Органы кровообращения, дыхания и нервная система

9 сентября 2011 - Даниил

Кровь пчелы прозрачная, слегка желтоватая. В отличие от крови высших животных и человека в ней нет красных кровяных клеток (эритроцитов), которые разносят кислород из легких во все части тела. Поэтому кровь у пчел не участвует в процессе дыхания.

Главная функция крови заключается в разносе питательных веществ, которые поступают в нее через стенки средней кишки. Кроме того, в кровь попадают продукты распада, которые должны удаляться из организма. Кровь приносит эти продукты к органам выделения (мальпигиевым сосудам), которые очищают ее от ненужных организму веществ.
Кровь, чтобы выполнять свои функции, должна все время передвигаться внутри тела. Движется кровь в теле благодаря сокращениям трубковидного сердца, расположенного в спинной части брюшка в направлении от его заднего конца к груди. Сердце разделено на 5 камер. Задняя камера на конце замкнута. На переднем конце каждая камера сужается в узенькую трубку, проникающую в соседнюю камеру. Стенки камер состоят из сильных мускулов. При их сокращении кровь переливается по суженной трубке из каждой камеры в соседнюю по направлению к груди. Мускулы сердца сокращаются последовательно от заднего конца к переднему, соответственно чему кровь переливается из задних камер в передние, проталкивается затем в узкую трубку — аорту, отходящую от сердца. Обратному току крови препятствует суженная трубка (клапан), которая при нарастании давления жидкости в камере спадается и закрывает отверстие.

Рис. 4. Органы кровообращения, дыхания и нервная система:
1—5 — камеры сердца; С — сердце: А — аорта; т — трахея; г — головной мозг (надглоточный узел); уз-уз — грудные узлы нервной цепочки; уз (1—5) — брюшные узлы нервной цепочки.

В камерах сердца имеются также отверстия, через которые кровь из полости, окружающей сердце, проникает внутрь камер. Эти отверстия находятся у задних концов всех камер, кроме последней. Обратному току крови при сжатии камер препятствуют имеющиеся здесь клапаны.
Частота сокращений сердца зависит от поведения пчелы и внешней температуры. В спокойном состоянии у пчелы, медленно передвигающейся по соту, сердце сокращается 60-70 раз в минуту, у движущейся пчелы число сокращений возрастает до 100 в минуту, а у пчелы во время полета оно достигает 140-150 раз в минуту. При понижении температуры число сокращений сердца уменьшается, при повышении — возрастает.
Из сердца кровь по аорте проходит в голову и здесь выливается в полость тела. Обратный путь от головы к брюшку кровь совершает не в сосудах, а свободно двигаясь в полости тела.
В голове кровь омывает мозг и другие органы, затем она попадает в грудь, где проходит вблизи мощных мускулов, приводящих в движение крылья и ножки пчелы. Из груди кровь попадает в брюшко. Путь крови в брюшке регулируется с помощью двух диафрагм — брюшной и спинной. Сначала кровь омывает нижнюю часть брюшка и заключенные там органы, затем попадает в среднюю часть, где проходит мимо средней кишки. Здесь она насыщается питательными веществами и освобождается от вредных продуктов распада. Далее кровь насасывается в околосердечную полость, из которой она попадает опять в сердце.
В состав крови насекомых, кроме жидкой плазмы, входят еще маленькие клетки — лейкоциты. Они выполняют в организме защитную функцию — поглощают и растворяют попавшие внутрь тела бактерии и всякие посторонние, вредные для организма вещества.
Чтобы поддерживать жизнедеятельность клеток и органов тела, а также создавать тепло, нужное организму, еще недостаточно доставить к клеткам питательные вещества. Необходим еще кислород, который, соединяясь с питательными веществами, дает животное тепло.
Доставка кислорода у пчел осуществляется через сложную сеть трубок — трахеи, по которым воздух, содержащий кислород, непосредственно доставляется ко всем частям и органам тела.
На поверхности тела пчелы имеются 9 пар дыхалец-отверстий, через которые воздух проникает в трахеи. На брюшке расположены 6 пар дыхалец, по одной паре в каждом сегменте, через которые воздух преимущественно поступает в тело, а в груди 3 пары, через которые воздух преимущественно выходит из тела.
Дыхальца устроены сложно. Воздух попадает через отверстия в покрове тела в дыхательную камеру, густо усаженную длинными волосками. Здесь воздух очищается от пыли. От дыхательной камеры отходит трахея, имеющая в самом начале замыкающий аппарат, с помощью которого пчела может закрыть просвет трахеи. Таким образом регулируется поступление воздуха внутрь дыхательной системы.

