Внутреннее строение насекомого: воздух, пища, выделение и нервная система
Проследим разные пути воздуха, пищи, гемолимфы и продуктов обмена в типичной учебной модели насекомого, не смешивая трахеи с кровеносной системой.
Федеральная программа · углублённый уровень · 8 класс
Животные
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Внутреннее строение насекомого на готовом препарате
- Дыхальца, трахеи и трахеолы как путь газов
- Передняя, средняя и задняя кишка, пищеварение и всасывание
- Мальпигиевы сосуды и водный баланс
- Спинной сосуд, сердце, гемолимфа и гемоцель
- Нервные узлы и брюшная нервная цепочка
- Жировое тело и запасание веществ
- Практика различения видимых структур и функциональных выводов
Как это устроено
При изучении внутреннего строения сначала уточняют вид или учебную модель и ориентацию тела. У насекомого голова, грудь и брюшко; внутри них проходят разные системы, которые на плоском рисунке могут пересекаться, но не сливаться. Пища движется от рта через переднюю, среднюю и заднюю кишку. У некоторых видов выражен зоб, у других отдельные отделы выглядят иначе; нельзя объявлять один препарат универсальной формой всех насекомых. Средняя кишка связана с пищеварением и всасыванием, а задняя участвует в возврате части воды.
Воздух поступает через дыхальца в трахеи и тонкие трахеолы рядом с тканями. Поэтому у большинства насекомых гемолимфа не выполняет той же главной роли в переносе кислорода, что кровь позвоночных. Дыхальца могут регулировать открытие, а трахейная система может отличаться у водных личинок и взрослых наземных форм. На обычной фотографии всего тела дыхальца иногда видны, но внутренние трахеолы без подготовленного материала не наблюдаются.
Спинной сосуд сокращается и продвигает гемолимфу в гемоцеле, где она омывает органы и переносит питательные вещества и сигналы. Мальпигиевы сосуды связаны с кишечником и переносят некоторые продукты обмена из гемолимфы; задняя кишка возвращает часть воды и солей. Жировое тело служит обмену и запасанию, особенно важному на некоторых стадиях развития. Схема «дыхальце → трахея → клетка» и схема «пища → кишка → гемолимфа» описывают разные маршруты и не заменяют друг друга.
Нервная система включает надглоточные структуры и брюшную цепочку с узлами; она координирует реакции и движения вместе с гормональной регуляцией. В школьной лабораторной работе по готовому разрезу, муляжу или микрофотографии нужно отличать найденный орган от подписи, перенесённой со схемы. На повреждённом или мелком препарате некоторые структуры не видны; это ограничение данных, а не «отсутствие» органа у вида. Самостоятельное вскрытие, работа с формалином или неизвестным насекомым для урока не требуется.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Дыхальце насекомого
Отверстие на поверхности тела, соединённое с трахейной системой и участвующее в поступлении воздуха и регулировании потери воды.
Пример: На боковой поверхности грудного или брюшного сегмента некоторых насекомых можно различить дыхальце при увеличении.
- Трахея насекомого
Воздухоносная трубка трахейной системы, разветвляющаяся от дыхалец и проводящая газы через тело к более тонким окончаниям.
Пример: На готовом препарате трахея может выглядеть как тонкая светлая ветвящаяся трубка, но её не следует путать с нервом.
- Трахеола
Очень тонкое конечное ответвление трахейной системы, через которое у многих насекомых происходит обмен газов рядом с клетками.
Пример: Трахеолы гораздо мельче крупных трахей и могут быть неразличимы на обычной фотографии целого насекомого.
- Передняя кишка насекомого
Начальная часть пищеварительного тракта после рта, в которую могут входить пищевод, зоб и другие структуры в зависимости от вида.
Пример: У некоторых насекомых зоб временно удерживает пищу, но не выполняет все функции средней кишки.
- Зоб насекомого
Расширенный участок передней кишки у ряда насекомых, временно удерживающий пищу; его выраженность и функция зависят от вида.
Пример: На анатомической схеме выбранного вида зоб может быть виден между пищеводом и средней кишкой.
- Средняя кишка насекомого
Часть пищеварительного тракта, где у многих насекомых происходит значительная доля ферментативной обработки и всасывания пищи.
