🐜Строение муравья и его анатомия: голова, глаза, сердце, усики

Муравьи отличаются от многих других насекомых. Они создают семью, которая по устройству напоминает человеческое общество: особи выполняют свои функции, растят потомство. При этом членистоногие заботятся о благополучии друг друга, что отчасти обусловлено зависимостью от сородичей, ведь самостоятельно муравей не может существовать. Важно изучить строение муравья. Это позволит понять, почему он ведет себя так, а не иначе.

Содержание статьи: показать

История эволюции муравьев

Членистоногие существовали более 130 млн лет назад – во времена динозавров. Это обусловлено особенностями устройства их большой семьи. Причина повышенной способности к выживанию объясняется способом размножения, поддержания жизнедеятельности: за появление потомства ответственна лишь матка, остальные особи обеспечивают уход за молодняком и королевой гнезда, занимаются строительством объекта, где они существуют все вместе. Пищу тоже приносят рабочие муравьи, основная доля которых составляет колонию.

Единство насекомых способствует созданию подобия сверхорганизма, как называют муравейник многие ученые. Они очень хорошо организованы. У членистоногих природой заложено выполнение основных функций, а потому не возникает конфликтов. Никто из рабочих особей обычно не делит обязанности. Это еще одна причина, объясняющая, почему эти насекомые смогли выживать в течение столь длительного периода и продолжают это делать теперь.

Также сохранение жизнеспособности насекомых
обусловлено еще и тем, что они придерживаются иерархии, каждый находится на своем месте, не претендует на другое, более привилегированное.

К тому же всё, что делается внутри муравейника, идет на благо особей, живущих в нем. Царица приносит за всю свою жизнь (15-20 лет, а иногда и 28 лет) много тысяч, миллионов новых особей. Это способствует созданию условий, при которых выживаемость многократно возрастает, т. к. муравьев становится с каждым следующим поколением всё больше.

Строение муравья история эволюции — Эволюция муравья

Признаки муравья, как насекомого

Согласно научной классификации, особи относятся к отряду перепончатокрылых. Это означает, что их родственниками являются осы и пчелы. У муравьев есть ряд признаков, которые позволяют распознать в них насекомое:

есть крылья, на которых видны прожилки, некоторые особи утрачивают способность летать со временем;
6 члениковых конечностей;
имеются усики, выполняющие функцию антенн;
наружные покровы жесткие, покрыты мелкими щетинками;

видны выступающие мощные челюсти, способные измельчить твердую пищу до состояния муки;
существование в составе колонии, коллективное ведение «быта»;
способность делать кладки яиц;
прохождение этапа окукливания.

Строение муравья признаки — Муравей с крыльями

Общее строение муравьев

Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту, членистоногие отличаются сложным строением. Но условно выделяют 3 части тела муравья:

голова;
грудной отдел;
брюшко.

Остальные органы рассматриваются при ближайшем изучении этих участков. Наиболее крупным считается хитин. Он выполняет функцию скелета – помогает сохранить форму тела, принимает на себя часть оказываемых механических нагрузок, поддерживается мышцами изнутри.

Строение муравья общее — 3 основных части тела муравья

Внешнее строение

Когда изучается информация о внутреннем устройстве тела членистоногого, не менее важно понять, как выглядит особь. Это позволит отличить муравья на разных стадиях развития от прочих насекомых.

Голова

Размер головы часто отличается от параметров разных особей. Это особенно выражено у рабочих особей. В таком случае участь насекомых решается сразу – они выполняют функцию охранника гнезда. В голове муравья находится множество желез, которые задействованы в самых разных процессах, начиная с привлечения особей противоположного пола и заканчивая распространением сигнала тревоги (пахучего вещества). Например, этому способствуют мандибулярные железы.

Глаза

Органы зрения муравьев устроены достаточно сложно. Они сходны с глазами многих других насекомых. У муравьев они фасеточные. Это парный орган зрения, состоит из большого количества линз. Главной особенностью является восприятие ультрафиолетовых лучей. Кроме того, глаза у муравьев обеспечивают цветное зрение.

