¿Cuáles son los órganos de los sentidos de los insectos? El sistema nervioso y los órganos de los sentidos de los insectos.

Los órganos de los sentidos de los insectos

Zhdanova T. D.

Las diversas y enérgicas actividades del mundo de los insectos pueden ser experiencias asombrosas. Parecería que estas criaturas vuelan y nadan descuidadamente, corren y gatean, zumban y gorjean, roen y cargan. Sin embargo, todo esto no se hace sin rumbo, sino principalmente con una intención definida, de acuerdo con el programa innato establecido en su cuerpo y la experiencia de vida adquirida. Para la percepción del mundo circundante, la orientación en él, la implementación de todas las acciones y procesos de vida oportunos, los animales están dotados de sistemas muy complejos, principalmente nerviosos y sensoriales.

¿Qué tienen en común los sistemas nerviosos de vertebrados e invertebrados?

El sistema nervioso es un complejo muy complejo de estructuras y órganos, formado por tejido nervioso, donde el cerebro es la sección central. La principal unidad estructural y funcional del sistema nervioso es una célula nerviosa con procesos (en griego, una célula nerviosa es una neurona).

El sistema nervioso y el cerebro de los insectos proporcionan: percepción con la ayuda de los sentidos de irritación externa e interna (irritabilidad, sensibilidad); procesamiento instantáneo por el sistema de analizadores de señales entrantes, preparación e implementación de una respuesta adecuada; almacenar información hereditaria y adquirida en forma codificada en la memoria, así como recuperarla instantáneamente según sea necesario; control de todos los órganos y sistemas del cuerpo para su funcionamiento como un todo, equilibrándolo con el medio ambiente; la implementación de procesos mentales y una mayor actividad nerviosa, comportamiento apropiado.

La organización del sistema nervioso y el cerebro de los vertebrados e invertebrados es tan diferente que a primera vista parece imposible compararlos. Y al mismo tiempo, para los más diversos tipos de sistema nervioso, pertenecientes, al parecer, a organismos muy "simples" y "complejos", las mismas funciones son características.

El diminuto cerebro de una mosca, abeja, mariposa u otro insecto le permite ver y oír, tocar y saborear, moverse con gran precisión, además, volar utilizando un "mapa" interno a distancias considerables, comunicarse entre sí e incluso poseer "Lenguaje", aprender y aplicar el pensamiento lógico en situaciones atípicas. Entonces, el cerebro de una hormiga es mucho más pequeño que la cabeza de un alfiler, pero este insecto ha sido considerado durante mucho tiempo un "sabio". Cuando se compara no solo con su cerebro microscópico, sino también con las capacidades incomprensibles de una célula nerviosa, una persona debería avergonzarse de sus computadoras más modernas. ¿Y qué puede decir la ciencia sobre esto, por ejemplo, la neurobiología, que estudia los procesos de nacimiento, vida y muerte del cerebro? ¿Pudo desentrañar el misterio de la actividad vital del cerebro: este es el fenómeno más complejo y misterioso conocido por la gente?

La primera experiencia neurobiológica pertenece al antiguo médico romano Galeno. Al cortar las fibras nerviosas del cerdo, con la ayuda de las cuales el cerebro controlaba los músculos de la laringe, privó al animal de su voz; inmediatamente se adormeció. Esto fue hace un milenio. Pero, ¿hasta dónde ha llegado la ciencia desde entonces en su conocimiento del principio del cerebro? Resulta que, a pesar del enorme trabajo de los científicos, el hombre no conoce el principio de funcionamiento ni siquiera de una célula nerviosa, el llamado "ladrillo" a partir del cual se construye el cerebro. Los neurocientíficos comprenden mucho de cómo una neurona "come" y "bebe"; cómo recibe la energía necesaria para su vida, digiriendo en "calderos biológicos" las sustancias necesarias extraídas del ambiente; cómo entonces esta neurona envía a los vecinos una variedad de información en forma de señales, encriptadas en una cierta serie de impulsos eléctricos o en varias combinaciones de sustancias químicas. ¿Y entonces que? Una célula nerviosa recibió una señal específica, y en sus profundidades comenzó una actividad única en colaboración con otras células que forman el cerebro del animal. Hay una memorización de la información que vino, recuperando la información necesaria de la memoria, tomando decisiones, dando órdenes a los músculos y órganos diversos, etc. ¿Cómo está yendo? Los científicos aún no lo saben con certeza. Bueno, dado que no está claro cuán individual células nerviosas y sus complejos, el principio de todo el cerebro, incluso tan pequeño como el de un insecto, no está claro.

El trabajo de los sentidos y los "dispositivos" vivientes

La actividad vital de los insectos va acompañada del procesamiento de información sonora, olfativa, visual y sensorial: espacial, geométrica, cuantitativa. Una de las muchas características misteriosas e interesantes de los insectos es su capacidad para evaluar con precisión la situación con la ayuda de sus propios "dispositivos". Nuestro conocimiento de estos dispositivos es insignificante, aunque se utilizan ampliamente en la naturaleza. Estos también son determinantes de varios campos físicos, que permiten predecir terremotos, erupciones volcánicas, inundaciones y cambios climáticos. Este es un sentido del tiempo, medido por un reloj biológico interno, y un sentido de velocidad, y la capacidad de orientarse y navegar, y mucho más.

La propiedad de cualquier organismo (microorganismos, plantas, hongos y animales) de percibir las irritaciones que emanan del medio externo y de sus propios órganos y tejidos se denomina sensibilidad. Los insectos, como otros animales con un sistema nervioso especializado, tienen células nerviosas con una alta selectividad para diversos estímulos: receptores. Pueden ser táctiles (sensibles al tacto), temperatura, luz, químicos, vibración, muscular-articular, etc. Gracias a sus receptores, los insectos capturan toda la variedad de factores ambientales: diversas vibraciones (una amplia gama de sonidos, energía de radiación en forma de luz y calor), presión mecánica (por ejemplo, gravedad) y otros factores. Las células receptoras están ubicadas en tejidos ya sea individualmente o recolectadas en sistemas con la formación de órganos sensoriales especializados: órganos de los sentidos.

Todos los insectos "comprenden" perfectamente las lecturas de sus sentidos. Algunos de ellos, como los órganos de la vista, el oído, el olfato, son remotos y pueden percibir la irritación a distancia. Otros, como los órganos del gusto y el tacto, están en contacto y reaccionan a la estimulación por contacto directo.

Los insectos en su mayor parte están dotados de una excelente visión. Sus complejos ojos facetados, a los que a veces se añaden ojos simples, sirven para reconocer diversos objetos. Algunos insectos cuentan con visión de colores, dispositivos de visión nocturna adecuados. Curiosamente, los ojos de los insectos son el único órgano con el que otros animales tienen similitud. Al mismo tiempo, los órganos del oído, el olfato, el gusto y el tacto no tienen tanta similitud, pero, sin embargo, los insectos perciben perfectamente los olores y los sonidos, se orientan en el espacio, captan y emiten ondas ultrasónicas. Su sutil sentido del olfato y el gusto les permite encontrar comida. Varias glándulas de insectos secretan sustancias para atraer compañeros, parejas sexuales, ahuyentar a rivales y enemigos, y un sentido del olfato muy sensible es capaz de captar el olor de estas sustancias incluso durante varios kilómetros.

Muchos, en sus ideas, asocian los sentidos de los insectos con la cabeza. Pero resulta que las estructuras responsables de recopilar información sobre el medio ambiente se encuentran en insectos en varias partes del cuerpo. Pueden detectar la temperatura de los objetos y saborear la comida con los pies, detectar la presencia de luz con la espalda, escuchar con las rodillas, bigotes, apéndices de la cola, pelos corporales, etc.

Los órganos de los sentidos de los insectos son parte de los sistemas sensoriales: analizadores que impregnan casi todo el cuerpo con una red. Reciben muchas señales externas e internas diferentes de los receptores de sus órganos de los sentidos, las analizan, forman y transmiten "instrucciones" a varios órganos para la implementación de acciones apropiadas. Los órganos sensoriales constituyen principalmente la sección receptora, que se encuentra en la periferia (extremos) de los analizadores. Y la sección de conducción está formada por neuronas centrales y vías de receptores. El cerebro tiene ciertas áreas para procesar información de los sentidos. Constituyen la parte central, "cerebral" del analizador. Gracias a un sistema tan complejo y conveniente, por ejemplo, un analizador visual, se lleva a cabo un cálculo y control precisos de los órganos de movimiento del insecto.

