8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Где у мухи находятся уши

Органы слуха у насекомых

Органы слуха насекомых – это чувствительные образования, благодаря которым насекомые могут слышать звуки.

Содержание:

Строение органов слуха насекомых сходно со структурой других органов механического чувства – осязательных волосков, а также образований, воспринимающих вибрацию, отвечающих за равновесие и определение положения тела в пространстве. У некоторых насекомых слуха нет вообще, а некоторые слышат очень хорошо. Особенно значительного развития органы слуха достигли у тех видов, которые сами воспроизводят звуки. Строение органов слуха у различных насекомых сильно отличается.

Строение сколопофора

1 – колпачковая клетка,

3 – обкладочная клетка,

Хордотональные органы

Эти структуры – первые, у которых была определена слуховая функция.

Они представлены рядом тончайших сенсилл, натянутых между двумя участками кутикулы, подобно струнам. Эти сенсиллы называются сколопофорами, или сколопидиями. Каждая из них имеет в своем составе три клетки:

Чувствительный нейрон

Колпачковая клетка

Обкладочная клетка

В месте присоединения к ней хордотональной сенсиллы кутикула насекомого имеет такой же внешний вид, как и везде. В некоторых случаях на этом месте располагается небольшая ямочка либо наоборот, выступ. [1]

Расположение хордотональных органов разное. Совокупность сенсилл можно заметить на брюшке, ногах, усиках, крыльях – везде. Их распределение, как правило, симметрично на обеих частях тела. Они участвуют в восприятии звуковых волн, однако специалисты, предполагавшие, что насекомые слышат преимущественно благодаря им, оказались неправы. Выяснилось, что в основном они играют роль органов механического чувства, улавливая сотрясения, прикосновения и реагируя на растяжение кутикулы. [1] [4]

расположен на усиках» />

расположен на усиках

У комаров орган слуха

расположен на усиках

расположен на усиках» />

Джонстонов орган

Так называют особую разновидность хордотонального органа. Располагается он на антеннах, точнее, на вторых члениках усиков. Джонстонов орган реагирует на движение воздуха, воспринимает его сотрясение и контакт с твердыми субстратами. А у представителей семейства настоящих комаров (Culicidae) он является наиболее сложно устроенным и выполняет функцию слуха. [1] (фото) Он способен воспринимать звуки как в водной, так и в воздушной среде. [2]

Джонстонов орган состоит из нескольких сколопидиев, в основании которых лежат по 1-3 нейрона. Они крепятся к сочленовой мембране второго и третьего члеников усиков. Когда орган раздражается звуковой волной, сигналы от нейронов идут непосредственно в мозг. Интересно, что у самок дрозофил орган «настроен» преимущественно на особые звуковые сигналы, идущие от вибрации крыльев самцов. [2]

У комаров в основе джонстонова органа лежат несколько тысяч нервных клеток, которые располагаются круговыми слоями возле основания жгутика антенн. Они улавливают все вибрации и изменения положения усиков, одновременно сами по себе генерируя импульсы в тоническом и фазовом режиме. Если фронт звуковых волн извне идет параллельно оси воспринимающей антенны, то волоски, которые ее покрывают, вибрируют и этим раскачивают ее жгут, стимулируя раздражение рецепторов. [2]

Знание анатомии джонстонова органа позволило ученым сконструировать ловушки для комаров. Эти устройства издают специфические для этих насекомых сигналы, приманивая их к себе, а затем засасывая внутрь. [2]

Слуховые волоски

Они берут начало от кутикулы и свободно заканчиваются. Визуально они могут не отличаться от других волосков на теле, однако имеют способность воспринимать звуковые волны. Такие органы слуха имеются на церках у тараканов и на теле ряда гусениц. [1] Аналогичные образования имеются у сверчков, у них они способны уловить звуки с частотой 50-400 колебаний в секунду. При их же помощи насекомые ощущают направление потоков воздуха. [3]

