Overordnet plan bygninger nervesystem insekter er det samme som andre leddyr. Sammen med tilfælde af stærk deling (suprapharyngeal, subpharyngeal, 3 thorax og 8 abdominale ganglier) og nervesystemets parrede struktur hos primitive insekter er der tilfælde af ekstrem koncentration af nervesystemet: hele abdominalkæden kan reduceres til en kontinuerlig gangliemasse, som især er almindelig hos larver og voksne larver uden lemmer og svag kropslemmet.
I det suprapharyngeale ganglion er udviklingen af den indre struktur af den protocerebrale del af hjernen mærkbar, især de svampeformede kroppe, der danner 1-2 par tuberkler på siderne midtlinje. Hjernen er veludviklet, og især dens forreste sektion, hvor der er særlige parrede formationer ansvarlige for komplekse former opførsel.
Blandt organerne, repræsenteret af talrige hår, børster, fordybninger - hvortil nerveender er egnede - er der forskellige receptorer, der opfatter forskellige typer irriterende stoffer - mekaniske, kemiske, temperatur og så videre, føle- og lugtesanserne dominerer i deres betydning. De mekaniske sanseorganer omfatter både berøringsorganerne og høreorganerne, som opfatter luftvibrationer som lyde. Berøringsorganerne er repræsenteret på overfladen af kroppen af insekter af børster. Kemiske sanseorganer - tjener til at opfatte miljøets kemi (smag og lugt). Lugtereceptorer, også i form af børster - nogle gange modificeret til tyndvæggede fritstående udvækster, ikke-segmenterede fingerlignende fremspring, tyndvæggede flade områder af dækslet, er oftest placeret på antennerne, smag - på organerne af det orale apparat, men nogle gange på andre dele af kroppen - i fluer, for eksempel - på de terminale segmenter af benene. Lugtesansen er af største betydning i insektindividers intra- og inter-populationsforhold.
Ved hjælp af komplekse sammensatte øjne bestående af sensilla, hvis sekskantede dele kaldes facetter, danner en hornhinde fra en gennemsigtig neglebånd - insekter er i stand til at skelne størrelser, former og farver på objekter. Honningbi, for eksempel skelner den alle de samme farver som en person, undtagen røde, men også ultraviolette farver, der ikke skelnes af det menneskelige øje. Enkle øjne af insekter - reagerer på graden af belysning, sikrer stabiliteten af billedopfattelse med sammensatte øjne, men er ikke i stand til at skelne mellem farve og form.
Insekter af nogle ordener, hvis arter har hanner med lydorganer - for eksempel Orthoptera - har trommeorganer, hvis struktur antyder, at disse er høreorganer. Hos græshopper og græshopper er de placeret på underbenene. knæleddet, i græshopper og cikader - på siderne af det første abdominale segment og er udvendigt repræsenteret af en fordybning (nogle gange omgivet af en fold af dæksel) med en tyndt strakt hinde i bunden, på indre overflade hvilken eller nær den er en nerveende af en ejendommelig struktur; på vingerne af nogle andre insekter mv.
Sanseorganer hos insekter
Zhdanova T. D.
At opleve den varierede og energiske aktivitet i insektverdenen kan være en fantastisk oplevelse. Det ser ud til, at disse skabninger skødesløst flyver og svømmer, løber og kravler, summer og kvidrer, gnaver og bærer. Men alt dette er ikke gjort formålsløst, men hovedsageligt med en vis hensigt, ifølge det medfødte program, der er indlejret i deres krop og erhvervede livserfaring. For at opfatte verden omkring dem, orientere sig i den og udføre alle passende handlinger og livsprocesser, er dyr udstyret med meget komplekse systemer, primært nervøse og sensoriske.
Hvad har hvirveldyrs og hvirvelløse dyrs nervesystemer til fælles?
Nervesystemet er et komplekst kompleks af strukturer og organer bestående af nervevæv, hvor den centrale del er hjernen. Den vigtigste strukturelle og funktionelle enhed i nervesystemet er nervecellen med dens processer (på græsk, nervecelle - neuron).
Insekternes nervesystem og hjerne giver: perception gennem sanserne af ydre og indre irritation (irritabilitet, følsomhed); øjeblikkelig behandling af indkommende signaler ved hjælp af analysatorsystemet, forberedelse og implementering af et passende svar; lagring af arvelig og erhvervet information i kodet form i hukommelsen, samt øjeblikkelig genfinding efter behov; styring af alle organer og systemer i kroppen for dens funktion som helhed, balancering med miljøet; implementering mentale processer og højere nervøs aktivitet, passende adfærd.
Organisationen af nervesystemet og hjernen hos hvirveldyr og hvirvelløse dyr er så forskellig, at deres sammenligning ved første øjekast virker umulig. Og på samme tid er de mest forskelligartede typer af nervesystemer, der tilhører tilsyneladende fuldstændig "simple" og "komplekse" organismer, karakteriseret ved de samme funktioner.
Den meget lille hjerne af en flue, bi, sommerfugl eller et andet insekt gør det muligt for den at se og høre, røre og smage, bevæge sig med stor præcision, desuden flyve ved hjælp af et internt "kort" over betydelige afstande, kommunikere med hinanden og endda eje dets "sprog", lære og anvende i ikke-standardiserede situationer logisk tænkning. Således er myrens hjerne meget mindre end hovedet på en nål, men dette insekt er længe blevet betragtet som en "vismand". Sammenlignet ikke kun med sin mikroskopiske hjerne, men også med en enkelt nervecelles uforståelige evner, burde en person skamme sig over sit mest moderne computere. Hvad kan videnskaben sige om dette, for eksempel neurobiologien, der studerer hjernens fødsels-, liv- og dødsprocesser? Var hun i stand til at opklare mysteriet om hjernens liv - dette mest komplekse og mystiske af fænomener, kendt af folk?
Det første neurobiologiske eksperiment tilhører den antikke romerske læge Galen. Efter at have skåret grisens nervefibre, ved hjælp af hvilke hjernen styrede strubehovedets muskler, fratog han dyret sin stemme - den blev straks følelsesløs. Dette var tusind år siden. Men hvor langt er videnskaben nået siden da i sin viden om, hvordan hjernen fungerer? Det viser sig, at på trods af videnskabsmænds enorme arbejde, er princippet om drift af selv en nervecelle, den såkaldte "mursten", som hjernen er bygget af, stadig ukendt for mennesker. Neurovidenskabsmænd forstår meget om, hvordan en neuron "spiser" og "drikker"; hvordan den modtager den energi, der er nødvendig for sin livsaktivitet, ved at fordøje de nødvendige stoffer udvundet af miljøet i "biologiske kedler"; hvordan denne neuron derefter sender en lang række informationer til sine naboer i form af signaler, kodet enten i en specifik serie af elektriske impulser eller i forskellige kombinationer af kemikalier. Hvad så? Nu modtog nervecellen et bestemt signal, og i dets dybder begyndte en unik aktivitet i samarbejde med andre celler, der danner dyrets hjerne. Den indkommende information huskes og hentes fra hukommelsen. nødvendige oplysninger, beslutningstagning, give ordrer til muskler og forskellige organer mv. Hvordan går det? Forskere ved det stadig ikke med sikkerhed. Nå, da det ikke er klart, hvor individuelt nerveceller og deres komplekser, så er princippet om driften af hele hjernen, selv en så lille som et insekts, ikke klar.
Sanseorganernes og levende "anordningers" arbejde
Insekternes vitale aktivitet ledsages af behandlingen af lyd, lugt, visuel og anden sensorisk information - rumlig, geometrisk, kvantitativ. Et af de mange mystiske og interessante træk ved insekter er deres evne til nøjagtigt at vurdere situationen ved hjælp af deres egne "instrumenter". Vores viden om disse enheder er ubetydelig, selvom de er meget udbredt i naturen. Disse er determinanter for forskellige fysiske felter, der gør det muligt at forudsige jordskælv, vulkanudbrud, oversvømmelser og vejrændringer. Dette er en følelse af tid, tællet af det indre biologiske ur, og en følelse af hastighed, og evnen til at orientere og navigere og meget mere.
Enhver organismes (mikroorganismer, planter, svampe og dyr) egenskab til at opfatte irritationer, der stammer fra ydre miljø og fra deres egne organer og væv, kaldes følsomhed. Insekter har ligesom andre dyr med et specialiseret nervesystem nerveceller med en høj selektiv evne til forskellige stimuli - receptorer. De kan være taktile (reagerende på berøring), temperatur, lys, kemikalier, vibrationer, muskelartikulære osv. Takket være deres receptorer fanger insekter en lang række miljøfaktorer - forskellige vibrationer (en bred vifte af lyde, strålingsenergi i form af lys og varme), mekanisk tryk (for eksempel tyngdekraft) og andre faktorer. Receptorceller er placeret i væv enten enkeltvis eller samlet i systemer for at danne specialiserede sanseorganer - sanseorganer.
Alle insekter "forstår" perfekt aflæsningerne af deres sanseorganer. Nogle af dem, som syn, hørelse og lugt, er fjerntliggende og er i stand til at opfatte irritation på afstand. Andre, som smags- og berøringsorganerne, er kontakt og reagerer på påvirkning gennem direkte kontakt.
Insekter er generelt udstyret med fremragende syn. Deres komplekse sammensatte øjne, som nogle gange tilføjes simple ocelli, bruges til at genkende forskellige objekter. Nogle insekter er forsynet med farvesyn og egnede nattesynsanordninger. Interessant nok er insekters øjne det eneste organ, der ligner andre dyr. Samtidig har organerne for hørelse, lugt, smag og berøring ikke en sådan lighed, men ikke desto mindre opfatter insekter perfekt lugte og lyde, orienterer sig i rummet og fanger og udsender ultralydsbølger. Deres delikate lugtesans og smag giver dem mulighed for at finde mad. Forskellige kirtler af insekter udskiller stoffer for at tiltrække brødre, seksuelle partnere, skræmme rivaler og fjender væk, og en meget følsom lugtesans kan registrere lugten af disse stoffer selv på flere kilometers afstand.
Mange i deres ideer forbinder insekters sanseorganer med hovedet. Men det viser sig, at de strukturer, der er ansvarlige for at indsamle oplysninger om miljø, findes i insekter i forskellige dele af kroppen. De kan bestemme temperaturen på genstande og smage mad med deres fødder, registrere tilstedeværelsen af lys med deres ryg, høre med deres knæ, overskæg, halevedhæng, kropshår osv.
Insekternes sanseorganer er en del af sansesystemer - analysatorer, som gennemsyrer næsten hele organismen med et netværk. De modtager mange forskellige ydre og indre signaler fra sansernes receptorer, analyserer dem, danner og sender "instruktioner" til forskellige organer for at udføre passende handlinger. Sanseorganerne udgør hovedsageligt receptorafdelingen, som er placeret i periferien (enderne) af analysatorerne. Og den ledende sektion er dannet af centrale neuroner og veje fra receptorer. Hjernen har specifikke områder til at behandle information fra sanserne. De udgør den centrale "hjerne" del af analysatoren. Takket være et så komplekst og praktisk system, for eksempel en visuel analysator, udføres præcis beregning og kontrol af insektets bevægelsesorganer.
Omfattende viden er blevet akkumuleret om de fantastiske evner af insekters sensoriske systemer, men bogens volumen giver os mulighed for kun at citere nogle få af dem.
Synsorganer
Øjnene og hele det komplekse visuelle system er en fantastisk gave, takket være hvilken dyr er i stand til at modtage grundlæggende information om verden omkring dem, hurtigt genkende forskellige genstande og vurdere den situation, der er opstået. Syn er nødvendigt for insekter, når de søger efter føde, for at undgå rovdyr, for at udforske genstande af interesse eller miljøet, for at interagere med andre individer under reproduktiv og social adfærd osv.
