Строение мухи с виду простое, но если начинать в нем разбираться – очень даже сложное. Насекомые являются предметом для исследования многих научных центров, институтов, секрет некоторых их способностей до сих пор не раскрыт. Сколько весит муха – часто задаваемый вопрос. Эластичное брюшко способно растягиваться во время беременности, питания, поэтому вес меняется и отличается у самок, самцов.
Анатомия мухи – внешнее строение
Общий план строения двукрылых, скелет мухи такой же, как у других насекомых – голова, грудь, брюшко. На голове располагается ротовой аппарат, антенны, глаза. Грудь состоит из трех сегментов, с парой прозрачных крыльев, тремя парами ног. Пространство в груди заполнено мощной мускулатурой. Брюшко включает большую часть пищеварительных органов, половую систему.
У мух ярко выраженный половой диморфизм, когда внешность и строение самки отличается от самца.
Включает органы зрения, питания, слуха.
- Ротовой аппарат. В независимости от различия в питании многих видов мух, их ротовой аппарат представлен хоботком сосущего, лижущего типа. С пищей контактирует пара расширенных лопастей верхней, нижней губы. Челюсти мухи мощные. Многочисленные канальца сходятся в хоботок мухи, в его центральной точке. Ротовой аппарат мухи, которая питается кровью, дополнительно оснащен твердыми, острыми чешуйками, что выполняют функцию зубов, помогают проколоть кожу животного, человека. Жидкость втягивается в голову с помощью глоточного насоса.
- Глаза занимают большую часть головы. Составляют сложную систему, которая была взята за основу разработки современной фото камеры. Состоят из множества простых глазков, что выглядят снаружи, как фасеточная сеточка. Насекомое получает всестороннее, но мозаичное изображение объектов. Каждый глаз включает несколько сотен, тысяч фасеток. У комнатной мухи их около 4 тыс. У многих видов имеется 3 простых глазка, расположенных на темени. Такое строение позволяет моментально улавливать движение, но не дает полной картины изображения.
- Усики. Своеобразные антенны выполняют функцию ориентира. Помогают улавливать запахи, определяют направление движения. В процессе эволюции видоизменялись, имеются отличия у самцов, самок.
У самцов глаза всегда больше, нежели у самок. Что позволяет им быстрее реагировать на движение, лучше оценивать окружающую обстановку. У самок больше развита система обоняния, с помощью которой она находит благоприятную среду для откладывания яиц.
Состоит из трех сегментов – передне-, средне-, заднегрудь. Кости у мухи и основная часть мускулатуры обеспечивают полет, поэтому средняя часть наиболее развита. Сколько ног у мухи – 3 пары. Каждая состоит из 5 частей, имеет собственную мощную мускулатуру. Строение лап у мухи завершается коготками, присосками, которые позволяют насекомому держаться на вертикальной, горизонтальной поверхности и даже вверх ногами. При ходьбе мягкие подушечки сжимаются, выделяются липкий секрет. Такая особенность помогает мухам свободно держаться и перемешаться по оконному стеклу и гладкой поверхности.
Лапки являются одним из основных органов чувств – обоняния. Лапками насекомое определяет вкус пищи, анализирует качество. После нескольких секунд анализа, приступает к питанию либо улетает прочь.
Верхние хорошо развиты, прозрачные, перепончатые. Задняя пара деформирована в придатки – жужжальца. Поддерживают равновесие в полете, позволяют зависать в воздухе, а также издают звук жужжания. Тонкие крылья укреплены цилиндрическими жилами.
В процессе полета насекомое может отключать то одно, то другое крыло, резко менять траекторию движения, совершает сложные маневры, срывается с места без предварительного разгона. Строение и способности насекомого было взято за основу многих летательных конструкций в самолетах, вертолетах.
Имеет цилиндрическую форму, вытянутое, состоит из 10 сегментов, включает органы мухи, отвечающие за репродукцию, дыхание, питание и другие важные функции. Эластичный хитиновый покров расширяется по мере поступления пищи, во время беременности. Поэтому вес мухи меняется в зависимости от этих состояний.
Обычная домашняя или комнатная муха весит 12 мг, при беременности масса увеличивается до 15 мг. До такого же показателя способен увеличиться вес после трапезы. Самец имеет меньшие размеры, весит около 12 мг. В одно грамме вмещается около 80 этих насекомых.
Лицо у мухи можно легко рассмотреть под микроскопом, но и при тщательном разглядывании невооруженным глазом, просматривается вытянутый ротовой аппарат, большие глаза зеленого, красного, желтого, коричневого, синего цвета. Уши мухи располагаются на разных частях тела, помогают улавливать колебания воздуха, ультразвук.
Строение мухи
Внутреннее строение
Как дышит муха, может ли думать, имеется ли у нее память и другие вопросы часто интересуют обычного человека, который не раз сталкивался с вредителями.
В брюшке располагается большая часть пищеварительных органов – кишечник, зоб, мальпигиевы сосуды, выводящие канальца. Как такового пищеварительного органа нет, пища переваривается снаружи, поступает в зоб в уже готовом виде. Перед всасыванием пищи муха изначально выделяет секрет, который и переваривает еду.
