Практикум по зоологии: Учебное пособие - Т. А. Дауда 2014

Многоклеточные
Членистоногие
Подтип Трахейные - Класс Насекомые

Общая характеристика

Подтип Трахейные включает наземных членистоногих, дышащих при помощи трахей. Большинство трахейных обладает хорошо обособленной головой. Придатки головы трахейных представлены только одной парой усиков, тремя парами челюстей (мандибулами) и двумя парами нижних челюстей (максиллами).

Подтип трахейных включает в себя два класса: Многоножки (Myriapoda) и Насекомые (Insecta).

Нами будут рассмотрены только представители класса насекомых.

Класс насекомых включает всех трахейнодышащих членистоногих, обладающих тремя парами ног. Тело их отчетливо подразделяется на голову, грудь и брюшко. Большинству представителей класса присуща способность к полету. Практическая важность и многообразие насекомых давно привели к выделению энтомологии в качестве самостоятельной дисциплины.

Задача данного практикума — дать общие представления о насекомых как об одном из классов членистоногих. Методы морфологического и анатомического исследования приводятся на примере черного таракана (Blatta orientalis). Кроме того, здесь же дано сравнение ротовых аппаратов различных насекомых и изучены препараты представителей отряда Двукрылые (Diptera).

Отряд Тараканы (Blattoidea)

Таракан черный (Blatta orientalis).

Черный таракан тесно связан с человеческим жильем. Ведет ночной образ жизни, а днем прячется в щели стен, пола и т. п. Чрезвычайно прожорлив, питается теми продуктами (хлеб, мука, мучные продукты, каши и т. д.), которые находит в жилище человека, столовых, пекарнях. Переползая из мусорных ведер, плевательниц на продукты питания человека, загрязняет их, механически перенося на лапках и теле возбудителей инфекции (брюшного тифа, дизентерии, холеры, туберкулеза, дифтерии и др.) и яйца гельминтов.

Материал и оборудование. Пойманных тараканов можно содержать (зимой — в теплом месте) в специальных садках с проволочными сетчатыми стенками или ящиках с сетчатой, плотно закрывающейся крышкой, на дно которых помещается несколько слоев бумаги и стружки.

Кормят их размоченным в воде хлебом с добавлением небольшого количества сырых овощей, а для питья ставят небольшой сосуд с водой.

Вместо черного таракана можно использовать другие близкие виды: пруссака (Blattella germanica) или американского таракана (Periplaneta americana).

Изучение внешней морфологии проводится на сухих или заспиртованных тараканах. Для вскрытия используют усыпленных хлороформом животных.

Для работы необходимы: микроскоп; препаровальная лупа; ручная лупа; препаровальные принадлежности (препаровальная ванночка, скальпели, ножницы, пинцеты, иглы, булавки); лист белой бумаги; предметные и покровные стекла; пипетки; вода в стаканчике или в банке; свежеусыпленные тараканы (самцы и самки); коконы и личинки таракана.

Рис. 98 Внешнее строение черного таракана (Blatta orientalis):

А — самец с дорзальной стороны; Б — самка; 1-10 — сегменты брюшка; 11 — усик; 12 — щупик нижней челюсти; 13 — глаза; 14 — крылья; 15 — церки; 16 — грифельки; 17 — анальное отверстие; 18 — лапка; 19 — голень; 20 — бедро.

Задание. Изучить внешнее строение черного таракана и зарисовать его со спинной стороны. Отпрепарировать и рассмотреть ножки таракана, зарисовать одну из них. Вскрыть таракана, отпрепарировать его внутренние органы, рассмотреть и зарисовать их.

Изучение внешнего строения. Положите таракана на лист белой бумаги в препаровальной ванночке.

Рассмотрите с помощью ручной лупы усыпленного таракана. Обратите внимание, что тело покрыто темнокоричневой хитиновой кутикулой (наружный скелет, или экзоскелет) и состоит из трех отделов — головы, груди и брюшка. Тело сплюснуто в дорзовентральном направлении, что дает возможность таракану прятаться в щели. Научитесь отличать самцов от самок: самцы мельче самок и имеют более развитые крылья (рис. 98), брюшко самцов длиннее и тоньше.

Найдите на голове пару длинных членистых усиков, или сяжков, выполняющих функцию органов осязания и обоняния. Рассматривая усик в лупу, легко заметить, что он состоит из множества члеников. С помощью ручной лупы найдите у основания усиков пару простых глазков и сложные (фасеточные) глаза по бокам головы. Приподнимите пинцетом или препаровальной иглой голову таракана, опущенную на брюшную сторону и почти прикрытую первым члеником груди, и найдите тонкую шейку, которой голова сочленяется с грудью. В нижней части головы заметны ротовые органы таракана — грызуще-жующего типа. Обратите внимание на выступающие вперед щупики нижних челюстей (не принимайте их за усики).