Insekter er udstyret med en række forskellige øjne. De kan være komplekse, enkle eller accessoriske ocelli, og også larve. De mest komplekse er sammensatte øjne, som består af stort antal ommatidia, der danner sekskantede facetter på øjets overflade. Ommatidium er i bund og grund et lille visuelt apparat udstyret med en miniaturelinse, et lysledende system og lysfølsomme elementer. Hver facet opfatter kun en lille del af objektet, men tilsammen giver de et mosaikbillede af hele objektet. Sammensatte øjne, karakteristisk for de fleste voksne insekter, er placeret på siderne af hovedet. Hos nogle insekter, for eksempel hos den jagende guldsmede, som hurtigt reagerer på byttets bevægelse, optager øjnene halvdelen af hovedet. Hvert af hendes øjne er lavet af 28.000 facetter. Til sammenligning har sommerfugle 17.000 af dem, stueflue– 4.000 Insekter kan have to eller tre øjne på hovedet, på panden eller kronen og sjældnere på siderne. Larveøjne af biller, sommerfugle og hymenoptera erstattes af komplekse øjne i voksenalderen.
Det er mærkeligt, at insekter ikke kan lukke øjnene under hvile og derfor sover med åbne øjne.
Det er øjnene, der bidrager til den hurtige reaktion hos et jagtende insekt, som for eksempel en mantis. Dette er i øvrigt det eneste insekt, der kan vende sig om og se bag sig. Store øjne giver mantis'en kikkertsyn og giver den mulighed for nøjagtigt at beregne afstande til objektet for deres opmærksomhed. Denne evne, kombineret med dens hurtige forlængelse af forbenene mod bytte, gør mantiser til fremragende jægere.
Og de gulfodede biller, der løber gennem vandet, har øjne, der giver dem mulighed for samtidig at se bytte både på overfladen af vandet og under det. For at opnå dette har bille visuelle analysatorer evnen til at korrigere for vandets brydningsindeks.
Opfattelsen og analysen af visuelle stimuli udføres af et meget komplekst system - den visuelle analysator. For mange insekter er dette en af de vigtigste analysatorer. Her er den primære følsomme celle fotoreceptoren. Og forbundet med det er baner (optisk nerve) og andre nerveceller placeret på forskellige niveauer nervesystem. Når man opfatter lysinformation, er hændelsesforløbet som følger. De modtagne signaler (lyskvanter) kodes øjeblikkeligt i form af impulser og transmitteres langs veje til centralnervesystemet - til analysatorens "hjerne"-center. Der bliver disse signaler straks afkodet (dechifreret) til den tilsvarende visuelle perception. For at genkende det udvindes standarder for visuelle billeder og anden nødvendig information fra hukommelsen. Og så sendes en kommando til forskellige organer for en passende reaktion fra individet på den skiftende situation.
Hvor er insekternes "ører"?
De fleste dyr og mennesker hører gennem deres ører, hvor lyde får trommehinden til at vibrere – stærk eller svag, langsom eller hurtig. Eventuelle ændringer i vibrationer giver kroppen information om arten af den lyd, der høres. Hvordan hører insekter? I mange tilfælde har de også ejendommelige "ører", men hos insekter er de placeret på steder, der er usædvanlige for os: på knurhårene - for eksempel hos mandlige myg, myrer, sommerfugle; på halevedhængene - hos den amerikanske kakerlak. Skinnebenene på forbenene hører græshopper og græshopper, og maven hører græshopper. Nogle insekter har ikke "ører", det vil sige, at de ikke har specielle høreorganer. Men de er i stand til at opfatte forskellige vibrationer i luften, herunder lydvibrationer og ultralydsbølger, der er utilgængelige for vores ører. De følsomme organer af sådanne insekter er tynde hår eller små følsomme stænger. De er med store mængder placeret på forskellige dele af kroppen og forbundet med nerveceller. Så i behårede larver er "ørerne" hår, og i nøgne larver er det hele huddækning kroppe.
En lydbølge dannes ved skiftevis udslætning og kondensering af luft, der spredes i alle retninger fra lydkilden - ethvert vibrerende legeme. Lydbølger opfattes og behandles af den auditive analysator - et komplekst system af mekaniske, receptor- og neurale strukturer. Disse vibrationer omdannes af auditive receptorer til nerveimpulser, som overføres langs hørenerven til den centrale del af analysatoren. Resultatet er opfattelsen af lyd og analyse af dens styrke, højde og karakter.
Det auditive system af insekter sikrer deres selektive reaktion på relativt højfrekvente vibrationer - de opfatter de mindste vibrationer af overfladen, luften eller vandet. For eksempel producerer summende insekter lydbølger ved hurtigt at slå med vingerne. Hanner opfatter sådanne vibrationer i luften, for eksempel knirken fra myg, med deres følsomme organer placeret på antennerne. På denne måde registrerer de luftbølger, der ledsager andre mygs flugt, og reagerer tilstrækkeligt på den modtagne lydinformation. Auditive systemer insekter er "tunet" til at opfatte relativt svage lyde, så høje lyde har en negativ effekt på dem. For eksempel kan humlebier, bier og nogle typer fluer ikke stige op i luften, når de lyder.
De varierede, men strengt definerede signallyde produceret af hankyllinger af hver art spiller en vigtig rolle i deres reproduktive adfærd - frieri og tiltrække hunner. Cricket er et vidunderligt værktøj til at kommunikere med en ven. Når han laver en blid triller, gnider han den skarpe side af den ene elytra mod overfladen af den anden. Og for opfattelsen af lyd har hannen og hunnen en særlig følsom tynd kutikulær membran, som spiller rollen som en trommehinde. Er blevet gjort interessant oplevelse, hvor en kvidrende mand blev placeret foran en mikrofon, og en hun blev placeret i et andet rum i nærheden af en telefon. Da mikrofonen blev tændt, skyndte hunnen sig, der hørte hannens artstypiske kvidren, til lydkilden - telefonen.
Organer til at opfange og udsende ultralydsbølger
Møl er forsynet med en enhed til at detektere flagermus, som bruger ultralydsbølger til orientering og jagt. Rovdyr opfatter signaler med en frekvens på op til 100.000 hertz, og de møl og snørevinger, de jager – op til 240.000 hertz. I brystet har møl for eksempel specielle organer til akustisk analyse af ultralydssignaler. De gør det muligt at detektere ultralydsimpulser fra jagtlæder i en afstand på op til 30 m. Når sommerfuglen opfatter et signal fra rovdyrets lokalisator, aktiveres beskyttende adfærdshandlinger. Efter at have hørt ultralydsråbene fra en natmus på relativt stor afstand, ændrer sommerfuglen brat sin flyveretning ved hjælp af en vildledende manøvre - "dykning". Samtidig begynder hun at udføre aerobatiske manøvrer - spiraler og "løkker" for at undslippe forfølgelsen. Og hvis rovdyret er mindre end 6 m væk, folder sommerfuglen sine vinger og falder til jorden. Og flagermusen opdager ikke det ubevægelige insekt.
Men forholdet mellem møl og flagermus, som for nylig opdaget, har vist sig at være endnu mere kompleks. Således begynder sommerfugle af nogle arter, efter at have opdaget signalerne fra en flagermus, selv at udsende ultralydsimpulser i form af klik. Desuden har disse impulser en sådan effekt på rovdyret, at det, som om det var skræmt, flyver væk. Der er kun antagelser om, hvad der får flagermus til at stoppe med at jagte sommerfuglen og "flygte fra slagmarken." Sandsynligvis er ultralydsklik adaptive signaler fra insekter, svarende til dem, der sendes af flagermusen selv, kun meget stærkere. Forfølgeren forventer at høre en svag reflekteret lyd fra sit eget signal, og hører et øredøvende brøl - som et supersonisk fly, der bryder igennem lydmuren.
Dette rejser spørgsmålet om, hvorfor flagermusen ikke er overdøvet af sine egne ultralydssignaler, men af sommerfugle. Det viser sig, at flagermusen er godt beskyttet mod sin egen skrigeimpuls sendt af lokalisatoren. Ellers kan en så kraftig impuls, som er 2.000 gange stærkere end de modtagne reflekterede lyde, overdøve musen. For at forhindre dette i at ske, producerer hendes krop og bruger målrettet en speciel stigbøjle. Før du sender en ultralydsimpuls, trækker en speciel muskel stifterne væk fra vinduet på cochlea i det indre øre - vibrationerne afbrydes mekanisk. I det væsentlige laver stigbøjlen også et klik, men ikke en lyd, men en anti-lyd. Efter skrigesignalet vender det straks tilbage til sin plads, så øret er klar til at modtage det reflekterede signal. Det er svært at forestille sig, hvor hurtigt en muskel kan handle, der slukker for en muses hørelse i det øjeblik, den sender en råbeimpuls. Mens jeg jager bytte, er dette 200-250 pulser i sekundet!
Og sommerfugleklik-signaler, farlige for flagermusen, høres præcis i det øjeblik, hvor jægeren drejer på øret for at opfatte hans ekko. Det betyder, at for at tvinge et bedøvet rovdyr til at flyve væk i frygt, sender mølen signaler, der er perfekt afstemt med dets lokalisator. For at gøre dette er insektets krop programmeret til at modtage pulsfrekvensen fra en nærgående jæger og sender et svarsignal nøjagtigt i samklang med den.
Dette forhold mellem møl og flagermus rejser mange spørgsmål. Hvordan udviklede insekter evnen til at opfatte ultralydssignaler fra flagermus og øjeblikkeligt forstå den fare, de udgør? Hvordan kunne sommerfugle gradvist udvikle en ultralydsenhed med ideelt udvalgt i processen med udvælgelse og forbedring beskyttende egenskaber? Opfattelsen af ultralydssignaler fra flagermus er heller ikke let at forstå. Faktum er, at de genkender deres ekko blandt millioner af stemmer og andre lyde. Og ingen skrigende signaler fra andre stammemedlemmer, ingen ultralydssignaler, der udsendes ved hjælp af udstyr, forstyrrer flagermusens jagt. Kun sommerfuglesignaler, selv kunstigt reproducerede, får musen til at flyve væk.
Levende væsener præsenterer nye og nye mysterier, hvilket forårsager beundring for perfektionen og hensigtsmæssigheden af strukturen af deres organisme.
Bønnemantis får ligesom sommerfuglen sammen med et fremragende syn også særlige høreorganer for at undgå møder med flagermus. Disse høreorganer, som opfatter ultralyd, er placeret på brystet mellem benene. Og for nogle arter af mantiser er det ud over ultralydshøreorganet typisk at have et andet øre, som opfatter meget mere lave frekvenser. Dens funktion er endnu ikke kendt.
Kemisk følelse
Dyr er udstyret med generel kemisk følsomhed, som leveres af forskellige sanseorganer. I insekternes kemiske sans spiller lugtesansen den vigtigste rolle. Og termitter og myrer får ifølge videnskabsmænd en tredimensionel lugtesans. Det er svært for os at forestille os, hvad dette er. Insektets lugteorganer reagerer på tilstedeværelsen af selv meget små koncentrationer af et stof, nogle gange meget fjernt fra kilden. Takket være lugtesansen finder insektet bytte og føde, navigerer i området, lærer om en fjendes tilgang og udfører biokommunikation, hvor et specifikt "sprog" er udveksling af kemisk information ved hjælp af feromoner.
Feromoner er komplekse forbindelser, der udskilles til kommunikationsformål af nogle individer for at overføre information til andre individer. Sådan information er kodet i specifikke kemikalier, afhængigt af typen af levende væsen og endda dets medlemskab af en bestemt familie. Perception gennem lugtesystemet og afkodning af "budskabet" forårsager en bestemt form for adfærd eller fysiologisk proces hos modtagerne. En betydelig gruppe af insektferomoner er kendt til dato. Nogle af dem er designet til at tiltrække individer af det modsatte køn, andre, spor, indikerer vejen til et hjem eller fødekilde, andre tjener som et alarmsignal, andre regulerer visse fysiologiske processer osv.
Virkelig unik skal være den "kemiske produktion" i kroppen af insekter for at kunne frigives til den rigtige mængde og på et bestemt tidspunkt hele rækken af feromoner, de har brug for. I dag kendes mere end hundrede af disse meget komplekse stoffer. kemisk sammensætning, men ikke mere end et dusin af dem blev kunstigt gengivet. For at opnå dem kræves der avanceret teknologi og udstyr, så for nu kan man kun blive overrasket over arrangementet af kroppen af disse miniature hvirvelløse skabninger.
