Внутрішня будова комах на прикладі чорного таргана
Будова серця та її становище у тілі; трахейна система; травна система та органи виділення; статева та нервова системи
У внутрішній будові комах найбільший інтерес становлять ті органи, які виникли у зв'язку з переходом цих членистоногих до наземного способу життя; сюди відносяться дихальна та видільна системи. Дві інші системи органів - травна та кровоносна - представлені у комах у звичайній для членистоногих формі, але з деякими ухиленнями. Нарешті, за іншими рисами внутрішнього
будови – мускулатура, порожнина тіла – комахи не відрізняються від інших членистоногих.
Робота 1.Будова серця та її становище у теле. На спинній стороні, вздовж усього тіла по середній лінії його тягнеться циліндрична трубка - спинна кровоносна судина. У всіх сегментах черевця (а у таргана також і в двох задніх сегментах грудей) трубка утворює невеликі розширення - камери з парою остії з боків, з клапанами. Ця частина судини називається серцем; його оточує перикардіальна порожнина, відокремлена непорушною діафрагмою. Задній кінець серця замкнений; передня його частина, без розширень, становить аорту, що відкривається в порожнину тіла (рис. 161). Строго посегментно розташовані крилові м'язи трикутної форми з основою, повернутою до камери; вони утримують кровоносну судину на
внутрішній стороні стінки тіла. Метамерність у будові серця чітко виражена.
Ритмічні розширення серця (діастола) досягаються скороченням крилових м'язів, яке скорочення (систола) - скороченням власної мускулатури стінок (рис. 162), При розширенні серця (чи його окремої камери) кров з перикардіальної порожнини спрямовується через остії в порожнину серця; при скороченні його -клапани остій автоматично захлопуються під тиском крові. Струм крові в серці викликається послідовним скороченням камер у напрямку ззаду наперед, так що скорочення серця в цілому носить хвилеподібний характер (рис. 163). Коли одна камера стискається, ззаду камера теж стиснута, а передня, розширена, і в неї кров переливається. З передньої камери кров виливається в аорту, а звідти – у порожнину тіла, у складну систему лакун (рис. 164).
Хід роботи. 1. Розкрити тіло таргана (або жука) шляхом. відпрепаровування спинної ділянки покривів із збереженням, по можливості, зв'язаності тергітів між собою. Тримаючи таргана в лівій руці спиною догори і головою від себе, за допомогою тонких ножиць провести поздовжній бічний розріз сегментів черевця та грудей, починаючи ззаду і до переднього краю передньо-спинки (задні три сегменти можна залишити без розтину). Потім таргана повернути головою до себе і провести такий самий
поздовжній розріз з лівого боку. Бічні розрізи з'єднати поперечними розрізами - по передньому краю переднеспинки та на межі між 7-м та 8-м тергітами черевця. Таргану помістити в препарувальну ванну, залити водою і прикріпити до дна ванни: одну шпильку встромити в голову, дві - в задній кінець черевця з боків тіла.
Спинну частину покривів обережно підняти і гострою препарувальною голкою (або скальпелем, але не скобля) підрізати м'язи та трахеї, що зсередини утримують тергіти. Якщо покрив вдається зняти цілком, принаймні на абдомені, помістити його у ванну, зміцнити і розглянути кровоносну судину. У ході препаровки можна закріпити тіло таргана ще кількома шпильками, встромляючи їх з боків тіла після отпреларовки тергітів. 2. Відпрепаровану ділянку покривів перенести у ванну, зміцнити її внутрішньою поверхнею догори,вивчити на ньому і замалювати серце, його камери, крилові м'язи та аорту (стої та клапани не видно).
Робота 2.Трахейна система. Вздовж тіла таргана проходять три пари головних трахейних 1 стволів: бічна (латеральна) пара - найпотужніші стволи, пара серединних стволів-на спинній стороні тіла по обидва боки кровоносної судини і пара серединних стволів - на черевній стороні з боків нервового ланцюжка (рис. 165). Бічні стовбури пов'язані поперечними трахейними трубками, або комісурами, як між собою, так і з серединними (спинними та черевними) стовбурами. Від головних стовбурів відходять бічні гілки, що в свою чергу гілкуються і в міру розгалуження тонкі, поки діаметр їх не досягне декількох мікрон; вони обплітають усі внутрішні органи комахи.