Рассмотрите грудь таракана — она состоит из переднегруди, среднегруди и заднегруди (три сегмента). Часто за грудь принимают широкий треугольный 1-й членик груди, но это лишь переднегрудь. Покровы каждого сегмента образованы четырьмя подвижно соединенными хитиновыми пластинками: спинной (тергит), брюшной (стернит) и двумя боковыми (плевры). Каждый сегмент несет по паре ног. На спинной стороне средне- и заднегруди имеется по паре крыльев. У самок видны все три членика груди, так как у них наблюдаются лишь зачатки крыльев. У самца виден только первый членик; его длинные крылья закрывают не только остальные членики груди, но и часть члеников брюшка. Только оторвав у самца крылья, можно рассмотреть все членики груди и брюшка.

Подсчитайте все сегменты брюшка — их десять, обратите внимание, что они лишены конечностей. Каждый сегмент покрыт двумя хитиновыми пластинками, соединенными по бокам мягкой кожицей: спинная пластинка — тергит и брюшная — стернит. Не все членики брюшка видны хорошо — так, 8-й и 9-й членики прикрыты 7-м. Чтобы рассмотреть и сосчитать кольца брюшка, следует потянуть таракана пальцами правой руки за усики, захватив пинцетом задний членик брюшка. Членики отойдут друг от друга и будут хорошо различимы. На заднем конце брюшка у обоих полов видна пара мелкочленистых придатков — это так называемые церки. Они покрыты чувствительными волосками и играют роль органов осязания. У самца, кроме того, на конце брюшка имеются еще придатки — грифельки. Церки и грифельки — рудименты брюшных ног. Найдите и рассмотрите с помощью ручной лупы, что стернит последнего членика брюшка самки продольно расщеплен. Он служит для удержания яйцевого кокона.

Пользуясь ручной лупой, найдите по бокам первых сегментов брюшка стигмы, или дыхальца (отверстия, ведущие в трахеи — дыхательные трубочки).

Рассмотрите крылья самца черного таракана. Их две пары, образованы они тонкими складками кожи, сплюснутыми в пластинку. Первая пара называется надкрылья, или элитры, вторая — собственно крылья. Надкрылья грубее, толще, а собственно крылья более тонкие, перепончатые. У самок крылья редуцированы до небольших пластинок листовидной формы.

Оторвите пинцетом крылья и, положив их на предметное стекло, рассмотрите при помощи препаровальной лупы. В крыле видны утолщения (жилки), идущие вдоль и поперек и придающие крылу прочность.

Переверните таракана брюшной стороной вверх.

Рассмотрите ноги таракана — они бегательного типа. Каждая ножка состоит из 5 отделов: тазика, или ляжки, вертлуга, бедра, голени и лапки.

Тазики снабжены сильными мускулами, которые приводят в движение ногу. Пятичлениковая лапка на конце снабжена парой коготков с присоской между ними; с их помощью насекомое цепляется за неровности субстрата.

Захватите пинцетом тазик, прилегающий к сегменту груди, ножницами отрежьте третью ножку таракана, положите на предметное стекло и, рассматривая ее при помощи препаровальной лупы, зарисуйте.

Обратите внимание на многочисленные шипы разного размера, покрывающие бедро и голень, и на первый членик лапки, значительно более длинный, чем остальные.

Вскрытие тараканов, хранящихся в спирте, затруднительно — они хрупки и ломки. Используют усыпленных эфиром или хлороформом тараканов.

Возьмите таракана в левую руку, осторожно обрежьте острыми ножницами боковые выдающиеся края тела от анального отверстия до головы. На переднегруди сделайте поперечный разрез хитинового покрова.

Приколите таракана, положив спинной стороной вверх, двумя булавками (голову и последний сегмент брюшка) к восковому дну ванночки. Прикалывая, слегка растяните его тело. Налейте в ванночку воды так, чтобы она полностью прикрыла насекомое. Приподнимите тонким пинцетом задний конец спинного хитинового покрова и, отделяя острым скальпелем или остро отточенной препаровальной иглой, снимите подрезанный хитиновый покров с брюшка и с груди и приколите его ко дну ванночки внутренней стороной вверх. Спинка должна быть снята полностью. В результате вскрыта полость тела (миксоцель). Она заполнена внутренними органами; в промежутках между ними находится рыхлая беловатая ткань, содержащая запас питательных веществ — жиров, углеводов и белков. Это так называемое жировое тело. Его необходимо выщипать пинцетом и вымыть струей воды из пипетки.

Отпрепарируйте кишечник, как показано на рисунке 99. Распутайте петли кишечника с помощью тонкого пинцета и препаровальных игл, отведите его в сторону, прикрепите булавками к дну ванночки и рассмотрите все части пищеварительного аппарата. Он начинается ротовым отверстием, ведущим в глотку и пищевод. Найдите расширение пищевода — зоб, служащий резервуаром для запаса пищи, и следующий отдел кишечника — мускулистый жевательный желудок, в котором пища перетирается. Потрогайте иглой стенки зоба и желудка. Глотка, пищевод, зоб и жевательный желудок образуют переднюю кишку. В средней кишке пища переваривается и всасывается. Найдите несколько слепых отростков, открывающихся в среднюю кишку; они увеличивают пищеварительную поверхность.

