Насекомите (Insecta) са клас безгръбначни трипластни животни от тип членестоноги. Ентомолозите различават около 900 хиляди вида насекоми.www.si.edu Te са най-голямата група животни в света. На човек се падат по около 300 милиона от тях. Тези организми са първата голяма група животни, излезли на сушата през геоложкия период карбон (преди 359 до 299 милиона години). Почти пълното отсъствие на конкуренция довело до възникване на голямо разнообразие и позволило на насекомите да заемат почти всяка екологична ниша. По-късно те придобили приспособления за летене, което още повече разширило заеманата от тях територия. Въпреки разнообразието си, те имат някои общи белези. Един от тях е хитиновата обвивка. Тя служи като външен скелет на тялото и предпазва животното от вредни външни въздействия. Тялото на всички насекоми се състои от глава, гърди и коремче. На главата имат един чифт антени и един чифт фасетни очи. Притежават също 3 чифта устни, по-често два чифта крилца и три двойки крака.

Най-примитивните насекоми са безкрили. Другите могат да се разделят на насекоми, неспособни да сгъват крилата си и такива, които сгъват крилата си. Последната група може да се класифицира според типа на развитието си – пряко, непряко (непълно превръщане) и метаморфозно (пълно превръщане). Въздухът, необходим за дишането, се доставя до клетките посредством система от трахеи (малки тръбички). Затова, заедно с многоножките, спадат към подклас трахейнодишащи.

Морфология и физиология Структура на тялото Насекомите имат сегментирани тела, поддържани от екзоскелет, твърдо външно покритие, изградено главно от хитин. Сегментите на тялото са обособени в три отделни, но свързани една с друга, части – глава, гърди и коремче.

Върху главата са разположени чифт сензорни антени, чифт фасетни очи, а при видовете, които разполагат с такива – и едно до три прости очи, както и три групи различни на вид израстъци, които образуват устната част. Към гърдите са прикрепени шест сегментирани крака, по един чифт на преднегръда, среднегръда и заднегръда. При крилатите видове с гърдите са свързани две или четири крила. Коремчето се състои от единадесет сегмента, но при някои видове някои от тях могат да бъдат срастнати или със силно редуциран размер. В коремчето е разположена и основната част от храносмилателната, дихателната, отделителната и размножителната система.

При различните видове се наблюдава голямо разнообразие и множество специални адаптации в частите на тялото, особено при крилата, краката, антените и устните части.

Екзоскелет Външният скелет на насекомите е съставен от два пласта – епикутикула, тънък и водоплътен външен слой, несъдържащ хитин, и прокутикула. Прокутикулата е изградена от хитин и е много по-дебела от епикутикулата, като от своя страна се разделя на два слоя – външен (екзокутикула) и вътрешен (ендокутикула). Здравата и гъвкава ендокутикула е съставена от множество кръстосващи се помежду си пластове хитинови и протеинови влакна, а екзокутикулата е корава и втвърдена. При много насекоми, особено при ларвите, екзокутикулата е силно редуцирана и телата им са меки.

Насекомите са единствените безгръбначни, които могат да летят, и това е изиграло важна роля в еволюционния им успех. Мускулите им могат да се свиват многократно на всеки нервен импулс, което позволява на крилата да се движат по-бързо, отколкото би било възможно в противен случай. Прикрепването на мускулите към екзоскелета е по-ефективно и дава възможност за повече мускулни връзки. Ракообразните имат сходна структура, но за разлика от насекомите, повечето водни ракообразни образуват екзоскелета си чрез биоминерализация на калциев карбонат, извличан от водата.