Тимпанальный орган

Т – тимпанальный орган

Тимпанальные органы

Эти образования имеются у представителей отряда Прямокрылые (сверчки, саранча, кузнечики), певчих цикад, ряда бабочек, а также некоторых клопов. Они считаются «настоящими» органами слуха, потому что слуховая функция выражена у них лучше всего. [1]

Тимпанальные органы состоят из скоплений волосков – сколопофор, которые связываются с истонченными участками кутикулы, натянутыми в виде барабанной перепонки. Каждый такой участок носит название тимпанум. Типанальные органы более крупные, чем хордотональные органы и чем джонстонов орган. Иногда они хорошо видны даже при визуальном осмотре тела насекомого. [1]

Особенно хорошо они представлены у прямокрылых. У саранчовых они выглядят в виде располагающегося на первом сегменте брюшка округлого, овального или полулунного отверстия. Вернее, этих отверстий даже два, они лежат симметрично по бокам брюшка и затянуты прозрачной тонкой мембраной. Края отверстий нередко утолщены. [1] (фото)

У певчих цикад тоже пара слуховых органов, и они тоже находятся на брюшке, но у его основания. «Уши» у цикад связаны с их звуковыми органами. У бабочек и клопов они развиты в меньшей степени и могут быть «разбросаны» по разным частям тела. Например, у дневных бабочек они находятся на основании первой пары крыльев, у совок – между брюшком и грудью. [1]

У кузнечиков и сверчков органы слуха локализованы на ногах, на голенях передних конечностей. Они представлены в виде овалов или щелей, затянутых мембраной. У этих насекомых устройство тимпанальных органов особенно сложно. Под перепонкой располагаются отверстия крупных по диаметру трахей. Поверх главной трахеи находятся сколопофоры, разделенные по группам и образующие три отдела:

  • подколенный орган: самые длинные сколопофоры, расположенные веерообразно;
  • промежуточный орган: группа волосков, не связанных с кутикулой;
  • слуховой гребень: скопление сколопофор в виде «клавиш рояля». [1]
Читать еще:  В чём заключается опасность кислотных дождей

Орган слуха у сетчатокрылых

В основании тимпанального органа лежит несколько десятков, а в более редких случаях – несколько сотен нервных клеток. У цикад их количество максимально – 1500. У этих насекомых относительно небольшая острота слуха, всего 7-40 децибел, однако они могут отличать звуки, которые залпами с большой скоростью следуют друг за другом с частотой 100-300 в секунду. Для человека два звука, идущие друг за другом с такими промежутками, сливаются в один. [2]

От тимпанального органа чувствительные нервные волокна идут в направлении к переднегрудному ганглию, где располагается слуховой центр. [1]

Другие слуховые органы

Описанные структуры не ограничивают круг анатомических разновидностей органов слуха у насекомых. Например, у ряда бражников эти органы имеют «свое» строение и находятся в члениках нижнегубного щупика, который соприкасается у них с рудиментом, оставшимся от верхней губы (пилифером). А у бабочек-бархатниц и сетчатокрылых органами слуха являются вздутия радиальных жилок основания крыла, заполненные гемолимфой. Акустические колебания передаются через эти образование на гемолимфу; в стенках вздутия находятся нейроны, которые воспринимают звуковые сигналы. [2] [4] (фото)

Совка

Значение и возможности слуха у насекомых

Насекомые – это единственные представители Беспозвоночных, для которых точно доказана способность различать звуки. [3]

С помощью слуха насекомые воспринимают акустические сигналы из внешней среды, что помогает им искать источники питания, узнавать об опасности и так далее. Слух также позволяет им общаться между собой: например, они улавливают стрекотание или пение особей противоположного пола во время брачного периода. [1] Кроме того, слух участвует в формировании их поведения: когда на бабочек совок воздействовали звуками разной частоты, они меняли направление полета или «притворялись мертвыми». [3]

