسبب خصوصية الجهاز التنفسي ، ضعيف نسبيًا في الحشرات. يوجد قلب أنبوبي طويل فوق الأمعاء (شكل 343). يتم إغلاق نهايته الخلفية بشكل أعمى ، ويتم تقسيم التجويف بواسطة أقسام تحمل فتحات الصمامات إلى عدة غرف (عادةً 8). تقع ألياف العضلات في جدران القلب ، مما يؤدي إلى تقلصه. كل غرفة مجهزة بزوج من المظلات الجانبية. في النهاية الأمامية ، يستمر القلب في الشريان الأورطي العضلي ، والذي عند وصوله إلى الدماغ ينتهي بفتحة ، بحيث يدخل الدملمف منه مباشرة إلى تجويف الجسم.

يحيط بالقلب قسم من تجويف الجسم ، أو الجيب التأموري ، والذي يفصل عن باقي التجويف بواسطة حاجز رقيق للغاية وفي كثير من الأماكن مثقوب - الحجاب الحاجز العلوي. يرتبط به نظام عضلات جناحية مقترنة تقع تحت القلب. غالبًا ما يكون للعديد من الحشرات قسم مماثل في الجزء السفلي من الجسم تحت الأمعاء (الشكل 344). يضمن العمل المشترك للقلب والأغشية تداول الدملمف عبر جسم الحشرة (الشكل 344).

تنقبض عضلات الجفن ، وتخفض الحجاب الحاجز العلوي لأسفل ، وبالتالي تزيد من حجم الجيب التأموري. يندفع الدملمف إلى تجويفه ، ومن هناك عبر ostia إلى القلب. يؤدي انقباض يشبه الموجة ، يمتد من النهاية الخلفية للقلب إلى الجزء الأمامي ، إلى دفع الدملمف إلى رأس الحيوان ، حيث يصب في تجويف الجسم من خلال فتحة الأبهر. يخلق عمل الحجاب الحاجز السفلي تدفقًا من الدملمف إلى النهاية الخلفية للجسم. يختلف عدد نبضات القلب اختلافًا كبيرًا ليس فقط في العديد من الأنواع ، ولكن حتى في نفس الحشرة في ظل ظروف فسيولوجية مختلفة. لذلك ، في عثة الصقر - Sphinx ligustri في حالة راحة ، يتقلص القلب 60-70 ، وأثناء الرحلة - 140-150 مرة في الدقيقة.

الدملمف الحشرات هو سائل عديم اللون أو مصفر. في حالات نادرة ، كما هو الحال في يرقات بعوض Tendipes ، يعطي الهيموغلوبين المذاب لونًا أحمر فاتحًا.

يحتوي الدملمف على خلايا بلعمية وكذلك خلايا دم خاصة. تتمثل الوظيفة الرئيسية للدملمف في إمداد الأنسجة والأعضاء بالمغذيات. بالإضافة إلى ذلك ، تدخل منتجات التمثيل الغذائي الذائبة ، والتي يتم نقلها إلى أعضاء الإخراج. وظيفة الجهاز التنفسي للدملمف بسبب تطور نظام القصبة الهوائية صغيرة.

نظام الدورة الدموية. نظام الدورة الدموية للحشرات ، مثل جميع المفصليات ، مفتوح ، لكنه يقتصر على الأوعية الشوكية: فقد نظام كل من الأوعية الدموية والشرايين ، واستبدل بتجويف الجسم ، وحركة الدم التي تدعمها الحاجز الانقباضي (الأغشية) والأجهزة الأخرى.

يمثل الأوعية الدموية الظهرية القلب - وهو القسم الذي يحمل في البداية أزواج من ostia ، تقع في قطاعات - فتحات يدخل من خلالها الدم إلى تجويف القلب ، والشريان الأورطي الخالي من الفوهة. القلب ، كقاعدة عامة ، هو الجزء الخلفي ، ويقع في البطن ، وهو جزء من الوعاء الدموي الظهري ، بينما الشريان الأورطي هو الجزء الأمامي الصدري. ومع ذلك ، في الحشرات السفلية (على سبيل المثال ، الصرصور) ، يمكن للقلب أن يمتد إلى الصدر ، بينما في الحشرات الأعلى يمكن للقلب أن يحتل جزءًا فقط من البطن. خصوصاً حشرات صغيرةقد يكون القلب موجودًا وقد لا يكون.