Se ha acumulado un amplio conocimiento sobre las asombrosas capacidades de los sistemas sensoriales de los insectos, pero el volumen del libro permite citar solo algunos de ellos.

Órganos de la visión

Los ojos y todo el complejo sistema visual son un regalo increíble, gracias al cual los animales pueden recibir información básica sobre el mundo que los rodea, reconocer rápidamente varios objetos y evaluar la situación que ha surgido. Los insectos necesitan visión cuando buscan alimento para evitar depredadores, explorar objetos de interés o el entorno, interactuar con otros individuos en comportamiento reproductivo y social, etc.

Los insectos están equipados con una amplia variedad de ojos. Pueden ser ocelos complejos, simples o accesorios, así como larvarios. Los más complejos son los ojos facetados, que consisten en una gran cantidad de ommatidios que forman facetas hexagonales en la superficie del ojo. El ommatidium es esencialmente un pequeño aparato visual equipado con una lente en miniatura, un sistema de guía de luz y elementos sensibles a la luz. Cada faceta percibe solo una pequeña parte del objeto, y juntas proporcionan una imagen en mosaico de todo el objeto. Los ojos facetados, típicos de la mayoría de los insectos adultos, se encuentran a los lados de la cabeza. En algunos insectos, por ejemplo, el cazador de libélulas, que responde rápidamente al movimiento de la presa, los ojos ocupan la mitad de la cabeza. Cada uno de sus ojos está formado por 28.000 facetas. A modo de comparación, las mariposas tienen 17 000 y una mosca doméstica 4000. Los insectos pueden tener dos o tres ojos en la frente o la coronilla, y con menos frecuencia en los costados. Los ojos de larvas en escarabajos, mariposas, himenópteros en estado adulto son reemplazados por ojos complejos.

Es curioso que los insectos no puedan cerrar los ojos durante el descanso y por tanto duerman con los ojos abiertos.

Son los ojos los que contribuyen a la rápida reacción de un insecto cazador, como una mantis religiosa. Este, por cierto, es el único insecto que puede darse la vuelta y mirar hacia atrás. Los ojos grandes proporcionan a la mantis religiosa una visión binocular y permiten un cálculo preciso de la distancia al objeto de su atención. Esta habilidad, combinada con el rápido lanzamiento de las patas delanteras hacia la presa, convierte a la mantis religiosa en excelentes cazadores.

Y en los escarabajos de patas amarillas, que corren sobre el agua, los ojos le permiten ver simultáneamente a la presa tanto en la superficie del agua como debajo de ella. Para esto, los analizadores visuales del escarabajo tienen la capacidad de corregir el índice de refracción del agua.

La percepción y el análisis de los estímulos visuales se lleva a cabo mediante un sistema muy complejo: un analizador visual. Para muchos insectos, este es uno de los principales analizadores. Aquí, la célula sensible primaria es el fotorreceptor. Y con él se asocian vías (nervio óptico) y otras células nerviosas ubicadas en diferentes niveles del sistema nervioso. Al percibir información de luz, la secuencia de eventos es la siguiente. Las señales recibidas (cuantos de luz) se codifican instantáneamente en forma de impulsos y se transmiten a lo largo de las vías al sistema nervioso central, al centro "cerebral" del analizador. Allí, estas señales se decodifican (descifran) inmediatamente en la percepción visual correspondiente. Para su reconocimiento, se extraen de la memoria estándares de imágenes visuales y otra información necesaria. Y luego se envía un comando a varios órganos para una adecuada respuesta del individuo a un cambio en la situación.

¿Dónde están las "orejas" de los insectos?

La mayoría de los animales y humanos escuchan con sus oídos, donde los sonidos hacen que el tímpano vibre: fuerte o débil, lento o rápido. Cualquier cambio en las vibraciones informa al cuerpo sobre la naturaleza del sonido audible. ¿Y qué escuchan los insectos? En muchos casos, también son una especie de "orejas", pero en los insectos se encuentran en lugares que son inusuales para nosotros: en un bigote, por ejemplo, en mosquitos machos, hormigas, mariposas; en los apéndices caudales, en la cucaracha americana. Los grillos y los saltamontes escuchan con las espinillas de las patas delanteras y las langostas en el vientre. Algunos insectos no tienen "orejas", es decir, no tienen órganos auditivos especiales. Pero son capaces de percibir diversas vibraciones del entorno del aire, incluidas vibraciones sonoras y ondas ultrasónicas que son inaccesibles para nuestros oídos. Los órganos sensibles en tales insectos son pelos finos o los palitos sensibles más pequeños. Están en un número grande se encuentran en diferentes partes del cuerpo y están asociados con las células nerviosas. Entonces, en las orugas peludas, las "orejas" son los pelos, y en las orugas desnudas, toda la piel del cuerpo.

Una onda de sonido se forma alternando el vacío y el espesamiento del aire, extendiéndose en todas las direcciones desde la fuente de sonido: cualquier cuerpo vibrante. Las ondas sonoras son percibidas y procesadas por el analizador auditivo, un sistema complejo de estructuras mecánicas, receptoras y nerviosas. Estas vibraciones son convertidas por receptores auditivos en impulsos nerviosos, que se transmiten a lo largo del nervio auditivo a la parte central del analizador. El resultado es la percepción del sonido y el análisis de su fuerza, tono y carácter.

El sistema auditivo de los insectos asegura su respuesta selectiva a vibraciones de frecuencia relativamente alta: perciben el más mínimo temblor de la superficie, el aire o el agua. Por ejemplo, los insectos zumbantes generan ondas sonoras batiendo rápidamente sus alas. Tal vibración del aire ambiente, por ejemplo, el chillido de los mosquitos, es percibida por los machos con sus órganos sensibles ubicados en las antenas. Así, captan las ondas de aire que acompañan el vuelo de otros mosquitos y responden adecuadamente a la información sonora recibida. Los sistemas auditivos de los insectos están "sintonizados" para percibir sonidos relativamente débiles, por lo que los sonidos fuertes tienen un efecto negativo sobre ellos. Por ejemplo, los abejorros, las abejas y las moscas de algunas especies no pueden elevarse en el aire cuando suenan.

Los sonidos de señalización variados pero bien definidos emitidos por los grillos machos de cada especie juegan un papel importante en su comportamiento reproductivo, al cortejar y atraer a las hembras. El grillo cuenta con una herramienta maravillosa para comunicarse con un amigo. Al crear un trino suave, frota el lado afilado de un élitro contra la superficie del otro. Y para la percepción del sonido en hombres y mujeres, existe una membrana cuticular delgada particularmente sensible, que desempeña el papel de la membrana timpánica. Se hizo un experimento interesante cuando se colocó a un hombre que gorjeaba frente a un micrófono y a una mujer en otra habitación junto al teléfono. Cuando se encendió el micrófono, la hembra, al escuchar el chirrido típico de la especie del macho, corrió hacia la fuente del sonido: el teléfono.

Órganos para capturar y emitir ondas ultrasónicas.

Las polillas cuentan con un dispositivo de detección de murciélagos que utiliza ondas ultrasónicas para la orientación y la caza. Los depredadores reciben señales de hasta 100.000 hercios, y las polillas y crisopas cazan hasta 240.000 hercios. En el pecho, por ejemplo, de una pala para polillas, hay órganos especiales para el análisis acústico de señales de ultrasonido. Permiten captar impulsos ultrasónicos de pieles de caza a una distancia de hasta 30 m.Cuando una mariposa recibe una señal de un localizador de depredadores, se desencadenan acciones de comportamiento protector. Al escuchar los gritos ultrasónicos de un ratón nocturno a una distancia relativamente grande, la mariposa cambia bruscamente la dirección de vuelo, utilizando una maniobra engañosa: "zambullirse". Al mismo tiempo, comienza a hacer acrobacias aéreas: espirales y "bucles muertos" para escapar de la persecución. Y si el depredador está a una distancia de menos de 6 m, la mariposa pliega sus alas y cae al suelo. Y el murciélago no detecta un insecto estacionario.

