НАРУЖНЫЕ ПОКРОВЫ

Покровы насекомых состоят из двух разнородных образований — живых клеток эпидермиса, или гиподермы, и мертвой кутикулы - продукта выделения этих клеток (рис. 10). Аморфная базальная мембрана подстилает гиподерму снизу, поддерживая ее клетки и ограничивая от гемолимфы.

Эпидермис представлен непрерывным рядом столбчатых или многогранных клеток, снабженных крупными ядрами. На поверхности каждой клетки, примыкающей к кутикуле, имеются микроворсинки. Одна из самых важных функций эпидермиса — секреторная. Она отчетливо проявляется в растворении старой кутикулы и продуцировании новых кутикулярных слоев во время линьки.

Кроме обычных неспециализированных клеток, в эпидермисе насекомых есть специализированные клетки, образующие волоски и сенсиллы.

Рис. 10. Схема строения наружного покрова пчелы:

в - волосок; с секрет кожной железы; зп - эпикутикула; эк - экзокутикула; эн — зндокутикула; я - ядро клетки эпидермиса; г - гиподерма; бм — базальная мембрана; пкж - проток кожной железы; кж - кожная железа; т - трихо- генная клетка

Кутикула образует наружный скелет, покрывающий все тело пчелы, служит опорой для прикрепления мышц и, следовательно, выполняет механическую функцию. Кутикула защищает тело от различных воздействий внешней среды. В своей основе кутикула эластична и гибка, но очень часто она подвергается уплотнению, или скле- ротизации. Кутикула имеет сложное гистологическое строение. Она состоит из двух основных слоев: наружного — экзокутикулы и внутреннего - эндокутикулы; с внешней стороны экзокутикула часто бывает покрыта тонким липоидным слоем — эпикутикулой.

Эндокутикула - непосредственно прилегает к клеткам эпидермиса.

Экзокутикула - может рассматриваться как затвердевшая, окрашенная эндокутикула, утратившая свое первоначальное пластинчатое строение. В состав экзокутикулы входят пигменты, окрашивающие хитин. Желтую, темную и коричневую окраску разных оттенков придает широко распространенный пигмент меланин. Доказано, что на окраску кутикулы влияет интенсивность освещения, температура и влажность. Например, чем выше температура (в пределах от 16 до 35°С), тем светлее бывает окраска кутикулы. Поэтому местные пчелы на севере темного цвета, на юге на их брюшке имеются светло-желтые полосы.

Все слои кутикулы снизу доверху пронизаны многочисленными поровыми канальцами, которые начинаются от эпидермиса и обеспечивают связь с наружной поверхностью покрова. Внутри поровых канальцев проходят нитевидные отростки эпидермальных клеток. Поровые канальцы участвуют в синтезе и транспортировании веществ, формирующих эпикутикулу.

Эпикутикула - наружный, самый тонкий слой кутикулы, она не содержит хитина. Ее главную часть составляет кутикулин - вещество, включающее жиро- и воскоподобные соединения. Восковой слой играет роль барьера, ограничивающего транспирацию и защищающего насекомых от потерь воды. Доказано, что „критическая температура”, при которой водопроницаемость покровов резко возрастает, совпадает с температурой плавления воскового слоя.

Воска эпикутикулы обычно покрываются сверху тонким цементным слоем, который выделяется многочисленными кожными железами. В состав этого слоя входят вещества, сходные с шеллаком. Они создают лаковое покрытие эпикутикулы и обеспечивают механическую защиту легкоповреждаемого воскового слоя.

Кутикула в основном состоит из органических веществ, а неорганические соединения составляют менее 1% сухой массы.

По химической природе хитин - высокомолекулярный азотсодержащий полисахарид, который напоминает гликоген или целлюлозу, но в отличие от этих соединений содержит аминогруппу ЫН, связанную с ацетильной группой 0 = С-СН3. Исходным продуктом для синтеза хитина служит глюкоза.

Вопрос о проницаемости кутикулы пчел имеет огромное значение для понимания взаимоотношения их со средой и защиты от отравлений. Кутикула может не только затруднять, но и облегчать проникновение химических веществ через покровы. Высокая проницаемость покровов пчел для контактных инсектицидов связана со способностью этих ядов растворяться в восках эпикутикулы и с их абсорбцией хитином эндо- и экзокутикулы.