Biller er hovedsageligt forsynet med antenner af olfaktorisk type. De giver dig mulighed for at fange ikke kun lugten af selve stoffet og spredningsretningen, men endda "føle" formen af den lugtende genstand. Et eksempel på en fremragende lugtesans er begravende biller, som renser jorden for ådsler. De er i stand til at lugte det hundreder af meter væk og samle sig stor gruppe. Og mariehønen, ved hjælp af sin lugtesans, finder kolonier af bladlus for at efterlade kløer der. Efter alt lever bladlus ikke kun af sig selv, men også af deres larver.
Ikke kun voksne insekter, men også deres larver er ofte udstyret med en fremragende lugtesans. Ja, larver chafer er i stand til at flytte til rødderne af planter (fyr, hvede), styret af en let øget koncentration af kuldioxid. I eksperimenter flytter larverne sig straks til et jordområde, hvor der dannes en lille mængde af et stof carbondioxid.
Følsomheden af lugteorganet, for eksempel af Saturnia-sommerfuglen, hvis han er i stand til at opdage lugten af en hun af hans art i en afstand af 12 km, virker uforståelig. Når man sammenligner denne afstand med mængden af feromon, der udskilles af hunnen, opnåedes et resultat, der overraskede videnskabsmænd. Takket være sine antenner finder hannen umiskendeligt, blandt mange lugtende stoffer, ét enkelt molekyle af et arveligt kendt stof i 1 m3 luft!
Nogle Hymenoptera har så skarp en lugtesans, at den ikke er ringere end en hunds velkendte sans. Således bevæger kvindelige ryttere, når de løber langs en træstamme eller stub, kraftigt deres antenner. Med dem "opsnuser" de larverne fra hornhale- eller skovhuggerbillen, der ligger i skoven i en afstand af 2-2,5 cm fra overfladen.
Takket være antennernes unikke følsomhed bestemmer den lille rytter Helis, ved blot at røre dem på edderkoppernes kokoner, hvad der er i dem - om det er underudviklede testikler, inaktive edderkopper, der allerede er dukket op fra dem, eller testiklerne fra andre. ryttere af deres art. Hvordan Helis laver en så præcis analyse vides endnu ikke. Mest sandsynligt fornemmer han en meget subtil specifik lugt, men måske når han banker på sine antenner, fanger rytteren en form for reflekteret lyd.
Opfattelsen og analysen af kemiske stimuli, der virker på insekternes olfaktoriske organer, udføres af et multifunktionelt system - olfaktorisk analysator. Den består ligesom alle andre analysatorer af en perceptiv, ledende og central afdeling. Olfaktoriske receptorer (kemoreceptorer) opfatter lugtmolekyler, og impulser, der signalerer en specifik lugt, sendes langs nervefibre til hjernen til analyse. Der sker kroppens umiddelbare reaktion.
Når vi taler om insekters lugtesans, kan vi ikke lade være med at tale om lugtesans. Videnskaben har endnu ikke en klar forståelse af, hvad lugt er, og der er mange teorier om dette naturfænomen. Ifølge en af dem repræsenterer de analyserede molekyler af et stof en "nøgle". Og "låsen" er de olfaktoriske receptorer, der indgår i lugtanalysatorer. Hvis konfigurationen af molekylet matcher "låsen" af en bestemt receptor, vil analysatoren modtage et signal fra det, dechifrere det og overføre information om lugten til dyrets hjerne. Ifølge en anden teori er lugten bestemt kemiske egenskaber molekyler og fordelingen af elektriske ladninger. Den nyeste teori, som har vundet mange tilhængere, ser hovedårsagen til lugt i molekylernes vibrationsegenskaber og deres komponenter. Enhver aroma er forbundet med visse frekvenser (bølgetal) i det infrarøde område. For eksempel er løgsuppe thioalkohol og decaboran kemisk helt forskellige. Men de har samme frekvens og samme lugt. Samtidig er der kemisk ens stoffer, som er kendetegnet ved forskellige frekvenser og lugter forskelligt. Hvis denne teori er korrekt, så aromater og tusindvis af typer af lugtfølende celler kan vurderes ved hjælp af infrarøde frekvenser.
"Radarinstallation" af insekter
Insekter er udstyret med fremragende lugte- og berøringsorganer - antenner (antenner eller antenner). De er meget mobile og nemme at kontrollere: et insekt kan sprede dem fra hinanden, bringe dem tættere på hinanden, rotere hver enkelt individuelt på sin egen akse eller sammen på en fælles akse. I dette tilfælde ligner de begge eksternt og er i det væsentlige en "radarinstallation". Det nervefølsomme element i antennerne er sensilla. Fra dem sendes en impuls med en hastighed på 5 m pr. sekund til analysatorens "hjerne"-center for at genkende stimuleringsobjektet. Og så når svarsignalet til den modtagne information øjeblikkeligt musklen eller et andet organ.
I de fleste insekter er der på det andet antennesegment et Johnstons orgel - en universel enhed, hvis formål endnu ikke er blevet fuldstændig belyst. Det menes, at det opfatter bevægelser og vibrationer af luft og vand, kontakter med faste genstande. Græshopper og græshopper er udstyret med overraskende høj følsomhed over for mekaniske vibrationer, som er i stand til at registrere enhver rystelse med en amplitude svarende til halvdelen af et brintatoms diameter!
Biller har også et Johnstons orgel på det andet antennesegment. Og hvis billen, der løber på overfladen af vandet, er beskadiget eller fjernet, vil den begynde at støde ind i eventuelle forhindringer. Ved hjælp af dette organ er billen i stand til at fange reflekterede bølger, der kommer fra kysten eller en forhindring. Det registrerer vandbølger med en højde på 0.000.000.004 mm, det vil sige, at Johnstons orgel udfører opgaven som et ekkolod eller radar.
Myrer er ikke kun kendetegnet ved en velorganiseret hjerne, men også af en lige så perfekt kropslig organisation. Antennerne er af største betydning for disse insekter, nogle fungerer som et fremragende organ for lugte, berøring, viden om miljøet og gensidige forklaringer. Myrer, der er frataget antenner, mister evnen til at finde vejen, nærliggende mad og skelne fjender fra venner. Ved hjælp af antenner er insekter i stand til at "tale" med hinanden. Myrer transmitterer vigtig information ved at røre deres antenner til bestemte segmenter af hinandens antenner. I en af adfærdsepisoderne fandt to myrer bytte i form af larver af forskellig størrelse. Efter at have "forhandlet" med deres brødre ved hjælp af antenner tog de til opdagelsesstedet sammen med mobiliserede assistenter. Samtidig mobiliserede den mere succesrige myre, som formåede at formidle information om det større bytte, han fandt ved hjælp af sine antenner, en meget større gruppe arbejdsmyrer bag sig.
Interessant nok er myrer et af de reneste væsner. Efter hvert måltid og søvn renses hele deres krop og især deres antenner grundigt.
Smagsfornemmelser
En person identificerer tydeligt lugten og smagen af et stof, men hos insekter er smagen og lugtefornemmelserne ofte ikke adskilt. De fungerer som en enkelt kemisk sans (perception).
Insekter, der har en smagssans, har en præference for visse stoffer afhængigt af ernæringskarakteristika for en given art. Samtidig er de i stand til at skelne mellem sødt, salt, bittert og surt. For at komme i kontakt med den mad, der indtages, kan smagsorganerne placeres på forskellige områder insektlegemer - på antennerne, snablen og benene. Med deres hjælp modtager insekter grundlæggende kemisk information om miljøet. For eksempel kan en flue, der bare rører ved en genstand, der interesserer den med sine poter, næsten øjeblikkeligt genkende, hvad der er under dens fødder - drikke, mad eller noget uspiselig. Det vil sige, at hun er i stand til at udføre øjeblikkelig kontaktanalyse af et kemisk stof med fødderne.
Smag er en fornemmelse, der opstår, når en opløsning af kemikalier virker på receptorerne (kemoreceptorer) i insektets smagsorgan. Smagsreceptorceller er den perifere del komplekst system smagsanalysator. De opfatter kemiske stimuli, og det er her den primære kodning af smagssignaler finder sted. Analysatorerne transmitterer straks salve af kemoelektriske impulser langs tynde nervefibre til deres "hjerne"-center. Hver sådan puls varer mindre end en tusindedel af et sekund. Og så bestemmer analysatorens centrale strukturer øjeblikkeligt smagsoplevelserne.
Forsøg fortsætter med at forstå ikke kun spørgsmålet om, hvad lugt er, men også at skabe en samlet teori om "sødme". Hidtil har dette ikke været muligt – måske vil I, biologer i det 21. århundrede, få succes. Problemet er, at helt forskellige smagsfornemmelser af sødme kan skabe forholdsvis identiske fornemmelser af sødme. kemiske stoffer– både økologisk og uorganisk.
Berøringsorganer
At studere følesansen hos insekter er måske det sværeste. Hvordan opfatter disse chitinøse skalklædte skabninger verden? Takket være hudreceptorer er vi således i stand til at opfatte forskellige taktile fornemmelser - nogle receptorer registrerer tryk, andre temperatur mv. Ved at røre ved en genstand kan vi konkludere, at den er kold eller varm, hård eller blød, glat eller ru. Insekter har også analysatorer, der bestemmer temperatur, tryk osv., men meget om mekanismerne for deres virkning er stadig ukendt.
Berøring er en af de vigtigste sanser for flyvesikkerheden for mange flyvende insekter til at mærke luftstrømme. For eksempel er hele kroppen hos dipteraner dækket af sensilla, der udfører taktile funktioner. Der er især mange af dem på grimerne for at mærke lufttrykket og stabilisere flyvningen.
Takket være følesansen er fluen ikke så nem at slå. Dens syn gør det muligt at bemærke et truende objekt kun i en afstand på 40 - 70 cm. Men fluen er i stand til at reagere på en farlig bevægelse af hånden, som forårsagede selv en lille bevægelse af luft, og øjeblikkeligt lette. Denne almindelige stueflue bekræfter endnu en gang, at der ikke er noget simpelt i den levende verden - alle skabninger, unge som gamle, er forsynet med fremragende sansesystemer til aktivt liv og deres egen beskyttelse.
Insektreceptorer, der registrerer tryk, kan være i form af bumser og børster. De bruges af insekter til forskellige formål, herunder til orientering i rummet - i tyngdekraftens retning. For eksempel, før forpupning, bevæger en fluelarve sig altid tydeligt opad, det vil sige mod tyngdekraften. Hun skal trods alt kravle ud af den flydende fødemasse, og der er ingen andre retningslinjer der end Jordens tyngdekraft. Selv efter at den er kommet ud af puppen, stræber fluen stadig efter at kravle opad i nogen tid, indtil den tørrer ud for at flyve.
Mange insekter har en veludviklet tyngdekraftssans. For eksempel er myrer i stand til at estimere hældningen af en overflade til at være 20. Og rovbillen, som graver lodrette huler, kan bestemme afvigelsen fra lodret til at være 10.
Live vejrudsigtere
Mange insekter er udstyret med en fremragende evne til at forudse vejrændringer og lave langsigtede prognoser. Dette er dog typisk for alt levende - det være sig en plante, en mikroorganisme, et hvirvelløse dyr eller et hvirveldyr. Sådanne evner sikrer normal funktion i deres tilsigtede habitat. Der er også sjældent set naturfænomener– tørke, oversvømmelser, kulde. Og så, for at overleve, skal levende væsener mobilisere yderligere beskyttelsesudstyr. I begge tilfælde bruger de deres interne "vejrstationer".
Ved konstant og omhyggeligt at observere forskellige levende væseners adfærd, kan du lære ikke kun om vejrændringer, men endda om kommende naturkatastrofer. Når alt kommer til alt, kan over 600 dyrearter og 400 plantearter, indtil videre kendt af videnskabsmænd, tjene som barometre, indikatorer for fugt og temperatur, forudsigere for tordenvejr, storme, tornadoer, oversvømmelser og smukt skyfrit vejr. Desuden er der levende "prognosemænd" overalt, hvor end du er - nær en dam, på en eng, i en skov. For eksempel, før regnen, mens himlen stadig er klar, holder grønne græshopper op med at kvidre, myrer begynder tæt at lukke indgangene til myretuen, og bier holder op med at flyve efter nektar, sidder i bikuben og nynner. I et forsøg på at gemme sig fra det forestående dårlige vejr flyver fluer og hvepse ind i husenes vinduer.
