Главнейшие особенности внешнего строения насекомых других групп

При всем исключительном многообразии форм и структур, с которыми мы встречаемся в мире насекомых, основные черты строения, прослеженные нами на черном таракане, можно считать достаточно типичными для всего класса насекомых, если, конечно, отвлечься от размеров и пропорций тела, от окраски и других второстепенных признаков.

с различным образом жизни, с различными способами передвижения, с различным характером питания отдельные части тела у разных насекомых могут оказаться более или менее видоизмененными.

Особенно значительным изменениям подверглись ротовые части, ноги и крылья.

Ротовые части. В ротовом аппарате таракана еще легко узнать три пары несколько видоизмененных конечностей. Подобное строение имеют ротовые части у кузнечиков, саранчи, стрекоз, жуков и ос — у таких насекомых, которые пережевывают свою пищу. Это ротовой аппарат грызущего типа (см. рис. 183).

У пчел и шмелей некоторые части ротового аппарата оказываются видоизмененными в связи с тем, что эти насекомые питаются жидкой пищей — сладким нектаром, который им приходится доставать из глубины цветка. Верхняя губа и жвалы ос?аются у них в том же виде, как и у жующих насекомых. Своими жвалами пчелы и шмели работают, когда сооружают восковые ячейки. Но нижние челюсти у них сильно вытянуты в длину и еще сильнее вытянута нижняя губа; когда эти части сложены вместе, из них получается длинная трубочка, через которую пчела или шмель сосет цветочный нектар (см. рис. 268). Следовательно, у этих насекомых ротовой аппарат жующе-сосуще- го типа.

Рис. 188. Голова и ротовые части комара во время сосания:

1 — глаз: 2 — ос* нование усика; — нижнечелюстное щупальце: — кровососущий хоботок, образованный сложенными вместе верхней губой, верхними и нижними челюстями и подглоточни- ком; 5 — нижняя

губа.

Иным образом видоизменен ротовой аппарат у комаров. Все части его, которые есть у таракана, имеются и у комаров, но здесь все они сильно вытянуты в длину и сложенные вместе образуют колющесосущий хоботок. При этом из нижней губы образовался желоб, в который вложены все остальные части хоботка. Когда комар вонзает хоботок в кожу своей жертвы или в мякоть растения, нижняя губа не входит в ранку, а своим раздвоенным концом придерживает и направляет остальные части хоботка (рис. 188),

Рис. 189. Голова и ротовые части бабочки:

1 — основание усика; 2 — глаз;

з              — верхняя губа: 4 — нижнегубные щупальца; 5 — хоботок, образованный парой нижних челюстей.

Более значительно видоизменены ротовые части у бабочек, образуя здесь сосущий аппарат (рис. 189). У бабочек недоразвиты и верхняя губа и жвалы, но зато нижние челюсти сильно вытянуты в виде длинных желобков. Эти желобки по всей длине сцеплены вместе, образуя хоботок, который бабочка просовывает в глубину цветка, чтобы сосать нектар. Остальное время хоботок у бабочки бывает свернут в виде спирали и по бокам прикрыт губными щупальцами.

Рис. 190. Ротовые органы мухи:

1 — нижнегубные щупальца: 2 — верхняя губа; 3 —* «подушечки» — измененные лопасти нижней губы.

Особенно сильно видоизменены ротовые части у мухи (рис. 190), образуя аппарат лижущего типа, но и в этом случае его отдельные части соответствуют ротовым частям таракана и других насекомых.

Ноги. Если ноги служат для ползания, они имеют в общем такое же строение, как и ноги таракана, отличаясь только большей или меньшей длиной. Но у кузнечиков, саранчи и кобылок конечности приспособлены не только для ползания — эти насекомые способны делать большие прыжки, пользуясь для этого своими длинными и мускулистыми задними ногами.

У медведки, которая постоянно роется в сырой почве и поедает там корни растений (причиняя этим большой вред огородам), передние ноги, состоящие из тех же суставов, что и бегательные ноги таракана, имеют совершенно особую форму: они очень сильны и широки и превратились в орудие для разрывания земли (рис. 217).