Рис. 99 Внутреннее строение черного таракана:

А — со спинной стороны; Б — сбоку; 1 — глотка; 2 — пищевод; 3 — зоб; 4 — мускулистый желудок; 5 — пилорические придатки; 6 — средняя кишка; 7 — задняя кишка; 8 — мальпигиевы сосуды; 9 — спинной сосуд (сердце); 10 — надглоточный ганглий (мозг); 11 — брюшная нервная цепочка; 12 — семенник; 13-14 — придаточные железы; 15 — трахейная система; 16 — слюнная железа; 17 — резервуар слюнной железы; 18 — общий проток слюнных желез.

Задний отдел кишечника состоит из толстой и прямой кишки, которая открывается анальным отверстием на последнем сегменте. Распутывая кишечник и освобождая его от жирового тела, в грудном отделе можно увидеть две слюнные железы. Каждая из них состоит из собственно железы и резервуара. Протоки желез сливаются в общий проток, открывающийся под нижней губой.

Рис. 100 Сердце черного таракана:

1 — отрезанная при вскрытии таракана спинная стенка тела; 2 — сердце; 3 — крыловидные мышцы; 4 — аорта.

Найдите на границе между средней и задней кишкой множество тонких трубочек — мальпигиевых сосудов. Мальпигиевы сосуды служат органами выделения. Они омываются гемолимфой, всасывают из нее конечные продукты обмена веществ (главным образом, мочекислые соли) и выделяют их в кишечник. Жировое тело тоже принимает участие в выделении; в его клетках накапливаются экскреторные продукты, переведенные в нерастворимое состояние. В этом виде они безвредны для организма. Жировое тело функционирует как «почка накопления».

Кровеносная система насекомых незамкнута и слабо развита. Центром ее служит сердце. Рассмотрите с помощью ручной лупы сердце таракана на внутренней стороне отрезанной спинной стенки тела (рис. 100).

Обратите внимание, что кровь (гемолимфа) бесцветна. Она состоит из плазмы и белых кровяных клеток — фагоцитов.

Сердце имеет вид длинной трубки, состоящей из 13 камер. Сзади сердце замкнуто, впереди продолжается в головную аорту, которая открывается в полость тела. Кровь из аорты изливается в полость тела и смешивается с полостной жидкостью (гемолимфа). Сердце помещается внутри тонкостенной камеры — околосердечного синуса, соединенного с полостью тела многочисленными отверстиями. Каждая камера сердца снабжена парой боковых отверстий — остий.

Сердечные камеры поочередно сокращаются и гонят гемолимфу в головную аорту, из которой она выливается в полость тела, циркулирует в промежутках между органами, а затем поступает в околосердечный синус и через остии — в сердце. Пульсация сердечных камер происходит благодаря сократимости мышечных стенок сердца и при участии крыловидных мышц, которые одним концом прикрепляются к стенкам сердца, другим — к наружным покровам тела. Рассмотрите с помощью ручной лупы крыловидные мышцы, расположенные справа и слева от каждой камеры.

Зарисуйте сердце таракана.

Органы дыхания в противоположность кровеносной системе необычайно развиты. Дыхание осуществляется системой воздухоносных трубочек — трахей, которые ветвятся в теле, оплетают все органы, пронизывают все ткани и проникают в клетки. Воздух входит в трахейную систему через особые отверстия — стигмы (дыхальца), которые находятся по бокам тела.

Промойте водой кусочек жирового тела и найдите в нем трахеи или препаровальной иглой снимите серебристую трубочку — трахею — среди других таких трубочек, оплетающих кишечник. Вырезав кусочек трахеи, рассмотрите его под микроскопом сначала при малом, затем при большом увеличениях в капле воды, покрыв предметное стекло покровным. Для лучшего рассмотрения прозрачных трубочек слегка затемните поле зрения. Трахеи внутри выстланы кутикулой, образующей утолщения в виде спирали; это придает трахейным трубочкам особую эластичность. Воздух циркулирует по трахеям благодаря дыхательным движениям брюшка насекомого. Сжатием брюшка воздух выталкивается из трахеи, а при расширении брюшка устремляется через стигмы внутрь трахейной системы.

Насекомые раздельнополы. Половые органы находятся в задней части брюшка и скрыты жировым телом. Остатки его необходимо отмыть струей воды из пипетки и удалить пинцетом. Рассмотрите мужской половой аппарат (рис. 101). Найдите два семенника. Они могут быть обнаружены у молодых самцов. У взрослых самцов семенники, выработав запас спермы, атрофируются и обрастают жировым телом.

Рис. 101 Половые органы черного таракана:

А — самка; Б — самец; 1 — яйцевая трубочка яичника; 2 — зрелое яйцо; 3 — яйцевод; 4 — семяприемник; 5 — придаточные железы; 6 — семенники; 7 — семяпроводы; 8 — семяизвергательный канал.

Парный семяпровод, семенные пузырьки, непарный семяизвергательный канал, который открывается наружу ниже анального отверстия, не видны. Хорошо заметны впадающие в начальную часть семяизвергательного канала придаточные железы белого цвета, грибовидной формы, выделяющие жидкую среду для сперматозоидов.

Рассмотрите у вскрытой самки женские половые органы. Женские половые органы (рис. 101) представлены парным яичником, парным коротким яйцеводом, непарным влагалищем, семяприемником и придаточными железами. Найдите парный яичник. Каждый яичник образован восемью яйцевыми трубочками, в которых растут и созревают яйцевые клетки. Остальные детали женской половой системы рассмотреть трудно.