Мозг у мухи представлен множеством нервных сплетений, расположенных по разным участкам тела. Такой сложной системы, как у человека, животных нет. Головной мозг выполняет главную роль в координации поведения насекомого, но за рефлексы отвечает совсем другой орган – рефлекторная дуга. Крохотный мозг состоит из сотни тысяч нейронов и, несмотря на кажущуюся простоту строения, позволяет мухам вытворять неимоверные трюки.
Нервная система и мозг позволяют насекомым за доли миллисекунд определить правильное направление движения в противоположную от опасности сторону. Памяти хватает всего на 3 секунды, интеллекта в полном его понимании нет.
Кровеносная система представлена аортой, крыловидной мышцей, спинным сосудом, сердцем. Однако сердце у мухи имеет чрезвычайно простое строение, не выполняет тех функций, что у человека, животных. Кровь мухи желтоватого цвета или бесцветная. Ее основная функция – перенос питательных компонентов. Не участвует в насыщении органов кислородом, не содержит эритроцитов.
Дыхательная система представлена множеством трахей по всему телу. Открывается наружу с помощью дыхалец. Трахеи разветвляются на многочисленные капилляры, имеют сложную структуру. Доставляют кислород непосредственно к разным органам, тканям. Развито 10 пар дыхалец, 2 пары на груди, остальные на брюшке.
Конечно же, такого сложного аппарата как человеческий мозг у мухи нет. У насекомых, в том числе и у мухи, нервная система ганглионарная, т.е. состоящая из ганглиев (нервных узлов) соединённых стволами, тяжами и т.п. Три передних нервных узла так тесно связаны друг с другом, что их выделяют в отдельный надглоточный ганглий, который также можно назвать своеобразным головным мозгом.
В таком «мозгу» выделяют три раздела — протоцеребрум, дейтроцеребрум и тритоцеребрум. Головной мозг насекомого играет координирующую роль при определении поведения насекомого, однако рефлекторные действия определяются совсем другим органом-рецептором – рефлекторной дугой.
Но не смотря на всю кажущуюся простоту устройства мозга мухи, он обладает рядом свойств, которые удивляют даже бывалых ученых. В Калифорнийском университете провели ряд опытов, в которых установилось, что мозг мухи успевает определить скорость надвигающейся угрозы и направление движения, и приготовиться к отступлению в противоположном направлении примерно за 200 миллисекунд. Муха расставляет лапки таким образом, чтобы при их выпрямлении и толчке от поверхности уже в прыжке двигаться в направлении, предусмотренном планом отступления.
При этом это насекомое учитывает не только положение собственного тела и направление на источник опасности. Мухин мозг успевает принять во внимание и различные позы, в которых она находится в момент обнаружения надвигающейся угрозы; например, её в разные моменты времени лапки могут быть заняты чисткой тела или участвовать в приеме пищи, шагать по кухонному столу или добиваться расположения мушек противоположного пола.
Каждый раз крохотный мозг мушки, состоящий всего из сотни тысяч нейронов, подсказывает ей, в каком направлении нужно повернуть тело и как следует переставить лапки, чтобы отпрыгнуть в нужном направлении.
По предположению профессора Диккенсона, который и проводил опыты, примитивный мозг мух обладает неким подобием координатной карты, которая очень быстро позволяет провести расчет перестановки тела при известном направлении и скорости приближения угрозы. Это кажется просто невероятным!
Вообще же поведение насекомых во многом заложено генетически, т.е. является инстинктивным, однако, как показывают эксперименты, влияние прижизненного опыта на поведение наблюдается даже у одноклеточных. Таким образом, мухи обучаются в процессе жизни и получают навыки в зависимости от ситуаций. Обучаемость подобного рода наиболее развита у общественных насекомых (пчёлы, муравьи, термиты).
Плодовые мушки Drosophila melanogaster – один из ключевых объектов для многих областей биологии, включая и исследования мозга. Однако до сих пор все методы наблюдения за активностью ее нейронов требовали обездвижить насекомое, поместить ее под микроскоп, а часто – и подсоединить провода к ее крошечной голове. Поэтому до сих пор процессы, проходящие в мозге мухи в процессе совершения ею совершенно обычных действий, визуализировать не удавалось. Добиться этого позволяет новый подход, разработанный учеными Калифорнийского университета в Сан-Диего. Описание его Ральф Гринспен (Ralph Greenspan) и его коллеги приводят в статье, опубликованной журналом Nature Methods.
Для наблюдений авторы разработали сложную и исключительно точную систему, отслеживающую малейшее передвижение дрозофилы в режиме реального времени. Система использует несколько подвижных зеркал и три камеры. Первые позволяют постоянно удерживать птороцеребрум наблюдения в центре поля зрения и в фокусе, позволяя с помощью зеркал направлять лазерные лучи сквозь окошко прямо на протоцеребрум. Лазеры заставляют светиться флуоресцентные (GFP) белки, искусственно введенные в нейроны мухи. Эти белки активируются вместе с нейронами, и третья камера записывает происходящее, получая около 1000 кадров в секунду.