Иначе видоизменены передние ноги у одного из живущих в воде клопов — так называемого водяного скорпиона — и у живущих в южных областях богомолов. У этих хищных насекомых первая пара ног обратилась в хватательный орган, которым они ловят добычу и затем подносят ее к ротовым частям. У живущих в воде жуков-плавунцов (рис. 234) и клопов-гла- дышей сильные задние ноги действуют как весла. Они оторочены плотными щетинками, которые увеличивают их поверхность. Вместе с тем они оказываются очень мало приспособленными для передвижения по земле, в чем легко убедиться, если вынуть такого жука или клопа из аквариума и пустить его на стол.

Крылья. Большинство насекомых во взрослом состоянии имеет две пары крыльев.. Иногда передние крылья бывают плотнее задних и в сложенном виде служат для них защитной покрышкой; таковы передние крылья у тараканов, кузнечиков, саранчи, кобылок, клопов. У жуков передние крылья видоизменены сильнее и превратились в крепкие надкрылья, под которыми, как в прочном футляре, складываются и прячутся большие перепончатые крылья, служащие для полета. Готовясь взлететь, жук приподнимает надкрылья, расправляет вторую пару крыльев и уже тогда пускается в воздушное путешествие.

Наоборот, у мух и комаров для полета служит только передняя пара крыльев, а задние крылья остаются у них в виде недоразвитых придатков, так называемых жужжальцев.

Некоторые насекомые и во взрослом состоянии не имеют крыльев. Таковы насекомые-паразиты, живущие на других животных: вши, блохи, постельный клоп (вспомним, что и в других группах животного мира паразитический образ жизни бывает связан с упрощением организации).

Как насекомые воспринимают явления окружающего мира

При общем описании внешнего строения таракана были в кратких словах отмечены его глаза — орган зрения и его усики — орган осязания и обоняния.

Пути изучения внутреннего мира насекомых. По сложности поведения многие насекомые не уступают высшим позвоночным. Но общий тип строения членистоногих

и позвоночных совершенно различен; различны по своему строению и аналогичные органы у животных той и другой групп. Но строение органа и его функции теснейшим образом связаны между собой, и мы не имеем права «очеловечивать» насекомое — очеловечивать в том смысле, что если у него есть орган зрения, то и зримый мир представляется ему в том же виде, в каком он раскрывается перед нашими глазами.

И если согласно поговорке даже человеческая «чужая душа» часто бывает для нас «потемками», то нам гораздо труднее «влезть в хитиновую шкурку» насекомого, чтобы постигнуть, каким представляется ему окружающий его «мир», и уже совсем невозможно за него «думать» и «рассуждать», стараясь понять его поведение, зависящее от деятельности его надглоточного и подглоточного нервных узлов, или его «головного мозга», совсем не похожего на наш собственный или на мозг собаки.

Однако у нас есть иные пути для создания объективного представления о функциях органов чувств и о психической жизни животных. Теперь значительно продвинулось изучение органов чувств насекомых, и это позволяет нам более ясно представить их функции и их роль в жизни этих своеобразных существ. Накопилась огромная литература по изучению внешнего поведения насекомых как в условиях лабораторных экспериментов (подчас с применением сложнейшей аппаратуры, вплоть до катодного осциллографа), так и в полевых условиях.

Конечно, мы не имеем возможности осветить эту тему во всей ее глубине и подробностях*. В статьях, посвященных пчелам, осам и муравьям, читатель найдет сведения, относящиеся к поведению этих насекомых. Здесь же мы остановим внимание на строении и функциях главнейших органов чувств, связывающих насекомых с внешней средой, и прежде всего на частично уже рассмотренных органах зрения и органах обоняния и осязания.

1 См.: Р. Ш о в е н, Жизнь и нравы насекомых, М., Сельхозгиз, I960.