Стінка трахеї складається з клітинного гіподермального шару та вистелена зсередини хітинізованою кутикулою. Остання утворює на внутрішній стороні трахеї спіральне потовщення, чітко видиме під мікроскопом; через свою
еластичності воно підтримує просвіт трахеї відкритим і водночас зберігає достатню гнучкість (рис. 166).
Трахейні стовбури пов'язані із зовнішнім середовищем через дихальця, або стигми; у таргана дві пари стигм розташовані в середньо- та задньогрудях і 8 пар у сегментах черевця (виключаючи задніх, позбавлених стигм). Кожен латеральний стовбур трахейний пов'язує всі дихальця однієї сторони тіла.
Через стигми повітря вільно проходить на всю трахейну систему, досягаючи будь-якого органу та тканини. Тканинний газообмін здійснюється в трахеолах, на які розгалужується кожне найтонше закінчення трахейної гілочки. Трахеоли дуже тонкі, діаметр їх менший за мікрон; вони позбавлені спірального потовщення, і обплітають окремі клітини і навіть проникають усередину їх (рис. 167). Трахеоли функціонуютьтим енергійніше, чим активніше в кожний момент діє орган, який вони постачають киснем (рис. 167). Таким чином, трахейна система комах виконує двояку функцію: по-перше, транспортує ПОВІТРЯ і кисень, що міститься в ньому, доставляючи останній до місця його споживання, а також виводить назовні вуглекислоту, що утворюється при газообміні; по-друге, здійснює газообмін між протоплазмою клітин тіла комахи та зовнішнім середовищем.
Хід роботи. I. Розглянути за допомогою ручної лупи трахейну систему, головним чином різних ділянках кишечника, що піддається виявленню після видалення спинної частини покривів. Гострою препарувальною голкою відокремити невелику ділянку її, включаючи великі трубки (видні неозброєним оком) та їх тонкі закінчення. 2. Приготувати в краплі води тимчасовий мікропрепарат вивчити та замалювати зовнішній вигляд та внутрішню будову трахей під мікроскопом при малому та великому збільшенні (трахеоли не видно).
Робота 3.Травна система та органи виділення. Травна система відкривається ротовою порожниною; у задню (вентральну) частину її, за підковтником, відкриваються протоки слинних залоз (рис. 168). У таргана слинні залози парні, гроноподібні, сильно розвинені і пов'язані з парою замість гельних резервуарів. Слиною, що надходить у ротову порожнину, їжа змочується, а потім проковтується (рис. 168). Далі слідує невелика ковтка, що переходить у короткий трубчастий стравохід; останній поступово розширюється в мішкоподібний зоб, за яким слідує м'язовий шлунок (провентрикулус) 1 . Глотка, стравохід, зоб і м'язовий шлунок - складові частини, або органи, передньої кишки, вистеленої кутикулою і позбавленої будь-яких залоз (рис. 169).
У зобі їжа дещо затримується і під дією сюди, що надходить.слини частково перетравлюється, крохмаль переводиться в цукор. Жувальний шлунок, куди їжа надходить із зоба, має сильні м'язові стінки і на дотик твердіше за інші частини кишечника; особливо сильно розвинена кільцева мускулатура. Внутрішню будову його (рис. 170) досить складно (на лабораторному практикумі не розглядається). Всередину його вдаються поздовжні м'язові валики, покриті епітелієм і кутикулою, що утворює зубці. Тут
їжа ще тонше перетирається і продовжує перетравлюватися. Задня частина жувального шлунка перетворена на кардіальний клапан, що пропускає їжу в середню кишку; для зворотного руху їжі кардіальний клапан служить перешкодою, хоча і не повним.
Середня кишка має форму циліндричної трубки. На кордоні з переднім відділом вона утворює вісім сліпих пальцеподібних: виростів, що не відрізняються за своєю будовою та функціями від середньої кишки і збільшують лише її загальну поверхню. Ендодермальний епітелій, що вистилає середню кишку, секретує травні ферменти. Тут їжа повністю перетравлюється і значною мірою всмоктується.