Pero recientemente se ha descubierto que la relación entre polillas y murciélagos es aún más compleja. Entonces, algunas especies de mariposas, habiendo detectado las señales de un murciélago, comienzan a emitir pulsos de ultrasonido en forma de clics. Además, estos impulsos actúan sobre el depredador de tal manera que, como asustado, se va volando. Solo hay especulaciones sobre qué hace que los murciélagos dejen de perseguir a la mariposa y "huyan del campo de batalla". Los clics ultrasónicos son probablemente señales de adaptación de insectos, similares a las enviadas por el propio murciélago, solo que mucho más fuertes. Esperando escuchar un débil sonido reflejado de su propia señal, el perseguidor escucha un estruendo ensordecedor, como si un avión supersónico rompiera una barrera del sonido.

Esto plantea la pregunta de por qué el murciélago está aturdido no por sus propias señales de ultrasonido, sino por las mariposas. Resulta que el murciélago está bien protegido de su propio impulso de grito enviado por el localizador. De lo contrario, un impulso tan poderoso, que es 2000 veces más fuerte que los sonidos reflejados recibidos, puede ensordecer al ratón. Para evitar que esto suceda, su cuerpo hace y usa a propósito un estribo especial. Antes de enviar el pulso de ultrasonido, un músculo especial separa el estribo de la ventana de la cóclea del oído interno; las vibraciones se interrumpen mecánicamente. Esencialmente, el estribo también hace un clic, pero no suena, sino anti-sonido. Después de una señal de grito, vuelve inmediatamente a su lugar para que el oído esté listo para recibir la señal reflejada. Es difícil imaginar qué tan rápido puede actuar el músculo, lo que apaga la audición del ratón en el momento del impulso de llanto enviado. Durante la persecución de presas, ¡esto es 200-250 impulsos por segundo!

Y los chasquidos de la mariposa, peligrosos para el murciélago, se escuchan exactamente en el momento en que el cazador gira su oído para percibir su eco. Esto significa que para hacer que el depredador aturdido vuele con miedo, la polilla envía señales que coinciden extremadamente con su localizador. Para ello, el organismo del insecto está programado para recibir la frecuencia del impulso del cazador que se acerca y envía una señal de respuesta exactamente al unísono con él.

Esta relación entre polillas y murciélagos plantea muchas preguntas. ¿Cómo adquirieron los insectos la capacidad de percibir señales ultrasónicas de los murciélagos y comprender instantáneamente el peligro que llevan en sí mismos? ¿Cómo podrían las mariposas desarrollar gradualmente un dispositivo ultrasónico con características protectoras perfectamente adaptadas en el proceso de selección y mejora? La percepción de las señales ultrasónicas de los murciélagos tampoco es fácil de entender. El caso es que reconocen su eco entre millones de voces y otros sonidos. Y no hay señales de gritos de otros miembros de la tribu, no hay señales de ultrasonido emitidas por el equipo, no interfieren con la caza de murciélagos. Solo las señales de la mariposa, incluso las reproducidas artificialmente, hacen que el ratón vuele.

Los seres vivos presentan nuevos y nuevos acertijos, provocando admiración por la perfección y conveniencia de la estructura de su cuerpo.

La mantis religiosa, al igual que la mariposa, junto con una vista excelente, también tiene órganos auditivos especiales para evitar encontrarse con murciélagos. Estos son órganos auditivos que detectan el ultrasonido y están ubicados en el pecho entre las piernas. Y para algunas especies de mantis religiosa, además del órgano ultrasónico del oído, es característica la presencia de un segundo oído, que percibe frecuencias mucho más bajas. Su función aún no se conoce.

Sensación química

Los animales están dotados de una sensibilidad química general, que es proporcionada por varios órganos sensoriales. Tengo sentido químico insectos, el sentido del olfato juega el papel más importante. Y las termitas y las hormigas, según los científicos, reciben un sentido del olfato volumétrico. Nos resulta difícil imaginar qué es. Los órganos olfativos del insecto reaccionan ante la presencia de concentraciones incluso muy pequeñas de una sustancia, a veces muy distantes de la fuente. Gracias al olfato, el insecto encuentra presas y comida, navega por el terreno, aprende sobre el acercamiento del enemigo, realiza biocomunicación, donde un "lenguaje" específico es el intercambio de información química mediante feromonas.

Las feromonas son los compuestos más complejos asignados con fines de comunicación por algunas personas para transmitir información a otras personas. Dicha información está codificada en sustancias químicas específicas, dependiendo del tipo de ser vivo e incluso de su pertenencia a una familia en particular. La percepción con la ayuda del sistema olfativo y el desciframiento del "mensaje" evoca en los receptores una determinada forma de comportamiento o proceso fisiológico. Hasta la fecha, se conoce un grupo significativo de feromonas de insectos. Algunos de ellos están diseñados para atraer a individuos del sexo opuesto, otros, trazar - indicar el camino a la casa o fuente de alimento, el tercero - servir como señal de alarma, el cuarto - regular ciertos procesos fisiológicos, etc.

La "producción química" en el organismo del insecto debe ser verdaderamente única para poder liberar en la cantidad adecuada y en un momento determinado toda la gama de feromonas que necesitan. Hoy en día, más de un centenar de estas sustancias de las más complejas composición química, pero no más de una docena de ellos fueron reproducidos artificialmente. De hecho, para obtenerlos, se requieren tecnologías y equipos perfectos, por lo que por ahora solo queda sorprenderse de tal disposición del organismo de estos invertebrados en miniatura.

Los escarabajos están provistos principalmente de antenas de tipo olfativo. Le permiten capturar no solo el olor mismo de la sustancia y la dirección de su distribución, sino incluso "sentir" la forma de un objeto oloroso. Un ejemplo de un gran sentido del olfato son los escarabajos sepultureros, que se dedican a limpiar el suelo de carroña. Pueden oler a cientos de metros de ella y reunirse en un grupo grande. Y la mariquita, usando el sentido del olfato, encuentra colonias de pulgones para dejar allí un embrague. Después de todo, no solo se alimenta de pulgones, sino también de sus larvas.

No solo los insectos adultos, sino también sus larvas a menudo están dotados de un excelente sentido del olfato. Entonces, las larvas del escarabajo de mayo pueden moverse a las raíces de las plantas (pino, trigo), guiadas por la concentración apenas aumentada de dióxido de carbono. En los experimentos, las larvas se dirigen inmediatamente a un parche de suelo donde se inyecta una pequeña cantidad de una sustancia que forma dióxido de carbono.

La sensibilidad del órgano olfativo, por ejemplo, de la mariposa de Saturno, cuyo macho es capaz de captar el olor de la hembra de su propia especie a una distancia de 12 km, parece incomprensible. Al comparar esta distancia con la cantidad de feromona secretada por la hembra, se obtuvo un resultado sorprendente. Gracias a sus antenas, el macho busca inequívocamente entre muchas sustancias olorosas una sola molécula de una sustancia hereditaria que conoce en 1 m3 de aire.

A algunos himenópteros se les da un sentido del olfato tan agudo que no es inferior al conocido instinto de un perro. Entonces, las jinetes, cuando corren a lo largo del tronco de un árbol o un tocón, mueven vigorosamente sus antenas. Con ellos "olfatean" las larvas de cola de cuerno o escarabajo leñador, que se encuentran en la madera a una distancia de 2-2,5 cm de la superficie.

Debido a la sensibilidad única de las antenas, el pequeño jinete gelis, con solo tocar los capullos de las arañas, determina lo que hay en ellas, ya sean testículos subdesarrollados, arañas sedentarias que ya han emergido de ellos o los testículos de otros jinetes. de su propia especie. Aún no se sabe cómo Gelis realiza un análisis tan preciso. Lo más probable es que sienta el olor específico más sutil, pero puede ser que al tocar las antenas, el ciclista capte algún tipo de sonido reflejado.

La percepción y el análisis de los estímulos químicos que actúan sobre los órganos olfativos de los insectos se lleva a cabo mediante un sistema multifuncional: el analizador olfativo. Como todos los demás analizadores, consta de los departamentos perceptor, conductor y central. Los receptores olfativos (quimiorreceptores) captan moléculas de olor y los impulsos que señalan un olor específico se envían a lo largo de las fibras nerviosas hasta el cerebro para su análisis. Allí se produce una respuesta instantánea del cuerpo.