Observationer vedr giftige myrer, der bor ved foden af Tibet, afslørede deres fremragende evne til at lave længere rækkevidde prognoser. Inden den kraftige nedbør begynder, flytter myrerne til et andet sted med tør, hård jord, og før tørken begynder, fylder myrerne mørke, fugtige lavninger. Bevingede myrer er i stand til at fornemme, hvordan en storm nærmer sig inden for 2-3 dage. Store individer begynder at suse langs jorden, og små sværmer i lav højde. Og jo mere aktive disse processer er, jo stærkere forventes det dårlige vejr. Det blev afsløret, at myrerne i løbet af et år korrekt identificerede 22 vejrændringer, og de tog kun fejl i to tilfælde. Dette beløb sig til 9 %, hvilket ser ret godt ud sammenlignet med den gennemsnitlige vejrstationsfejl på 20 %.
Insekternes passende handlinger afhænger ofte af langsigtede prognoser, og dette kan have en indvirkning på mennesker god service. For en erfaren biavler giver bier en ret pålidelig prognose. Til vinteren forsegler de bikubens indgang med voks. Du kan bedømme den kommende vinter efter hullet til ventilation af stadet. Hvis bierne går stort hul– vinteren bliver varm, og hvis den er lille, så forvent hård frost. Det er også kendt, at hvis bier begynder at flyve tidligt ud af deres bistader, kan vi forvente et tidligt, varmt forår. De samme myrer, hvis vinteren ikke forventes at være streng, forbliver at leve nær overfladen af jorden og foran kold vinter er placeret dybere i jorden og bygger en højere myretue.
Ud over makroklimaet er mikroklimaet i deres habitat også vigtigt for insekter. For eksempel tillader bier ikke overophedning i bistaderne, og efter at have modtaget et signal fra deres levende "instrumenter" om temperaturen, der overskrides, begynder de at ventilere rummet. Nogle af arbejdsbierne er arrangeret på en organiseret måde i forskellige højder i bikuben og bevæger luften med hurtige vingeslag. Der skabes en kraftig luftstrøm, og bikuben afkøles. Ventilation er en lang proces, og når en gruppe bier bliver trætte, er det en andens tur, og i streng orden.
Opførselen af ikke kun voksne insekter, men også deres larver afhænger af aflæsningerne af levende "instrumenter". For eksempel kommer cikadelarver, der udvikler sig i jorden, kun til overfladen i godt vejr. Men hvordan ved du, hvordan vejret er deroppe? For at bestemme dette skaber de specielle jordkegler med store huller over deres underjordiske shelters - en slags meteorologiske strukturer. I dem evaluerer cikader temperatur og fugtighed gennem et tyndt lag jord. Og hvis vejrforholdene er ugunstige, vender larverne tilbage til hulen.
Fænomenet nedbør og oversvømmelser
At observere termitternes og myrernes adfærd i kritiske situationer kan hjælpe folk med at forudsige kraftige regnskyl og oversvømmelser. En af naturforskerne beskrev et tilfælde, hvor en indianerstamme, der boede i Brasiliens jungle, inden en oversvømmelse hastigt forlod deres bosættelse. Og myrerne "fortællede" indianerne om den forestående katastrofe. Før syndfloden disse sociale insekter De bliver meget ophidsede og forlader hastigt deres beboelige sted sammen med pupperne og madforsyningerne. De går til steder, hvor vandet ikke når. Den lokale befolkning forstod næppe oprindelsen af en så forbløffende følsomhed af myrer, men ved at underkaste sig deres viden, slap folk fra problemer med at følge de små vejrsultere.
De er fremragende til at forudsige oversvømmelser og termitter. Inden det begynder, forlader hele kolonien deres hjem og skynder sig til de nærmeste træer. I forventning om katastrofens omfang stiger de til præcis den højde, der vil være højere end den forventede oversvømmelse. Der venter de, indtil de mudrede vandstrømme, som suser med en sådan hastighed, at træer nogle gange falder under deres pres, begynder at aftage.
Et stort antal vejrstationer overvåger vejret. De er placeret på landjorden, også i bjergene, på specialudstyrede videnskabelige skibe, satellitter og rumstationer. Meteorologer er udstyret med moderne instrumenter, apparater og computerteknologi. Faktisk laver de ikke en vejrudsigt, men en beregning, en beregning af vejrforandringer. Og insekterne i de givne eksempler på virkeligheden forudsiger vejret ved hjælp af deres medfødte evner og særlige levende "enheder" indbygget i deres kroppe. Desuden bestemmer vejrudsigtsmyrer ikke kun tidspunktet for en oversvømmelse, men estimerer også dens omfang. For et nyt tilflugtssted besatte de trods alt kun sikre steder. Forskere har endnu ikke været i stand til at forklare dette fænomen. Termitter præsenterede et endnu større mysterium. Faktum er, at de aldrig var placeret på de træer, der under en oversvømmelse blev ført bort af stormfulde vandløb. Ifølge etologernes observationer opførte stære sig på lignende måde, som i foråret ikke besatte fuglehuse, der var farlige for bosættelse. Efterfølgende blev de faktisk blæst væk af orkanvinde. Men her taler vi om et relativt stort dyr. Fuglen vurderer måske ved at svinge af fuglehuset eller andre tegn, hvor upålidelig dens fastgørelse er. Men hvordan og ved hjælp af hvilke enheder kan meget små, men meget "kloge" dyr lave sådanne forudsigelser? Mennesket er ikke kun ude af stand til at skabe noget lignende endnu, men det kan heller ikke svare. Disse opgaver er for fremtidige biologer!
Bibliografi
For at forberede dette arbejde blev der brugt materialer fra stedet http://www.portal-slovo.ru/
Nervesystemet består af hjernen og den ventrale nervesnor.
Protocerebrum - synsorganer
Deutocerebrum - antenner
Tritocerebrum – overlæbe, indre organer
Ventral nervesnor:
Thoraxganglier - arbejde af ben og vinger
Abdominale ganglier - seksuel funktion
Trichoid sensilla - pladehår (taktile receptorer, smag, lugt, fugt - kemoreceptorer)
Insektproprioceptorer - placeret under neglebåndet (kan ændre placering, opfatte mekaniske stimuli)
Chordotonal sensilla - under neglebåndet (opfatter vibration, mekanisk stimulering). Johnstons orgel er baseret på chordotonal sensilla, hos voksne insekter, på antennerne (de bestemmer flyvehastigheden, detekterer støj, bestemmer retningen af strømmen af vand, luft og bestemmer tyngdekraften.
Specialiserede høreorganer (chordotonale ændringer) - tymponale organer (ingen generel strukturplan), på forskellige dele af kroppen (græshopper, bugs, møl)
Insekter opdager ultralyd. Insekter laver lyde:
Drosophila vinger
Slå med det bagerste skinneben
Hovedbanker
Friktion mellem to kropsdele
At skubbe luften ud af dig selv
Cicada membraner
Insekter kan skelne:
Genstandens form
Flytning af en vare
Gensidig ordning
Afstand
Lysintensitet
Lysets polariseringsplan
Fotoperiodens længde
Lys og mørke
blinkende
Nogle farver
Insekter skelnes:
Dichromatic - kendetegnet ved 2 farver
Trikromatisk – kendetegnet ved 3 farver
Simpel - svarer til 1 fotoreceptor.
Lateral (stemmas) - karakteristisk for insektlarver med fuldstændig metamorfose, på siderne af hovedet (1-30 ocelli), opfatter ikke formen af genstande.
Ryg (ocelli) - fundet sammen med facetter, udviklet i voksne insekter, normalt tre stykker foran på hovedet, giver et klart billede, opfatter ikke form.
Facetter (oculi) - udviklet hos voksne insekter, bestående af facetter (ommatidia). De består af en gennemsigtig linse, pigmentceller og sensoriske apparater.
De har ikke overnatning (nær og fjern). Synsstyrken afhænger af tætheden af ommatidia.
Der er diffus kutan følsomhed (når huden udsættes for lys). Der er en seismisk og magnetisk følelse, en termisk. Smagsløg.
26.Insekthormoner.
Efter uddannelsessted:
Hormoner produceret i kirtler, der ikke har kanaler
Vævshormoner (histamin)
Neurohormoner er specielle celler i nervesystemet
Imago frigørende hormon
Bursicon – sklerotisering af kitin
Vanddrivende hormon
Aktiveringshormon
Ecdysone – fældningshormon
Neotenin – kontrollerer metamorfose
27. Insekts adfærd. Kemiske interaktioner i insekters liv (feromoner, allomoner, kairomoner).
Insekts adfærd:
Insekter kan udvikle betingede reflekser, hastigheden af udviklingen af betingede reflekser varierer. Karakteristisk læring er en ændring i adfærd som følge af akkumuleret erfaring.
Læringsformer:
Tilvænning er en stimulans af gentagelse, reaktionen svækkes.
Associativ læring - insekter etablerer sammenhæng mellem stimulus/belønning og straf.
Søgelæring - at finde efter vartegn
Sociale insekters adfærd. Ægte social adfærd er eusocial.
Elementer af eusocial adfærd:
Individer forenes for at tage sig af afkom
Der er særlige grupper af individer
Livscyklusser på to generationer overlapper hinanden
Præsocial adfærd – kun 1/2 point er opfyldt. Udveksling af symbionter, pleje af afkom.
Kemiske stoffer:
Feromoner - almindelige blandt insekter af samme art
Allomoner – giv skadelige virkninger på insekter af andre arter
Kairomoner - nyttige for individer af andre arter
Naturen af feromonbindinger:
Klynger dannes til at opnå føde, parring og overvintring.
Vedligeholdelse af kastestruktur
Advarsel og alarm
Rumlig fordeling
Identifikation af personer
Sex feromoner
Alomons karakter:
Væggelus udskiller afskrækningsmidler
Bombardier biller udskiller kogende vand
Flere hundrede sådanne stoffer er isoleret
Karakter af kairomons:
Barkbillen udskiller et kønsferomon, der tiltrækker individer af sin egen art og rovbiller
luminescensorganer:
De fleste lysende insekter
Placeret på forskellige dele af kroppen
Nødvendig for insektkommunikation
Luciferinoxid
Zhdanova T. D.
At opleve den varierede og energiske aktivitet i insektverdenen kan være en fantastisk oplevelse. Det ser ud til, at disse skabninger skødesløst flyver og svømmer, løber og kravler, summer og kvidrer, gnaver og bærer. Men alt dette er ikke gjort formålsløst, men hovedsageligt med en vis hensigt, ifølge det medfødte program, der er indlejret i deres krop og erhvervede livserfaring. For at opfatte verden omkring dem, orientere sig i den og udføre alle passende handlinger og livsprocesser, er dyr udstyret med meget komplekse systemer, primært nervøse og sensoriske.
Hvad har hvirveldyrs og hvirvelløse dyrs nervesystemer til fælles?
Nervesystemet er et komplekst kompleks af strukturer og organer bestående af nervevæv, hvor den centrale del er hjernen. Den vigtigste strukturelle og funktionelle enhed i nervesystemet er nervecellen med dens processer (på græsk, nervecelle - neuron).
Insekternes nervesystem og hjerne giver: perception gennem sanserne af ydre og indre irritation (irritabilitet, følsomhed); øjeblikkelig behandling af indkommende signaler ved hjælp af analysatorsystemet, forberedelse og implementering af et passende svar; lagring af arvelig og erhvervet information i kodet form i hukommelsen, samt øjeblikkelig genfinding efter behov; styring af alle organer og systemer i kroppen for dens funktion som helhed, balancering med miljøet; implementering af mentale processer og højere nervøs aktivitet, passende adfærd.
