Стенка тела и экзоскелет

Стенка тела насекомого секретирует экзоскелет, который служит опорой для прикрепления внутренней мускулатуры. Экзоскелет придаёт жёсткость телу насекомого и, подобно внутреннему скелету позвоночных, служит опорой для мышц. К экзоскелету прикрепляются основные мышцы, обеспечивающие целостность тела. Стенка тела может быть достаточно упругой или гибкой, однако растягиваться она способна лишь в течение короткого времени после линьки.

Поскольку стенка тела служит как для защиты, так и для прочного прикрепления мышц, многие её участки уплотнены или склеротизированы. Если бы стенка тела везде была одинаково твёрдой, то насекомые не только не могли бы передвигаться, но, например, не могло бы растягиваться их брюшко, для того чтобы вмещать потребляемую пищу или созревающие яйца. Движения становятся возможными благодаря тому, что твёрдые участки тела образуют совокупность пластин, или склеритов, между которыми стенка тела остаётся мягкой и гибкой, или мембранозной. Такое строение, с одной стороны, обеспечивает жёсткость тела и защиту внутренних органов, а с другой — создаёт условия для различных типов движений.

Простой пример того, как работает эта конструкция, даёт брюшко комара. Когда брюшко не наполнено, го поперечное сечение узкое, эллиптическое, спинной и брюшной склериты связаны по бокам полосками тончайшей гофрированной мембраны. По мере наполнения брюшка кровью эта мембрана просто расправляется, позволяя спинному и брюшному склеритам отодвигаться все дальше друг от друга под действием увеличивающегося объёма пищи, засасываемой в брюшко. В состоянии наибольшего растяжения брюшко имеет в поперечном сечении почти круглую форму.

Другой широко распространённый тип мембранного соединения, показанный на рисунке, действует по принципа телескопических колец. Когда тело подтянуто, кольца находят одно на другое и мембрана втянута внутрь. Когда же оно вытянуто, вложенные друг в друга секции раздвигаются, насколько позволяет длина связывающих их мембран.

На рисунке показано, каким образом гибкая мембранозная полоска обеспечивает движение членистой ноги. Справа узкий участок мембраны образует шарнирное соединение между ногой и склеритом. На рисунке нога стоит прямо; обратите внимание на то, что левая мембрана собрана при этом в складки. В положении Б нога продвинута вперёд; это движение расправило левую мембрану, так как основание ноги переместилось внутрь и назад.

Распространённый тип сочленения частей ноги взрослых насекомых представлен на следующем рисунке; в этом случае два сегмента имеют соединение в виде шарообразного выступа и соответствующей ему впадины. Когда правый сегмент вытянут, как в положении А, верхняя мембрана (1) сложена, а нижняя мембрана (2) — растянута. Когда правый сегмент опущен вниз, как в положении Б, верхняя мембрана натянута, а нижняя свёрнута или собрана в складки.

Поперечный срез брюшка комара (схематизировано) в сокращённом (А) и раздутом состояниях (Б)

Продольный срединный разрез телескопических кольцевых сегментов (схематизировано). А. Втянутое состояние. Б. Вытянутое состояние. Тонкой линией обозначена мембрана.

Сочленение ноги с телом с помощью мембраны. А. Нога стоит прямо. Б. Движение ноги вперёд.

Мембранозные перемычки в ножном сочленении типа «шара и впадины». А. Нога вытянута. Б. Нога согнута. 1 — верхняя мембрана, 2 — нижняя мембрана

Во всех четырёх приведённых примерах движение возможно благодаря гибкости, но не эластичности. На рисунках не обозначены мышцы, сокращение которых на самом деле вызывает движения, а показаны лишь мембранные соединения, которые делают эти движения возможными.

Склериты. Твёрдые и склеротизированные части тела называются склеритами. Главные склериты обычно разделены участками или полосками мембраны. Многие крупные склериты могут подразделяться на дополнительные бороздами или новыми полосками мембраны. Склериты могут также сливаться, причём обычно в месте слияния остаётся отчётливая линия, борозда или морщина. В энтомологии эти типы границ — полоски мембраны, борозды, линии слияния — называют швами. Термин «склерит» обычно употребляется для обозначения любого склеротизированного участка покрова, ограниченного швами любого типа.

Выросты покровов. Поверхность покровов обычно несёт разного рода выросты, в том числе складки, шипы, чешуйки, щетинки и волоски. Все эти выросты представляют собой производные стенки тела. Хотя в плане изучения основ внешней морфологии они не представляют особого интереса, однако имеют огромное функциональное значение, например при испускании звука или восприятии различных типов раздражителей.

Внутренние выросты. Многочисленные внутренние выросты образованы впячиванием стенки тела. Они называются аподемами. Точка или линия их впячивания почти всегда видна снаружи в виде ямки или бороздки. Эти углубления служат одним из наиболее надёжных ориентиров, когда приходится выяснять, из каких именно склеритов образовались аподемы. Аподемы создают внутри тела поверхности для прикрепления мускулатуры.