Центральная нервная система состоит из надглоточного узла (головной мозг), связанного боковыми комиссурами с подглоточным узлом, и брюшной нервной цепочки, образованной девятью ганглиями. Препарирование головного мозга недоступно для обычного занятия, но можно рассмотреть брюшную цепочку. Для этого надо полностью удалить органы пищеварения, половой аппарат и жировое тело, подчистить иглой ткани на дне полости тела. Это позволяет увидеть тонкую белую нить с узелками-ганглиями, которая тянется от головы к заднему концу тела. С помощью ручной лупы рассмотрите нервную цепочку с ганглиями и отходящими от них тончайшими боковыми нервами, идущими ко всем частям тела.

Зарисуйте внутреннее строение таракана.

Черный таракан в возрасте пяти лет начинает размножаться. У самки появляется беловатый мешочек — яйцевой кокон, который некоторое время удерживается в углублении последнего стернита брюшка. Кокон постепенно буреет, темнеет и отпадает. Из яиц вылупляются белые личинки без крыльев. Они несколько раз линяют, увеличиваясь в размерах, покровы постепенно темнеют, и они превращаются в имаго. Такой тип развития называют развитием с неполным метаморфозом (превращением). Он присущ прямокрылым (кузнечикам, сверчкам), тараканам, клопам.

Сравнение ротовых аппаратов различных насекомых

В состав ротового аппарата насекомых входят верхняя губа, пара верхних челюстей — мандибул, пара нижних челюстей — максилл и нижняя губа. Верхняя губа представляет собой складку хитинового покрова головы. Нижняя губа образована срастанием второй пары нижних челюстей. Все части ротового аппарата, кроме верхней губы, представляют собой видоизмененные три пары конечностей.

В зависимости от образа жизни и используемой пищи у насекомых развились разного типа ротовые аппараты. Ротовой аппарат грызуще-жующего типа приспособлен к питанию преимущественно твердой пищей, а грызуще-сосущего — к питанию жидкой пищей. Имеются, кроме того, отклонения от этих двух основных типов ротового аппарата (колюще-сосущий, грызуще-лижущий, лижущий и др.) в связи с различными условиями питания.

Ротовой аппарат грызуще-жующего типа имеют жуки, тараканы, прямокрылые, а также гусеницы жуков и бабочек. Ротовые части такого аппарата приспособлены для схватывания пищи, кусания и разжевывания. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа имеют двукрылые, вши, клопы (полужесткокрылые). Ротовые части такого аппарата приспособлены для сосания крови или соков растений. Сосущий ротовой аппарат бабочек приспособлен для всасывания нектара цветков.

Для работы необходимы: микроскоп; препаровальная лупа; ручная лупа; препаровальные принадлежности (ванночки, остроконечный пинцет, ножницы, иглы, булавки); предметные и покровные стекла; 1/2 листа белой бумаги; фиксированные в 70°-ном спирте тараканы; микроскопические препараты ротовых органов постельного клопа, рабочей пчелы, бабочки.

Задание. Расчленить ротовой аппарат черного таракана. Положить ротовые части на предметное стекло, рассмотреть их и зарисовать. Рассмотреть и зарисовать головку постельного клопа и его ротовой аппарат, головки пчелы и бабочки с их ротовыми органами.

Изготовление препарата ротовых частей таракана. Отогните пинцетом головку черного таракана, прижатую к груди, найдите тонкую шейку и ножницами перережьте ее. Листок белой бумаги положите на стол или в препаровальную ванночку. Отрезанную головку поместите на бумагу перерезанной шейкой вверх и вколите в разрез булавку. Отделите препаровальной иглой или тонким пинцетом нижнюю губу и положите на предметное стекло. Далее отчлените нижние челюсти — максиллы — и поместите их по обе стороны нижней губы, глядя при отчленении в ручную лупу. Отчлените мандибулы и расположите их над ранее выделенными частями ротового аппарата. Отчлените с осторожностью верхнюю губу (она хрупка). Верхнюю губу положите над верхними челюстями и между ними.

Рис. 102 Ротовые органы черного таракана:

1 — верхняя губа; 2 — жвалы; 3-7 —нижняя челюсть (3 — нижнече люстной щупик; 4-5 — наружная и внутренняя жевательные лопасти; 6 — стволик; 7 — основной членик); 8-12 — нижняя губа (8 — подподбородок; 9 — подбородок; 10 — язычок; 11 — придаточный язычок; 12 — нижнегубные щупики).

Изучение препарата ротовых частей таракана. Проверьте расположение выделенных ротовых частей по рисунку (рис. 102). Рассмотрите их при помощи препаровальной лупы или микроскопа с малым увеличением. Обратите внимание, что нижние челюсти — максиллы — состоят из двух члеников: основания и стволика. На стволике помещаются наружная и внутренняя пластинки (лопасти). Снаружи от них находятся пятичленистые щупики, опушенные волосками. Наружные лопасти и пятичленистые щупики играют роль органов осязания. Внутренние лопасти выполняют жевательную функцию и являются дополнительной частью грызущего ротового аппарата.