Hablando del sentido del olfato de los insectos, no se puede dejar de mencionar el olfato. En ciencia, todavía no hay una comprensión clara de qué es un olor, y existen muchas teorías sobre este fenómeno natural. Según uno de ellos, las moléculas analizadas de una sustancia representan una "clave". El "candado" son los receptores olfativos incluidos en los analizadores de olores. Si la configuración de la molécula se acerca al "bloqueo" de un receptor en particular, el analizador recibirá una señal, la decodificará y transmitirá información sobre el olor al cerebro del animal. Según otra teoría, el olor está determinado por las propiedades químicas de las moléculas y la distribución de cargas eléctricas. La teoría más reciente, que ha ganado muchos partidarios, ve la razón principal del olor en las propiedades vibratorias de las moléculas y sus constituyentes. Cualquier aroma está asociado con ciertas frecuencias (números de onda) del rango infrarrojo. Por ejemplo, el tioalcohol de sopa de cebolla y el decaborán son químicamente completamente diferentes. Pero tienen la misma frecuencia y el mismo olor. Al mismo tiempo, existen sustancias químicamente similares que se caracterizan por diferentes frecuencias y huelen de manera diferente. Si esta teoría es correcta, tanto las fragancias como miles de tipos de células sensibles a los aromas pueden evaluarse mediante frecuencias infrarrojas.

"Instalación de radar" de insectos

Los insectos están dotados de excelentes órganos de olfato y tacto: antenas (antenas o haces). Son muy móviles y fácilmente controlables: el insecto puede criarlos, acercarlos, rotar cada uno por separado sobre su propio eje o juntos en uno común. En este caso, ambos se parecen exteriormente y, en esencia, son una "instalación de radar". La sensilla es el elemento sensible a los nervios de las antenas. Desde ellos, se transmite un impulso a una velocidad de 5 m por segundo al centro "cerebral" del analizador para reconocer el objeto de la irritación. Y luego, la señal de respuesta a la información recibida va instantáneamente al músculo u otro órgano.

En la mayoría de los insectos, en el segundo segmento de las antenas hay un órgano de Johnston, un dispositivo universal, cuyo propósito aún no se ha dilucidado por completo. Se cree que percibe movimientos y sacudidas de aire y agua, contactos con objetos sólidos. Maravilloso alta sensibilidad las langostas y los saltamontes están dotados de vibraciones mecánicas, que son capaces de registrar cualquier temblor con una amplitud igual a la mitad del diámetro de un átomo de hidrógeno.

Los escarabajos también tienen un órgano de Johnston en el segundo segmento de la antena. Y si un escarabajo que corre sobre la superficie del agua se daña o se elimina, chocará con cualquier obstáculo. Con la ayuda de este órgano, el escarabajo es capaz de captar ondas reflejadas provenientes de la costa u obstáculos. Detecta ondas de agua con una altura de 0. 000 000 004 mm, es decir, el órgano de Johnston realiza la tarea de una ecosonda o radar.

Las hormigas se distinguen no solo por un cerebro bien organizado, sino también por una organización corporal igualmente perfecta. Las antenas son de gran importancia para estos insectos; algunas sirven como un excelente órgano de olfato, tacto, conocimiento del medio ambiente y explicaciones mutuas. Las hormigas privadas de antenas pierden la capacidad de encontrar el camino, comida cercana, para distinguir enemigos de amigos. Con la ayuda de antenas, los insectos pueden "hablar" entre sí. Las hormigas transmiten información importante, tocando antenas a ciertos segmentos de las antenas entre sí. En uno de los episodios conductuales, dos hormigas encontraron presas en forma de larvas. diferentes tamaños... Luego de "negociaciones" con los hermanos usando antenas, se dirigieron al lugar del descubrimiento junto con los asistentes movilizados. Al mismo tiempo, la hormiga más exitosa, que logró transmitir información sobre la presa más grande que encontró con la ayuda de sus antenas, movilizó un grupo mucho más grande de hormigas trabajadoras.

Curiosamente, las hormigas son una de las criaturas más limpias. Después de cada comida y sueño, todo su cuerpo y especialmente las antenas se limpian a fondo.

Sensaciones gustativas

Una persona define claramente el olor y el sabor de una sustancia, y en los insectos, las sensaciones gustativas y olfativas a menudo no están separadas. Actúan como un único sentimiento químico (percepción).

Los insectos con sensaciones gustativas muestran preferencia por ciertas sustancias, dependiendo de la característica nutricional de la especie dada. Al mismo tiempo, pueden distinguir entre dulce, salado, amargo y ácido. Para el contacto con los alimentos consumidos, los órganos del gusto se pueden ubicar en varias partes del cuerpo del insecto: en las antenas, la probóscide y las patas. Con su ayuda, los insectos reciben información química básica sobre el medio ambiente. Por ejemplo, una mosca, solo tocando con sus patas un objeto que le interesa, aprende casi de inmediato lo que hay debajo de sus pies: bebida, comida o algo no comestible. Es decir, puede realizar un análisis de contacto instantáneo de una sustancia química con los pies.

El gusto es la sensación que se produce cuando una solución de sustancias químicas actúa sobre los receptores (quimiorreceptores) del órgano del gusto del insecto. Las células receptoras del gusto son periféricas. sistema complejo analizador de sabor. Perciben estímulos químicos y aquí es donde ocurre la codificación primaria de las señales gustativas. Los analizadores transmiten inmediatamente descargas de impulsos quimioeléctricos a lo largo de las delgadas fibras nerviosas hasta su centro "cerebral". Cada uno de esos impulsos dura menos de una milésima de segundo. Y luego las estructuras centrales del analizador determinan instantáneamente las sensaciones gustativas.

Continúan los intentos de comprender no solo la cuestión de qué es un olor, sino también de crear una teoría unificada de la "dulzura". Hasta ahora, esto no ha sido posible; tal vez ustedes, los biólogos del siglo XXI, lo logren. El problema es que productos químicos completamente diferentes, tanto orgánicos como inorgánicos, pueden crear un sabor de dulzor relativamente similar.

Órganos del tacto

El estudio del sentido del tacto de los insectos es quizás la mayor dificultad. ¿Cómo perciben el mundo estas criaturas encadenadas en conchas quitinosas? Entonces, gracias a los receptores de la piel, podemos percibir varias sensaciones táctiles: algunos receptores registran presión, otros temperatura, etc. Al tocar un objeto, puede concluir que es frío o cálido, duro o blando, liso o áspero. Los insectos también tienen analizadores que determinan la temperatura, la presión, etc., pero se desconoce gran parte de los mecanismos de su acción.

El sentido del tacto es uno de los sentidos más importantes para la seguridad de muchos insectos voladores a fin de detectar las corrientes de aire. Por ejemplo, en Diptera, todo el cuerpo está cubierto de sensilla, que realiza funciones táctiles. Sobre todo hay muchos de ellos en halterios para percibir la presión del aire y estabilizar el vuelo.

Gracias al sentido del tacto, la mosca no es tan fácil de aplastar. Su visión le permite notar un objeto amenazante solo a una distancia de 40 a 70 cm, pero la mosca es capaz de reaccionar a un movimiento peligroso de la mano, que provocó incluso un pequeño movimiento de aire, y despegó instantáneamente. Esta mosca común confirma una vez más que no hay nada simple en el mundo viviente: todas las criaturas, jóvenes y mayores, cuentan con excelentes sistemas sensoriales para la vida activa y su propia protección.

Los receptores de insectos que registran la presión pueden tener la forma de granos y cerdas. Los insectos los utilizan para diversos fines, incluso para la orientación en el espacio, en la dirección de la gravedad. Por ejemplo, antes de la pupación, una larva de mosca siempre se mueve claramente hacia arriba, es decir, contra la fuerza de la gravedad. Después de todo, necesita salir de la masa de comida líquida y no hay puntos de referencia allí, excepto por la atracción de la Tierra. Incluso después de salir de la pupa, la mosca tiende a arrastrarse durante algún tiempo hasta que se seca para poder realizar el vuelo.

Muchos insectos tienen un sentido de la gravedad bien desarrollado. Por ejemplo, las hormigas pueden estimar la pendiente de la superficie en 20. Y el escarabajo, que cava agujeros verticales, puede determinar la desviación de la vertical en 10.

