БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

18. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЖИВОТНЫХ

18.5. Локомоция у некоторых беспозвоночных

18.5.2. Локомоция у насекомых

Насекомые обладают экзоскелетом, связь которого с мышцами и локомоцией рассматривается в разд. 18.1.3.

Ходьба

Этот способ передвижения обеспечивается координированной работой трех пар конечностей (ходильных ног) — по одной паре на каждом из трех грудных сегментов. Каждая нога представляет собой систему полых цилиндров со стенками из твердого хитина (рис. 18.1). В местах сочленений эти цилиндры связаны между собой гибкими перепонками. Сочленение тазика (проксимального сегмента ноги насекомого) с телом представляет собой разновидность шаровидного сустава; все остальные суставы ноги блоковидные. Сгибание и выпрямление ног осуществляется мышцами-антагонистами — сгибателями и разгибателями, которые прикреплены к внутренней поверхности экзоскелета с обеих сторон от сустава (рис. 18.1).

При движении насекомого, три его ноги (первая и третья с одной стороны, вторая — с другой) опираются на землю и поддерживают тело, в то время как три другие переступают вперед. При этом первая нога с одного бока подтягивает тело, третья с того же бока подталкивает его, а вторая с другого бока служит просто опорой. Затем весь процесс повторяется, только тройки конечностей меняются ролями.

У многих насекомых на концах ног имеются пары коготков и клейкие подушечки. Подушечки состоят из мельчайших полых трубочек, выделяющих клейкую жидкость, позволяющую этим животным прикрепляться к гладкой поверхности. Вот почему такие насекомые способны передвигаться по вертикальным поверхностям и даже вверх ногами.

Полет

Крылья насекомых представляют собой плоские выросты экзоскелета, которые поддерживаются сложной сетью жилок. Их движения контролируются двумя главными группами мышц — прямыми и непрямыми летательными мышцами. У насекомых с большими крыльями (таких, как бабочки, саранча и стрекозы) мышцы прикрепляются непосредственно к основанию крыла (рис. 18.27). Это прямые мышцы. Они поднимают и опускают крылья, а также регулируют угол взмаха крыла при полете. Когда крылья располагаются под определенным углом друг к другу, насекомое совершает поворот в воздухе. Такие мышцы участвуют и в складывании крыльев после окончания полета.

Рис. 18.27. Работа «прямых» летательных мышц у насекомых с большими крыльями, таких как бабочки или стрекозы.

У крупных крылатых насекомых, таких как бабочки или саранча, крылья совершают от 5 до 50 взмахов в секунду (табл. 18.4). У них отдельные сокращения мышц вызываются одиночными нервными импульсами, причем импульсы генерируются с частотой, равной частоте взмахов. Летательные мышцы, работающие таким образом, называются синхронными. У комнатной мухи, у которой частота взмахов составляет 120—200 в 1 с, летательные мышцы должны работать слишком быстро для того, чтобы каждое сокращение могло быть ответом на отдельный нервный импульс. Такие мышцы называются асинхронными и к ним поступает один нервный импульс приблизительно на 40 взмахов крыла; эти импульсы нужны для поддержания мышцы в активном состоянии во время полета. Такая мышца может дольше сокращаться и развивать большую мощность, чем синхронная мышца. Асинхронная мышца способна автоматически сокращаться в ответ на растяжение (так называемый рефлекс на растяжение), не дожидаясь очередного нервного импульса.

Таблица 18.4. Скорость работы крыльев у различных насекомых¹

18.3. Для саркоплазматического ретикулума летательных мышц насекомых характерна повышенная разветвленность, что увеличивает его поверхность. Какова возможная адаптивная роль этой особенности?

18.4. В каких мышцах, по вашему мнению, сильнее развит саркоплазматический ретикулум - в синхронных или асинхронных? Обоснуйте свой ответ.