К преимуществам глаз такого типа относится и способность различать движение. Это позволяет быстро реагировать на разные события вокруг. Так, в некоторых случаях муравей может реагировать на свет частотой до 300 Гц. Для сравнения человек имеет более ограниченные возможности, т. к. воспринимает излучение частотой не более 50 Гц.

Строение муравья глаза — Глаза имеют сложное строение

Рот

У муравьев сильно заметны выдающиеся верхние челюсти. Это мандибулы, они могут раскрываться до 270°, а затем защелкиваться с огромной скоростью – до 230 км/ч. Рот муравья состоит также из нижних челюстей, наличника (передняя часть головы, находится в верхней ее части), нижней губы. Здесь расположено много желез: максиллярная, нижнечелюстная, глоточная, слюнная.

Усики

По мере изучения анатомии муравья открываются всё новые особенности обоняния этих насекомых. Посредством усиков членистоногие воспринимают запахи. Причем уровень их чувствительности крайне высок, его не сравнить с человеческим обонянием. Однако муравьи не могут распознавать направление следа таким способом, как ранее считали ученые. Кроме того, органы вкуса тоже находятся на усиках. Они располагаются на нижней губе, максиллах.

Муравьи не так хорошо воспринимают звук,
но это умение для жизни не несет ценности. Членистоногие замечают изменения уровня звука, когда оказываются непосредственно в центре стоячих волн. Эта функция реализуется при участии волосков на теле насекомых. Они начинают колебаться, как только муравей оказывается в зоне излучения, которое способен воспринимать.

Строение муравья усики — На усиках расположены органы вкуса

Брюшко

Пищеварительная система состоит из предротовой полости и непосредственно пищеварительного тракта. Первый из элементов системы пищеварения предназначается для приемки пищи и удаления остатков, которые образуются после чистки тела. Основные ее части: передний, задний, средний отдел. Каждый из них состоит из разных элементов. Например, передний отдел включает в себя провенрикулюс, пищевод, зоб. Последний из них играет особую роль – это своего рода «общественный» желудок.

Здесь собирается еда,
которая будет в дальнейшем перераспределена между другими особями в гнезде.

Есть еще и жевательный желудок. Сюда еда поступает из зоба. Переваривание пищи происходит в средней кишке. Здесь выделяются вещества, которые способствуют перевариванию еды. Задняя кишка делится на 3 участка, последний из них оканчивается анальной трубкой. Ее мышцы очень мощные.

Строение муравья брюшко — Брюшко муравья

Лапки

Строение конечностей муравьев и других насекомых сходно. Они состоят из нескольких члеников. На поверхности есть зазубрины, облегчающие перемещение по гладкой поверхности, шпоры. Представители некоторых видов развивают скорость до 4 км/ч. Умения насекомых некоторых групп:

муравьи-бульдоги могут переплыть небольшую лужу длиной до 15 м;
членистоногие умеют прыгать на расстояние до 50 см.

Лапки состоят из 3 суставов. Причем каждая пара ног располагается на отдельной части груди. Названия частей конечностей: бедро, голень, лапка. Верхняя соединяется со средней посредством шпоры. Размеры конечностей отличаются в зависимости от вида муравьев. Крупные насекомые перемещаются по стеклу и гладкому пластику с гораздо большим трудом, чем мелкие.

Строение муравья лапки — Лапки состоят из нескольких члеников

Внутреннее строение

Членистоногие выделяются на фоне остальных не только по внешним признакам и устройству гнезда. Например, ученые отмечают много особенностей внутреннего строения муравья. Благодаря им продолжительность жизни насекомого увеличивается. Например, среди важных органов муравья отмечают сердце, головной мозг. Для перекачивания биологической жидкости природой предусмотрен спинной сосуд. Название необычное для восприятия, но по функциям он идентичен сердцу. Головной мозг – это скопление нервных клеток на одном из участков тела. Данный участок является более важным, чем остальные.