الجهاز التنفسي. لا يدخل نظام الحشرات في القصبة الهوائية الهواء إلى جسم الحشرة فحسب ، بل يوزعه أيضًا على جميع أعضاء الجسم: يتخلل جميع أجزائه بفروعه. الجسم كله ، كما كان ، رئة: وظيفة الجهاز التنفسي للدم ، إن لم يتم استبعادها بالكامل ، لا تزال منخفضة للغاية. ينتشر الهواء عبر نظام القصبة الهوائية عن طريق الانتشار. بالتوازي مع إمداد الأعضاء والأنسجة بالأكسجين من خلال نظام القصبة الهوائية ، يتم إطلاق الماء أيضًا ؛ كلما كانت عملية التنفس أقوى ، كلما كان التبخر أقوى ؛ لمنع التبخر المفرط ، تحتوي كل spiracle على جهاز قفل يسمح للهواء بالدخول إلى نظام القصبة الهوائية فقط بقدر ما يحتاج الجسم إلى الأكسجين: مع زيادة نشاط الحشرات وزيادة درجة الحرارة ، يزداد التمثيل الغذائي ، ويزيد الطلب على الأكسجين ، وبالتالي ، يظل نظام القصبة الهوائية مفتوحًا لفترة أطول. مع وجود نشاط مهم بشكل خاص لنظام القصبة الهوائية المفتوح ، فقد اتضح أنه قليل: تظهر الأجهزة التي تقوم بتهوية نظام القصبة الهوائية ؛ تؤدي عضلات الجسم الطولية والظهرية البطنية ، المتقلصة والاسترخاء ، إلى تقليل حجم الجسم وزيادة حجمه ، وفي نفس الوقت نظام القصبة الهوائية ، مما يؤدي بدوره إلى الزفير واستنشاق الهواء ؛ تزداد كمية هواء الزفير في الحالات التي توجد فيها مناطق ذات جدران رقيقة في نظام القصبة الهوائية ؛ في أغلب الأحيانتأخذ هذه المناطق شكل أكياس ضخمة تمتلئ بالاستنشاق وتنهار بالزفير ؛ جميع الطيارين الجيدين لديهم مثانات (أكياس) من القصبة الهوائية: فكلما كانت رحلة الحشرة أكثر نشاطًا ، كانت المثانة أكثر تطورًا في نظام القصبة الهوائية.

في الحشرات المائية التي تتنفس الهواء الجوي ، يتم تطوير تكيفات إضافية في شكل فترات راحة ونمو على سطح الجسم وغطاء من الشعر ، والذي يعمل بمثابة خزانات لتزويد الهواء ومسارات لتوصيل الهواء. وبالتالي ، فإن حشرة الماء الملساء (Notonecta) لها اكتئاب مزدوج واضح بشكل ضعيف على طول السطح السفلي للبطن ، مزين بصفوف من الشعيرات ، وهو جهاز لإمداد الهواء.

ومع ذلك ، في الحشرات ، حالات التنفس فقط مع الأكسجين المذاب في الماء شائعة أيضًا. في الوقت نفسه ، إذا ظلت بعض الوصمات مفتوحة ، فإنها تعمل حصريًا على إزالة الغازات المستخدمة أثناء التنفس ؛ عادة ، تصبح جميع قنوات نظام القصبة الهوائية المجاورة للوصمات متضخمة ؛ تصور نفس الهواء من المياه المحيطة ، على التوالي مناطق متغيرة من سطح الجسم. يعتبر التنفس بالأكسجين المذاب في الماء شائعًا جدًا في اليرقات. في هذه الحالة ، تظهر نواتج خاصة رقيقة الجدران ، خاصة على البطن ، والتي تسمى مجتمعة الخياشيم. تنتشر بشكل خاص الخياشيم الرغامية ، أي النتوءات ذات الجدران الرقيقة للجسم مع وجود فروع من نظام القصبة الهوائية بداخلها. في مثل هذه الحالات ، من الواضح أن نظام القصبة الهوائية يوزع الهواء فقط ، دون إدراكه من الخارج (العديد من الخنافس ، ذبابة مايو ، اليعسوب ، الذباب الحجري ، الأجنحة ، diptera ، caddisflies).

مقالات أكثر إثارة للاهتمام