Рис. 5. Органы дыхания пчелы:
А — строение трахеи; х — спиральные утолщения трахеи; э — клетки, выстилающие трахею; Б — строение дыхальца; тр — трахея; зм — замыкающий клапан; к — камера; в — волоски; о — отверстие дыхальца; 1—3 — грудные дыхальца; 4—9 — брюшные дыхальца.

По трахеям воздух попадает в воздушные мешки — большие резервуары, размещенные в голове, груди и брюшке. Такие резервуары имеются у всех хорошо летающих насекомых. Они служат для обеспечения пчелы воздухом во время полета и для уменьшения удельного веса пчелы, облегчающего полет.
От воздушных мешков отходят тонкие трахеи, имеющие в своих стенках спиральные утолщения, поддерживающие трахею в расправленном состоянии. Трахеи много раз ветвятся, постепенно уменьшаясь в диаметре. Очень тонкие трахеи уже не содержат хитиновых утолщений; их стенки становятся проницаемыми для воздуха и водяных паров. Такие мельчайшие трубочки (трахеолы) проникают во все органы тела пчелы, где и заканчиваются.
В трахеолах происходит обмен газов: в клетки тела проникает кислород, а из клеток в трахеолы поступают углекислый газ и водяные пары.
Обмен воздуха в воздушных мешках и крупных трахеях происходит вследствие дыхательных движений брюшка пчелы. Пчела расширяет и сжимает брюшко. Число и глубина дыхательных движений зависят от состояния пчелы: спокойно сидящая пчела совершает около 40 дыхательных движений, а после длительного полета — до 120-150 дыхательных движений в минуту.
Использование кислорода воздуха у пчел сильно отличается от его использования у высших животных. (Чистый воздух содержит 21% кислорода, 0,02% углекислого газа). Пчелы могут без заметного вреда жить в воздухе, содержащем до 5% кислорода и до 9% углекислого газа. Высшие животные в таких условиях жить не могут. Следовательно, пчелы могут значительно полнее использовать кислород воздуха, чем высшие животные.
Потребность пчел в кислороде зависит от температуры и состояния пчел. Возбужденные пчелы потребляют в 140 раз больше кислорода, чем спокойно сидящие на сотах. Пчелы могут очень экономно расходовать кислород в спокойном, бездеятельном состоянии и быстро развивать огромную энергию, когда в этом возникает необходимость.
Нервная система пчелы состоит из мозга, находящегося в голове, и отходящей от него брюшной нервной цепочки, расположенной в нижней части груди и брюшка.
Мозг пчелы — это два нервных узла: большой надглоточный, который соединен двумя нервными стволами с меньшим подглоточным узлом. Надглоточный узел дает нервы к простым и сложным глазам и к усикам; подглоточный — к хоботку и другим ротовым частям.
Брюшная нервная цепочка состоит из двух параллельных стволов и утолщений — нервных узлов. Эти нервные узлы попарно срастаются между собой и образуют сложные узлы брюшной нервной цепочки. У пчелы имеется 7 таких узлов: два — самых крупных — в груди и пять в брюшке.