Organisationen af nervesystemet og hjernen hos hvirveldyr og hvirvelløse dyr er så forskellig, at deres sammenligning ved første øjekast virker umulig. Og samtidig for de fleste forskellige typer Nervesystemet, der tilhører tilsyneladende fuldstændig "simple" og "komplekse" organismer, er karakteriseret ved de samme funktioner.
Den meget lille hjerne af en flue, bi, sommerfugl eller et andet insekt gør det muligt for den at se og høre, røre og smage, bevæge sig med stor præcision, desuden flyve ved hjælp af et internt "kort" over betydelige afstande, kommunikere med hinanden og endda eje dets "sprog", lære og anvende logisk tænkning i ikke-standardiserede situationer. Således er myrens hjerne meget mindre end hovedet på en nål, men dette insekt er længe blevet betragtet som en "vismand". Når man sammenligner ikke kun med sin mikroskopiske hjerne, men også med en enkelt nervecelles uforståelige evner, burde mennesket skamme sig over sine mest moderne computere. Hvad kan videnskaben sige om dette, for eksempel neurobiologien, der studerer hjernens fødsels-, liv- og dødsprocesser? Var hun i stand til at opklare mysteriet om hjernens liv - dette mest komplekse og mystiske fænomen kendt af mennesker?
Det første neurobiologiske eksperiment tilhører den antikke romerske læge Galen. Efter at have skåret grisens nervefibre, ved hjælp af hvilke hjernen styrede strubehovedets muskler, fratog han dyret sin stemme - den blev straks følelsesløs. Dette var tusind år siden. Men hvor langt er videnskaben nået siden da i sin viden om, hvordan hjernen fungerer? Det viser sig, at på trods af videnskabsmænds enorme arbejde, er princippet om drift af selv en nervecelle, den såkaldte "mursten", som hjernen er bygget af, stadig ukendt for mennesker. Neurovidenskabsmænd forstår meget om, hvordan en neuron "spiser" og "drikker"; hvordan den modtager den energi, der er nødvendig for sin livsaktivitet, ved at fordøje de nødvendige stoffer udvundet af miljøet i "biologiske kedler"; hvordan denne neuron derefter sender en lang række informationer til sine naboer i form af signaler, kodet enten i en specifik serie af elektriske impulser eller i forskellige kombinationer af kemikalier. Hvad så? Nu modtog nervecellen et bestemt signal, og i dets dybder begyndte en unik aktivitet i samarbejde med andre celler, der danner dyrets hjerne. Den indkommende information huskes, den nødvendige information hentes fra hukommelsen, beslutninger træffes, ordrer gives til muskler og forskellige organer mv. Hvordan går det? Forskere ved det stadig ikke med sikkerhed. Nå, da det ikke er klart, hvordan individuelle nerveceller og deres komplekser fungerer, er princippet om drift af hele hjernen, selv en så lille som et insekts, heller ikke klart.
Sanseorganernes og levende "anordningers" arbejde
Insekternes vitale aktivitet ledsages af behandlingen af lyd, lugt, visuel og anden sensorisk information - rumlig, geometrisk, kvantitativ. Et af de mange mystiske og interessante træk ved insekter er deres evne til nøjagtigt at vurdere situationen ved hjælp af deres egne "instrumenter". Vores viden om disse enheder er ubetydelig, selvom de er meget udbredt i naturen. Disse er determinanter for forskellige fysiske felter, der gør det muligt at forudsige jordskælv, vulkanudbrud, oversvømmelser og vejrændringer. Dette er en følelse af tid, tællet af det indre biologiske ur, og en følelse af hastighed, og evnen til at orientere og navigere og meget mere.
Enhver organismes (mikroorganismer, planter, svampe og dyr) egenskab til at opfatte irritationer, der stammer fra det ydre miljø og fra deres egne organer og væv, kaldes følsomhed. Insekter har ligesom andre dyr med et specialiseret nervesystem nerveceller med en høj selektiv evne til forskellige stimuli - receptorer. De kan være taktile (reagerende på berøring), temperatur, lys, kemikalier, vibrationer, muskelartikulære osv. Takket være deres receptorer fanger insekter en lang række miljøfaktorer - forskellige vibrationer (en bred vifte af lyde, strålingsenergi i form af lys og varme), mekanisk tryk (for eksempel tyngdekraft) og andre faktorer. Receptorceller er placeret i væv enten enkeltvis eller samlet i systemer for at danne specialiserede sanseorganer - sanseorganer.
Alle insekter "forstår" perfekt aflæsningerne af deres sanseorganer. Nogle af dem, som syn, hørelse og lugt, er fjerntliggende og er i stand til at opfatte irritation på afstand. Andre, som smags- og berøringsorganerne, er kontakt og reagerer på påvirkning gennem direkte kontakt.
Insekter er generelt udstyret med fremragende syn. Deres komplekse sammensatte øjne, som nogle gange tilføjes simple ocelli, bruges til at genkende forskellige objekter. Nogle insekter er forsynet med farvesyn og egnede nattesynsanordninger. Interessant nok er insekters øjne det eneste organ, der ligner andre dyr. Samtidig har organerne for hørelse, lugt, smag og berøring ikke en sådan lighed, men ikke desto mindre opfatter insekter perfekt lugte og lyde, orienterer sig i rummet og fanger og udsender ultralydsbølger. Deres delikate lugtesans og smag giver dem mulighed for at finde mad. Forskellige kirtler af insekter udskiller stoffer for at tiltrække brødre, seksuelle partnere, skræmme rivaler og fjender væk, og en meget følsom lugtesans kan registrere lugten af disse stoffer selv på flere kilometers afstand.
Mange i deres ideer forbinder insekters sanseorganer med hovedet. Men det viser sig, at de strukturer, der er ansvarlige for at indsamle information om miljøet, er placeret i insekter i forskellige dele af kroppen. De kan bestemme temperaturen på genstande og smage mad med deres fødder, registrere tilstedeværelsen af lys med deres ryg, høre med deres knæ, overskæg, halevedhæng, kropshår osv.
Insekternes sanseorganer er en del af sansesystemer - analysatorer, som gennemsyrer næsten hele organismen med et netværk. De modtager mange forskellige ydre og indre signaler fra sansernes receptorer, analyserer dem, danner og sender "instruktioner" til forskellige organer for at udføre passende handlinger. Sanseorganerne udgør hovedsageligt receptorafdelingen, som er placeret i periferien (enderne) af analysatorerne. Og den ledende sektion er dannet af centrale neuroner og veje fra receptorer. Hjernen har specifikke områder til at behandle information fra sanserne. De udgør den centrale "hjerne" del af analysatoren. Takket være et så komplekst og praktisk system, for eksempel en visuel analysator, udføres præcis beregning og kontrol af insektets bevægelsesorganer.
Omfattende viden er blevet akkumuleret om de fantastiske evner af insekters sensoriske systemer, men bogens volumen giver os mulighed for kun at citere nogle få af dem.
Synsorganer
Øjnene og hele det komplekse visuelle system er en fantastisk gave, takket være hvilken dyr er i stand til at modtage grundlæggende information om verden omkring dem, hurtigt genkende forskellige genstande og vurdere den situation, der er opstået. Syn er nødvendigt for insekter, når de søger efter føde, for at undgå rovdyr, for at udforske genstande af interesse eller miljøet, for at interagere med andre individer under reproduktion og offentlig adfærd etc.
Insekter er udstyret med en række forskellige øjne. De kan være komplekse, enkle eller accessoriske ocelli, og også larve. De mest komplekse er sammensatte øjne, som består af et stort antal ommatidier, der danner sekskantede facetter på øjets overflade. Ommatidium er i bund og grund et lille visuelt apparat udstyret med en miniaturelinse, et lysledende system og lysfølsomme elementer. Hver facet opfatter kun en lille del af objektet, men tilsammen giver de et mosaikbillede af hele objektet. Sammensatte øjne, karakteristisk for de fleste voksne insekter, er placeret på siderne af hovedet. Hos nogle insekter, for eksempel hos den jagende guldsmede, som hurtigt reagerer på byttets bevægelse, optager øjnene halvdelen af hovedet. Hvert af hendes øjne er lavet af 28.000 facetter. Til sammenligning har sommerfugle 17.000 af dem, og husfluer har 4.000 insekter kan have to eller tre øjne på deres hoveder på panden eller kronen og sjældnere på siderne. Larveøjne af biller, sommerfugle og hymenoptera erstattes af komplekse øjne i voksenalderen.
Det er mærkeligt, at insekter ikke kan lukke øjnene under hvile og derfor sover med åbne øjne.
Det er øjnene, der bidrager til den hurtige reaktion hos et jagtende insekt, som for eksempel en mantis. Dette er i øvrigt det eneste insekt, der kan vende sig om og se bag sig. Store øjne giver mantis'en kikkertsyn og giver den mulighed for nøjagtigt at beregne afstande til objektet for deres opmærksomhed. Denne evne, kombineret med dens hurtige forlængelse af forbenene mod bytte, gør mantiser til fremragende jægere.
Og de gulfodede biller, der løber gennem vandet, har øjne, der giver dem mulighed for samtidig at se bytte både på overfladen af vandet og under det. For at opnå dette har bille visuelle analysatorer evnen til at korrigere for vandets brydningsindeks.
Opfattelsen og analysen af visuelle stimuli udføres af et meget komplekst system - den visuelle analysator. For mange insekter er dette en af de vigtigste analysatorer. Her er den primære følsomme celle fotoreceptoren. Og forbundet med det er veje (optisk nerve) og andre nerveceller placeret på forskellige niveauer af nervesystemet. Når man opfatter lysinformation, er hændelsesforløbet som følger. De modtagne signaler (lyskvanter) kodes øjeblikkeligt i form af impulser og transmitteres langs veje til centralnervesystemet - til analysatorens "hjerne"-center. Der bliver disse signaler straks afkodet (dechifreret) til den tilsvarende visuelle perception. For at genkende det udvindes standarder for visuelle billeder og anden nødvendig information fra hukommelsen. Og så sendes en kommando til forskellige organer for en passende reaktion fra individet på den skiftende situation.
Hvor er insekternes "ører"?
De fleste dyr og mennesker hører gennem deres ører, hvor lyde får trommehinden til at vibrere – stærk eller svag, langsom eller hurtig. Eventuelle ændringer i vibrationer giver kroppen information om arten af den lyd, der høres. Hvordan hører insekter? I mange tilfælde har de også ejendommelige "ører", men hos insekter er de placeret på steder, der er usædvanlige for os: på knurhårene - for eksempel hos mandlige myg, myrer, sommerfugle; på halevedhængene - hos den amerikanske kakerlak. Skinnebenene på forbenene hører græshopper og græshopper, og maven hører græshopper. Nogle insekter har ikke "ører", det vil sige, at de ikke har specielle høreorganer. Men de er i stand til at opfatte forskellige vibrationer i luften, herunder lydvibrationer og ultralydsbølger, der er utilgængelige for vores ører. De følsomme organer af sådanne insekter er tynde hår eller små følsomme stænger. De er placeret i stort antal på forskellige dele af kroppen og er forbundet med nerveceller. Hos behårede larver er "ørerne" således hår, og i nøgne larver er hele kroppens hud "ørerne".
En lydbølge dannes ved skiftevis udslætning og kondensering af luft, der spredes i alle retninger fra lydkilden - ethvert vibrerende legeme. Lydbølger opfattes og behandles af den auditive analysator - et komplekst system af mekaniske, receptor- og neurale strukturer. Disse vibrationer omdannes af auditive receptorer til nerveimpulser, som overføres langs hørenerven til den centrale del af analysatoren. Resultatet er opfattelsen af lyd og analyse af dens styrke, højde og karakter.
Det auditive system af insekter sikrer deres selektive reaktion på relativt højfrekvente vibrationer - de opfatter de mindste vibrationer af overfladen, luften eller vandet. For eksempel producerer summende insekter lydbølger ved hurtigt at slå med vingerne. Hanner opfatter sådanne vibrationer i luften, for eksempel knirken fra myg, med deres følsomme organer placeret på antennerne. På denne måde registrerer de luftbølger, der ledsager andre mygs flugt, og reagerer tilstrækkeligt på den modtagne lydinformation. Insekternes høresystemer er "indstillet" til at opfatte relativt svage lyde, så høje lyde har en negativ effekt på dem. For eksempel kan humlebier, bier og nogle typer fluer ikke stige op i luften, når de lyder.