Нижняя губа состоит из основания — подподбородка, верхней пластинки — подбородка, соответствующего стволикам максилл, язычков — жевательных пластинок и трехчленистых щупиков. Все эти части повторяют строение максилл, так как нижняя губа образовалась срастанием второй пары нижних челюстей. Верхняя губа прикрывает спереди ротовые органы. Имеет вид тонкого продольного полуовала. Верхние челюсти — жвалы, или мандибулы, представляют собой твердые нерасчлененные, сильно хитинизированные пластинки, внутренний край которых имеет твердые зубцы. С помощью мандибул насекомые выгрызают пищу.

Рис. 103 Колюще-сосущий тип ротового аппарата (постельный клоп):

А — вид ротового аппарата сверху; Б — вид хоботка сбоку; 1 — верхняя губа; 2 — нижняя губа; 3 — верхние челюсти; 4 — нижние челюсти; 5 — усики.

Зарисуйте ротовой аппарат таракана.

Изучение микропрепарата головки постельного клопа. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа и зарисуйте головку постельного клопа (рис. 103).

Найдите по бокам головы черные фасеточные глаза и опушенные волосками четырехчленистые усики, которые находятся ниже и спереди от глаз. Между усиками выступает вперед короткая полукруглая верхняя губа.

Рассмотрите нижнюю губу, называемую хоботком, — она состоит из трех члеников. Внутри губы, как в футляре, лежат парные верхние и нижние челюсти, имеющие вид длинных колющих иголочек — щетинок. Максиллы располагаются посредине, по краям — верхние челюсти — мандибулы. Максиллы имеют на внутренней стороне два желобка, расположенных друг над другом. Сложенные вместе, максиллы образуют таким образом два канала. Верхний служит для насасывания пищи, нижний (более узкий) — для введения слюны при укусе. Мандибулы прокалывают ткани, концы их заострены и зазубрены. Зазубренность обеспечивает прочное удержание ротового аппарата и самого клопа на теле хозяина во время сосания крови (на некоторых препаратах челюсти извлечены из хоботка и расположены около него, что облегчает их рассмотрение). Нижнечелюстные и нижнегубные щупики у клопа отсутствуют.

Рис. 104 Медоносная пчела:

А — матка; Б — ее голова; В — рабочая пчела; Г — ее голова; E — трутень; Ж — его голова.

Изучение микропрепарата головы и ротового аппарата медоносной пчелы. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа голову и ротовой аппарат рабочей пчелы (рис. 104). Найдите на выпуклой части головы три простых глазка и по бокам головы — большие фасеточные глаза.

Рис. 105 Голова и ротовые органы рабочей пчелы:

А — спереди; Б — сбоку; 1 — сложные глаза; 2 — глазки; 3 — наличник; 4 — верхняя губа; 5 — верхняя челюсть; 6 — нижняя челюсть; 7 — язычок; 8 — нижнегубные щупики; 9 — нижнечелюстные щупики; 10 — усик; 11 — ложечка.

Рассмотрите на передней части головы коленчатые сяжки, изогнутые под углом: основное колено состоит из одного стержня, другое колено — из 11 маленьких члеников. Сяжки — органы обоняния и осязания.

Ротовые органы пчелы приспособлены к выполнению нескольких функций: постройке гнезда, кормлению молоди в гнезде, сбору жидкой и твердой пищи. Это видоизмененный ротовой аппарат грызуще-сосущего типа (рис. 105).

Найдите наличник, который расположен ниже усиков. С ним сочленяется узкая поперечно лежащая верхняя губа. Рассмотрите верхние челюсти, примыкающие с боков к верхней губе: они представлены широкими пластинками, имеющими углубление, лишены зубчиков и служат для постройки восковых сот, удаления из улья посторонних предметов.

По желобам верхних челюстей стекают мед с пыльцой и молочко при кормлении личинок. Молодые пчелы используют их для прокусывания сот при вылуплении. Нижние челюсти пчелы сильно видоизменены по сравнению с основным типом грызущего аппарата. Обратите внимание, что их внутренние лопасти и щупики редуцированы, наружные лопасти сильно вытянуты в длину. Нижняя губа также сильно видоизменена: ее щупики сильно вытянуты в длину, внутренние лопасти срослись и образовали желобовидную, почти замкнутую трубочку, называемую язычком, который заканчивается небольшой ложечкой и густо усажен волосками, наружные же лопасти развиты очень слабо. Язычок, складываясь вместе с наружными лопастями нижних челюстей и нижнегубными щупиками, образует замкнутую трубку для всасывания нектара. Такой ротовой аппарат может быть назван грызуще-сосущим.

Рис. 106 Голова и ротовые органы бабочки:

1 — лоб; 2 — щетинконосный придаток верхней губы;

3 — темя; 4 — глазки; 5 — части усика; 6 — сложный глаз; 7 — щека; 8 — выросты щеки; 9 — нижние челюсти (хоботок); 10 — нижнегубной щупик.

Зарисуйте ротовой аппарат рабочей пчелы.