Нервная система

Нервные клетки содержатся во всем теле муравья, но располагаются островками:

надглоточный и подглоточный ганглий;
грудные нервные узлы;
нервная цепочка в брюшной полости.

Функцию головного мозга выполняет надглоточный ганглий. Он формирует временные связи. Наибольший объем этого органа у рабочих муравьев. Самец не выполняет сложных функций, а потому у него мозг наименьшего размера. У матки объем этого органа среднего объема. За условные рефлексы отвечают грибовидные тела нервной системы муравья. Их размеры напрямую связаны с параметрами головного мозга (его объемом).

Строение муравья строение нервной системы — Особенности строения нервной системы

Система кровообращения

В организме муравья отсутствует кровь в привычном понимании этого определения. Так, у него циркулирует гемолимфа. Это бесцветная жидкость, выполняющая те же задачи, что и кровь. Реализуется возможность циркуляции гемолимфы благодаря «сердцу». Так называется трубка, проходящая через все тело – вдоль спинки. Она позволяет функционировать системе кровообращения.

Система дыхания

Основные составляющие: трахеи, дыхальца. Устройство системы дыхания муравьев и прочих насекомых мало чем отличается. На поверхности располагаются стигмы. Так еще называют дыхальца. Они расположены на разных участках туловища: сегментах брюшка, эпинотуме, стебельке. Воздух поступает в организм через дыхальца, они соединены с трубками (трахеи). Значит, что повреждение части тела не всегда является причиной смерти муравьев, они могут продолжать дышать.

Строение муравья — Расположение дыхальцев

Чем питается муравей в природе

Представители большинства видов относятся к группе насекомых, употребляющих разные виды пищи: растительную, животную. Однако есть и такие, порядок питания которых включает в себя только продукт одного вида. Существуют и всеядные особи, но у них в приоритете всегда находится какой-то из видов пищи, остальные вводятся в рацион в меньшем количестве.

Муравьи-хищники

Представители разных видов имеют свои предпочтения в еде. Наиболее известными являются кочевники и бульдоги. Особи первого из видов употребляют только животную пищу. Они предпочитают насекомых разных видов, включая личинок. Другие источники полезных веществ: ящерицы небольших размеров, лягушки, птицы (но те из видов, которые не летают), беспозвоночные. Муравьи-кочевники могут употреблять живых и мертвых особей, ослабленных, обездвиженных существ. Их сородичи бульдоги также добывают животную пищу, но ограничений в рационе больше. Предпочтение такие членистоногие отдают насекомым и беспозвоночным.

Строение муравья-хищника — Муравей-хищник на расправляется с жертвой

Растительноядные муравьи

В отличие от насекомых, которые могут употреблять животную пищу на начальном этапе развития, чтобы подкормить потомство, растительноядные особи не нуждаются в других источниках полезных веществ. Они поедают растительную еду. Например, древоточцы питаются древесиной разного вида, включая трухлявые пни. Перевариванию способствует особая бактерия в пищеварительном тракте особей – эндосимбионт. Еще один вид муравья – жнец. Источником пищи служат семена. Они собирают их в большом количестве, кормят потомство.

Муравьи-листорезы, вопреки всеобщему мнению,
не употребляют листья, которые поднимают с земли, нарезают и относят в гнездо. Они используют их как сырье для развития грибка, который используют в качестве пищи. Для этого насекомые предварительно обрабатывать листья слюной, которую выделяют.

Строение муравья всеядного — Муравей-вегетарианец

Всеядные муравьи

Некоторые членистоногие могут употреблять пищу с разными свойствами: животную, растительную, человеческую. Они поедают насекомых, растения, семена, молочные продукты, мясо, полуфабрикаты и др. Но кормить потомство предпочитают животной пищей, содержащий белок. Эти продукты по-прежнему остаются главными, на втором месте растительная еда.