Разнообразие подаваемых сигналов у насекомых довольно велико. Среди них различают призывы самцов к самкам, их ответы, песни насекомых во время спаривания, звуки, издаваемые самцами, охраняющими свою территорию, предупредительные, тревожные звуки, агрессивные сигналы при столкновениях самцов и так далее. Соответственно, их улавливание и интерпретация играет огромную роль в коммуникациях между представителями вида. [2]

Диапазон частот, воспринимаемых насекомыми в целом, довольно широкий, он распространяется на области от инфразвука (частота колебаний около 8 в 1 секунду) до ультразвука (40 000 колебаний в 1 секунду). Однако для каждого вида насекомых характерен свой диапазон восприятия. К примеру, при помощи своих слуховых волосков гусеницы слышат звуки 32-1024 Гц, но им недоступно то, что слышат египетские кобылки: те воспринимают их в диапазоне 2480-40000 колебаний в секунду. [1] Имеются сообщения, что некоторые насекомые, например, те же совки, способны слышать звуки с частотой до 175 000 Гц, которых для человека просто не существует. [3] (фото)

Строение мухи

Строение мухи с виду простое, но если начинать в нем разбираться – очень даже сложное. Насекомые являются предметом для исследования многих научных центров, институтов, секрет некоторых их способностей до сих пор не раскрыт. Сколько весит муха – часто задаваемый вопрос. Эластичное брюшко способно растягиваться во время беременности, питания, поэтому вес меняется и отличается у самок, самцов.

Анатомия мухи – внешнее строение

Общий план строения двукрылых, скелет мухи такой же, как у других насекомых – голова, грудь, брюшко. На голове располагается ротовой аппарат, антенны, глаза. Грудь состоит из трех сегментов, с парой прозрачных крыльев, тремя парами ног. Пространство в груди заполнено мощной мускулатурой. Брюшко включает большую часть пищеварительных органов, половую систему.

У мух ярко выраженный половой диморфизм, когда внешность и строение самки отличается от самца.

Голова мухи

Включает органы зрения, питания, слуха.

  • Ротовой аппарат. В независимости от различия в питании многих видов мух, их ротовой аппарат представлен хоботком сосущего, лижущего типа. С пищей контактирует пара расширенных лопастей верхней, нижней губы. Челюсти мухи мощные. Многочисленные канальца сходятся в хоботок мухи, в его центральной точке. Ротовой аппарат мухи, которая питается кровью, дополнительно оснащен твердыми, острыми чешуйками, что выполняют функцию зубов, помогают проколоть кожу животного, человека. Жидкость втягивается в голову с помощью глоточного насоса.
  • Глаза занимают большую часть головы. Составляют сложную систему, которая была взята за основу разработки современной фото камеры. Состоят из множества простых глазков, что выглядят снаружи, как фасеточная сеточка. Насекомое получает всестороннее, но мозаичное изображение объектов. Каждый глаз включает несколько сотен, тысяч фасеток. У комнатной мухи их около 4 тыс. У многих видов имеется 3 простых глазка, расположенных на темени. Такое строение позволяет моментально улавливать движение, но не дает полной картины изображения.
  • Усики. Своеобразные антенны выполняют функцию ориентира. Помогают улавливать запахи, определяют направление движения. В процессе эволюции видоизменялись, имеются отличия у самцов, самок.

У самцов глаза всегда больше, нежели у самок. Что позволяет им быстрее реагировать на движение, лучше оценивать окружающую обстановку. У самок больше развита система обоняния, с помощью которой она находит благоприятную среду для откладывания яиц.

Строение головы мухи

Грудь

Состоит из трех сегментов – передне-, средне-, заднегрудь. Кости у мухи и основная часть мускулатуры обеспечивают полет, поэтому средняя часть наиболее развита. Сколько ног у мухи – 3 пары. Каждая состоит из 5 частей, имеет собственную мощную мускулатуру. Строение лап у мухи завершается коготками, присосками, которые позволяют насекомому держаться на вертикальной, горизонтальной поверхности и даже вверх ногами. При ходьбе мягкие подушечки сжимаются, выделяются липкий секрет. Такая особенность помогает мухам свободно держаться и перемешаться по оконному стеклу и гладкой поверхности.