"Pronosticadores" en vivo

Muchos insectos tienen una excelente capacidad para anticipar los cambios climáticos y hacer pronósticos a largo plazo. Sin embargo, esto es típico de todos los seres vivos, ya sea una planta, un microorganismo, un invertebrado o un animal vertebrado. Tales habilidades aseguran la actividad de la vida normal en su hábitat previsto. También se observan raras veces fenómenos naturales: sequías, inundaciones, olas de frío repentinas. Y luego, para sobrevivir, los seres vivos deben movilizar medios de protección adicionales por adelantado. En ambos casos, utilizan sus "estaciones meteorológicas" internas.

Al observar constante y cuidadosamente el comportamiento de varios seres vivos, uno puede aprender no solo sobre los cambios climáticos, sino incluso sobre los próximos desastres naturales. De hecho, más de 600 especies de animales y 400 especies de plantas, hasta ahora conocidas por los científicos, pueden cumplir una función peculiar de barómetros, indicadores de humedad y temperatura, predictores de tormentas eléctricas, tormentas, tornados, inundaciones y un hermoso clima despejado. Además, los "pronosticadores" en vivo están en todas partes, dondequiera que esté: junto a un embalse, en un prado, en un bosque. Por ejemplo, antes de la lluvia, incluso con un cielo despejado, los saltamontes verdes dejan de piar, las hormigas comienzan a cerrar herméticamente las entradas al hormiguero y las abejas dejan de volar en busca de néctar, se sientan en la colmena y tararean. Tratando de esconderse del mal tiempo que se aproxima, las moscas y las avispas vuelan hacia las ventanas de las casas.

Las observaciones de hormigas venenosas que viven en las estribaciones del Tíbet han revelado su excelente capacidad para hacer predicciones más distantes. Antes del comienzo del período de fuertes lluvias, las hormigas se trasladan a otro lugar con suelo seco y sólido, y antes del inicio de la sequía, las hormigas llenan depresiones oscuras y húmedas. Las hormigas aladas pueden sentir la proximidad de una tormenta en 2-3 días. Los individuos grandes comienzan a correr por el suelo y los pequeños pululan a baja altura. Y cuanto más activos sean estos procesos, se espera más mal tiempo. Se reveló que durante el año las hormigas identificaron correctamente 22 cambios climáticos, y se equivocaron solo en dos casos. Esto fue del 9%, lo que se ve bastante bien en comparación con el error promedio de las estaciones meteorológicas del 20%.

Las acciones prudentes de los insectos a menudo dependen de predicciones a largo plazo, y esto puede ser de gran utilidad para los humanos. Un apicultor experimentado recibe un pronóstico suficientemente confiable por parte de las abejas. Para el invierno, sellan la entrada de la colmena con cera. Por el orificio de ventilación de la colmena, se puede juzgar el próximo invierno. Si las abejas se van Gran hoyo- el invierno será cálido, y si es pequeño, espere heladas severas. También se sabe que si las abejas comienzan a salir temprano de las colmenas, se puede esperar una primavera cálida temprana. Las mismas hormigas, si no se espera que el invierno sea duro, permanecen viviendo cerca de la superficie del suelo, y antes del invierno frío se ubican más profundamente en el suelo y construyen un hormiguero más alto.

Además del macroclima para los insectos, el microclima de su hábitat también es importante. Por ejemplo, las abejas no permiten el sobrecalentamiento en las colmenas y, habiendo recibido una señal de sus "dispositivos" vivos de que se excede la temperatura, comienzan a ventilar la habitación. Algunas de las abejas obreras están organizadas de manera organizada. diferentes alturas a lo largo de la colmena y con rápidos aleteos pone el aire en movimiento. Se genera una fuerte corriente de aire y se enfría la colmena. La ventilación es un proceso largo, y cuando un lote de abejas se cansa, es el turno de otro, y en un orden estricto.

El comportamiento no solo de los insectos adultos, sino también de sus larvas depende de las lecturas de los "dispositivos" vivos. Por ejemplo, las larvas de cigarra que se desarrollan en el suelo solo salen a la superficie cuando hace buen tiempo. Pero, ¿cómo sabes cómo está el clima en el piso de arriba? Para determinar esto, sobre sus refugios subterráneos, crean conos de tierra especiales con grandes agujeros, una especie de estructuras meteorológicas. En ellos, las cigarras estiman la temperatura y la humedad a través de una fina capa de suelo. Y si las condiciones climáticas son desfavorables, las larvas regresan a la madriguera.

El fenómeno de la predicción de tormentas e inundaciones

Observando el comportamiento de termitas y hormigas en situaciones criticas puede ayudar a las personas a predecir fuertes lluvias e inundaciones. Uno de los naturalistas describió el caso cuando, antes de la inundación, una tribu indígena que vivía en la jungla de Brasil abandonó apresuradamente su asentamiento. Y las hormigas "contaron" a los indios sobre el desastre que se avecinaba. Antes de la inundación, estos insectos sociales se agitan mucho y abandonan urgentemente su lugar habitable junto con sus pupas y suministros de alimentos. Van a lugares donde el agua no llega. La población local apenas entendió el origen de tan asombrosa sensibilidad de las hormigas, pero, obedeciendo a su conocimiento, la gente dejó el problema tras los pequeños pronosticadores.

Son excelentes para pronosticar inundaciones y termitas. Antes de que comience, dejan sus hogares con toda la colonia y corren hacia los árboles más cercanos. Anticipándose a la magnitud del desastre, se elevan exactamente a la altura que será más alta que la inundación esperada. Allí esperan hasta que los arroyos fangosos de agua comiencen a amainar, que corren a tal velocidad que los árboles a veces caen bajo su presión.

Una gran cantidad de estaciones meteorológicas monitorean el clima. Están ubicados en tierra, incluso en las montañas, en embarcaciones científicas, satélites y estaciones espaciales especialmente equipados. Los meteorólogos están equipados con instrumentos, aparatos y computadoras modernos. De hecho, no hacen un pronóstico del tiempo, sino un cálculo, un cálculo de los cambios climáticos. Y los insectos en los ejemplos dados de los reales predicen el clima, usando habilidades innatas y "dispositivos" vivos especiales integrados en sus cuerpos. Además, las hormigas pronosticadoras determinan no solo el momento en que se acerca la inundación, sino que también estiman su magnitud. Después de todo, para un nuevo refugio, ocuparon solo lugares seguros. Los científicos aún no han podido explicar este fenómeno. Las termitas presentaban un misterio aún mayor. El caso es que nunca se han localizado en esos árboles que, durante la inundación, resultaron ser derribados por arroyos tormentosos. De acuerdo con la observación de los etólogos, los estorninos se comportaron de manera similar, que en la primavera no ocuparon pajareras que fueran peligrosas para el asentamiento. Posteriormente, fueron realmente arrastrados por un viento huracanado. Pero aquí estamos hablando de un animal relativamente grande. El pájaro, quizás, al mecer la pajarera o mediante otros signos, evalúa la falta de fiabilidad de su apego. Pero, ¿cómo y con la ayuda de qué dispositivos pueden hacer tales predicciones animales muy pequeños pero muy "sabios"? Una persona no solo es incapaz de crear algo como esto todavía, sino que no puede responder. ¡Estas tareas son para los futuros biólogos!

La base de los órganos de los sentidos son las llamadas formaciones neurosensibles: sensilla, que tienen la apariencia de pelos, cerdas, depresiones.

Los insectos tienen los siguientes sentidos:

1) Órganos del sentido mecánico. Estos incluyen la sensilla táctil esparcida por todo el cuerpo. Perciben la conmoción cerebral, sienten la posición del cuerpo en el espacio, etc. Los órganos del sentido mecánico también incluyen órganos. audiencia, porque perciben el sonido, que se sabe que son las vibraciones del aire. Los órganos de la audición se encuentran principalmente en insectos que pueden emitir sonidos. Se ubican a los lados del abdomen, en las alas, en la parte anterior de la tibia y en algunos otros lugares.

2) Los órganos del sentido químico están representados por la sensilla de los quimiorreceptores y sirven para percibir la química del medio, es decir. olores y sabores. Se encuentran en las extremidades de la boca, antenas, a veces (en abejas) en las patas. Sentido químico: el sentido del olfato juega un papel fundamental en las relaciones intra e interpoblaciones de insectos. Órganos La visión está representada por ojos complejos (facetados) y simples. El ojo en sí está compuesto por muchas sensillas. La parte hexagonal de la superficie se llama faceta. Las facetas forman la córnea, que es una cutícula transparente.

