Увлекательная анатомия

В воде личинки мало заметны, но если всё же удалось одну из них поймать, то в лупу её легко можно разглядеть. Как у всех насекомых, тело личинки поденки состоит из головы, груди и брюшка. На груди, как положено, находятся три пары ног. На конце брюшка имеются, как правило, три хвостовые нити, с помощью которых личинка, порой очень быстро, плавает в воде. Но нас интересует не эта особенность строения личинки. Каждый брюшной сегмент несет пару лепестковидных выростов. Иногда они имеют форму ветки или вилки. Это жабры, причем трахейные. Мы уже говорили, что у насекомых дыхательная система образована трахеями – мельчайшими жесткими трубочками, которые уходят в глубь тела и многократно ветвятся, доставляя кислород ко всем клеткам.

Личинка подёнки: 1 – жабры, пронизанные трахеями; 2 – хвостовые нити; 3 – голова; 4 – грудь; 5 – брюшко

Трахеями образована и дыхательная система личинок подёнок. Как и у всех насекомых, их трахеи заканчиваются крошечными трубочками, подводящими кислород к тканям. А вот начинаются трахеи не отверстиями на поверхности тела насекомого, а в жабрах. Жабры личинки представляют собой тонкие выросты покровов тела, сплошь пронизанные трахеями. Чтобы улучшить дыхание, личинки двигают жабрами, создавая непрерывный ток воды вокруг жабр, сами они при этом могут оставаться неподвижными.

Такие же наружные жабры можно обнаружить у пресноводных личинок других насекомых – ручейников. Они наверняка вам хорошо знакомы: зачастую на прибрежной отмели пруда легко заметить их шевелящиеся палочковидные домики, которые неспешно ползут по дну.

На брюшке ручейника тоже есть жабры, но они не такие, как у личинки поденки. Это светлые нежные нитевидные выросты, объединенные в пучки. Это тоже трахеи. Само брюшко личинки ручейника тоже очень нежное. Поэтому большинство ручейников строят домики, а правильнее сказать – чехлики. Они состоят из песчинок, маленьких фрагментов веточек, листочков, небольших раковин моллюсков. Если бы домик был замкнутым, могли бы возникнуть проблемы с дыханием, потому что внутрь поступало бы очень мало воды. Поэтому личинки ручейника строят сквозной чехлик, который имеет как входное, переднее отверстие, так и выходное, заднее. Таким образом в чехлике создается постоянный ток воды, которая омывает жабры и делает дыхание более эффективным.

Домики личинок ручейников

Насекомые, в отличие от других членистоногих, ракообразных, отказались от настоящих жабр. Это связано с тем, что насекомые предпочли жить на суше. А в наземной среде жабры малоэффективны, если их, конечно, не спрятать под панцирь, как это делают наземные ракообразные – мокрицы. Но в этом случае воздух должен быть достаточно влажным, чтобы жабры функционировали. То же самое произошло и с позвоночными животными. Первые земноводные утратили жабры (за исключением их личинок) и перешли к легочному дыханию, которое гораздо более эффективно в наземной среде. Этот тип дыхания свойственен всем наземным позвоночным, и человеку в том числе.

Личинка ручейника: А – общий вид личинки, вынутой из домика (жабры изображены в приподнятом состоянии, обычно они прижаты к телу); Б – строение жабры, 1 – ветвящаяся часть

Но что делать, если хотя бы часть жизни проходит в воде? И водные (чаще всего полуводные) насекомые решают эту проблему разными способами. Некоторые из них вернулись к жабрам. Но это уже не те жабры, что были у ракообразных. Эти органы дыхания трахейные, как и у наземных членистоногих. Правда, надо отметить, что далеко не всегда у взрослых животных или их личинок переход к водному образу жизни сопровождается воссозданием жабр в том или ином виде. Водные млекопитающие – киты и дельфины – ими обзаводиться не стали.

Куда сложить все ненужное?

Чтобы избавиться от продуктов обмена веществ и вывести их из организма, животные идут на разные ухищрения. Именно с этой целью появилась выделительная система – комплекс органов, отвечающий за очищение организма от ненужных и вредных веществ. Как считают некоторые ученые, с функцией выделения связано и появление в эволюции наружного скелета. Когда-то животные научились выводить из своего тела лишние соли, которые кристаллизовались на внешней поверхности тела в виде отдельных щетинок и чешуек и со временем срастались. Так постепенно появилась первая раковина. Нечаянно приобретенная, раковина оказалась очень выгодной, она сохранилась и становилась всё более разнообразной по конструкции. Так ненужная вещь стала полезной. До сих пор часть вредных веществ из тела насекомых просто откладывается в их покровах.

Жировое тело насекомого: А – разрез лопасти жирового тела жука-плавунца; Б – разрез лопасти жирового тела таракана; 1 – ядра клеток; 2 – гранулы; 3 – жировые клетки (границы при полном заполнении жиром становятся почти незаметными); 4 – жировые капли; 5 – клетки с симбиотическими бактериями