Особенности строения насекомых в связи с приспособленностью к их среде обитания

Причин огромного видового разнообразия насекомых несколько. Прежде всего, это типично наземные организмы, прекрасно приспособленные к условиям суши. Вся организация насекомых связана с защитой от высыхания и экономией влаги. Эпикутикула, тонкая воскоподобная пленка на поверхности покровов, препятствует испарению воды. Трахейное дыхание в смысле экономии влаги более эффективно, чем легочное, поскольку дыхательные отверстия (дыхальца) очень небольшие по размерам и способны закрываться. Выделительная система, представленная мальпигиевыми сосудами, производит кристаллы мочевой кислоты, связывающие небольшое количество воды. В задней кишке насекомых имеются особые ректальные железы, которые отсасывают воду из формирующихся экскрементов и возвращают ее в полость тела. Яйца многих насекомых тоже хорошо защищены от потери влаги. Таким образом, насекомые прекрасно справляются с одной из главных проблем обитания в наземной среде – защитой от высыхания. Становление и дифференциация отдельных групп насекомых, вероятно, происходили при переходе от обитания в почве и подстилке к обитанию в более высоком ярусе – на растительности. С этим связано и появление полета. Среди всех беспозвоночных только насекомые имеют крылья и освоили воздушную среду . Полет – эффективное и экономичное средство передвижения. На 78 метров полета пчела затрачивает столько же энергии, как на 3 метра "пешком". Способность насекомых к расселению впечатляет. Особенно хорошо известны миграции перелетной саранчи, описанные еще в Библии. Саранча легко пересекает Средиземное море, а с кораблей наблюдали стаи летящей саранчи за тысячу километров от берега. В лаборатории саранча показывала чудеса выносливости, и летала без посадок на протяжении 6 суток, вращая легкую карусель, к которой была привязана ниткой. Одна из причин видового разнообразия насекомых – их мелкие размеры. По сравнению с крупными организмами они имеют целый ряд преимуществ, таких как освоение новых сред обитания, экономия энергии и пищевых ресурсов для своего развития. Большинство насекомых и особенно их личинки ведут скрытный образ жизни. Мелкие размеры делают возможным активное использование естественных полостей в почве, подстилке, под корой, в гниющих субстратах, а также переход к обитанию в тканях живых растений и к паразитизму. Освоение новых экологических ниш ведет к бурному видообразованию. Мелкие размеры насекомых обусловлены двумя главными причинами. Во-первых, их тело заключено в наружный хитиновый покров, масса которого должна увеличиваться с ростом линейных размеров. Мышцы, приводящие тело в движение, заключены в трубчатые конечности, ограничивающие пределы увеличения мышечной массы. Крупные насекомые неуклюжи и медлительны, они становятся легкой добычей хищников. Наружный скелет насекомых служит не только для прикрепления мышц и защиты внутренних органов. Он выполняет рецепторные функции, поскольку в отличие от скелета позвоночных непосредственно контактирует с внешней средой . Огромное разнообразие сенсилл, составляющих органы чувств насекомых, является производным простой кожной структуры – волоска или щетинки. Окраска и скульптура покровов насекомых бесконечно разнообразны. В общем, эволюция насекомых в значительной степени идет за счет их наружного скелета. Этим, в какой-то мере, можно объяснить исключительное видовое разнообразие насекомых и их легкую приспособляемость к условиям среды . Наличие хитинового наружного скелета насекомых приводит к тому, что их рост сопровождается линьками. Кроме того, личинки отличаются, иногда очень сильно, по строению от взрослых особей (имаго) . Поэтому переход из личиночной стадии в имагинальную связан с существенными перестройками, которые называются превращением или метаморфозом. Итак, насекомые прекрасно приспособлены к наземным условиям и очень полно освоили поверхность суши. Они распространены от тропиков до полярных тундр, от глубоких пещер до границы вечных снегов в горах.