О              животных «зрительного» и «обонятельного» типа* Соотношения между развитием органов зрения и обоняния у насекомых в общем такие же, как и у высших позвоночных, среди которых мы различаем животных зрительного типа (например, птицы с их зоркими глазами при отсутствии обоняния) и животных обонятельного типа (собаки, полагающиеся прежде всего на свое острое чутье). У рассматриваемого нами таракана — насекомого ночного, деятельного в темноте, — глаза сравнительно небольшие (то же и у другого «школьного» объекта —¦ майского жука), а усики длинные и находятся в постоянном движении (у майского жука они не длинны, но их крайние членики обладают расширенной поверхностью, образующей «веер»). Если же взять для сравнения стрекозу (коромысло) — дневного хищника, то соотношение этих органов будет обратным: Огромные глаза стрекозы облегают всю ее голову, а усики имеют *вид коротких щетинок и, очевидно, не имеют в ее жизни существенного значения.

Что и как видят насекомые? Строение сложного, или фасеточного, глаза насекомых можно представить себе в виде густого пучка тесно спаянных между собой отдельных зрительных единиц —* омматидиев — узких, сильно вытянутых конусов, сходящихся своими вершЬ- нами в глубине глаза, а своими основаниями образующих его сильно выпуклую поверхность (в лупу на ней можно различить отдельные омматидии, и вся поверхность представляется тогда сетчатой). Число омматидиев различно у разных насекомых, например, у комнатной мухи их около 4 ООО, а у стрекоз — до 28 ООО. Сложными глазами обладают только взрослые формы насекомых (рис. 191).

Каждый отдельный омматидий представляет собой зрительный орган с очень ограниченным полем зрения и «видит» только тот крошечный участок находящегося перед глазами предмета, на который направлено продолжение оси данного омматидия; но так как омматидии тесно прилегают друг к другу, а оси их расходятся лучеобразно, то сложный глаз охватывает предмет в целом, причем изобра-

Рис.

Видны: хитиновая оболочка, образующая хрусталики отдельных фасеток, прозрачные хрустальные конусы, светочувствительные палочки (рабдомы), клетки сетчатки, пигментные прослойки между отдельными глазками (омма- тидиями).

жение предмета получается в нем мозаичным (т. е. составленным из отдельных кусочков) и прямым (а не обратным, как в нашем глазу; рис. 192).

Что касается четкости изображения, то она оказывается неодинаковой у различных насекомых — в зависимости от той роли, которую играют в их жизни зрительные восприятия. У одних видов глаз может воспринимать только общие очертания предметов; у других — в случаях неравномерной кривизны поверхности глаза — предметы представляются вытянутыми в длину; у третьих изображения получаются четкими и пропорциональными. Об этом свидетельствуют микрофотографии, снятые через отпрепарированные глаза насекомых. Способностью к аккомодации, то есть приспособлению глаза к рассматриванию далеких и близких предметов («наведению на фокус»)*, насекомые не обладают.

Насекомые посещают цветки различных окрасок; отсюда можно было заключить, что они способны различать цвета. Однако опыты, проведенные над пчелами, показали, что их восприятие окрасок отличается от нашего: они «не знают» алого красного цвета (цвета пионерского галстука) и не отличают его от черного, но зато воспринимают невидимые для нас ультрафиолетовые лучи, расположенные на противоположном конце спектра. Этим и объясняется тот любопытный факт, что среди нашей дикорастущей флоры нет растений с алыми цветками; те же цветки, которые мы называем красными (клевер, гвоздика, смолевка, иван-чай), всегда имеют пурпуровый оттенок, и пчелы воспринимают у них только примесь фиолетовой окраски. Наконец, опыты фотографирования через соответствующие светофильтры показали, что «наш» белый цвет должен восприниматься насекомыми по-разному, в зависимости от того, отражает ли данная белая поверхность ультрафиолетовые лучи или нет (цветн. табл. III).

Менее ясно значение простых глаз, или «глазков» (их бывает 3 или 2). Их строение говорит о том, что очертаний предметов они воспринимать не могут (сетчатка в них лежит прямо под хрусталиком), но света в них проникает больше, чем в ом- матидий сложного глаза. Простые глазки развиты сильнее у хорошо летающих насекомых, и можно думать, что они увеличивают у них общую светочувствительность и помогают им ориентироваться по отношению к источнику света.