Изучение микропрепарата ротовых частей бабочки. Найдите при помощи препаровальной лупы большие фасеточные глаза, расположенные по бокам головы, маленькие простые глазки у основания усиков и длинные членистые усики. Обратите внимание, что между глазами расположена пластинка — лоб. В связи с тем, что бабочки в процессе эволюции перешли с твердой пищи на жидкую, верхние челюсти, верхняя и нижняя губы редуцировались. Нижняя губа имеет вид маленькой нерасчлененной пластинки. Только нижнегубные щупики по бокам нижней губы хорошо развиты (рис. 106).

Верхняя губа и верхние челюсти едва различимы. Рассмотрите нижние челюсти, составляющие хоботок бабочки; они имеют вид длинных и узких пластинок с глубокими продольными желобками. Эти желобки и образуют внутри хоботка трубку, по которой нектар при сосании поднимается в рот бабочки. Хоботок в спокойном состоянии обычно скручен в виде спирали и прилегает к голове. При питании хоботок раскручивается (в стенке хоботка есть мышцы) и запускается в нектарники цветка для сосания нектара. Длина хоботка различна у разных бабочек и связана со строением цветка, который посещают бабочки данного вида.

Зарисуйте голову бабочки и ее ротовые органы.

Отряд Двукрылые (Diptera)

Комары.

Комары семейства Culicidae имеют большое эпидемиологическое значение: некоторые виды из рода Anopheles являются переносчиками малярии, среди комаров из родов Culex и Aedes есть переносчики японского (осеннего) энцефалита, многие комары передают одну из особо опасных инфекций — туляремию.

Важнейший из малярийных комаров — обыкновенный малярийный комар (Anopheles maculipennis), широко распространен в России.

Для работы необходимы: микроскоп; препаровальная лупа; микроскопические тотальные препараты комаров кулекс и анофелес; микропрепараты ротовых частей этих комаров; тотальные микроскопические препараты личинок и куколок комаров анофелес и кулекс.

Задание. Изучить и зарисовать внешнее строение комаров Anopheles и Culex. Рассмотреть и зарисовать ротовые части этих комаров. Научиться различать личинок и куколок комаров Anopheles и Culex.

Изучение микропрепаратов взрослых комаров. Рассмотрите под препаровальной лупой тотальный препарат комаров. Обратите внимание, что тело комара разделяется на три отдела: голову, грудь и брюшко. Найдите на голове большие (фасеточные) глаза, сяжки, состоящие из15 члеников, и ротовые органы, на груди — ноги и крылья. Ноги тонкие и длинные; обратите внимание, что лапка по длине превышает голень и бедро, вместе взятые. У комара Culex ноги в 1,5 раза длиннее тела, а у комара Anopheles — в 2 раза. Лапка заканчивается двумя коготками и клейкими подушечками. От среднегруди отходит пара крыльев, пронизанных продольными жилками. Расположение жилок имеет большое значение при определении видов комаров.

Рис. 107 Комары Anopheles и Culex:

А — крыло малярийного комара; Б — посадка комаров; В — личинки; Г — куколки.

Обратите внимание на крыло комара анофелес — оно отличается от крыла кулекса тем, что посредине крыла имеются 4 темных пятнышка, а у комара кулекс крылья прозрачные. Рассмотрите отходящие от заднегруди рудименты второй пары крыльев — жужжальца.

Рассмотрите брюшко, состоящее из 9 члеников, по бокам расположены дыхальца, как у всех насекомых. Комаров рода анофелес легко различить по посадке (рис. 107) и ротовому аппарату. Комар кулекс сидит на каком-либо предмете (например, на стене) параллельно посадочной поверхности, причем хоботок располагается под углом к продольной оси тела. Анофелес сидит, подняв брюшко кверху, а хоботок расположен на одной прямой с продольной осью тела. Впрочем, на зимовке малярийный комар сидит так же, как комар немалярийный, приближая брюшко к стенке.

Научитесь отличать самку комара анофелес от самца. Пол у комаров различается по строению усиков. У самца усики покрыты густыми длинными волосками, у самки — короткими и редкими. У самца два последних членика усиков значительно длиннее остальных.

Изучение микропрепарата ротовых частей комаров при малом увеличении микроскопа. У самцов комаров ротовые органы сосущие, так как они питаются соком растений. У самок ротовые части колюще-сосущие — они питаются кровью человека и животных.

Найдите на препарате хоботок, который заканчивается двумя дольками. Между ними обычно помещается непарный язычок — гипофаринкс (рис. 108). При сосании крови хоботок не погружается в кожу; своими дольками он поддерживает и направляет колющие части ротового аппарата. Кровь засасывается в глотку через трубчатую верхнюю губу. Болезненные ощущения у животных и человека, вызываемые уколом комара, обусловлены действием впрыскиваемой в ранку слюны.

Найдите на препарате нижние челюсти, верхние челюсти, гипофаринкс (язычок) и щупики нижних челюстей. Обратите внимание, что у самца анофелес нижнечелюстные щупики имеют такую же длину, как хоботок, и заканчиваются булавовидным расширением, в то время как у самца кулекс щупики длиннее хоботка и не имеют булавовидных расширений.

Научитесь отличать самок анофелес от самок кулекс. Сравните длину нижнечелюстных щупиков с длиной хоботка: у анофелес они такой же длины, как хоботок, у кулекс в 3-4 раза короче хоботка.

