تشریح و فیزیولوژی حشرات Physiology

دستگاه گوارش (Digestive system)

دستگاه گوارش در حشرات عبارت از لوله طویلی است که از دهان شروع و به مخرج ختم می شود. اندازه و شکل آن بستگی به رژیم غذایی حشره دارد و در حشرات گیاه خوار طویل و در حشرات گوشتخوار کوتاه می باشد. بطورکلی لوله گوارشی از قسمت های حلق (Pharynx)، مری (Oesophage)، چینه دان (Jabot)، معده اول (Gesier)، معده اصلی (Ventriculus) و بالاخره روده (Intestin) تشکیل یافته است. چینه دان به منزله انبار مواد غذایی بوده و معده اول در حشرات با قطعات دهانی ساینده رشد زیاد کرده و سطح داخل دارای برجستگی هائی است که از نظر خرد کردن مواد غذائی اهمیت دارد. روده در طول خود از سه قسمت تشکیل شده است که شامل روده باریک، روده بزرگ و بالاخره روده راست یا رکتوم می باشد. قسمت رکتوم در انتها به مخرج ختم می شود. در محل اتصال روده باریک به معده لوله های فرعی و بن بست و معمولا طویل وجود دارد بنام لوله های مالییگی (Malpigi tubes) که عمل آنها دفع مواد زائد خون می باشد. حشرات از نظر غذائی به سه گروه گیاه خوار (Phytophages)، گوشتخوار (Carnivores) و همه چیز خوار (Omnivores) تقسیم می شوند و نوع ترشحات لوله گوارشی آنها بستگی کامل به رژیم غذائی مذکور دارد.

دستگاه گردش خون (Circulatory system)

در حشرات اکسیژن بدون دخالت خون به وسیله سیستم تراشه ای تنفس در اختیار سلول قرار می گیرد. لذا دستگاه گردش خون ساده و حفره ای است و خون تحت فشار قلب در حفره عمومی (Haemocele) پخش شده و تمام سلولها و بافتها را فرا می گیرد. این حفره به وسیله دو پرده ماهیچه ای طولی به سه حفره عمومی پشتی، میانی و شکمی تقسیم می شود. حفره پشتی محتوى رگ پشتی طولی است که قسمت جلویی آن به نام آئورت در ناحیه قفس سینه و قسمت عقبی آن در ناحیه شکم به قلب موسوم است. خون حشرات به رنگهای مختلف قرمز، زرد، سبز یا آبی دیده می شود و از دو قسمت پلاسما و سلولهای خون تشکیل یافته است.

دستگاه تنفس (Respiratory system)

حشرات اکثر هوازی هستند و دارای دستگاه تنفسی مخصوصی بنام تراشه (Tracheae) می باشند. این دستگاه مرکب از تعدادی لوله های منشعب است که انشعابات انتهائی خیلی باریک بوده و بنام موی تراشه در تمام اعضاء و بافتها و حتی سلولها امتداد پیدا می کنند و بدین ترتیب مستقیما اکسیژن هوا را بدون دخالت خون به سلول های بدن می رسانند. رابطه لوله های تنفسی با خارج بوسیله سوراخ هائی بنام استیگمات (Stigmate برقرار می گردد. استیگماتها در طرفین حلقه های قفس سینه و شکم قرار گرفته اند. در بعضی از حشرات مانند مگسها و زنبورها که خاصیت پرواز زیاد دارند، تراشه ها در بعضی قسمت ها انبساط پیدا کرده و کیسه های هوائی را بوجود می آورند.

دستگاه تولید مثل (Reproductive system)

در حشرات تولید مثل بطریق دو جنسی (Bisexuee) است که در آن اسپرماتوزئید و اوول در افراد مجزا و بنام نر و ماده ساخته می شود. تولید مثل در بعضی از حشرات بطريق دخترزائی (Parhenogenese) و بدون دخالت جنس نر صورت میگیرد. حشرات اکثرا تخم گذار بوده و تخم بلافاصله بعد از تشکیل از بدن ماده طرد شده و رشد آن در محیط خارج انجام می گیرد. ضمنا در بعضی حشرات زنده زائی و در برخی تخم زنده زائی مشاهده می شود.

دستگاه تناسلی نر

این دستگاه بطور کلی شامل یک جفت بیضه، غده های ضمیمه، مجاری تناسلی و آلت جفتگیری است. بیضه ها به تعداد یک جفت از مجموع لوله های کوتاه و متعدد بنام لوله اسپرم تشکیل شده که تعداد و طرز قرار گرفتن آنها در حشرات مختلف متفاوت است. غده های ضمیمه نیز معمولا به تعداد یک جفت و به اشکال مختلف بوده و دارای ترشحات لزج و چسبنده می باشند.

دستگاه تناسلی ماده

این دستگاه بطور کلی از دو تخمدان، غده های ضمیمه، کیسه ذخیره اسپرماتوزئید و مجاری تناسلی و گاهی تخمریز بلند تشکیل شده است. هر تخمدان مجموعه ای از لوله های کوچک مخروطی است که تعداد آنها معمولا ۴ یا ۶ یا ۸ عدد بوده ولی در بعضی از بال غشائیان و دو بالان به ۱۰۰ تا ۲۰۰ و در موریانه به ۲۰۰۰ تا ۲۴۰۰ عدد می رسد و به عکس در بعضی حشرات مانند مگس تسه تسه کمتر از حد معمول و منحصر به یک تا دو عدد می باشد.