Обоняние насекомых. На примере таракана мы видели, как это ночное насекомое беспрестанно шевелит своими длинными усиками, одновременно и ощупывая и обнюхивая встречные предметы, а также улавливая запахи съестного на расстоянии. Усики обонятельного типа мы находим у майских жуков и их родичей (рис. 193). Дневные насекомые с более короткими усиками реже применяют их для ощупывания, но и у них усики также подвижны; можно думать, что их симметричное положение по бокам головы вме

сте с их подвижностью позволяет им лучше улавливать направление, откуда доносится запах, и связывать источник запаха с формой пахучего предмета.

Наблюдения над пчелами показывают, что запахи они различают приблизительно так же, как и человек, и что они разыскивают медоносы с помощью и зрения и обоняния. У некоторых перепончатокрылых обоняние по своей остроте не уступает собачьему чутью. С этой стороны особенно интересны самки наездников из родов Rhyssa и Ephialtes, которых легко узнать по их очень длинным хвостовидным яйцекладам. Перебегая по стволу дерева или по пню, они усиленно шевелят усиками иг почуяв присутствие в древесине, на расстоянии 2—2,5 см от поверх- ности, личинок рогохвоста или жука-дро- восека, вонзают яйцеклады в дерево и настигают личинок, в которых они и откладывают свои яйца, никогда не видав в глаза свою жертву (рис. 194).

Еще поразительнее то чутье, которое помогает самцам ночных бабочек из группы «шелкопрядов», обладающим пышными перистыми усиками, находить своих малоподвижных самок по их совершенно неуловимому для нас запаху иногда на расстоянии 2 км и более.

Где находятся органы вкуса? Жизненные наблюдения подсказывают нам, что насекомые обладают вкусовыми ощуще- ниямц, оказывая предпочтение тем или иным веществам в зависимости от характера питания данного вида. При этом органы вкуса не всегда приурочены к ротовым частям, а могут быть расположены и на других участках, приходящих в соприкосновение с потребляемой пищей. Так, у обыкновенной бабочки-крапивницы и у ее родичей орган вкуса находится на лапках второй пары ног: если взять такую бабочку за крылья и, продолжая ее придерживать, посадить на поверхность, смоченную сахарным сиропом, то, как только ее лапки коснутся сладкой жидкости, можно наблюдать рефлекс развертывания ее хоботка (сам же хоботок к сахарному сиропу оказывается нечувствительным).

Что и как слышат насекомые? Органы слуха, в общем аналогичные нашим ушам, имеются у таких насекомых, которые сами подают явственные звуковые сигналы—стрекочут или «поют», — у кузнечиков и сверчков, у саранчовых (кобылок), у цикад. Развились эти органы у насекомых различных групп совершенно независимо: у кузнечиков и сверчков их «уши» помещаются на голенях передних ног; у близких к ним по строению тела кобылок — по бокам первого членика брюшка, а у цикад они связаны со звуковыми органами, расположенными при основании брюшка.

Но, кроме стрекотания и «пения», которые производят при помощи специальных звуковых органов прямокрылые и цика

ды, многие насекомые, как известно, жужжат, то есть вызывают звуковые волны быстрыми взмахами своих крыльев. С другой стороны, возникающие от различных причин колебания воздушной среды не могут быть безразличны для обитающих в ней мелких живых существ, и очень многие насекомые, не обладающие специальными органами слуха, оказываются очень восприимчивыми к такого рода колебаниям и к тем, которые мы воспринимаем как звуки, и к недоступным для нашего уха ультразвуковым волнам. Органами чувства служат здесь лищь тончай* шие волоски либо еще более мелквв чувствительные палочки,, связанные с нервными клетками и во множестве расположенные на различных придатках тела насекомых.

Такие тончайшие чувствительные органы, улавливающие вибрации воздушной среды, оказались особенно сильно развитыми во 2-м членике усиков у самцов комаров; их значение можно понять, если вспомнить общеизвестный «писк» комаров (побочный результат большой частоты взмахов их крыльев при полете)-,— способность улавливать воздушные волны, сопровождающие полет других комаров, несомненно, играет важную роль в половой жизни этих насекомых.

Своеобразие восприятий насекомыми явлений окружающего мира усугубляется еще и тем, что для них, по-видимому, чужды так хорошо нам знакомые болевые ощущения при наносимых им повреждениях (подробнее об этом будет сказано далее, на стр. 292).