Зарисуйте ротовой аппарат самок анофелес и кулекс.

Рис. 108 Головки и ротовые органы комаров Anopheles и Culex:

А — самка Anopheles; Б — самец Anopheles; В — самка Culex с расщепленным ротовым аппаратом; Г — самка Culex с нерасщепленным ротовым аппаратом; Д — самец Culex; 1 — сяжки; 2 — хоботок; 3 — щупики; 4 — верхняя губа; 5 — верхние челюсти; 6 — нижние челюсти; 7 — язык (гипофаринкс).

Изучение тотального препарата личинок и куколок комаров. Рассмотрите под препаровальной лупой, используя и малое увеличение микроскопа, готовые препараты личинок и куколок комаров анофелес и кулекс. Обратите внимание, что тело личинки подразделено на голову, грудь и брюшко. Найдите на голове глаза, пару усиков и ротовые придатки. Рассмотрите грудь и брюшко: грудь состоит из трех члеников, по бокам которых торчат длинные перистые щетинки, брюшко — из сегментов, несущих пучки волосков. На брюшной стороне предпоследнего сегмента находятся дыхательные отверстия (стигмы), ведущие в трахейную систему. У Anopheles они непосредственно расположены на сегменте, у Culex и Aedes вынесены на конец длинной трубки — сифона. Обратите внимание на придатки (анальные жабры) и пучки щетинок последнего членика брюшка.

Личинки комаров легко различаются. В состоянии покоя личинки анофелес лежат в воде параллельно поверхности воды, открыв наружу дыхательные отверстия. Личинки Culex и Aedes подвешиваются своими сифонами так, что тело висит под углом к поверхности воды.

Зарисуйте личинку комара анофелес.

Рассмотрите на препаратах куколок комаров анофелес и кулекс и найдите их отличительные особенности. Рассмотрите утолщенный передний конец (голова и грудь будущего комара) и подвернутое под него брюшко куколки. Брюшко подвижно, на конце его можно видеть два прозрачных хвостовых плавника. Найдите на вершине выпуклой стороны переднего утолщенного отдела дыхательные трубочки, с помощью которых куколка подвешивается к поверхностной пленке воды. У комаров анофелес дыхательные трубки имеют форму воронки с широким раструбом; у комаров кулекс они длинные и узкие.

Зарисуйте куколку комара анофелес.

Слепни, оводы, муха-жигалка, комнатная муха.

Для зоотехников и ветеринарных врачей большое значение имеет знакомство с насекомыми — паразитами и переносчиками инфекционных и инвазионных болезней животных и человека из отряда двукрылых (слепни, оводы, мухи-жигалки, комнатные мухи).

Рис. 109 Оводы:

А — кожный бычий овод (Hypoderma bovis); Б — овечий овод (Oestrus ovis); В — большой желудочный овод лошади (Gastrophilus intestinalis).

Слепни появляются в мае и исчезают в августе-сентябре. Они живут на деревьях и кустарниках в болотистых, сырых, тенистых местах. Активны днем, в солнечную безветренную погоду. Периодически подлетают к водоему, бросаются на водную поверхность и уносят с собой капли воды, так как в период наибольшей активности много пьют. Кровь животных и человека сосут только самки, самцы питаются растительной пищей. Яйцевые клетки самки дозревают после насыщения ее кровью. Наиболее известен слепень настоящий (Tabanus), слепень-златоглазик (Chrysops) и слепень-дождевка (Chrysozona).

Слепни, кусая, вызывают беспокойство животных, служат переносчиками возбудителей сибирской язвы, туляремии (рис. 109).

Большой желудочный овод лошади — Gastrophilus intestinalis (см. рис. 110), кожный овод крупного рогатого скота — Hypoderma bovis — широко распространены на территории России; овечий овод — Oestrus ovis — встречается преимущественно в южных и юго-восточных районах. Взрослые самки оводов летают и откладывают яйца на шерсть животных (желудочный и кожный) или выбрызгивают живых личинок (овечий полостной овод). Это происходит в сухие безветренные дни, главным образом в жаркие часы дня. В пасмурные, холодные и ветреные дни оводы неактивны: сидят на деревьях, заборах и стенах хозяйственных построек. Личинки желудочного овода лошади, поселяясь в желудке и кишечнике, вызывают гастрофилез. Личинки кожного овода крупного рогатого скота, поселяясь под кожей, вызывают гиподерматоз. Личинки полостного овода овец, паразитируя в носовых полостях, в полостях лобных пазух, вызывают эстроз.

Рис. 110 Желудочный овод:

А — личинка на стенке желудка лошади; Б — яйцо на волоске; В-Д — личинки разных стадий развития; Ж — самец; З — самка.

Муха-жигалка (Stomoxys calcitrans), или «осенняя жигалка», «осенняя муха», появляется к концу лета, вылетая в это время из куколок. Самцы и самки питаются кровью. При сосании крови передают возбудителей сибирской язвы и туляремии, септических и других бактерий от больных животных и человека здоровым. Укусы жигалки болезненны и вызывают беспокойство животных. Муху-жигалку часто смешивают с похожей на нее комнатной мухой.

