Органи хімічного почуття нюх та смак у комах, довідник

Органи хімічного почуття – це функціонально пов'язані між собою органи нюху та смаку, завдяки яким комаха визначає придатність того чи іншого субстрату в їжу та відчуває нехарчові запахи.

Зміст:

Органи нюху та смаку обидва, по суті, є хеморецепторами. Різниця полягає в тому, що смакові рецептори визначають наявність певних хімічних речовин у рідинах (або вологих субстратах), а нюхові рецептори – у повітрі, де речовини перебувають у газоподібному стані. [1]

Органи нюху переважно розташовуються на антена, а смаку – на ротових органах. [1] Перші включають до свого складу дистантні, а другі – контактні хеморецептори. [2] Зважаючи на особливості сприйняття смакових і нюхових відчуттів, органи смаку та нюху мають деякі відмінності в будові та функції. [1]

Нюхові сенсили

1 – конічна сенсила, 2 – плакоїдна сенсила

Органи нюху

Ними є особливі нюхові сенсили, як правило, конічного або плакоїдного (зануреного) типу. Здебільшого вони розташовуються на вусиках. [1](фото) Іноді серед них також зустрічаються трихоїдні сенсили. Дуже рясно нюхові волоски покривають вусики бджоли - комахи, яка дуже чутлива до запахів. На кожній антені робочої бджоли розташовується близько 6000 сенсил. [1] [4] А в деяких комах їх ще більше: наприклад, у самців метеликів Antheraea polirhemus їх до 60 000. [2]

Нюхові сенсили можуть бути зібрані в ямки, як, наприклад, у мух на третьому членику антен. [1] [4] В основі цих волосків лежать групи нервових клітин (нейронів) числом до 40-60 штук.Поверхня сенсил має безліч пір (10-20), через які кінцеві частини відростків нейронів контактують з леткими речовинами, сприймаючи запахи. [2]

Як комахи відчувають запахи

Харчові нюхові сигнали розпізнаються комахами дуже добре. Всупереч поширеній думці, для них існують не тільки поняття «їстівно – не їстівно», а й тонші відчуття. Ті види, що харчуються квітковим нектаром, розрізняють аромати різних кольорів. Інші рослиноїдні за запахом визначають конкретні види не квітучих рослин, які підходять їм як їжа. Таким чином, комахи не просто випадково знаходять їжу, а цілеспрямовано до неї йдуть, відчуваючи її запах у повітрі. [2]

Грушева сатурнія

У самців комах нюхових рецепторів зазвичай більше, ніж у самок. Але це спостерігається зовсім не у зв'язку з більш активним видобутком ними їжі, а через гендерні особливості. Справа в тому, що за допомогою сенсил самці відчувають запах феромонів, що видається самками, і тому шукають собі пару для копуляції. Отже, щоб взяти участь у «святі життя» та залишити свій генетичний слід у ряді поколінь, у них має бути розвинений нюх. [1]

Самці метеликів відчувають статеві атрактанти самок за 3-6 км; Цікаво, що коли самка вже запліднена, вона перестає виділяти ці речовини і стає для самців «невидимою». [1] Шовкопряд відчуває присутність статевого атрактанта в повітрі при його утриманні там лише 100 молекул на 1м 3 , а у самця грушевої сатурнії є здатність відчувати запах самки аж за 10 км. Це рекорд серед комах за чутливістю до запахів. [2](фото)

У колонії мурах або термітів комахи розрізняють запах своїх родичів із різнихкаст, визначаючи так званих кашкетів (це ті члени сім'ї, які відповідають за годівлю всіх інших) і приходячи до них за їжею. Ще деякі комахи виділяють запахи тривоги, за якими решта розуміє, що їм треба чогось остерігатися. Крім того, всі комахи відчувають «пах смерті», що видається загиблими родичами. А в бджолиних вуликах матка бджоли виділяє запах, який пригнічує розвиток яйцеклітин у робочих бджіл. [2]

Нюх комах не тільки допомагає їм добувати харчування та спілкуватися між собою; за його допомогою вони розпізнають представників інших видів, визначають найкращі місця для кладки яєць тощо. [1]

Смакова сенсила

1 – нервові клітини, 2 – кутикула, 3 – пора сенсили

Органи смаку

Як мовилося раніше, переважно хеморецепторы, дають комахам можливість відчувати смак, розташовуються вони в ротових органах. Але їх скупчення є і інших частинах тіла. Наприклад, вони зустрічаються на лапках передніх ніг, інколи ж на вусиках або навіть на яйцекладі! Останнє дозволяє самкам визначати придатність того чи іншого субстрату для відкладання яєць, «обмацуючи» його задньою частиною свого черевця. [2]

Органи смаку є товстостінними смаковими сенсилами, в основі яких лежать від 3 до 5 (у рідкісних випадках до 50-ти) нервових клітин, що передають відповідні сигнали в центральну нервову систему. Їх короткі відростки (дендрити) проходять вгору, до вершини сенсили, де через спеціальний отвір (пору) нервові закінчення дендритів контактують із харчовими субстратами. [2](фото)

У деяких комах будова сенсил дещо складніше, ніж це видається спочатку. Наприклад, у мухи Phormiaregina в основі смакових волосків знаходяться всього три нейрони, проте всі вонивиконують різні функції. Один є механорецептором, тобто реагує на дотик, другий визначає солодкий смак, а третій – солоний. При подразненні «цукрового» нейрона у комахи виникає рефлекс розгортання хоботка, тому що солодкий субстрат є для нього привабливим. Якщо ж відчувається солоний смак, це змушує муху втратити інтерес до гаданої їжі. [2]

Листоїд звіробійний - «аматор отрут»

Як комахи відчувають смак

Від смакових сенсил нервове збудження передається в спеціальні центри головного мозку, де комаха «усвідомлює» смак і реагує на нього. [2]

Смакові реакції у представників класу дуже різноманітні. Вони, як і людина, розрізняють чотири основні смаки – кисле, солодке, гірке та солоне. Причому чутливість комах до цих смаків за фактом така сама, як і в нас, а іноді й вище. Так, людина відчуває солодкий смак, якщо концентрація цукру на розчині становить 0,02 моль/л. Бджоли відчувають його при вмісті 0,06 моль/л, а метелик-адмірал Pyrameis atalanta – при 0,01 моль/л. [2]

Комахи, які «звикли» до солодкої їжі, повинні, на перший погляд, розрізняти її краще, ніж будь-хто, проте часто це не так. Наприклад, лактоза (молочний цукор) відчувається бджолами як несмачна порівняно із споживаним ними солодким нектаром, а деякі гусениці сприймають її як солодку речовину після своєї звичайної «прісної» зеленої рослинності. [2]

Ще одна особливість смаку у комах полягає в тому, що вони не любителі солоного. Вони позитивно реагують на харчовий субстрат лише тоді, коли концентрація солі у ньому досить низька. До речі, найсолонішими комахами здаються іони не натрію, як людині, а калію. [2]

Чудовоюрисою є те, що представники Insecta виявляється відчувають смак дистильованої води, яка для нас смаку не має. А в деяких також проявляється пристрасть до отруйних сполук. Так, листоїд Chrysolina, що харчується на рослинах звіробою(фото), має особливу групу смакових рецепторів, які збуджуються отруйним алкалоїдом гіперизином, що міститься в його листі. [2]