Структура на хлебарки - външна и вътрешна

Структурата на хлебарка е невероятна. Въпреки факта, че това насекомо е станало често срещано в градските апартаменти и селските къщи, хората знаят малко за един от най-старите видове членестоноги. Останките от хлебарки се намират в палеозойските утайки. Находките са на повече от 280-300 милиона години.

Външната структура на хлебарка

Отрядът за хлебарки има повече от 7500 вида насекоми. У нас най-често срещаните видове синантропни хлебарки са червените (Blatellagermanica L) или Prusak. Малко по-малък брой сред представителите на черни хлебарки (Blattaorientalis L.) и относително рядък вид по нашите географски ширини е американският (Periplanetaamericana L.). Външната структура на хлебарка се различава малко от вида. Размерът и цветът на насекомите варират донякъде.

В структурата на съвременните прусаци е запазено много общо с древния представител на ордена на хлебарки - Игнароблата. Вкаменелостите дават пълна картина на древните хлебарки - те са били четири пъти по-големи от прусаци, но са по-малки от съвременните гигантски хлебарки и съставляват по-голямата част от насекомите, живеещи на древния континент Гондвана. „Дизайнът“ на тези насекоми е бил толкова успешен, че природата ги възпроизвежда отново и отново без промени в продължение на 300 милиона години.

Тялото на хлебарка е плоско, което позволява на насекомото да пълзи през пукнатините, разделено на три части - глава, гръден кош (предна, средна, метаторакс) и корем.

Структура на главата

Главата е триъгълна, покрита отгоре от щитовидния преден сегмент на гръдния кош. Само задната част на главата излиза изпод щита, останалата част от главата на насекомото е насочена надолу. Отстрани на главата има две фасетирани очи, които се състоят от 1800 оматидии, поради което хлебарка вижда обекта като мозайка, съставена от най-малките цветни парчета. При хлебарка окото не различава ясно детайлите на даден обект, но възприемането на светлинни проблясъци при насекомо е 5 пъти по-високо, отколкото при човек.

Какво позволява на хлебарка да избягва летяща маратонка? Това се улеснява от фасетираните очи на насекомото. Поради факта, че хлебарка възприема честота на светкавичните светкавици от 250-300 Hz, той вижда движението на обект с 400% по-бавно от зоната си на комфорт. За насекомото хората и предметите се движат като в плътен сироп и то има достатъчно време да избяга.

В предната част на главата има две прости очи, които допълват сдвоените фасетирани. Тяхната роля не е напълно изяснена, но е вероятно те да помогнат на насекомите да се ориентират в тъмното.

Дългите антени са органи на допир, мирис и чувствителност към топлина. Чатиновите антени са много подвижни и имат свои собствени нервни процеси, които изпращат сигнали към средната част на мозъка на членестоногите. Антените също са средство за комуникация, докосвайки антените на друг индивид с тях, насекомото предава и възприема информация. С всяка линеене броят на сегментите на антените на насекомото се увеличава и при полово зрял индивид достига около 80 парчета.

Особено внимание трябва да се обърне на структурата на устния апарат. В хлебарка всяка част е специализирана:

горната устна (лабрум) е подвижно съчленена с главата и има рецептори на вътрешната повърхност, които анализират състава на храната;
долните челюсти (мандибулите) са представени от масивни, извити пластини с остри зъби, Целта им е да държат здраво парче храна;
горните челюсти (максила) са разположени над долните и се използват за дъвчене, смилане, нарязване на храна и са оборудвани с хеморецептори;
долната устна (лабиум) се състои от няколко части и заобикаля отвора на устата отдолу. Неговата функция е да предотврати падането на частици храна. Външните тактилни и вкусови пъпки позволяват да се анализира и открива храната;
в кухината на ротанофаринкса има слюнчена жлеза и образувание, подобно на език, с помощта на което насекомото абсорбира течности.

Апаратът за гризане на устата не се е променил от времето на реликтните хлебарки.