От узлов брюшной нервной цепочки отходят нервы ко всем внутренним органам, к жалу и к многочисленным чувствительным волоскам, расположенным по поверхности тела, а от грудных узлов — к ножкам и мускулам крыльев.
Нервная система выполняет несколько функций. Во-первых, она согласовывает работу отдельных органов соответственно потребностям всего организма. Так, при полете у пчелы повышается работа мускулов, а это увеличивает потребность мускульных клеток в питательных веществах. Соответственно усиливается кровообращение и дыхание. Следовательно, изменения в ритме работы одного органа неизбежно вызывают изменения и в работе многих других органов. Эту функцию согласования работы отдельных органов выполняет нервная система.
Нервная система вместе с органами чувств позволяет пчеле ориентироваться в пространстве и выполнять действия в соответствии с той внешней средой, в которой пчела находится. Пчела обладает врожденными безусловными рефлексами, которыми она отвечает на соответствующие воздействия внешней среды, и условными рефлексами, приобретаемыми в процессе жизни; они играют огромную роль в поведении пчел, обеспечивая им возможность эффективного сбора нектара и накопления медовых запасов.
У пчелы имеется два сложных и три простых глаза. Простой глаз пчелы состоит из прозрачной линзы, образующей бугорок на хитиновом покрове головы. С внутренней стороны к линзе подходит слой зрительных клеток, от которых отходят зрительные нервы в мозг пчелы. С боков линзы расположены пигментные клетки, содержащие черное вещество, поглощающее световые лучи. Свет от предмета, находящегося перед пчелой, проникает через линзу к зрительным клеткам, где вызывает соответствующее раздражение, которое передается по нервам в мозг и дает зрительное ощущение. С помощью простых глаз пчела различает предметы на близком расстоянии, ориентируется при сборе нектара с цветов и работе в улье.
Сложные глаза пчелы состоят из 4-5 тыс. (у трутня свыше 8 тыс.) маленьких отдельных глазков, образующих на поверхности глаза шестиугольные площадки — линзы, окруженные волосками. Каждый глазок имеет отдельную линзу, под которой находятся прозрачный хрустальный конус и хрустальная палочка. Со всех сторон глазок окружен пигментными клетками. Они черного цвета и поглощают падающие на них световые лучи. Благодаря пигментным клеткам к зрительным нервам, находящимся у основания хрустальной палочки, доходят световые лучи лишь от предметов, расположенных непосредственно против глазка. Каждый глазок сложного глаза воспринимает лишь очень ограниченную часть пространства, расположенного перед ним. Но все глазки вместе создают отображение всего поля зрения. Такое изображение, слагающееся из отдельных маленьких частей в каждом глазке, называют мозаичным, а способ восприятия изображения — мозаичным зрением. Сложными глазами пчела различает предметы на далеком расстоянии. Их выпуклое расположение на голове позволяет пчеле охватывать огромное поле зрения, что необходимо для ориентировки во время полетов.