Читать еще:  Спят ли змеи ночью

Лапки являются одним из основных органов чувств – обоняния. Лапками насекомое определяет вкус пищи, анализирует качество. После нескольких секунд анализа, приступает к питанию либо улетает прочь.

Крылья мухи

Верхние хорошо развиты, прозрачные, перепончатые. Задняя пара деформирована в придатки – жужжальца. Поддерживают равновесие в полете, позволяют зависать в воздухе, а также издают звук жужжания. Тонкие крылья укреплены цилиндрическими жилами.

В процессе полета насекомое может отключать то одно, то другое крыло, резко менять траекторию движения, совершает сложные маневры, срывается с места без предварительного разгона. Строение и способности насекомого было взято за основу многих летательных конструкций в самолетах, вертолетах.

Брюшко

Имеет цилиндрическую форму, вытянутое, состоит из 10 сегментов, включает органы мухи, отвечающие за репродукцию, дыхание, питание и другие важные функции. Эластичный хитиновый покров расширяется по мере поступления пищи, во время беременности. Поэтому вес мухи меняется в зависимости от этих состояний.

Обычная домашняя или комнатная муха весит 12 мг, при беременности масса увеличивается до 15 мг. До такого же показателя способен увеличиться вес после трапезы. Самец имеет меньшие размеры, весит около 12 мг. В одно грамме вмещается около 80 этих насекомых.

Лицо у мухи можно легко рассмотреть под микроскопом, но и при тщательном разглядывании невооруженным глазом, просматривается вытянутый ротовой аппарат, большие глаза зеленого, красного, желтого, коричневого, синего цвета. Уши мухи располагаются на разных частях тела, помогают улавливать колебания воздуха, ультразвук.

Строение мухи

Внутреннее строение

Как дышит муха, может ли думать, имеется ли у нее память и другие вопросы часто интересуют обычного человека, который не раз сталкивался с вредителями.

Половая система

Внутренние половые органы размещаются в брюшке, состоят из семенников у самцов, яйцеклеток у самок, придаточных желез, протоков. Форма наружных придатков у разных видов двукрылых отличается. Строение специальных «захватов» у самцов является единственным явным признаком отличия рода. За один раз самка комнатной мухи откладывает от 70 до 150 яиц, в зависимости от вида. Среди мясных (трупных) мух имеются живородящие виды. Воспроизводят на свет опарышей в таком же большом количестве.

Пищеварительная система

В брюшке располагается большая часть пищеварительных органов – кишечник, зоб, мальпигиевы сосуды, выводящие канальца. Как такового пищеварительного органа нет, пища переваривается снаружи, поступает в зоб в уже готовом виде. Перед всасыванием пищи муха изначально выделяет секрет, который и переваривает еду.

Другие органы, системы

Мозг у мухи представлен множеством нервных сплетений, расположенных по разным участкам тела. Такой сложной системы, как у человека, животных нет. Головной мозг выполняет главную роль в координации поведения насекомого, но за рефлексы отвечает совсем другой орган – рефлекторная дуга. Крохотный мозг состоит из сотни тысяч нейронов и, несмотря на кажущуюся простоту строения, позволяет мухам вытворять неимоверные трюки.

Нервная система и мозг позволяют насекомым за доли миллисекунд определить правильное направление движения в противоположную от опасности сторону. Памяти хватает всего на 3 секунды, интеллекта в полном его понимании нет.

Кровеносная система представлена аортой, крыловидной мышцей, спинным сосудом, сердцем. Однако сердце у мухи имеет чрезвычайно простое строение, не выполняет тех функций, что у человека, животных. Кровь мухи желтоватого цвета или бесцветная. Ее основная функция – перенос питательных компонентов. Не участвует в насыщении органов кислородом, не содержит эритроцитов.