Структурата на гръдната област и предназначението на краката

На гърдите са надкрилието и крилата, както и краката на насекомото. Както всеки представител на класа насекоми, хлебарка има шест лапи. Те са разположени на различни сегменти на гърдите и са представени:

проторакалните лапи, които са по-къси от останалите и са „спирачки“ по време на бързото движение на насекомото;
двойка крака в средната част на гръдната кост, която може да се движи в различни посоки, осигурявайки висока маневреност;
задните крака са основните ходещи крайници. Те са по-дълги от останалите крака и придвижват тялото на насекомото напред.

Кракът на хлебарка е сложен орган, състоящ се от пет сегмента. Мощните сплескани бедра са въоръжени с бодли отдолу. На първите 4 сегмента има подложки, а петият е снабден с нокти, между които има смукач. Структурата на краката на хлебарката им позволява да се движат по вертикална и хоризонтална повърхност.

С помощта на краката си хлебарка не само тича, отблъсквайки се с дългите си задни крака, той може да скача далеч и високо. Насекомото се измива старателно с помощта на всичките шест крайника - остъргва корема и гърба с шипове. Предната двойка крака го натъпква в устата и почиства антените, те също „полират“ главата. Задните крака почистват корема на насекомото.

Без значение колко крака би имал хлебарка, той ги използва за различни цели. Скоростта, която развива бягащият хлебарка, е 3-4 км/ч. И ако насекомото беше с размерите на водача в бягането - гепарда, то щеше да го изпревари. Чувствителните косми на краката позволяват чувствително движение на въздуха, което осигурява бърза реакция на движещ се предмет. Хлебарят променя траекторията си повече от 27 пъти в минута.

Две двойки крила са прикрепени към гърдите на насекомото. По-твърда елитра покрива тънки крила и корем. При хлебарки половият деморфизъм се проследява по дължината на крилата - при мъжките те са по-дълги, а при женските - много по-къси. Прусаните използват крилата си, за да ускорят бягането си, да забавят падането и игрите си за чифтосване. Женската се качва на гърба на мъжкия по време на чифтосване и разположените му надлъжни части образуват удобна платформа за по-масивна женска и демонстрират готовност за чифтосване. Единственият вид хлебарки, който може да лети, е Megaloblattalongipennis, който живее в Южна и Централна Америка.

Коремна структура

Коремът на насекомото има 11 сегмента, но могат да се разграничат само 7-9. Десетият тергит образува аналната плоча. Отстрани на ануса са сегментирани церци - сдвоени израстъци на последния сегмент на корема, които нямат функционално значение, но са отличителна черта в червения Прусак и паметта на реликтовите прародители.

При женската продължението на корема е оотеката, в която ларвите се развиват от 12-16 яйца. С достатъчно храна и вода, женската може да произвежда отоци на всеки 2-3 дни.

С напредването на възрастта теглото на хлебарката се променя. По време на периода на линеене и растеж на ларвата, той се увеличава от 2 до 8 mg, а по време на трансформацията от ларва в нимфа и имаго намалява. Ларвите се различават от имагото по това, че нямат крила, церци и шипове на краката си и са снабдени с къси антени. Едва след петата линеене младите насекоми придобиват полови различия и външен вид, характерен за възрастен.

Професор от Университета в Масачузетс Дж. Канкел твърди, че гладът, жаждата, безопасността и сексът са основните движещи инстинкти, които контролират хлебарката. Неговите ученици често задават въпроса: "Има ли мозък хлебарка?" За да разберете отговора на него, помислете за вътрешната структура на обикновения червен прусак.

Вътрешната структура на хлебарка

Често можете да чуете, че хлебарка може да живее без глава в продължение на 2-7 дни, а според някои източници дори цял месец. Какви са характеристиките на нервната система и структурата на тялото на този представител на хлебарки позволяват на обезглавените индивиди да оцелеят поносимо?

Нервна система

Централната нервна система на хлебарка се състои от 11 нервни ганглия (възли). "Мозъкът" се формира от два големи възела, разположени в главата на насекомото. На мястото на локализация те се наричат супрафарингеални и субфарингеални Мозъкът Prusak е отговорен за функциите на очите, антените и палпите, разположени на устните на насекомото.

Заедно с подоезофагеалните, 3 гръдни ганглия инервират устния апарат, крилата, лапите и мускулите на главата и гръдната област.

Шест малки коремни възли завършват с голям терминал, който осигурява дейността на гениталиите и чувствителността на церките.