Sentir neuronas

Los cuerpos de las células sensoriales o sensoriales, generalmente de forma bipolar o multipolar, siempre se encuentran cerca del órgano sensorial o tejido inervado. Las dendritas de algunas neuronas, la mayoría de las veces bipolares, se asocian con formaciones cuticulares, otras, siempre multipolares, con tejidos de la cavidad corporal, o forman una red subepidérmica, como en las larvas de piel blanda.

En consecuencia, se distinguen dos grandes categorías de células sensoriales. Las células del primer tipo se distinguen por el hecho de que casi siempre están asociadas con la cutícula o sus invaginaciones: apodema, tráquea, revestimiento de las cavidades oral y pre-oral, etc. Se incluyen una variedad de células exteroreceptoras, incluidas las células visuales. , aunque sus dendritas no se expresan con claridad. Las células del segundo tipo nunca están asociadas con la cutícula y se encuentran solo en la superficie interna del cuerpo, las paredes del tracto digestivo, en los músculos y tejidos conectivos. Se ha demostrado electrofisiológicamente que pertenecen a intero o propioceptores.

Los axones de las células sensoriales van directamente a los correspondientes ganglios del sistema nervioso central, a veces ubicados directamente en el cerebro, por ejemplo, los centros ópticos u olfatorios. La cuestión de los canales de comunicación de las células receptoras con el centro nervioso es extremadamente importante para la correcta interpretación del analizador y el mecanismo de control del comportamiento del insecto. Ahora, al parecer, todo el mundo reconoce como insostenible la opinión anterior de que en algunos sistemas receptores, por ejemplo, en las antenas del bicho Rhodnius, existe una fusión de axones de varias células sensoriales en una sola fibra. Pero el cierre de un grupo de receptores en una neurona periférica de segundo orden, es decir, la pérdida de la "dirección" de la señal de entrada, es característica del primer ganglio óptico de insectos. El significado de este método de comunicación con el centro, que conduce a una pérdida parcial de información de un conjunto de sensores, no siempre está claro (ver más abajo).

El tejido nervioso, incluidas las células sensoriales, se origina en el ectodermo. Su pertenencia a la cubierta del cuerpo también se expresa en el hecho de que la conexión del órgano sensorial con el sistema nervioso central se establece de forma centrípeta. Así, V. Wigglesworth mostró en el insecto Rhodnius que el nervio aferente cortado se regenera hacia el sistema nervioso central. Asimismo, durante cada muda, cuando se forman receptores adicionales para servir a la superficie creciente del cuerpo, sus células sensoriales envían axones de forma centrípeta.

El hecho del desarrollo centrípeto del axón revelado en preparaciones histológicas puede convertirse en uno de los motivos para una conclusión importante de que el camino desde la célula sensorial al sistema nervioso central es directo, sin cambios sinápticos. Cerca de las células receptoras y los nervios aferentes, hay otras, por ejemplo, células neurogliales (de alimentación), pero no están relacionadas con la transmisión de la señal del receptor.

Los órganos de los sentidos de los insectos están diferenciados y bien desarrollados. Los órganos del tacto y el olfato prevalecen en su importancia. Los órganos del tacto están representados externamente por una cerda. Los órganos olfatorios también tienen la forma de una cerda típica que, al cambiar, puede convertirse en proyecciones desprendidas de paredes delgadas y proyecciones en forma de dedos no separadas y áreas planas de paredes delgadas del tegumento. Las antenas son la ubicación más importante de las terminaciones de los nervios olfatorios.

Por ejemplo, el papel de las antenas como órganos del olfato en moscas y lepidópteros, que distinguen incluso los olores débiles a gran distancia. Se ha estudiado mejor el sentido del olfato de las abejas; resultó que su capacidad de percibir olores es cercana a la nuestra: los olores que percibimos son percibidos por las abejas, esos olores que mezclamos también son mezclados por las abejas; los órganos del olfato también se concentran principalmente en las antenas. Los sabores de los insectos dulces, amargos, agrios y salados también difieren; los órganos del gusto se encuentran en los tentáculos de las partes de la boca, en las patas; la agudeza de la sensación gustativa en diferentes órganos del mismo insecto puede ser diferente; es mucho más alto que el de una persona. Los ojos complejos de un insecto perciben el movimiento de los objetos, en algunos casos también pueden percibir la forma de los objetos; los himenópteros superiores (abejas) también pueden percibir colores, incluidos aquellos que no son percibidos por los humanos ("ultravioleta"); sin embargo, la visión del color no es tan diversa como en los humanos: por ejemplo, una abeja en el lado izquierdo del espectro percibe el amarillo, mientras que otros colores son como tonos de amarillo; las abejas también perciben la parte derecha azul-violeta del espectro como un solo color. La agudeza visual de las abejas es mucho menor que la agudeza visual de los humanos.

En algunos órdenes, como en el orden Orthoptera (Orthoptera), que incluyen saltamontes, grillos y langostas, son comunes los llamados órganos timpánicos, la estructura de los órganos timpánicos, así como el hecho de que las especies que los poseen tienen machos. con los órganos sanos, la fuerza asume los órganos auditivos en los órganos timpánicos. Los órganos timpánicos de los saltamontes y los grillos se encuentran en la tibia debajo de la articulación de la rodilla, y en las langostas y cigarras a los lados del primer segmento abdominal, están representados externamente por una depresión, a veces rodeada por un pliegue del tegumento y con un membrana delgada estirada en la parte inferior; en la superficie interna de la membrana o en las inmediaciones de ella hay una terminación nerviosa de una estructura peculiar.

Los insectos en su mayor parte están dotados de una excelente visión. Sus complejos ojos facetados, a los que a veces se añaden ojos simples, sirven para reconocer diversos objetos. Algunos insectos cuentan con visión de colores, dispositivos de visión nocturna adecuados. Curiosamente, los ojos de los insectos son el único órgano con el que otros animales tienen similitud. Al mismo tiempo, los órganos del oído, el olfato, el gusto y el tacto no tienen tanta similitud, pero, sin embargo, los insectos perciben perfectamente los olores y los sonidos, se orientan en el espacio, captan y emiten ondas ultrasónicas. Su sutil sentido del olfato y el gusto les permite encontrar comida. Varias glándulas de insectos secretan sustancias para atraer compañeros, parejas sexuales, ahuyentar a rivales y enemigos, y un sentido del olfato muy sensible es capaz de captar el olor de estas sustancias incluso durante varios kilómetros.

Muchos, en sus ideas, asocian los sentidos de los insectos con la cabeza. Pero resulta que las estructuras responsables de recopilar información sobre el medio ambiente se encuentran en insectos en varias partes del cuerpo. Pueden detectar la temperatura de los objetos y saborear la comida con los pies, detectar la presencia de luz con la espalda, escuchar con las rodillas, bigotes, apéndices de la cola, pelos corporales, etc.

Los órganos de los sentidos de los insectos son parte de los sistemas sensoriales: analizadores que impregnan casi todo el cuerpo con una red. Reciben muchas señales externas e internas diferentes de los receptores de sus órganos de los sentidos, las analizan, forman y transmiten "instrucciones" a varios órganos para la implementación de acciones apropiadas. Los órganos sensoriales constituyen principalmente la sección receptora, que se encuentra en la periferia (extremos) de los analizadores. Y la sección de conducción está formada por neuronas centrales y vías de receptores. El cerebro tiene ciertas áreas para procesar información de los sentidos. Constituyen la parte central, "cerebral" del analizador. Gracias a un sistema tan complejo y conveniente, por ejemplo, un analizador visual, se lleva a cabo un cálculo y control precisos de los órganos de movimiento del insecto.

Se ha acumulado un amplio conocimiento sobre las asombrosas capacidades de los sistemas sensoriales de los insectos, pero el volumen del libro permite citar solo algunos de ellos.

Órganos de la visión

Los ojos y todo el complejo sistema visual son un regalo increíble, gracias al cual los animales pueden recibir información básica sobre el mundo que los rodea, reconocer rápidamente varios objetos y evaluar la situación que ha surgido. Los insectos necesitan visión cuando buscan alimento para evitar depredadores, explorar objetos de interés o el entorno, interactuar con otros individuos en comportamiento reproductivo y social, etc.