De varierede, men strengt definerede signallyde produceret af hankyllinger af hver art spiller en vigtig rolle i deres reproduktive adfærd - frieri og tiltrække hunner. Cricket er et vidunderligt værktøj til at kommunikere med en ven. Når han laver en blid triller, gnider han den skarpe side af den ene elytra mod overfladen af den anden. Og for opfattelsen af lyd har hannen og hunnen en særlig følsom tynd kutikulær membran, som spiller rollen som en trommehinde. Et interessant eksperiment blev lavet, da en kvidrende mand blev placeret foran en mikrofon, og en hun blev placeret i et andet rum i nærheden af telefonen. Da mikrofonen blev tændt, skyndte hunnen sig, der hørte hannens artstypiske kvidren, til lydkilden - telefonen.
Organer til at opfange og udsende ultralydsbølger
Møl er forsynet med en enhed til at detektere flagermus, som bruger ultralydsbølger til orientering og jagt. Rovdyr opfatter signaler med en frekvens på op til 100.000 hertz, og de møl og snørevinger, de jager – op til 240.000 hertz. I brystet har møl for eksempel specielle organer til akustisk analyse af ultralydssignaler. De gør det muligt at detektere ultralydsimpulser fra jagtlæder i en afstand på op til 30 m. Når sommerfuglen opfatter et signal fra rovdyrets lokalisator, aktiveres beskyttende adfærdshandlinger. Efter at have hørt ultralydsråbene fra en natmus på relativt stor afstand, ændrer sommerfuglen brat sin flyveretning ved hjælp af en vildledende manøvre - "dykning". Samtidig begynder hun at udføre aerobatiske manøvrer - spiraler og "løkker" for at undslippe forfølgelsen. Og hvis rovdyret er mindre end 6 m væk, folder sommerfuglen sine vinger og falder til jorden. Og flagermusen opdager ikke det ubevægelige insekt.
Men forholdet mellem møl og flagermus er for nylig blevet opdaget at være endnu mere komplekst. Således begynder sommerfugle af nogle arter, efter at have opdaget signalerne fra en flagermus, selv at udsende ultralydsimpulser i form af klik. Desuden har disse impulser en sådan effekt på rovdyret, at det, som om det var skræmt, flyver væk. Der er kun antagelser om, hvad der får flagermus til at stoppe med at jagte sommerfuglen og "flygte fra slagmarken." Sandsynligvis er ultralydsklik adaptive signaler fra insekter, svarende til dem, der sendes af flagermusen selv, kun meget stærkere. Forfølgeren forventer at høre en svag reflekteret lyd fra sit eget signal, og hører et øredøvende brøl - som et supersonisk fly, der bryder igennem lydmuren.
Dette rejser spørgsmålet om, hvorfor flagermusen ikke er overdøvet af sine egne ultralydssignaler, men af sommerfugle. Det viser sig, at flagermusen er godt beskyttet mod sin egen skrigeimpuls sendt af lokalisatoren. Ellers kan en så kraftig impuls, som er 2.000 gange stærkere end de modtagne reflekterede lyde, overdøve musen. For at forhindre dette i at ske, producerer hendes krop og bruger målrettet en speciel stigbøjle. Før du sender en ultralydsimpuls, trækker en speciel muskel stifterne væk fra vinduet på cochlea i det indre øre - vibrationerne afbrydes mekanisk. I det væsentlige laver stigbøjlen også et klik, men ikke en lyd, men en anti-lyd. Efter skrigesignalet vender det straks tilbage til sin plads, så øret er klar til at modtage det reflekterede signal. Det er svært at forestille sig, hvor hurtigt en muskel kan handle, der slukker for en muses hørelse i det øjeblik, den sender en råbeimpuls. Mens jeg jager bytte, er dette 200-250 pulser i sekundet!
Og sommerfugleklik-signaler, farlige for flagermusen, høres præcis i det øjeblik, hvor jægeren drejer på øret for at opfatte hans ekko. Det betyder, at for at tvinge et bedøvet rovdyr til at flyve væk i frygt, sender mølen signaler, der er perfekt afstemt med dets lokalisator. For at gøre dette er insektets krop programmeret til at modtage pulsfrekvensen fra en nærgående jæger og sender et svarsignal nøjagtigt i samklang med den.
Dette forhold mellem møl og flagermus rejser mange spørgsmål. Hvordan udviklede insekter evnen til at opfatte ultralydssignaler fra flagermus og øjeblikkeligt forstå den fare, de udgør? Hvordan kunne sommerfugle gradvist udvikle en ultralydsenhed med ideelt udvalgte beskyttelsesegenskaber gennem udvælgelse og forbedringsprocessen? Opfattelsen af ultralydssignaler fra flagermus er heller ikke let at forstå. Faktum er, at de genkender deres ekko blandt millioner af stemmer og andre lyde. Og ingen skrigende signaler fra andre stammemedlemmer, ingen ultralydssignaler, der udsendes ved hjælp af udstyr, forstyrrer flagermusens jagt. Kun sommerfuglesignaler, selv kunstigt reproducerede, får musen til at flyve væk.
Levende væsener præsenterer nye og nye mysterier, hvilket forårsager beundring for perfektionen og hensigtsmæssigheden af strukturen af deres organisme.
Bønnemantis får ligesom sommerfuglen sammen med et fremragende syn også særlige høreorganer for at undgå møder med flagermus. Disse høreorganer, som opfatter ultralyd, er placeret på brystet mellem benene. Og nogle arter af mantiser, ud over ultralydshøreorganet, er kendetegnet ved tilstedeværelsen af et andet øre, som opfatter meget lavere frekvenser. Dens funktion er endnu ikke kendt.
Kemisk følelse
Dyr er udstyret med generel kemisk følsomhed, som leveres af forskellige sanseorganer. I insekternes kemiske sans spiller lugtesansen den vigtigste rolle. Og termitter og myrer får ifølge videnskabsmænd en tredimensionel lugtesans. Det er svært for os at forestille os, hvad dette er. Insektets lugteorganer reagerer på tilstedeværelsen af selv meget små koncentrationer af et stof, nogle gange meget fjernt fra kilden. Takket være lugtesansen finder insektet bytte og føde, navigerer i området, lærer om en fjendes tilgang og udfører biokommunikation, hvor et specifikt "sprog" er udveksling af kemisk information ved hjælp af feromoner.
Feromoner er komplekse forbindelser, der udskilles til kommunikationsformål af nogle individer for at overføre information til andre individer. Sådan information er kodet i specifikke kemikalier, afhængigt af typen af levende væsen og endda dets medlemskab af en bestemt familie. Perception gennem lugtesystemet og afkodning af "budskabet" forårsager en bestemt form for adfærd eller fysiologisk proces hos modtagerne. En betydelig gruppe af insektferomoner er kendt til dato. Nogle af dem er designet til at tiltrække individer af det modsatte køn, andre, spor, indikerer vejen til et hjem eller fødekilde, andre tjener som et alarmsignal, andre regulerer visse fysiologiske processer osv.
Den "kemiske produktion" i kroppen af insekter skal være helt unik for at frigive i den rigtige mængde og på et bestemt tidspunkt hele rækken af feromoner, de har brug for. I dag er mere end hundrede af disse stoffer med kompleks kemisk sammensætning kendt, men ikke mere end et dusin af dem er blevet kunstigt reproduceret. For at opnå dem kræves der avanceret teknologi og udstyr, så for nu kan man kun blive overrasket over arrangementet af kroppen af disse miniature hvirvelløse skabninger.
Biller er hovedsageligt forsynet med antenner af olfaktorisk type. De giver dig mulighed for at fange ikke kun lugten af selve stoffet og spredningsretningen, men endda "føle" formen af den lugtende genstand. Et eksempel på en fremragende lugtesans er begravende biller, som renser jorden for ådsler. De er i stand til at lugte det hundreder af meter væk og samles i en stor gruppe. Og mariehønen, ved hjælp af sin lugtesans, finder kolonier af bladlus for at efterlade kløer der. Efter alt lever bladlus ikke kun af sig selv, men også af deres larver.
Ikke kun voksne insekter, men også deres larver er ofte udstyret med en fremragende lugtesans. Således er cockchaferens larver i stand til at flytte til rødderne af planter (fyr, hvede), styret af en let øget koncentration af kuldioxid. I forsøg flytter larverne sig straks til et jordområde, hvor en lille mængde af et stof, der producerer kuldioxid, er blevet indført.
Følsomheden af lugteorganet, for eksempel af Saturnia-sommerfuglen, hvis han er i stand til at opdage lugten af en hun af hans art i en afstand af 12 km, virker uforståelig. Når man sammenligner denne afstand med mængden af feromon, der udskilles af hunnen, opnåedes et resultat, der overraskede videnskabsmænd. Takket være sine antenner finder hannen umiskendeligt, blandt mange lugtende stoffer, ét enkelt molekyle af et arveligt kendt stof i 1 m3 luft!
Nogle Hymenoptera har så skarp en lugtesans, at den ikke er ringere end en hunds velkendte sans. Således bevæger kvindelige ryttere, når de løber langs en træstamme eller stub, kraftigt deres antenner. Med dem "opsnuser" de larverne fra hornhale- eller skovhuggerbillen, der ligger i skoven i en afstand af 2-2,5 cm fra overfladen.
Takket være antennernes unikke følsomhed bestemmer den lille rytter Helis, ved blot at røre dem på edderkoppernes kokoner, hvad der er i dem - om det er underudviklede testikler, inaktive edderkopper, der allerede er dukket op fra dem, eller testiklerne fra andre. ryttere af deres art. Hvordan Helis laver en så præcis analyse vides endnu ikke. Mest sandsynligt fornemmer han en meget subtil specifik lugt, men måske når han banker på sine antenner, fanger rytteren en form for reflekteret lyd.
Opfattelsen og analysen af kemiske stimuli, der virker på insekternes olfaktoriske organer, udføres af et multifunktionelt system - olfaktorisk analysator. Den består ligesom alle andre analysatorer af en perceptiv, ledende og central afdeling. Olfaktoriske receptorer (kemoreceptorer) opfatter lugtmolekyler, og impulser, der signalerer en specifik lugt, sendes langs nervefibre til hjernen til analyse. Der sker kroppens umiddelbare reaktion.
Når vi taler om insekters lugtesans, kan vi ikke lade være med at tale om lugtesans. Videnskaben har endnu ikke en klar forståelse af, hvad lugt er, og der er mange teorier om dette naturfænomen. Ifølge en af dem repræsenterer de analyserede molekyler af et stof en "nøgle". Og "låsen" er de olfaktoriske receptorer, der indgår i lugtanalysatorer. Hvis konfigurationen af molekylet matcher "låsen" af en bestemt receptor, vil analysatoren modtage et signal fra det, dechifrere det og overføre information om lugten til dyrets hjerne. Ifølge en anden teori bestemmes lugt af molekylers kemiske egenskaber og fordelingen af elektriske ladninger. Den nyeste teori, som har vundet mange tilhængere, ser hovedårsagen til lugt i molekylernes vibrationsegenskaber og deres komponenter. Enhver aroma er forbundet med visse frekvenser (bølgetal) i det infrarøde område. For eksempel er løgsuppe thioalkohol og decaboran kemisk helt forskellige. Men de har samme frekvens og samme lugt. Samtidig er der kemisk ens stoffer, som er kendetegnet ved forskellige frekvenser og lugter forskelligt. Hvis denne teori er korrekt, så kan både duftstoffer og tusindvis af typer lugtfølende celler vurderes ved hjælp af infrarøde frekvenser.