кишка вистелена кутикулою і поділяється на відділи: тонка кишка - у таргана дуже коротка; за нею - відносно довга товста кишка, що закінчується розширеним ректальним 1 відділом, який закінчується анусом. У задній кишці відбувається всмоктування води із перевареної їжі; неперетравні залишки накопичуються в ректальному відділі, звідки виводяться назовні.
До видільної системи відносяться радіально розташовані на межі середньої та задньої кишки тонкі трубочки-мальпігієві 2 судини. У чорного таргана число їх сягає 100 і більше. Кожна судина представляє трубочку, сліпу на вільному кінці, з просвітом або каналом усередині, що відкривається в кишечнику. Стінкисудин утворені одним шаром клітин та мускулатурою.
Мальпігієві судини є основним органом виділення. Виділяються при цьому сечова кислота, солі натрію та кальцію та ін. Екскретовані речовини у розчиненому вигляді
проникають із порожнини тіла до клітин мальпігієвих судин, а звідти переходять у просвіт судини і виводяться в кишечник.
Додатковим органом системи виділення служить жирове тіло, сильно розвинене в черевці багатьох комах, у тому числі і таргана. При розтині воно виступає у формі білої пухкої маси. Клітини жирового тіла також витягають із порожнини тіла продукти обміну, що підлягають видаленню, але не виводять їх назовні; екскрети накопичуються та зберігаються тут до кінця життя комахи. Поруч із жирове тіло служить запасом поживних речовин, необхідним комахі під час голодування.
1. Розглянути під мікроскопом при малому збільшенні та замалювати слинні залози та слинні резервуари; для цього гострою препарувальною голкою відокремити їх і в краплі води приготувати тимчасовий мікропрепарат. 2. За допомогою ручної лупи розглянути та замалювати всі відділи (органи) травної системи; для цього ножицями перерізати задню кишку в самому її кінці (поблизу стінки тіла); злегка відтягуючи пінцетом кишечник, поступово підрізати органи і тканини, зрощені з ним (трахеї, жирове тіло),
перерізати глотку в передньому кінці і весь кишечник відвести убік. 3. Ознайомитись під мікроскопом при малому збільшенні з мальпігієвими трубочками на тимчасовому мікропрепараті з відірваних пінцетом від кишечника та занурених у краплю води.
Робота 4.Статева та нервова системи. Жіноча статева система таргана включає, як завжди, яєчник, протоки та придаткові залози (рис. 171). Яєчник складається з трубок, по вісім зкожної сторони. Кінцевий їхній відділ, звернений у порожнину тіла, загострений; протилежний, поблизу статевого отвору, сильно розширений. У кінцевому відділі виробляються яйцеві клітини; просуваючись, вони розвиваються, і в розширеній частині великі яйцеклітини розташовуються в один ряд чітко. Яйцеві трубочки на кожній стороні тіла вливаються у піхву, що відкривається назовні статевим отвором, на черевній стороні тіла (рис. 171).
Підлоговий апарат самця складається з парного сім'яника, парного семепротока, непарного семеизвергательного каналу і придаткових залоз (рис. 171).
Центральна нервова система складається з надглоткового та підглоткового гангліїв та черевного нервового ланцюжка (рис. 172). Надглотковий ганглій, або головний мозок, розташований попереду глотки; від нього відходять нерви до антен, очей і до верхньої губи. Навкологлоточними коннективами він пов'язаний з підглотковим вузлом, від якого відходять нерви до щелеп і нижньої губи. Підглотковий ганглій є першим ганглієм черевного нервового ланцюжка (рис. 172).
Три наступні вузли лежать посегментно у грудях; вузли непарні, але коннективи, що їх з'єднують, зберегли ясно виражену парну будову; грудні ганглії іннервують локомоторні органи -ноги та крила (рис. 172).
У черевці також посегментно розташовано шість черевних (черевних) вузлів, з яких останній - злитий; він утворився шляхом злиття вузлів останніх п'яти сегментів - від 6-го до 10-го (рис. 172).
Хід роботи. 1. Ознайомитись зі статевою системою таргана, користуючись ручною лупою. 2. Видалити органи статевої системи та вищипати пінцетом жирове тіло; за допомогою ручної лупи
розглянути та замалювати нервову систему, сунці контури тіла таргана.