Рис. 6. Схема устройства сложного глаза пчелы:
1 — линза; 2 — пигментные клетки; 3 — зрительные клетки; 4 — нервные волокна.

Чтобы определить, какие цвета различают пчелы, ученые ставили следующие опыты. Вблизи от улья устанавливали столики с блюдцами. На одном из столиков под блюдце клали лист цветной бумаги, например синей, а в блюдце наливали корм — сахарный сироп. Пчелы находили через некоторое время этот корм и регулярно начинали посещать и забирать его. Затем через несколько дней синий лист бумаги переносили на соседний столик с пустой кормушкой. Прилетающие пчелы после этого стали садиться на соседний столик с синей бумагой, хотя корма там не было. Пчелы в этом случае ориентировались на синий цвет, который они хорошо различают. Пчела ищет, подлетая к месту расположения столиков, не сам корм (сахарный сироп), который без цвета и запаха заметить трудно, а синий цвет, который у пчелы условно связался с наличием корма. Таким путем можно установить, какие цвета различают пчелы.
Исследования показали, что пчелы различают шесть цветов: желтый, сине-зеленый, синий, ультрафиолетовый, пурпурный и фиолетовый. Особенно хорошо пчелы отличают ультрафиолетовый цвет — невидимый для человека, но широко распространенный в природе. Ультрафиолетовый цвет обладает наибольшей силой раздражающего действия на пчел.
Красный, зеленый, желтый цвета, хорошо различимые человеком, пчелы воспринимают как один желтый цвет, но зато в полосе коротких световых волн пчелы видят пять цветов, из которых три неразличимы человеком.
Пчелы могут различать и форму предметов. Опыты показали, что пчелы четко различают формы, напоминающие лепестки цветков и цветки, т.е. формы, обычно встречающиеся им в природе. При этом они хорошо различают количество лепестков в цветке в пределах от 3 до 6, а также 8, 10, 12. Лучше всего запоминают цветки с пятью лепестками. Однако формы, с которыми они в природе не сталкиваются (треугольник, квадрат и др.), пчелы не различают.
Обоняние у пчел сильно развито. Основное место, где находятся органы обоняния,— усики. На поверхности их имеются многочисленные углубления — по-разному устроенные обонятельные ямки, прикрытые сверху пористыми пластинками. В этих ямках расположены чувствительные нервные клетки, воспринимающие получаемое раздражение и передающие его в мозг. Таких обонятельных ямок имеется до 15 тысяч на каждом усике.
Пахучие вещества отделяют от себя молекулы, которые, распространяясь в воздухе, попадают через пористую пластинку на чувствительные клетки обонятельных ямок, вызывая соответствующие ощущения запаха.
Чтобы определить, какие запахи различают пчелы, их приучают брать сахарный сироп с одного из столиков. Сиропу придавали запах какого-либо растения — мяты, жасмина, клевера. Затем, когда пчелы привыкали брать корм, кормушку с сиропом убирали, а на соседний столик клали ветку, смоченную тем же пахучим веществом, который был и в кормушке. После этого пчелы безошибочно садились на столик с запахом, хотя никакого сиропа там не было.
Обоняние у пчел развито значительно сильнее, чем у человека. Пчелы воспринимают запахи некоторых цветков (например, смородины), которые человек не ощущает. Они способны также четко находить определенные, знакомые им запахи среди десятков других. Пчелы различают и смеси запахов. Способность пчел тонко различать запахи имеет большое значение при отыскивании нектара в цветках растений.
Каждая пчелиная семья обладает своим индивидуальным запахом, по которому пчелы отличают пчел своей семьи от чужих. Запах этот складывается из суммы запахов нектара, который они вносят в улей. Если пчелам разных семей давать корм с одинаковым запахом, то они вскоре перестают различать своих пчел от чужих. В обычных условиях пчелы каждой семьи собирают нектар с различных видов растений и приносят его в разной пропорции, так что в ульях получаются неодинаковые смеси нектара, а следовательно, семьи приобретают разные запахи. Если же пчелы всех семей работают на каком-либо одном медоносе (например, на липе), то различия в запахах отдельных семей сглаживаются; пчелы на некоторое время утрачивают способность различать своих пчел от чужих. Пчелы обладают способностью четко определять время суток. Например, если выставлять на пасеке сахарный сироп ежедневно в один и тот же час, то пчелы вскоре станут прилетать к привычному для них времени. Пчелы точно различают время и в условиях искусственного (электрического) освещения, следовательно, это чувство времени не зависит от положения солнца. Для выяснения у пчел чувства времени был проведен следующий опыт. Пчел, находящихся в Париже, приучали летать с 8 часов 30 минут до 10 часов в комнате при искусственном освещении. Затем на самолете пчел перевезли в Нью-Йорк, где солнечное время на 5 часов отличается от парижского. Оказалось, что пчелы на новом месте вылетали точно с 8 часов 30 минут по привычному для них парижскому времени.


Расскажите друзьям об этой новости:

Загрузка комментариев...