Некоторые инсектициды вызывают нарушение пассивного и активного транспорта воды через покровы. Так, при отравлении хлорорга- ническими инсектицидами из организма насекомых быстро уходит вода в результате испарения через кутикулу и дыхальца. К числу инсектицидов, в наибольшей степени нарушающих процессы водообмена, относятся фосфорорганические яды и соединения из группы пиретрина.

Установлено, что те яды, которые растворимы в органических растворителях, легко проникают через кутикулу в организм при контакте насекомого с ядом. Объясняется это присутствием в кутикуле липоидов, которые не являются для таких ядов барьером.

Поверхность кутикулы пчелы густо покрыта волосками разнообразной величины и строения, что, несомненно, играет определенную роль в терморегуляции.

Цель работы. Ознакомиться с оборудованием по препарированию и анатомированию пчеп, с устройством бинокулярного и биологического микроскопов (МБС и МБИ). Изучить внешнее строение рабочей пчелы, матки и трутня (строение головы, усиков и ротового аппарата).

Необходимое оборудование и материалы. Настольные лампы, микроскопы МБС-1 и МБИ-1, эмалированные и восковые ванночки, пинцеты, препаровальные иглы, энтомологические булавки, предметные и покровные стекла, вода, салфетки, таблицы, макет пчелы, зафиксированные в 70%-ном растворе спирта матки, рабочие пчелы и трутни.

Методика проведения работы. Преподаватель показывает основное лабораторное оборудование и рассказывает о его назначении. Затем учащиеся знакомятся с инструкцией пользования микроскопами (МБС и МБИ).

Далее учащиеся приступают к выполнению второй части лабораторной работы. Зафиксированных в 70%-ном растворе этилового спирта пчел, маток и трутней раскладывают на предметном стекле (по одному экземпляру) и, пользуясь микроскопом МБС-1, рассматривают при 16-кратном увеличении их строение. Можно использовать и живых пчел, которых фиксируют, обваривая крутым кипятком или подвергая воздействию паров серного эфира, чтобы они выбросили хоботок. Обращается внимание, что тело пчелы состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. На головном отделе рассматривают порядок размещения ротового аппарата, усиков, простых и сложных глаз, а иа грудном - крыльев и ножек. Далее рассматривают маток и трутней, отмечая отличия.

Далее с помощью пинцета отделяют головы у всех особей, рассматривают их под микроскопом. Зарисовывают внешнее строение головы. Сравнивают форму головы матки, трутня и пчелы, расположение простых и сложных глаз. Выполняют рисунки и делают необходимые обозначения к ним.

Затем пинцетом вычленяют ротовые части всех особей. Для этого голову помещают в каплю воды на предметное стекло затылочным отверстием вверх и под микроскопом при 16-кратном увеличении вычленяют хоботок. Пинцетом, находящимся в левой руке, слегка надавливают на затылочную сторону головы пчелы, чтобы обнаружить места прикрепления основания ротового аппарата к голове. Препаровальной иглой, взятой в правую руку, проводят несколько раз по месту сочленения хоботка с головой и отделяют его. Отпрепарированный хоботок помещают в каплю глицерина и накрывают покровным стеклом. Так же поступают с хоботками маток и трутней.

Под микроскопом рассматривают строение хоботков всех особей, измеряют их длину с помощью окуляр-микрометра под увеличением X 20.

В рабочие тетрада заносят данные о длине хоботка, а в альбоме делают рисунки и пояснения к ним.

Далее переходят к отделению от головы оставшихся ротовых частей - мандибул и верхней губы. Рассматривают их под микроскопом, отмечают разницу в строении этих органов у рабочих пчел, маток и трутней. Делают рисунки, данные наблюдений заносят в тетрадь.

Наконец, следует выделить пинцетом из сочленованной ямки усик пчелы, трутня и матки, положить на предметное стекло, рассмотреть под микроскопом при 32-кратном увеличении. Обращают внимание на разницу в строении. Зарисовывают усики трутня, рабочей пчелы и матки, делают соответствующие обозначения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите составные части тела пчелы и их основные придатки. 2. К какому типу относится ротовой аппарат медоносной пчелы? Каковы его основные части?

3. Расскажите о путях взятия пчелой нектара. 4. В чем основные отличительные особенности в строении ротового аппарата различных особей пчелиной семьн? 5. Как называются сегменты брюшка? 6. Опишите строение жалоносного аппарата пчелы. 7. В каком возрасте у пчел железы секретируют яд? 8. Каковы основные компоненты пчелиного яда и какое действие он оказывает на животных н человека? 9. Расскажите о внешинх покровах пчелы. 10. Каков химический состав кутикулы?