"Radarinstallation" af insekter
Insekter er udstyret med fremragende lugte- og berøringsorganer - antenner (antenner eller antenner). De er meget mobile og nemme at kontrollere: et insekt kan sprede dem fra hinanden, bringe dem tættere på hinanden, rotere hver enkelt individuelt på sin egen akse eller sammen på en fælles akse. I dette tilfælde ligner de begge eksternt og er i det væsentlige en "radarinstallation". Det nervefølsomme element i antennerne er sensilla. Fra dem sendes en impuls med en hastighed på 5 m pr. sekund til analysatorens "hjerne"-center for at genkende stimuleringsobjektet. Og så når svarsignalet til den modtagne information øjeblikkeligt musklen eller et andet organ.
I de fleste insekter er der på det andet antennesegment et Johnstons orgel - en universel enhed, hvis formål endnu ikke er blevet fuldstændig belyst. Det menes, at det opfatter bevægelser og vibrationer af luft og vand, kontakter med faste genstande. Græshopper og græshopper er udstyret med overraskende høj følsomhed over for mekaniske vibrationer, som er i stand til at registrere enhver rystelse med en amplitude svarende til halvdelen af et brintatoms diameter!
Biller har også et Johnstons orgel på det andet antennesegment. Og hvis billen, der løber på overfladen af vandet, er beskadiget eller fjernet, vil den begynde at støde ind i eventuelle forhindringer. Ved hjælp af dette organ er billen i stand til at fange reflekterede bølger, der kommer fra kysten eller en forhindring. Det registrerer vandbølger med en højde på 0.000.000.004 mm, det vil sige, at Johnstons orgel udfører opgaven som et ekkolod eller radar.
Myrer er ikke kun kendetegnet ved en velorganiseret hjerne, men også af en lige så perfekt kropslig organisation. Antennerne er af største betydning for disse insekter, nogle fungerer som et fremragende organ for lugte, berøring, viden om miljøet og gensidige forklaringer. Myrer, der er frataget antenner, mister evnen til at finde vejen, nærliggende mad og skelne fjender fra venner. Ved hjælp af antenner er insekter i stand til at "tale" med hinanden. Myrer sender vigtig information, ved at røre hinandens antenner med deres antenner. I en af adfærdsepisoderne fandt to myrer bytte i form af larver af forskellig størrelse. Efter at have "forhandlet" med deres brødre ved hjælp af antenner tog de til opdagelsesstedet sammen med mobiliserede assistenter. Samtidig mobiliserede den mere succesrige myre, som formåede at formidle information om det større bytte, han fandt ved hjælp af sine antenner, en meget større gruppe arbejdsmyrer bag sig.
Interessant nok er myrer et af de reneste væsner. Efter hvert måltid og søvn renses hele deres krop og især deres antenner grundigt.
Smagsfornemmelser
En person identificerer tydeligt lugten og smagen af et stof, men hos insekter er smagen og lugtefornemmelserne ofte ikke adskilt. De fungerer som en enkelt kemisk sans (perception).
Insekter, der har en smagssans, har en præference for visse stoffer afhængigt af ernæringskarakteristika for en given art. Samtidig er de i stand til at skelne mellem sødt, salt, bittert og surt. Til kontakt med den forbrugte mad kan smagsorganer være placeret på forskellige dele af kroppen af insekter - på antennerne, snablen og benene. Med deres hjælp modtager insekter grundlæggende kemisk information om miljøet. For eksempel kan en flue, der bare rører ved en genstand, der interesserer den med sine poter, næsten øjeblikkeligt genkende, hvad der er under dens fødder - drikke, mad eller noget uspiselig. Det vil sige, at hun er i stand til at udføre øjeblikkelig kontaktanalyse af et kemisk stof med fødderne.
Smag er en fornemmelse, der opstår, når en opløsning af kemikalier virker på receptorerne (kemoreceptorer) i insektets smagsorgan. Smagsreceptorceller er en perifer del af det komplekse smagsanalysatorsystem. De opfatter kemiske stimuli, og det er her den primære kodning af smagssignaler finder sted. Analysatorerne transmitterer straks salve af kemoelektriske impulser langs tynde nervefibre til deres "hjerne"-center. Hver sådan puls varer mindre end en tusindedel af et sekund. Og så bestemmer analysatorens centrale strukturer øjeblikkeligt smagsoplevelserne.
Forsøg fortsætter med at forstå ikke kun spørgsmålet om, hvad lugt er, men også at skabe en samlet teori om "sødme". Hidtil har dette ikke været muligt – måske vil I, biologer i det 21. århundrede, få succes. Problemet er, at helt forskellige kemiske stoffer, både organiske og uorganiske, kan skabe forholdsvis identiske smagsfornemmelser af sødme.
Berøringsorganer
At studere følesansen hos insekter er måske det sværeste. Hvordan opfatter disse chitinøse skalklædte skabninger verden? Takket være hudreceptorer er vi således i stand til at opfatte forskellige taktile fornemmelser - nogle receptorer registrerer tryk, andre temperatur mv. Ved at røre ved en genstand kan vi konkludere, at den er kold eller varm, hård eller blød, glat eller ru. Insekter har også analysatorer, der bestemmer temperatur, tryk osv., men meget om mekanismerne for deres virkning er stadig ukendt.
Berøring er en af de vigtigste sanser for flyvesikkerheden for mange flyvende insekter til at mærke luftstrømme. For eksempel er hele kroppen hos dipteraner dækket af sensilla, der udfører taktile funktioner. Der er især mange af dem på grimerne for at mærke lufttrykket og stabilisere flyvningen.
Takket være følesansen er fluen ikke så nem at slå. Dens syn gør det muligt at bemærke et truende objekt kun i en afstand på 40 - 70 cm. Men fluen er i stand til at reagere på en farlig bevægelse af hånden, som forårsagede selv en lille bevægelse af luft, og øjeblikkeligt lette. Denne almindelige stueflue bekræfter endnu en gang, at der ikke er noget simpelt i den levende verden - alle skabninger, unge som gamle, er forsynet med fremragende sansesystemer til aktivt liv og deres egen beskyttelse.
Insektreceptorer, der registrerer tryk, kan være i form af bumser og børster. De bruges af insekter til forskellige formål, herunder til orientering i rummet - i tyngdekraftens retning. For eksempel, før forpupning, bevæger en fluelarve sig altid tydeligt opad, det vil sige mod tyngdekraften. Hun skal trods alt kravle ud af den flydende fødemasse, og der er ingen andre retningslinjer der end Jordens tyngdekraft. Selv efter at den er kommet ud af puppen, stræber fluen stadig efter at kravle opad i nogen tid, indtil den tørrer ud for at flyve.
Mange insekter har en veludviklet tyngdekraftssans. For eksempel er myrer i stand til at estimere hældningen af en overflade til at være 20. Og rovbillen, som graver lodrette huler, kan bestemme afvigelsen fra lodret til at være 10.
Live vejrudsigtere
Mange insekter er udstyret med en fremragende evne til at forudse vejrændringer og lave langsigtede prognoser. Dette er dog typisk for alt levende - det være sig en plante, en mikroorganisme, et hvirvelløse dyr eller et hvirveldyr. Sådanne evner sikrer normal funktion i deres tilsigtede habitat. Der er også sjældent observerede naturfænomener - tørke, oversvømmelser, kulde. Og så, for at overleve, skal levende væsener mobilisere yderligere beskyttelsesmidler på forhånd. I begge tilfælde bruger de deres interne "vejrstationer".
Ved konstant og omhyggeligt at observere forskellige levende væseners adfærd, kan du lære ikke kun om vejrændringer, men endda om kommende naturkatastrofer. Når alt kommer til alt, kan over 600 dyrearter og 400 plantearter, indtil videre kendt af videnskabsmænd, tjene som barometre, indikatorer for fugt og temperatur, forudsigere for tordenvejr, storme, tornadoer, oversvømmelser og smukt skyfrit vejr. Desuden er der levende "prognosemænd" overalt, hvor end du er - nær en dam, på en eng, i en skov. For eksempel, før regnen, mens himlen stadig er klar, holder grønne græshopper op med at kvidre, myrer begynder tæt at lukke indgangene til myretuen, og bier holder op med at flyve efter nektar, sidder i bikuben og nynner. I et forsøg på at gemme sig fra det forestående dårlige vejr flyver fluer og hvepse ind i husenes vinduer.
Observationer af giftige myrer, der lever ved foden af Tibet, har afsløret deres fremragende evne til at lave længere rækkevidde prognoser. Før periodens start kraftig regn myrer flytter til et andet sted med tør, hård jord, og før tørkens begyndelse fylder myrer mørke, fugtige fordybninger. Bevingede myrer er i stand til at fornemme, hvordan en storm nærmer sig inden for 2-3 dage. Store individer begynder at suse langs jorden, og små sværmer i lav højde. Og jo mere aktive disse processer er, jo stærkere forventes det dårlige vejr. Det blev afsløret, at myrerne i løbet af et år korrekt identificerede 22 vejrændringer, og de tog kun fejl i to tilfælde. Dette beløb sig til 9 %, hvilket ser ret godt ud sammenlignet med den gennemsnitlige vejrstationsfejl på 20 %.
Insekternes passende handlinger afhænger ofte af langsigtede prognoser, og dette kan være til stor tjeneste for folk. For en erfaren biavler giver bier en ret pålidelig prognose. Til vinteren forsegler de bikubens indgang med voks. Du kan bedømme den kommende vinter efter hullet til ventilation af stadet. Hvis bierne efterlader et stort hul, bliver vinteren varm, men hvis den er lille, skal du regne med hård frost. Det er også kendt, at hvis bier begynder at flyve tidligt ud af deres bistader, kan vi forvente et tidligt, varmt forår. De samme myrer, hvis vinteren ikke forventes at være hård, forbliver at leve tæt på jordens overflade, og før en kold vinter sætter de sig dybere ned i jorden og bygger en højere myretue.
Ud over makroklimaet er mikroklimaet i deres habitat også vigtigt for insekter. For eksempel tillader bier ikke overophedning i bistaderne, og efter at have modtaget et signal fra deres levende "instrumenter" om temperaturen, der overskrides, begynder de at ventilere rummet. Nogle af arbejdsbierne er arrangeret på en organiseret måde i forskellige højder i bikuben og bevæger luften med hurtige vingeslag. En stærk luftstrøm, og bikuben køler ned. Ventilation er en lang proces, og når en gruppe bier bliver træt, er det en andens tur, og det i streng rækkefølge.
Opførselen af ikke kun voksne insekter, men også deres larver afhænger af aflæsningerne af levende "instrumenter". For eksempel kommer cikadelarver, der udvikler sig i jorden, kun til overfladen i godt vejr. Men hvordan ved du, hvordan vejret er deroppe? For at bestemme dette skaber de specielle jordkegler med store huller over deres underjordiske shelters - en slags meteorologiske strukturer. I dem evaluerer cikader temperatur og fugtighed gennem et tyndt lag jord. Og hvis vejrforholdene er ugunstige, vender larverne tilbage til hulen.
Fænomenet nedbør og oversvømmelser
At observere termitternes og myrernes adfærd i kritiske situationer kan hjælpe folk med at forudsige kraftige regnskyl og oversvømmelser. En af naturforskerne beskrev et tilfælde, hvor en indianerstamme, der boede i Brasiliens jungle, inden en oversvømmelse hastigt forlod deres bosættelse. Og myrerne "fortællede" indianerne om den forestående katastrofe. Før en oversvømmelse bliver disse sociale insekter meget ophidsede og forlader hastigt deres beboelige sted sammen med deres pupper og fødeforsyninger. De går til steder, hvor vandet ikke når. Den lokale befolkning forstod næppe oprindelsen af en så forbløffende følsomhed af myrer, men ved at underkaste sig deres viden, slap folk fra problemer med at følge de små vejrsultere.
De er fremragende til at forudsige oversvømmelser og termitter. Inden det begynder, forlader hele kolonien deres hjem og skynder sig til de nærmeste træer. I forventning om katastrofens omfang stiger de til præcis den højde, der vil være højere end den forventede oversvømmelse. Der venter de, indtil de mudrede vandstrømme, som suser med en sådan hastighed, at træer nogle gange falder under deres pres, begynder at aftage.