Пример: У учебной модели кузнечика среднюю кишку отличают от задней по положению и связи с пищеварительными выростами.
- Задняя кишка насекомого
Последний отдел пищеварительного тракта, участвующий в проведении остатка пищи и возврате воды и солей; сюда у многих насекомых поступают продукты мальпигиевых сосудов.
Пример: В конечных отделах кишечника часть воды может всасываться обратно перед выведением остатка.
- Мальпигиевы сосуды
Тонкие выросты, сообщающиеся с кишечником многих насекомых и переносящие из гемолимфы вещества, подлежащие выведению; водный баланс зависит также от задней кишки.
Пример: На подписанном препарате сосуды ищут у границы средней и задней кишки, а не как отдельные «почки» возле крыльев.
- Жировое тело
Внутренняя ткань насекомых с функциями запасания и переработки веществ; название не означает, что она состоит только из капель жира.
Пример: Запасы жирового тела могут поддерживать развитие и метаморфоз у конкретного вида.
- Спинной сосуд
Продольная сократимая структура открытой кровеносной системы насекомого, часть которой работает как сердце и продвигает гемолимфу.
Пример: На анатомической схеме спинной сосуд расположен ближе к спинной стороне, а брюшная нервная цепочка — ниже кишки.
- Гемолимфа насекомого
Циркулирующая жидкость открытой системы, переносящая питательные вещества, сигнальные молекулы и клетки защиты; у большинства насекомых она не главный переносчик кислорода.
Пример: Пища после усвоения может поступать в гемолимфу, тогда как кислород к тканям идёт преимущественно по трахеям.
- Гемоцель насекомого
Система полостей тела, в которых гемолимфа омывает внутренние органы при открытом типе циркуляции.
Пример: Мальпигиевы сосуды контактируют с гемолимфой в гемоцеле, хотя сообщаются с кишечником.
- Брюшная нервная цепочка насекомого
Продольные нервные связи и узлы вдоль брюшной стороны тела, участвующие в обработке сигналов и управлении органами и движениями.
Пример: На готовой схеме узлы нервной цепочки нельзя принимать за отделы пищеварительной системы только потому, что они рядом.
- Нервный узел
Скопление нервных клеток и связей в нервной системе, получающее и передающее сигналы; число и положение видимых узлов меняются между группами.
Пример: Грудные нервные узлы участвуют в управлении конечностями и крыльями у конкретного насекомого.
Пример по шагам
Ученик провёл стрелку «дыхальце → гемолимфа → мышцы» и подписал мальпигиевы сосуды «жабрами». Исправьте обе цепи.
- У типичного наземного насекомого воздух идёт через дыхальца по трахеям и трахеолам к тканям; гемолимфа обычно не главный путь O₂.
- Мальпигиевы сосуды связаны с кишечником и удалением продуктов обмена, а не являются органами дыхания.
- Гемолимфа движется благодаря спинному сосуду и омывает органы в гемоцеле, перенося другие вещества; задняя кишка помогает возвращать воду.
Вывод: Разные вещества имеют разные пути; сходство слова «сосуд» не делает мальпигиевы сосуды кровеносными или дыхательными.
Практическая работа
Изучение внутреннего строения насекомого по готовому материалу
- Получите от учителя заранее подготовленный препарат, муляж или подписанные микрофотографии одного указанного вида; запишите вид, стадию, ракурс и источник.
- По ориентации тела найдите переднюю, среднюю и заднюю кишку, трахеи, спинной сосуд, мальпигиевы сосуды, жировое тело и брюшную нервную цепочку; у каждого пункта отметьте «видно», «только на схеме» или «не различимо».
- Разными цветами проведите маршруты воздуха, пищи, гемолимфы и выделяемых веществ; не соединяйте дыхальца непосредственно с гемолимфой как обязательный путь кислорода.
- Сопоставьте свой материал с образцовым препаратом того же вида и стадии, перечислите минимум два ограничения наблюдения.
Что можно заключить: Функциональная карта внутренних органов строится из проверенных признаков конкретного материала и не переносится без проверки на всех насекомых.
Безопасность: Не вскрывайте живых или неизвестных насекомых; не работайте дома с формалином и острыми инструментами. Фиксированные препараты используют только под руководством учителя.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.