Муравьи: виды, фото

Представители разных групп могут отличаться по внешним признакам, что можно увидеть на фото, видео. Однако они имеют одинаковое строение тела, за малым исключением. Например, особи разных каст (самка, самец, рабочая особь) отличаются количеством члеников, из которых состоят усики.

Строение муравья плотника — Муравей-плотник

Строение муравья черного — Черный муравей

Строение муравья огненного — Огненный муравей

Черные садовые муравьи

Женские особи (матки) этого вида считаются долгожителями – достигают 29 лет. Черный садовый муравей имеет близнеца в природе: науке известен еще один вид с аналогичными внешними признаками – Lasiusplatythorax. Внешние характеристики:

длина тела рабочих особей 3-4,5 мм, матки – 1 см;
окрас темный: темно-коричневый, черный;
отличается от близнеца ласиуса наличием большого количества мелких ворсинок;

у самцов более длинные мандибулы, треугольное брюшко, 13- члениковые усики, если интересно, сколько их у самок, нужно запомнить, что чаще всего их антенны более короткие, в данном случае они состоят из 12 члеников.

Строение муравья черного садового — Черные садовые муравьи

Рыжие лесные муравьи

Распространенные насекомые рода формика. Они отличаются средними размерами (7-14 мм). Окрас красно-бурый, при этом некоторые из частей тела красные (грудка, стебелек, щеки), а брюшко и голова – черные. Строение наличника тоже отличается – он округлый, без выреза. Голова в области затылочного края выпуклая. Через все брюшко проходит ядовитая железа, здесь же расположен мускулистый мешок. Рыжие лесные особи могут существовать в огромных гнездах высотой до 1,5 м.

Строение муравья рыжего садового — Рыжий садовый муравей

Фараонов муравей – домовой

Часто встречается в человеческом жилье. Длина тела составляет 2-4 мм, что зависит от касты. Самки более крупные. Домовой муравей характеризуется рыжим окрасом. У более мелких особей кутикула прозрачная. Самцы крупнее рабочих особей, их окрас темнее – почти черный, хитиновые покровы плотные. Отличаются насекомые разных каст наличием/отсутствием крыльев. Так, среди крылатых особей отмечают самцов и самок. Природой не заложен рост крыльев в организме рабочих насекомых.

Строение муравья фараонового — Фараонов муравей

Кочевые муравьи

К этой группе относится несколько групп насекомых, они имеют конвергентные сходства строения тела, поведения. Главная характеристика представителей вида зашифрована в названии – муравьи ведут кочевой образ жизни. Они предпочитают передвигаться, когда тепло, зима (при минусовых температурах) для этого не подходит. Некоторое время проводят в оседлой фазе, это необходимо, чтобы самки получили возможность отложить яйца. Длина тела зависит от того, какой образ жизни ведут насекомые. Например, если наступила оседлая фаза, размеры тела особей увеличиваются.

Строение муравья кочевого — Муравьи-кочевники

Муравьи-бульдоги

Обширный род, объединяющий несколько видов: Myrmecia pilosula, Mirmeciagulosa. Насекомые этой группы считаются очень опасными. Их укус причиняет сильный дискомфорт. Тело длинное, узкое. Глаза выпуклые, отличаются коричневым цветом, как и все туловище. Встречаются также насекомые оранжевого, красного оттенка. Длина тела в зависимости от касты составляет 2-3 см.

Строение муравья бульдога — Муравей-бульдог

Муравьи-пули

Представители данного вида тоже относятся к наиболее опасным. По интенсивности воздействия их укус превосходит степень поражения тканей при нападении осы, пчелы. Такая особенность обусловлена строением жал: его длина составляет 3,5 мм, а размер резервуара для яда – 1,9 мм, проток между ними – 3 мм. Говорят, сила болевых ощущений от укуса такого насекомого сопоставима с попаданием пули, причем симптомы не ослабевают даже через 1 сутки. Длина тела составляет 1-50 мм, зависит от касты.