Поради особеностите на вътрешната структура, хлебарка може да оцелее известно време без глава. Мозъчният възел не контролира дишането му. В кръвоносната система няма налягане, така че тя не кърви. Неподвижното насекомо не губи енергия, получена от храната, и не яде. На хладно, защитено място здравият хлебарка може да живее без глава до месец.

Обширна мрежа от нервни влакна осигурява инервация на всички органи, включително органите на сетивата. В допълнение към зрението, температурната чувствителност, обонянието, Prusak има добре развит слух. Слуховите му рецептори са разположени близо до церките, в аналния край на корема.

Кръвоносна система

Кръвоносната система на насекомо е отворена. Кръвта на хлебарка е бяла и се нарича хемолимфа; тя измива всички вътрешни органи, циркулирайки свободно вътре. При хлебарка сърцето е представено от тръбен орган, който се намира в една от трите кухини - гръбния перикард. Отдолу, в средния синус е червата, а третият - гръдният синус съдържа нервна връв.

Движението на „кръвта” се дължи на пулсацията на „сърцето” и спада на налягането в лакуните, което се създава от свиването на двигателните и дихателните мускули. Кръвта се движи бавно, поради което насекомото е толкова чувствително към околната температура.

Дихателната система

Насекомото диша с помощта на 10 двойки малки дупки - спирали, локализирани отстрани на коремните сегменти. От спиралите има разклонена система от каналчета - трахеоли, които са свързани в три двойки големи трахеални стволове. Дихателната система доставя кислород на всички вътрешни органи, в които дифузно влиза.

Хлебарки са оцелели от динозаврите, защото могат да задържат дъха си дълго време (до 40 минути), блокирайки спиралите.

Тази способност се дължи на факта, че стационарният Прусак не губи енергия, той се нуждае от по-малко кислород, за да премине цикъла на Кребс. Прусак ¾ от живота е в статично състояние - това са най-мързеливите същества на Земята.

Храносмилателната система

Попадайки в устната кухина, смачканата храна се навлажнява със слюнка и се транспортира от фаринкса през хранопровода до гушата. От там хранителната каша навлиза в мускулестия стомах. Процесът на храносмилане започва в гушата и завършва в стомаха. След това храната попада в червата, която се разделя на предната и задната част на дебелото черво.

Предното черво на хлебарката е разделено на няколко части. Камерата на бузите, разположена зад отвора на устата, има 6 зъба на вътрешната повърхност, с които хлебарка допълнително дъвче храна, попаднала в устата му.

Червата на насекомите спокойно живеят бактерии и гъбички, които помагат на хлебарка да смила всичко, което попада в стомаха, дори негодни за консумация неорганични.

Изпражненията и урината се отделят от един анус. Малпигиевите тубули са отговорни за синтеза на "урина", която събира токсини, разтворени във вода в цялото тяло и ги транспортира навън.

Репродуктивна система

Сложната мъжка репродуктивна система се състои от:

тестиси, разположени в 4-6 сегмента на корема;
гъбична (утрикуларна) жлеза;
семенни мехурчета, вливащи се в него;
копулационен орган.

Сперматозоидите, получени чрез слепване, образуват сперматофор, заобиколен от трислойна стена. Всяка от обвивките има своя собствена функция за натрупване, съхранение и изхвърляне на сперма.

При жените репродуктивната система е представена:

яйчници с по 8 овариоли;
2 яйцепровода, отварящи се във влагалището;
гениталната камера, в която се натрупват яйцеклетките, тук текат съпътстващите жлези, чиято тайна образува стените на оотеката;
яйцеклад.

След като спермата влезе в камерата и оплоди яйцата, се образува капсула - оотеката, в която яйцата попадат.

При хората клетъчното ядро съдържа 46 хромозоми, които са отговорни за предаването на наследствена информация. Насекомите ни "заобикаляха", но 48 хромозоми в хлебарка не показват сложността на тялото му и никакви предимства. Реликтовите видове имат брой хромозоми, далеч надхвърлящи човешкия геном.

Въпреки че учените смятат хлебарки за по-примитивни, но може би точно две двойки "допълнителни" хромозоми са причина за високата жизнеспособност и стабилност на този вид, оцелял след универсални катаклизми и много по-сложни видове насекоми и животни.