Los insectos están equipados con una amplia variedad de ojos. Pueden ser ocelos complejos, simples o accesorios, así como larvarios. Los más complejos son los ojos facetados, que consisten en una gran cantidad de ommatidios que forman facetas hexagonales en la superficie del ojo. El ommatidium es esencialmente un pequeño aparato visual equipado con una lente en miniatura, un sistema de guía de luz y elementos sensibles a la luz. Cada faceta percibe solo una pequeña parte del objeto, y juntas proporcionan una imagen en mosaico de todo el objeto. Los ojos facetados, típicos de la mayoría de los insectos adultos, se encuentran a los lados de la cabeza. En algunos insectos, por ejemplo, el cazador de libélulas, que responde rápidamente al movimiento de la presa, los ojos ocupan la mitad de la cabeza. Cada uno de sus ojos está formado por 28.000 facetas. A modo de comparación, las mariposas tienen 17 000 y una mosca doméstica 4 000. Los insectos pueden tener dos o tres ojos en la frente o la coronilla, y con menos frecuencia en los costados. Los ojos de larvas en escarabajos, mariposas, himenópteros en estado adulto son reemplazados por ojos complejos.

Es curioso que los insectos no puedan cerrar los ojos durante el descanso y por tanto duerman con los ojos abiertos.

Son los ojos los que contribuyen a la rápida reacción de un insecto cazador, como una mantis religiosa. Este, por cierto, es el único insecto que puede darse la vuelta y mirar hacia atrás. Los ojos grandes proporcionan a la mantis religiosa una visión binocular y permiten un cálculo preciso de la distancia al objeto de su atención. Esta habilidad, combinada con el rápido lanzamiento de las patas delanteras hacia la presa, convierte a la mantis religiosa en excelentes cazadores.

Y en los escarabajos de patas amarillas, que corren sobre el agua, los ojos le permiten ver simultáneamente a la presa tanto en la superficie del agua como debajo de ella. Para esto, los analizadores visuales del escarabajo tienen la capacidad de corregir el índice de refracción del agua.

La percepción y el análisis de los estímulos visuales se lleva a cabo mediante un sistema muy complejo: un analizador visual. Para muchos insectos, este es uno de los principales analizadores. Aquí, la célula sensible primaria es el fotorreceptor. Y con él se asocian vías (nervio óptico) y otras células nerviosas ubicadas en diferentes niveles del sistema nervioso. Al percibir información de luz, la secuencia de eventos es la siguiente. Las señales recibidas (cuantos de luz) se codifican instantáneamente en forma de impulsos y se transmiten a lo largo de las vías hacia el sistema nervioso central, al centro "cerebral" del analizador. Allí, estas señales se decodifican (descifran) inmediatamente en la percepción visual correspondiente. Para su reconocimiento, se extraen de la memoria estándares de imágenes visuales y otra información necesaria. Y luego se envía un comando a varios órganos para una adecuada respuesta del individuo a un cambio en la situación.

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Los órganos del olfato y del gusto son, de hecho, quimiorreceptores. La diferencia es que las papilas gustativas detectan la presencia de ciertos químicos en los líquidos (o sustratos húmedos), mientras que los receptores olfativos detectan la presencia de ciertos químicos en el aire, donde las sustancias se encuentran en estado gaseoso.

Los órganos del olfato se encuentran principalmente en las antenas y los órganos del gusto se encuentran en los órganos orales. Los primeros incluyen quimiorreceptores de contacto distantes y los segundos. Debido a las peculiaridades de la percepción de las sensaciones gustativas y olfativas, los órganos del gusto y el olfato tienen algunas diferencias en estructura y función.

Órganos del olfato

Son sensillas olfativas especiales, generalmente de tipo cónico o placoide (sumergido). En su mayor parte, se encuentran en las antenas. (Foto) A veces también incluyen sensilla tricoide. Los pelos olfativos muy abundantes cubren a las abejas, un insecto muy sensible a los olores. Hay alrededor de 6.000 sensillas en cada antena de una abeja obrera. Y algunos insectos tienen aún más: por ejemplo, los machos de las mariposas Antheraea polirhemus tienen hasta 60.000 de ellos.

La sensilla olfativa se puede recolectar en hoyos, como, por ejemplo, en moscas en el tercer segmento de las antenas. En la base de estos pelos hay grupos de células nerviosas (neuronas), de hasta 40 a 60 piezas. La superficie de la sensilla tiene muchos poros (10-20), a través de los cuales las partes terminales de los procesos de las neuronas entran en contacto con sustancias volátiles, percibiendo los olores.

Como huelen los insectos

Los insectos reconocen muy bien las señales olfativas de los alimentos. Contrariamente a la creencia popular, para ellos no solo existen los conceptos de "comestible - no comestible", sino también sensaciones más sutiles. Aquellas especies que se alimentan de néctar de flores distinguen aromas Colores diferentes... Otros herbívoros identifican especies específicas por el olor. plantas floreciendo que son adecuados para ellos como alimento. Por lo tanto, los insectos no solo encuentran comida accidentalmente, sino que van a ella a propósito, sintiendo su olor en el aire.

Como regla general, no es el olor "en general" lo que les atrae, sino sus componentes individuales. Entonces, los escarabajos carroñeros reaccionan al contenido de escatol, indol, amoníaco y otras sustancias volátiles en el aire, que se liberan durante la descomposición de las proteínas. El escarabajo devorador de muertos siente olores "seductores" por sí mismo a una distancia de hasta 90 cm. Y los mosquitos, pulgas y otros insectos chupadores de sangre sienten una mayor concentración de dióxido de carbono y componentes volátiles del sudor humano y animal. No en vano dicen que una persona limpia se siente menos atraída por los mosquitos que otra que no ha cuidado su higiene. Por la misma razón, las trampas de mezcla que producen calor y dióxido de carbono funcionan bien contra el mosquito.

Los insectos machos suelen tener más receptores olfativos que las hembras. Pero esto se observa no en absoluto por su producción más activa de alimentos, sino por características de género. El caso es que con la ayuda de la sensilla, los machos perciben el olor de las feromonas que emiten las hembras, y gracias a ello buscan pareja para la cópula. Por lo tanto, para participar en la “celebración de la vida” y dejar su huella genética en varias generaciones, deben tener un sentido del olfato desarrollado.

Los machos de las mariposas sienten los atrayentes sexuales de las hembras a 3-6 km de distancia; Es interesante que si la hembra ya está fecundada, deja de segregar estas sustancias y se vuelve "invisible" para los machos. detecta la presencia de un atrayente sexual en el aire cuando contiene solo 100 moléculas por 1 m 3, y el macho de pera saturnia tiene la capacidad de oler a la hembra a una distancia de hasta 10 km. Este es el récord entre los insectos de sensibilidad a los olores. (Foto)

En una colonia de hormigas o termitas, los insectos distinguen el olor de sus congéneres de diferentes castas, identificando a los llamados forrajeros (estos son miembros de la familia que se encargan de alimentar a todos los demás) y acudiendo a ellos en busca de comida. Algunos insectos también emiten olores de ansiedad, por lo que otros entienden que deben tener cuidado con algo. Además, todos los insectos sienten el "olor a muerte" que emiten los parientes muertos. Y en las colmenas de abejas, la abeja reina emite un olor que inhibe el desarrollo de huevos en las abejas obreras.

El sentido del olfato de los insectos no solo les ayuda a conseguir comida y a comunicarse entre ellos; con su ayuda, reconocen a los representantes de otras especies, determinan los mejores lugares para la puesta, etc.

Órganos del gusto

Como ya se mencionó, los quimiorreceptores, que dan a los insectos la capacidad de saborear, se encuentran principalmente en sus órganos orales. Pero sus grupos también están presentes en otras partes del cuerpo. Por ejemplo, se encuentran en la parte frontal y, a veces, en las antenas o incluso en el interior. Este último permite a las hembras determinar la idoneidad de uno u otro sustrato para la puesta, “palpándolo” con el dorso del suyo.