Дыхательная система представлена множеством трахей по всему телу. Открывается наружу с помощью дыхалец. Трахеи разветвляются на многочисленные капилляры, имеют сложную структуру. Доставляют кислород непосредственно к разным органам, тканям. Развито 10 пар дыхалец, 2 пары на груди, остальные на брюшке.

Есть ли у муравья уши? Чем слышит муравей?

Берясь за этот вопрос, я думал: «Ну, уж про муравьев-то всё наверняка известно — и что, и как, и чем они слышат!» Оказалось — ничего подобного! Для мирмекологов (так называют специалистов по муравьям) несомненно только одно: муравьи умеют общаться с помощью звуков. И раз так — значит, у них совершенно точно есть слух и органы, которые (с довольно большой натяжкой) можно назвать ушами.

А «уши» муравьиные нисколечко не похожи на то, что мы с вами привыкли называть этим красивым словом. И «ушей» этих несколько видов. И слух — отнюдь не единственная их функция. И расположены они не только на голове, но и. Ладно, обо всём по порядку.

Как известно, звуки могут распространяться не только по воздуху, но и по жидкости (например, воде) и даже по твердым телам (например, почве, стволам деревьев и листьям). И если для людей важнее всего «воздушные» звуки, то для муравьев, которые всю свою жизнь ползают по земле, деревьям и другим твердым вещам, огромное значение имеют «твердые» звуки. (В принципе, человек тоже способен слышать «твердосубстратные» звуки. Вспомните Василису Прекрасную, которая прикладывает ухо к земле, чтобы услышать, далеко ли скачет Кащей Бессмертный на своем богатырском коне.)

А чтобы такие «твердые» звуки распознать, нужно уметь воспринимать вибрации, колебания субстрата. И для этого мало двух ушей на голове — органы слуха должны быть расположены везде, где только организм соприкасается со «звучащей» поверхностью, то есть практически по всему телу.

Читать еще:  Как проехать в Серебряный бор на машине

По строению эти органы тоже ничуть не похожи на уши людей или, скажем, зайцев. Поскольку они не должны воспринимать пролетающие в воздухе волны, то им совершенно ни к чему тот наружный «уловитель» в виде раковины, который мы и привыкли называть ухом. А состоят эти слуховые органы из своеобразных «струн» (они называются сколопидии), натянутых между кутикулой (наружным скелетом насекомого) и специальной гибкой мембраной. Каждый сколопидий состоит из трех клеток, одна из которых — нервная. Если поверхность, к которой прикасается муравей, станет колебаться, то кутикула начнет тянуть сколопидий. Когда сколопидий растягивается, то нервная клетка под воздействием натяжения возбуждается и отправляет импульс в соответствующий нервный узел. Таким образом колебания поверхности превращаются в нервные импульсы, и муравей слышит звук. Вышеописанные органы называются хордотональными и занимаются не только различением звуков, но также и проприоцепцией — то есть они чувствуют растяжение мышц и определяют положение тела в пространстве.

Итак, с «твердыми» звуками мы разобрались. Но слышит ли муравей также «воздушные» звуки? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет, однако можно экстраполировать на муравьев данные, полученные на других насекомых — например, комарах и мухах.

А мухи и комары умеют слышать «воздушные» звуки с помощью специальных щетинок, расположенных на усиках. Звуковая волна шевелит такую щетинку, щетинка тянет за сколопидий, от этого расположенный в сколопидии нейрон разряжается и отправляет в нервный узел импульс. Такие органы слуха называются джонстоновыми органами. Они являются подтипом хордотональных органов и чувствительны только в ближнем поле (обычно на расстоянии не более десятков сантиметров). Нетрудно понять, что они будут ощущать не только звуки как таковые, но и любое колебание воздуха — например, ветер, вызванный приближающейся мухобойкой.