Stort beløb vejrstationer overvåger vejret. De er placeret på landjorden, også i bjergene, på specialudstyrede videnskabelige skibe, satellitter og rumstationer. Meteorologer er udstyret med moderne instrumenter, apparater og computerteknologi. Faktisk laver de ikke en vejrudsigt, men en beregning, en beregning af vejrforandringer. Og insekterne i de givne eksempler på virkeligheden forudsiger vejret ved hjælp af deres medfødte evner og særlige levende "enheder" indbygget i deres kroppe. Desuden bestemmer vejrudsigtsmyrer ikke kun tidspunktet for en oversvømmelse, men estimerer også dens omfang. For et nyt tilflugtssted besatte de trods alt kun sikre steder. Forskere har endnu ikke været i stand til at forklare dette fænomen. Termitter præsenterede et endnu større mysterium. Faktum er, at de aldrig var placeret på de træer, der under en oversvømmelse blev ført bort af stormfulde vandløb. Ifølge etologernes observationer opførte stære sig på lignende måde, som i foråret ikke besatte fuglehuse, der var farlige for bosættelse. Efterfølgende blev de faktisk blæst væk af orkanvinde. Men her taler vi om et relativt stort dyr. Fuglen vurderer måske ved at svinge af fuglehuset eller andre tegn, hvor upålidelig dens fastgørelse er. Men hvordan og ved hjælp af hvilke enheder kan meget små, men meget "kloge" dyr lave sådanne forudsigelser? Mennesket er ikke kun ude af stand til at skabe noget lignende endnu, men det kan heller ikke svare. Disse opgaver er for den kommende biolog.
Grundlaget for sanseorganerne er de såkaldte nervefølsomme formationer - sensilla, som ligner hår, børster og fordybninger.
Insekter har følgende sanseorganer:
1) Organer af mekanisk sans. Disse omfatter taktil sensilla spredt over hele kroppen. De opfatter luftens vibration, mærker kroppens position i rummet osv. Organer med mekanisk sans omfatter også organer høring, da de opfatter lyd, der som bekendt er luftvibrationer. Høreorganer findes hovedsageligt i insekter, der er i stand til at lave lyde.
2) De kemiske sanseorganer er repræsenteret af kemoreceptor sensilla og tjener til at opfatte miljøets kemi, dvs. lugte og smagsoplevelser. De er placeret på de mundtlige lemmer, antenner og nogle gange (hos bier) på benene. Den kemiske sans - lugt spiller en afgørende rolle i intra- og interpopulationsforhold af insekter. Organer; syn er repræsenteret af komplekse (facetterede) og enkle øjne. Selve øjet består af mange sensilla. Overfladens sekskantede del kaldes en facet.
Facetterne danner hornhinden, som er en gennemsigtig neglebånd.
Sansende neuroner
Kroppen af sanse- eller sanseceller, sædvanligvis af en bipolær eller multipolær form, ligger altid nær sanseorganet eller det innerverede væv. Dendritterne af nogle neuroner, oftest bipolære, er forbundet med kutikulære formationer, andre, altid multipolære, med vævene i kropshulen, eller de danner et subepidermalt netværk, som i larver med blød hud.
Følgelig skelnes der mellem to store kategorier af sanseceller. Celler af den første type er kendetegnet ved, at de næsten altid er forbundet med neglebåndet eller dets invaginationer: apodemer, luftrør, foring af præoral- og mundhulen osv. Disse omfatter en række exteroceptive celler, herunder visuelle, selvom deres dendritter er ikke tydeligt udtrykt. Celler af den anden type er aldrig forbundet med neglebåndet og ligger kun på den indre overflade af kroppen, væggene i fordøjelseskanalen, i muskler og bindevæv. Elektrofysiologisk er det vist, at de tilhører intero- eller proprioceptorer.
Nervevæv, herunder sanseceller, stammer fra ektodermen. Deres tilhørsforhold til dækningen af kroppen kommer også til udtryk i, at forbindelsen mellem sanseorganet og centralnervesystemet etableres centripetalt. W. Wigglesworth viste således i Rhodnius bug, at den afskårne afferente nerve regenererer i retning af centralnervesystemet. Ligeledes, under hver molt, når yderligere receptorer dannes for at tjene den stigende kropsoverflade, sender deres sanseceller axoner centripetalt.
Faktum om centripetal udvikling af axonet afsløret i histologiske præparater kan blive en af grundene til den vigtige konklusion, at vejen fra sansecellen til centralnervesystemet er direkte uden synaptisk skift. I nærheden af receptorcellerne og de afferente nerver er der andre, for eksempel neurogliale (plejende) celler, men de er ikke relateret til transmissionen af receptorsignalet.
Insekternes sanseorganer er differentierede og veludviklede. Berørings- og lugteorganerne dominerer i deres betydning. Berøringsorganerne er udvendigt repræsenteret af børster. Lugteorganerne har også form som en typisk seta, som, når den modificeres, kan blive til løsrevne tyndvæggede fremspring og ikke-segmenterede fingerlignende fremspring og tyndvæggede flade områder af integumentet. Den vigtigste placering af enderne af olfaktoriske nerver er antennerne.
For eksempel antennernes rolle som lugteorganer i fluer og lepidoptera, som kan skelne selv svage lugte på lang afstand. Biernes lugtesans er blevet bedre undersøgt; det viste sig, at deres evne til at opfatte lugte er tæt på vores: de lugte, vi opfatter, opfattes også af bier, de lugte, som vi blander, er blandet af bier; lugteorganerne er også hovedsageligt koncentreret om antennerne. Smagen af sødt, bittert, surt og salt af insekter varierer også; smagsorganer er placeret på tentaklerne i munddelene og på poterne; sværhedsgraden af smag i forskellige organer af det samme insekt kan være forskellig; det kan være meget højere end hos mennesker. Insektets sammensatte øjne opfatter bevægelser af genstande og kan i nogle tilfælde opfatte genstandes form; højere hymenoptera (bier) kan opfatte farver, inklusive dem, der ikke opfattes af mennesker (“ultraviolet”); farvesyn er dog ikke så forskelligartet som hos mennesker: for eksempel sanser en bi på venstre side af spektret gul, andre farver er som nuancer af gul; Den højre blåviolette del af spektret opfattes også af bier som ensfarvet. Biernes synsstyrke er meget lavere end menneskers synsstyrke.
I nogle ordener, såsom ordenen Orthoptera (Orthoptera), der omfatter græshopper, græshopper og græshopper, er såkaldte trommeorganer almindelige, samt at de arter, der har dem, har hanner med; lydorganer, kraft tyder på høreorganer i trommeorganerne. Trommeorganerne hos græshopper og græshopper er placeret på skinnebenet under knæleddet, og i græshopper og cikader på siderne af det første abdominale segment er de eksternt repræsenteret af en fordybning, nogle gange omgivet af en fold af integumentet og med en tynd strakt membran i bunden; på den indre overflade af membranen eller i dens umiddelbare nærhed er der en nerveende af en ejendommelig struktur.
Insekter er generelt udstyret med fremragende syn. Deres komplekse sammensatte øjne, som nogle gange tilføjes simple ocelli, bruges til at genkende forskellige objekter. Nogle insekter er forsynet med farvesyn og egnede nattesynsanordninger. Interessant nok er insekters øjne det eneste organ, der ligner andre dyr. Samtidig har organerne for hørelse, lugt, smag og berøring ikke en sådan lighed, men ikke desto mindre opfatter insekter perfekt lugte og lyde, orienterer sig i rummet og fanger og udsender ultralydsbølger. Deres delikate lugtesans og smag giver dem mulighed for at finde mad. Forskellige kirtler af insekter udskiller stoffer for at tiltrække brødre, seksuelle partnere, skræmme rivaler og fjender væk, og en meget følsom lugtesans kan registrere lugten af disse stoffer selv på flere kilometers afstand.
Mange i deres ideer forbinder insekters sanseorganer med hovedet. Men det viser sig, at de strukturer, der er ansvarlige for at indsamle information om miljøet, er placeret i insekter i forskellige dele af kroppen. De kan bestemme temperaturen på genstande og smage mad med deres fødder, registrere tilstedeværelsen af lys med deres ryg, høre med deres knæ, overskæg, halevedhæng, kropshår osv.
Insekternes sanseorganer er en del af sansesystemer - analysatorer, som gennemsyrer næsten hele organismen med et netværk. De modtager mange forskellige ydre og indre signaler fra sansernes receptorer, analyserer dem, danner og sender "instruktioner" til forskellige organer for at udføre passende handlinger. Sanseorganerne udgør hovedsageligt receptorafdelingen, som er placeret i periferien (enderne) af analysatorerne. Og den ledende sektion er dannet af centrale neuroner og veje fra receptorer. Hjernen har specifikke områder til at behandle information fra sanserne. De udgør den centrale "hjerne" del af analysatoren. Takket være et så komplekst og praktisk system, for eksempel en visuel analysator, udføres præcis beregning og kontrol af insektets bevægelsesorganer.
Omfattende viden er blevet akkumuleret om de fantastiske evner af insekters sensoriske systemer, men bogens volumen giver os mulighed for kun at citere nogle få af dem.
Synsorganer
Øjnene og hele det komplekse visuelle system er en fantastisk gave, takket være hvilken dyr er i stand til at modtage grundlæggende information om verden omkring dem, hurtigt genkende forskellige genstande og vurdere den situation, der er opstået. Syn er nødvendigt for insekter, når de søger efter føde, for at undgå rovdyr, for at udforske genstande af interesse eller miljøet, for at interagere med andre individer under reproduktiv og social adfærd osv.
Insekter er udstyret med en række forskellige øjne. De kan være komplekse, enkle eller accessoriske ocelli, og også larve. De mest komplekse er sammensatte øjne, som består af et stort antal ommatidier, der danner sekskantede facetter på øjets overflade. Ommatidium er i bund og grund et lille visuelt apparat udstyret med en miniaturelinse, et lysledende system og lysfølsomme elementer. Hver facet opfatter kun en lille del af objektet, men tilsammen giver de et mosaikbillede af hele objektet. Sammensatte øjne, karakteristisk for de fleste voksne insekter, er placeret på siderne af hovedet. Hos nogle insekter, for eksempel hos den jagende guldsmede, som hurtigt reagerer på byttets bevægelse, optager øjnene halvdelen af hovedet. Hvert af hendes øjne er lavet af 28.000 facetter. Til sammenligning har sommerfugle 17.000 af dem, og husfluer har 4.000 insekter kan have to eller tre øjne på deres hoveder på panden eller kronen og sjældnere på siderne. Larveøjne af biller, sommerfugle og hymenoptera erstattes af komplekse øjne i voksenalderen.
Det er mærkeligt, at insekter ikke kan lukke øjnene under hvile og derfor sover med åbne øjne.
Det er øjnene, der bidrager til den hurtige reaktion hos et jagtende insekt, som for eksempel en mantis. Dette er i øvrigt det eneste insekt, der kan vende sig om og se bag sig. Store øjne giver mantis'en kikkertsyn og giver den mulighed for nøjagtigt at beregne afstande til objektet for deres opmærksomhed. Denne evne, kombineret med dens hurtige forlængelse af forbenene mod bytte, gør mantiser til fremragende jægere.
Og de gulfodede biller, der løber gennem vandet, har øjne, der giver dem mulighed for samtidig at se bytte både på overfladen af vandet og under det. For at opnå dette har bille visuelle analysatorer evnen til at korrigere for vandets brydningsindeks.
Opfattelsen og analysen af visuelle stimuli udføres af et meget komplekst system - den visuelle analysator. For mange insekter er dette en af de vigtigste analysatorer. Her er den primære følsomme celle fotoreceptoren. Og forbundet med det er veje (optisk nerve) og andre nerveceller placeret på forskellige niveauer af nervesystemet. Når man opfatter lysinformation, er hændelsesforløbet som følger. De modtagne signaler (lyskvanter) kodes øjeblikkeligt i form af impulser og transmitteres langs veje til centralnervesystemet - til analysatorens "hjerne"-center. Der bliver disse signaler straks afkodet (dechifreret) til den tilsvarende visuelle perception. For at genkende det udvindes standarder for visuelle billeder og anden nødvendig information fra hukommelsen. Og så sendes en kommando til forskellige organer for en passende reaktion fra individet på den skiftende situation.