Los órganos del gusto son sensillas gustativas de paredes gruesas, en cuya base hay de 3 a 5 (en casos raros hasta 50) células nerviosas que transmiten las señales correspondientes al sistema nervioso central. Sus procesos cortos (dendritas) suben hasta la parte superior de la sensilla, donde a través de un orificio especial (poro) las terminaciones nerviosas de las dendritas entran en contacto con los sustratos alimentarios. (Foto)

En algunos insectos, la estructura de sensilla es algo más compleja de lo que parece a primera vista. Por ejemplo, en la mosca Phormiaregina, solo hay tres neuronas en la base de los pelos gustativos, pero todas realizan funciones diferentes. Uno es mecanorreceptor, es decir, reacciona al tacto, el segundo determina el sabor dulce y el tercero es salado. Cuando una neurona "azucarera" se irrita, un insecto desarrolla un reflejo del despliegue de la probóscide, ya que le atrae un sustrato dulce. Si se siente un sabor salado, la mosca pierde interés en la comida deseada.

Como saben los insectos

Desde el nervio sensilla gustativo, la excitación se transmite a centros especiales del cerebro, donde el insecto "se da cuenta" del sabor y reacciona a él.

Las reacciones gustativas entre los miembros de la clase son muy diversas. Ellos, como los humanos, distinguen cuatro sabores básicos: ácido, dulce, amargo y salado. Además, la sensibilidad de los insectos a estos sabores es de hecho la misma que la nuestra, y a veces incluso mayor. Entonces, una persona siente un sabor dulce si la concentración de azúcar en la solución es 0.02 mol / l. Las abejas lo sienten a un contenido de 0.06 mol / l, y la mariposa almirante Pyrameis atalanta, a 0.01 mol / l.

Los insectos, "acostumbrados" a los alimentos dulces, deberían, a primera vista, distinguirlos mejor que cualquier otro, pero a menudo no es así. Por ejemplo, las abejas perciben la lactosa (azúcar de la leche) como insípida en comparación con el néctar dulce que consumen, y algunas orugas la perciben como una sustancia dulce después de su vegetación verde "fresca" habitual.

Otra característica del gusto en los insectos es que no son amantes de los salados. Responden positivamente al sustrato alimenticio solo cuando la concentración de sal es lo suficientemente baja. Por cierto, los insectos más salados no parecen ser iones de sodio, como los humanos, sino potasio.

Lo llamativo es que resulta que los representantes de Insecta saborean el agua destilada, que no nos gusta. Y algunos también tienen adicción a compuestos venenosos. Entonces, el escarabajo Chrysolina, que se alimenta de hierba de San Juan (Foto) , tiene un grupo especial de papilas gustativas, que se excitan con el alcaloide venenoso hiperizina contenido en sus hojas.

Sistema nervioso... En la estructura del sistema nervioso central de los insectos, se encuentran las mismas modificaciones que en los crustáceos. Junto a los casos de su fuerte desmembramiento (supraofaríngeos, subofaríngeos, tres torácicos y ocho abdominales) y una estructura claramente pareada, que se da en los insectos primitivos, se dan casos de extrema concentración del sistema nervioso; toda la cadena abdominal puede reducirse a una masa ganglionar continua, lo que es especialmente frecuente en larvas y adultos larvarios en ausencia de extremidades y desmembramiento débil del cuerpo.

En el nodo supraesofágico, llama la atención el desarrollo de la estructura interna de la parte protocerebral del cerebro, en particular, los cuerpos en forma de hongo. Se observa que la estructura de los cuerpos de los hongos, que ocupan un lugar en la parte superior del cerebro, formando aquí uno o dos pares de tubérculos a los lados de la línea media, está en estrecha relación con el desarrollo del instinto de los insectos.

:

1 - lóbulos ópticos, 2 - lóbulo frontal con cuerpo en forma de hongo, 3 - lóbulo protocerebral, 4 - lóbulo deutocerebral con nervio antenal, 5 - nervio del ojo simple emparejado, 6 - nodo frontal con un nervio simpático desapareado que se extiende desde atrás (nervus recurrens), 7 - conectivo periofaríngeo

Órganos sensoriales... Los órganos de los sentidos de los insectos están diferenciados y bien desarrollados. Los órganos del tacto y el olfato prevalecen en su importancia. Los órganos del tacto están representados externamente por una cerda. Los órganos olfatorios también tienen la forma de una cerda típica que, al cambiar, puede convertirse en proyecciones desprendidas de paredes delgadas y proyecciones en forma de dedos no separadas y áreas planas de paredes delgadas del tegumento. Las antenas son la ubicación más importante de las terminaciones de los nervios olfatorios.

Por ejemplo, el papel de las antenas como órganos del olfato en moscas y lepidópteros, que distinguen incluso los olores débiles a gran distancia, es similar. Se estudia mejor el sentido del olfato de las abejas; resultó que su capacidad de percibir olores es cercana a la nuestra: los olores que percibimos son percibidos por las abejas, los olores que mezclamos son mezclados por las abejas; los órganos del olfato también se concentran principalmente en las antenas. Saboreslos insectos dulces, amargos, ácidos y salados también difieren; los órganos del gusto se encuentran en los tentáculos de las partes de la boca, en las patas; la agudeza de la sensación gustativa en diferentes órganos del mismo insecto puede ser diferente; es mucho más alto que el de una persona. Los ojos complejos de un insecto perciben el movimiento de los objetos, en algunos casos también pueden percibir la forma de los objetos; los himenópteros superiores (abejas) también pueden percibir colores, incluidos aquellos que no son percibidos por los humanos ("ultravioleta"); sin embargo, la visión del color no es tan diversa como en los humanos: por ejemplo, una abeja en el lado izquierdo del espectro percibe el amarillo, mientras que otros colores son como tonos de amarillo; las abejas también perciben la parte derecha azul-violeta del espectro como un solo color. La agudeza visual de las abejas es mucho menor que la agudeza visual de los humanos.

... A la derecha está la estructura externa; izquierda - sección frontal, estructura interna: 1 - cuerpo en forma de hongo (tallo), 2 - cuerpo central, 3 - lóbulo óptico, 4 - lóbulo deutocerebral olfativo con dos nervios antenales, 5 - nódulo subfaríngeo con nervios de tres mandíbulas

En algunos órdenes, como en el orden Orthoptera (Orthoptera), que incluyen saltamontes, grillos y langostas, son comunes los llamados órganos timpánicos, la estructura de los órganos timpánicos, así como el hecho de que las especies que los poseen tienen machos. con los órganos sanos, la fuerza asume los órganos auditivos en los órganos timpánicos. Los órganos timpánicos en los saltamontes y los grillos se encuentran en la tibia debajo de la articulación de la rodilla, y en las langostas y cigarras a los lados del primer segmento abdominal, están representados externamente por una depresión, a veces rodeada por un pliegue del tegumento y con un membrana delgada estirada en la parte inferior; en la superficie interna de la membrana o en las inmediaciones de ella hay una terminación nerviosa de una estructura peculiar.

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Los órganos de los sentidos se describen por separado de la estructura, ya que no solo las células nerviosas, sino también los derivados de otros tejidos, participan en su formación. Sin embargo, se les puede llamar parte de ella. Son elementos del sistema nervioso periférico, ya que contienen terminaciones nerviosas sensibles.

Recepción y receptores

Cualquier órgano sensorial consta de receptores, elementos sensibles de una estructura especial, que perciben un cierto tipo de irritación. Por ejemplo, los pelos del cuerpo de un insecto, que realizan la función del tacto, sienten una estimulación mecánica, pero no perciben la luz, etc.

En total, hay 4 tipos de receptores en el cuerpo del insecto.

Mecanorreceptores

Termorreceptores

Quimiorreceptores

Fotorreceptores

En general, todos los receptores realizan solo una función: la recepción, es decir, la percepción de ciertas señales. Estas señales en forma de excitación nerviosa se envían a los centros nerviosos del cerebro y donde se procesa la información. Como resultado, el insecto "decide" qué hacer en respuesta a los estímulos externos.

Órganos del gusto

Los insectos son mejores para distinguir entre dulces y también pueden reconocer lo agrio, amargo y salado. La sensibilidad a los diferentes sabores varía de un insecto a otro. Por ejemplo, la lactosa parece dulce para las orugas de mariposa, pero insípida para las abejas. Pero las abejas son muy sensibles a la sal.