Крила

Крилатите насекоми са обединени в подклас Pterygota, като в типичния случай имат по две крила – по един чифт при среднегръда и един на заднегръда. Понякога на преднегръда има развити странични листовидни израстъци, но те винаги са неподвижни. Крилото е ципесто образувание и продължение на стената на тялото с горна и долна мембранна повърхност и комплекс от опорни елементи, наречени жилки. Жилкуването му е с невероятно разнообразие, но в общи линии жилките биват напречни и надлъжни. Всяка си има и съответното название. Там, където се пресичат жилките, образуват килийки на крилото. Последните носят имената на жилките, които ги ограждат. Цялото това разнообразие на жилкуването е възникнало от общ изходен тип, чиито главни особености могат да бъдат обобщени от изкопаеми и съвременни форми. Жилките биват: Надлъжни жилки: Костална жилка (C) – образува предния ръб на крилото. Започва от предната пластинка и не се разклонява. Субкостална жилка (Sc) – лежи зад косталната и започва от предната жилка, обикновено не се разклонява. Радиална жилка (R) – удебелена е и започва от медиалната. Секторална жилка (S) – започва от медиалната жилка и обикновено дихотомно се дели на 4 жилки. При първото делене се образуват жилки SA и SP, а при второто S1, S2, S3 и S4. Медиална жилка (M) – започва от медиалната пластинка и дихотомно, подобно на секторалната се разделя на 4 жилки. Кубитална жилка (Cu) – започва от кубиталната пластинка, обикновено е представена от две клонки. Силно изразена жилка, която по средата на крилото се сгъва. Пликална жилка (P) – започва от кубиталната пластинка и не се дели. Емпузална жилка (E) – започва от кубиталната пластинка и също не се дели. Анални жилки (A1, A2, A3 и т.н.) – представлява снопче от жилки с обща основа, започваща от аксиларния склерит. В покой крилото се сгъва по дължината на тези жилки. Югални жилки – не са развити при всички. Напречни жилки. Те носят имената на свързващите ги надлъжни жилки. Често напречните жилки в различните групи имат и специални названия.

Формата на крилата е изключително разнообразна, но най-често е удължено-елиптична. Обикновено предното и задното крило са различни. При много насекоми предните крила са склеротизирани и образуват т.нар. елитри. Най-ясно изразени са те при твърдокрилите насекоми. По-слаба степен на склеротизация има при хлебарките и ухолазките. Елитрите служат за защита на насекомото. При други насекоми едната двойка крила е редуцирана и превърната в халтери. При двукрилите това са задните, а при представителите на разред Strepsiptera – предните.

Храносмилателна система Храносмилателната система има три ясно обособени части – предно (стомодеум), средно (мезентерон) и задно черво (проктодеум). Началната и крайната част имат ектодермален произход, а средната – ендодермален. Постепенно тези части се доближават, а краищата им се резорбират, като образуват общ канал. Между предното и средното черво се намира стомоделен (кардиален) клапан, а между средното и задното черво е проктодеалния клапан. При насекомите, за разлика от ракообразните и паякообразните, липсва черен дроб. При голяма част от насекомите всеки отдел на храносмилателната система е разделен на подотдели.

Спомагателна роля в храносмилането могат да играят слюнчените жлези, разположени в основата на челюстите. Те са разположени в близост до мандибулите, максилите и долната устна и носят съответните имена. Имат гроздовидна структура. Всеки ацин има собствен слюноотвод, свързващ се в общ слюнен канал. В зависимост от секрета, който отделят, жлезите биват 2 типа: Жлези, участващи в храносмилането. Обикновено съдържат ензимите амилаза и инвертаза. Жлези, отделящи антикоагулантни вещества. Характерни за кръвосмучещите. Продуцират ензими, пречещи на съсирването на кръвта.