И кроме того, у насекомых есть еще один вид органов чувств, способных к восприятию звуков, — трихоидные сенсиллы. Этим сложным словосочетанием называются крохотные щетинки на теле насекомого. Эти щетинки непосредственно (а не через сколопидий, как джонстоновы органы) соединены с нервным окончанием, и, когда звуковая волна (или просто ветер) колеблет трихоидные сенсиллы, нервное окончание возбуждается и генерирует импульс, и в результате информация о колебаниях доходит до соответствующего нервного узла. У муравьев есть трихоидные сенсиллы, но вот достаточно ли они чувствительны, чтобы воспринимать звуки, до сих пор окончательно не выяснено.

Зато кое-что известно насчет того, как муравьи используют звуковую сигнализацию.

Например, муравьи-кампонотусы, или древоточцы, выгрызающие свои гнезда в древесине, ударяют челюстями или брюшком по стенкам гнезда, чтобы призвать сородичей на его защиту.

А еще многие муравьи умеют стрекотать, потирая брюшком о специальные «тёрки» на стебельке между грудью и брюшком (рис. 3). Стрекот получается еле слышным, человеческое ухо едва различает его даже на близком расстоянии. Однако муравьям такой громкости достаточно, и они прекрасно могут общаться друг с другом с помощью стрекотания.

Например, это стрекотание передается через почву. Сородичи могу откопать закопанного в песок муравья, услышав его «крики о помощи».

И через листья и ветви деревьев вибрация от стрекотания тоже передается. Используют это некоторые муравьи весьма неожиданным образом. Оказалось, что у муравьев-листорезов вибрация брюшка передается к челюстям (мандибулам). Когда мандибулы режут лист, то вибрируют с частотой около 1 кГц (тысячу раз в секунду!). Благодаря этому лист режется если и не быстрее, то ровнее и аккуратнее.

А позже выяснилось, что муравьи чаще стрекочут, когда режут не более жесткие, а более вкусные листья! Оказалось, что при этом к более крупным рабочим муравьям подбегают более мелкие. Потом крупный рабочий тащит срезанный лист в муравейник, а мелкие забираются на лист и едут на нём. Но они не просто катаются, а, например, защищают рабочих-носильщиков от мух, которые пытаются отложить на тело крупных рабочих свои яички.

Недавно выяснилось, что звуки для общения используют не только муравьи, но и их паразиты. В муравейнике обычно живут сотни видов других насекомых. Среди них — гусеницы некоторых бабочек-голубянок. Эти гусеницы похожи на личинку определенного вида муравьев по виду, а главное, по запаху. Рабочие муравьи, найдя такую гусеницу, тащат ее в гнездо. Гусеницы некоторых видов продолжают так хорошо подражать личинкам, что рабочие муравьи кормят их, как своих собственных младших сестер (рабочие муравьи — это бесплодные самки, а личинки — их сестры).

Недавно выяснилось, что гусеницы и куколки «голубянок-кукушат» издают звуки, подражая взрослым муравьям. При этом, как оказалось, у муравьев-хозяев (одного из видов рода Myrmica) матки и рабочие муравьи стрекочут по-разному. Если проигрывать рабочим звуки, издаваемые маткой, они окружают источник звука и принимают характерные «защитные» позы, как будто охраняют настоящую матку. Хитрые гусеницы и куколки голубянок подражают именно звукам матки, и рабочие муравьи бросаются их охранять!

Этот пример показывает, что звуки могут играть в жизни муравьиной семьи важную роль: в частности, королевский «хорошо поставленный голос» помогает матке занимать высшую ступень в иерархии. А значит, муравьи хорошо различают разные звуки своих сородичей — чем бы они ни слышали.

Автор благодарен Н. Г. Бибикову, А. А. Захарову и Вере Башмаковой
за консультации и помощь при подготовке ответа.

Источники:

http://www.pesticidy.ru/dictionary/hearing_organ_in_insects
http://apest.ru/muhi/o-muhah/stroenie-muhi/
http://elementy.ru/email/5021751/Est_li_u_muravya_ushi_Chem_slyshit_muravey

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector