Есть у насекомых желудок

Кишечный канал. Пищеварительная система насекомых состоит из кишечного канала и функционально с ним связанных слюнных желез (рис. 16). Кишечный канал начинается ротовым отверстием в головном отделе тела и заканчивается анальным отверстием на конце брюшка. Канал состоит из трех отделов: переднего, среднего и заднего. Передний и задний отделы образовались при впячивании наружного зародышевого листка — эктодермы во время развития зародыша и внутри выстланы содержащей хитин кутикулой; средний отдел образован из внутреннего зародышевого листка — энтодермы, и его внутренние стенки выстланы клетками железистого эпителия.

Передний отдел, или передняя кишка, подразделен на глотку, пищевод и преджелудок, или мышечный желудок. Пищевод в виде длинной и тонкой трубки часто без резкой границы переходит в объемистый тонкостенный зоб, который служит резервуаром для накопления и переваривания (но не всасывания) пищи. У некоторых чешуекрылых и двукрылых зоб обособлен от пищевода и соединяется с ним узким протоком. Мышечный желудок, если он развит, имеет сильную мускулатуру и изнутри несет хитиновые зубцы.

Предполагают, что он служит для дополнительного размельчения пищи (таракановые, кузнечики, некоторые личинки усачей), для передачи пищи в среднюю кишку (пчелиные) и пищеварительных ферментов из средней кишки в зоб и пищевод (жуки, жужелицы) и т. д. Передняя кишка заканчивается кардиальным клапаном, часто свисающим в просвет средней кишки. Этот клапан регулирует поступление пищи и связан с формированием перитрофической оболочки.

Средняя кишка имеет различные форму и объем. В простейшем случае она представляет собой трубку (первичнобескрылые, многие бабочки, комары и их личинки); у медоносной пчелы она удлинена, имеет кольцевые складки и образует изгиб; у жуков навозников средняя кишка закручена спирально в несколько оборотов. Объем средней кишки у насекомых часто увеличивается и за счет образования слепых отростков (прямокрылые, личинки некоторых пластинчатоусых).

В средней кишке происходит выделение пищеварительных ферментов и всасывание пищи. Кроме того, у многих насекомых эпителий средней кишки выделяет перитрофическую оболочку, которая защищает клетки эпителия от повреждения частицами пищи и обеспечивает более полное использование ферментов, проникающих через эту оболочку. Клетки эпителия возобновляются за счет регенеративных клеток, расположенных группами; часто они углублены и образуют крипты, выступающие над поверхностью кишки.

У представителей отряда полужесткокрылые средняя кишка подразделена на отделы. Например, у клопа вредной черепашки она состоит из четырех отделов, причем выделение пищеварительных ферментов происходит в первых трех, максимально — в первом отделе, всасывание в третьем, а четвертый отдел служит главным образом вместилищем микроорганизмов симбионтов, принимающих участие в переваривании пищи. У многих равнокрылых конец передней кишки или начало средней соприкасается с концом средней или началом задней кишки. Через ооразовавшуюся фильтрационную камеру избыток воды с частью растворенных сахаров переходит в заднюю кишку и выбрасывается наружу в виде пади, или медвяной росы, а белки и другие высокомолекулярные соединения задерживаются и попадают в среднюю кишку.

Задняя кишка начинается коротким пилорическим клапаном, куда впадают мальпигиевы сосуды. У большинства насекомых задняя кишка включает в себя тонкую и прямую кишки, между которыми находится ректальный клапан. Степень обособления этих вторичных отделов различна у разных групп насекомых. У многих клопов не выражена тонкая кишка, у личинок некоторых долгоножек, питающихся древесиной, непарный вырост тонкой кишки является «бродильной камерой», где, вероятно, проходит процесс переваривания клетчатки и т. д. Основными функциями задней кишки являются: отсасывание воды из остатков пищевой массы, формирование экскрементов и выведение их наружу через анальное отверстие. Особенности питания и пищеварения. Пища, поступающая в организм насекомого в виде сложных высокомолекулярных соединений, для ее усвоения нуждается в переработке. Эта переработка осуществляется механическим и биохимическим путем. Механическая переработка твердой пищи заключается в размельчении ее грызущими ротовыми органами и в ряде случаев с помощью мышечного желудка.

Биохимическая переработка связана с расщеплением основных компонентов пищи — белков, жиров и углеводов. Первый этап этого процесса начинается уже в ротовой полости и пищеводе, где на пищу действуют ферменты слюнных желез. Например, глоточная железа пчелы — главный источник инвертазы при расщеплении сахарозы на глюкозу и фруктозу меда. Однако основным местом переваривания и всасывания пищи является средняя кишка. Источниками ферментов, осуществляющих расщепление пищи, т. е. являющихся катализаторами, служат клетки эпителия. Они продуцируют карбогидразы, гидролизующие сложные сахара, т. е. поли – и дисахариды, до моносахаридов, протеазы, расщепляющие белки до дипептидов и аминокислот, и липазы, отщепляющие жирные кислоты от молекул жиров (липидов). Только продукты окончательного гидролиза основных компонентов пищи могут всасываться стенками кишечника и попадать в кровь.

В зависимости от пищевой специализации насекомых меняется и соотношение различных групп ферментов. Так, у хищников преобладают протеолитические ферменты, у растительноядных форм — карбогидразы. Некоторые насекомые выделяют специальные ферменты, расщепляющие такие трудноперевариваемые вещества, как клетчатка (целлюлаза у личинок усачей) или роговое вещество (кератиназа у личинок кожеедов) и т. д. Часто клетчатку разрушают симбиотические бактерии и простейшие, живущие в кишечнике некоторых насекомых (термитов, личинок хрущей и др.).

Обработка пищи ферментами часто наблюдается еще до поступления ее в полость кишечного канала. Это явление получило название внекишечного пищеварения. Например, клопы черепашки вводят в зерно злаков при проколе ферменты слюны, которые осуществляет биохимические изменения в содержимом зерна (в частности, разрушают клейковину), облегчая его всасывание. Еще ярче выражено внекишечное пищеварение у хищных насекомых. Так, личинки златоглазок и других сетчатокрылых вводят в тело жертвы пищеварительные ферменты через каналы в челюстях, а через несколько минут по тем же каналам происходит всасывание гидролизованной пищи.

У большинства отрядов насекомых в области средней кишки отмечена слабокислая реакция, близкая к нейтральной, pH от 6 до 7. Исключение составляют чешуекрылые и двукрылые. У чешуекрылых реакция щелочная, достигающая у гусениц тутового шелкопряда, например, 10,3; у двукрылых, наоборот, кислая — до 3,65 у личинок комнатной мухи и даже до 2,8 — у личинок каллифоры красноголовой.

Отыскивая пищу, растениеядные насекомые реагируют на определенные химические компоненты растений. Стимулами, привлекающими или отталкивающими насекомое, могут быть различные органические соединения, которые содержатся в пище, но часто не имеют питательной ценности. При этом различают пищевые аттрактанты, антифиданты и репелленты.

Пищевыми аттрактантами называют химические вещества, привлекающие данный вид насекомого. Глюкозиды горчичного масла — синигрин и прогоинтрин — соответственно привлекают белянок и капустную моль, терпены, содержащиеся в коре хвойных деревьев, привлекают короедов, и заболонников (например, атерпинол — соснового лубоеда) и т. д.

Антифиданты, или антифидинги, подавляют или не допускают питания насекомых на источнике пищи. При обработке растений даже малыми количествами антифидантов насекомые, находящиеся на растении, прекращают питание и часто погибают от голода. К ним относятся алкалоиды, алкалоид-глюкозиды, фенольные соединения, такие, как никотин, томатин, таннины, а также терпеноиды, комплексные соединения меди, оловоорганические антифиданты. Так, тетратерпен азадирахтин в виде фракций масла, извлеченного из широко распространенного в Индии дерева мелия азадирахта, обладал высокой антифидантной активностью для некоторых видов совок и пустынной саранчи схистоцерки; имаго колорадского жука в течение 14 дней практически полностью отвергали листья картофеля, обработанные таннином; оксинолин-медь, медный купорос в концентрации 0,05 моль/л заметно угнетали питание гусениц последнего возраста капустной совки, а в концентрации 0,01 моль/л — личинок колорадского жука и т. д.

Близки по своему действию и репелленты, т. е. вещества, отпугивающие насекомых и других животных. Высокую активность (коэффициент репеллентности свыше 80% в течение двух недель) выявлен у двуалкилированных эфиров миндальной кислоты для малого мучного хрущака. Предложено устройство из патронташа, заполненного диспенсерами с репеллентом, которое накладывают на ствол в дневное время с целью отпугивания гусениц непарного и кольчатого шелкопрядов, совершающих регулярные миграции из подстилки на крону. В качестве репеллента используют смесь органических соединений из алифатического альдегида, дисульфида с атомами углерода и карбоксильную кислоту, сохраняющую активность в природе в течение двух вегетационных периодов.

Кратковременно, лишь в течение нескольких часов, действуют диметилфталат и дибутилфталат, отпугивающие от человека и животных кровососущих двукрылых насекомых. Разработаны также композиции репеллентов, отпугивающие мышевидных грызунов и зайцев от плодовых деревьев и птиц от высеянных семян.