Стомодеум Обикновено този отдел е разделен на 4 части: Глътка. Глътката е мускулест орган, разположен в дъното на устната кухина. Специални четинки, насочени назад и разположени на повърхността ѝ пречат на храната да се връща напред след поглъщане. Мускулни свивания я вкарват към следващия отдел. Хранопровод (oesophagus). Представлява дълга тънка тръба с надлъжни пръстеновидни мускули. В долния си край се разширява и преминава в гушата. Гуша (ingluvies). Нарича се още предстомах и има разнообразно устройство при различните насекоми, а някъде липсва. При тези, хранещи се с течна храна, е под формата на страничен израстък на хранопровода. При пчелите в този отдел нектарът се превръща в мед. Други насекоми я използват за задържане на храна. Мускулест стомах. Тази част има дебели мускулести стени, а вътрешната му покривка е снабдена с хитинови зъбчета. Тук се извършва механичното раздробяване на храната, като стомахът при гризещите насекоми е добре развит. При пчелите и двукрилите е силно редуциран.

Мезентерон

В този отдел се извършва същинското преработване на храната. Ако участъкът е дълъг, то той представлява нагъната тръба. Често има слепи странични израстъци, в които се образуват ензими, нужни за преработката на храната. Често ензимите са сходни с тези от храносмилателната система на бозайниците. Видът на отделяните ферменти съответства на приетата храна. При всеядните насекоми се произвежда пълен набор от ферменти, докато при кръвосмучещите се синтезират основно протеолитични ензими. За защита на нежните епителни клетки от твърдите хранителни частици в средното черво се образува т.нар. перитрофична мембрана. Тя представлява микрофибрилна мрежа, импрегнирана с белтъчно-хитинова ципа, която е пропусклива за чревните ферменти. Същата представлява аналог на слузестата обвивка на чревната лигавица при бозайниците.

Проктодеум Последният отдел на храносмилателната система е обособен в три подотдела, както следва: Пилоричен отдел. В него се отварят малпигиевите съдове. Тънко черво. През стените му се резорбира голяма част от водата. В стените му има симбионтни микроорганизми. Дебело черво. Отделено е от тънкото с ректален клапан. В този отдел продължава резорбцията на водата, а екскрементите се формират и изтласкват навън.

Хранене

Насекомите притежават изключително разнообразие, зависещо от приемането на различни органични материали. В съответстие с характера на използваната храна, насекомите могат да се разделят на няколко основни групи: Сапрофаги – хранят се с органични вещества на мъртви организми. По-конкретно те биват: хранещи се с всякакви разлагащи се вещества, хранещи се с хумус, с тор, само с мъртви растителни тъкани или с мъртви животински тъкани. Фитофаги – хранят се с живи части на растенията, например: с листа, чрез миниране на листата, дървесиноядни, кореноядни, галообразуващи, хранещи се със сокове от растенията, плодове и гъби. Зоофаги – хранят се с части на живи животни и биват: паразити, насекоми, живеещи върху топлокръвни животни, като пухо- и перояди, периодични паразити, като комари и ентомофаги – паразити върху други насекоми.

Дишане и кръвообращение

Дихателната система при насекомите е представена от трахеи. Те са с ектодермален произход и са покрити с кутикула, а вътрешната им повърхност се нарича интима. Разклонени са дървовидно в тялото и достигат до всички негови части. Започват от отвори върху телесната покривка, наречени дихалца (стигми). Разположени са чифтно върху втори и трети гръден и първите 8 коремни сегмента. Снабдени са с механизми, регулиращи притока на въздух, като четинки и клапани. Трахеите се разделят на по-тънки разклонения и образуват трахеини стволове. Най-тънките разклонения се наричат трахеоли. През стената на последните се извършва и газообменът с тъканите. В тялото на добре летящите насекоми има развити въздушни торбички, които са видоизменени трахеи и улесняват вентилацията на трахеите. Живеещите във водата насекоми дишат с трахейни хриле. Тези органи представляват листовидни гънки на коремчето, които се разрастват на мястото на дихалцата. В тях навлизат стволовете на трахеите, които завършват сляпо. Такава трахейна система е от затворен тип. Ларвите при някои от насекомите се развиват във водата или тинята. При тези случаи стигмите са чифт, разположен на корема или крайните сегменти. Ларвата е с главата надолу. Възрастните, обитаващи водоемите, периодично излизат на повърхността да дишат, а въздухът се съхранява в специални резервоари.