Комнатная муха (Musca domestica) на лапках, ротовых частях и наружных покровах переносит возбудителей кишечных заболеваний (брюшного тифа, дизентерии, холеры), микробов сапа, туберкулеза и других инфекций, яйца гельминтов и цисты патогенных простейших.

Для работы необходимы: микроскоп; ручная лупа; сухие препараты (наколотые на энтомологические булавки) слепня Tabanus, слепня-златоглазика, слепня-дождевика; оводов — желудочного, кожного и полостного (овечьего); комнатной мухи и мухи-жигалки; пробирки с фиксированными в 70%-ном спирте личинками слепней, оводов; микропрепараты ротовых частей слепня, комнатной мухи и мухи-жигалки; пинцеты; чашки Петри.

Задание. Изучить внешнее строение слепней и оводов, научиться различать их. Изучить внешнее строение мухи-жигалки, научиться отличать ее от комнатной мухи.

Изучение препаратов слепней и оводов и личинок слепней и оводов, фиксированных в 70 %-ном спирте. Рассмотрите с помощью ручной лупы сухие препараты слепней и оводов. Обратите внимание на размеры тела, опушенность волосками, глаза, тип ротового аппарата.

Достаньте из пробирок личинок слепней и оводов, разложите их по чашкам Петри, найдите их отличительные особенности (см. табл.).

Изучение микропрепарата ротовых частей слепня.

Рассмотрите при малом увеличении микроскопа ротовой аппарат самки слепня — он режуще-сосущий, приспособлен к питанию кровью и прокусыванию плотной кожи человека и животных. Рассмотрите максиллы и мандибулы — они укорочены, имеют форму острых ножей и служат для разрезания кожи. Вместе с челюстями в ранку проникают верхняя губа и гипофаринкс, также укороченные и заостренные. Обратите внимание на нижнюю губу, в которой лежат эти режущие части, — она мягкая, нерасчлененная на конце. Лопасти нижней губы служат для слизывания жидкости (крови, воды). Верхние челюсти и верхняя губа, плотно приложенные друг к другу, образуют канал, по которому насасывается кровь.

Таблица

Отличительные особенности оводов и слепней

Рис. 111 Мухи:

А — комнатная муха (Musca domestica); Б — муха-жигалка (Stomoxys calcitrans).

Изучение сухих препаратов комнатной мухи и мухи- жигалки. Следует научиться отличать муху-жигалку от комнатной мухи (рис. 111); обратите внимание на размеры мух, окраску покровов.

Рассмотрите мух под лупой. Размеры тела мухи- жигалки и комнатной мухи почти одинаковы (6-7 мм), но муха-жигалка серого цвета, а комнатная муха — серобурого.

На спинной поверхности брюшка мухи-жигалки расположены темные пятна, на груди темные продольные полоски, а у комнатной мухи на груди со спинной стороны тянутся 4 продольные полоски, брюшко с неясным черным рисунком. Муха-жигалка сидит с растопыренными крыльями, брюшко у нее короче и шире; в отличие от комнатной мухи, она не ползает по коже, не жужжит, а, незаметно подлетев, тихо садится, колет кожу и пьет кровь.

Рис. 112 Ротовые органы мух:

А — мухи-жигалки; Б — комнатной мухи; 1 — нижняя губа; 2 — концевые дольки нижней губы; 3 — ротовое отверстие; 4 — верхняя губа; 5 — язык; 6 — нижнечелюстные щупики.

Изучение микропрепаратов ротовых частей комнатной мухи и мухи-жигалки. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа препараты ротовых частей комнатной мухи и мухи-жигалки и сравните их. У комнатной мухи ротовой аппарат лижущий; нет колющих частей (верхние и нижние челюсти редуцированы) и кусать она не может. Найдите хоботок — сильно измененную нижнюю губу и рассмотрите ее (рис. 112). Она вытянута и оканчивается подушкообразными утолщениями, представляющими собой сильно измененные нижнегубные щупики.

Рассмотрите эти утолщения — дольки губы. Они изборождены хитиновыми ребрышками и желобками, по которым пища поступает в рот. Найдите между дольками ротовое отверстие. Рассмотрите верхнюю губу — она прикрывает сверху желоб хоботка. В канале, образованном хоботком и верхней губой, найдите гипофаринкс — язык. Он настолько мягкий, что не может сделать укол. Подглоточник пронизан слюнным протоком. При помощи слюны муха может растворять пищу (например, сахар). Найдите у основания хоботка щупики редуцированных нижних челюстей. Усики (сяжки) у мух отсутствуют.

Рассмотрите ротовой аппарат мухи-жигалки — он сверляще-сосущего типа. Жигалка сосет кровь человека и животных. Длинный и острый хоботок, внутри которого находится колющий аппарат, выдвинут вперед и хорошо заметен.

Хоботок у жигалки развивается так же, как и у комнатной мухи, из нижней губы. Рассмотрите на конце хоботка пару небольших долек. В желобке хоботка лежит только одна колющая щетинка — гипофаринкс. Найдите тонкую и острую верхнюю губу, прикрывающую желоб хоботка, и у основания хоботка — нижнечелюстные щупики. Верхние и нижние челюсти у мухи-жигалки редуцированы.

Зарисуйте ротовой аппарат мухи-жигалки.