دستگاه عصبی (Nervous system)

دستگاه عصبی در حشرات به صورت دو زنجیر عصبی در قسمت شکمی بدن قرار دارد. این دستگاه از عقده های عصبی متعدد تشکیل شده است که به تعداد یک جفت در هر حلقه بوده و نهایتا به زنجیر عصبی شکمی متصل می شوند. عصب و رشته های عصبی بنام Nerve ممکن است از اکسونهای حساس یا محرک و یا هر دو نوع تشکیل شده باشد.

مغز (Brain) از سه عقده تشکیل شده که به ترتیب مغز اول، مغز دوم و مغز سوم نامیده می شوند و از آنها رشته های عصبی بینائی و شاخکی منشاء می گیرند. علاوه بر دستگاه مرکزی مزبور یک دستگاه عصبی سمپاتیک نیز وجود دارد که بدو صورت سیستم سمپاتیک مری و سیستم سمپاتیک شکمی مشاهده می شود. سیستم سمپاتیک مری با مغز در ارتباط بوده و اعمال غدد بزاقی، قلب، آئورت و قسمتی از لوله گوارشی را بعهده دارد. سیستم سمپاتیک شکمی با عقده های قفس سینه و شکم و دستگاه تنفسی در ارتباط می باشد.

بزرگی مغز در حشرات بستگی به درجه رشد فکری و روانی آنها دارد. چنانکه حجم مغز در مورچه یک صدوهفتادوچهارم و در زنبوره حجم بدن یک دوهزاروهشتصدم می باشد. هر سلول عصبی یانورون (Neurone) از یک قسمت اصلی بنام جسم سلولی عصبی یا نوروسیت (Neurocyte) تشکیل شده که دارای یک رشته بلند بنام نوریست یا اکسون (Axone) و انشعابات متعدد باریک و منشعب بنام دندریت (Dendrite) می باشد.

اعضاء حسی

در حشرات اعضاء حسی از نظر تعداد و ساختمان فوق العاده متنوع می باشند و مهمترین اعضاء حسی در حشرات به شرح زیر است:

حس بینائی

رشد این حس در گونه های مختلف حشرات متفاوت است. چنانچه در حشراتی که در زیرزمین و نقاط تاریک زندگی می کنند اعضاء بینائی رشد کمی داشته و یا از بین رفته است و در بقیه حشرات این اعضاء شامل چشم های مرکب (Oculi) و چشم های ساده (Ocelli) می باشد. چشم های مرکب عضو اصلی بینائی در حشرات می باشد که در حشرات کامل به تعداد دو عدد در طرفین سر قرار دارد. چشم های مرکب معمولا به اشکال گرد، بیضوی و یا لوبیائی و اغلب همراه با یک یا سه عدد چشم ساده است. هر چشم مرکب مجموعه ای از چند واحد بینائی بنام اماتیدی (Ommatidie) است. تعداد اوماتیدی در حشرات مختلف متفاوت است چنانچه در کرم شب تاب ۲۵۰۰، در مگس خانگی ۴۰۰۰ و در سوسک Dyctisus ۹۰۰۰ عدد در هر چشم مرکب می باشد. چشم های ساده بکلی نقاط شفافی در قسمت های جانبی و پشتی و یا جلدی سر مشاهده می شوند. تعداد آنها معمولا ۳ تا ۵ و یا ۶ عدد می باشد و چشم های ساده معمولا برای دید نزدیک بکار رفته و معمولا در لاروها دیده می شود.

حس شنوائی

اعضای حس شنوائی در حشرات مختلف متفاوت است. مثلا در گونه هائی که قادر به تولید صدا می باشند این اعضاء رشد فوق العاده داشته که تولید صدا مخصوصا از نظر جلب افراد نر و ماده و جفتگیری آنها اهمیت زیاد دارد. در پروانه ها موهای ظریف سطح بدن از نظر حس شنوائی حائز اهمیت می باشند. کامل ترین دستگاه شنوائی عضو Tympanal است که به منزله گوش حشرات به حساب می آید و در ملخ های شاخک کوتاه به صورت یک جفت حفره شفاف در طرفین اولین مفصل شکم قرار دارد و در ملخ های شاخک بلند و سیر سیرک به صورت پرده کوچک و سفید رنگ در قاعده ساق پاهای جلوئی دیده شده و در زنجره های خانواده Cicadidae در حلقه دوم سینه مشاهده می گردد. عضو تیما پانال متشکل از یک پرده کوتیکولی نازک و شفاف به نام طبل و در زیر آن اعضاء شنوائی به نام اسکولوپیدی (Scolopidi) قرار دارند.

حس بویائی

حشرات معمولا به وسیله بوهائی که برای انسان غیر قابل درک است جلب می شوند. اعضاء بویائی به صورت موهائی حسی و یا فرورفتگی کوچک جلدی در سطح بدن حشرات پراکنده هستند. اگر شاخک مگس سرکه را قطع کنند این حشره دیگر بوسیله بوی الکل یا سرکه جلب نخواهد شد. حس بویائی در زنبورها از نظر جستجوی گلها برای تغذیه بیش از حس بینائی موثر می باشد. همچنین در زنبور عسل افراد هر کندو دارای بوی مخصوص بوده و بوسیله آن شناخته می شوند. شناسائی افراد بر اساس بو در مورچه نیز وجود داشته و از نظر جهت یابی و تعقیب دستجات مورچه که معمولا جهت جمع آوری غذا بدنبال هم و بفاصله دور از لانه می روند اهمیت دارد. پروانه نر پر طاووسی گلابی به وسیله بوی مخصوص جنس مخالف تا فاصله ۵ کیلومتری آن را پیدا می کند. تله های فرمونی که امروزه جهت بررسی تغییرات جمعیت حشرات بکار می روند بر این اساس ساخته شده اند. حس بویائی در بعضی از حشرات از نظر انتخاب میزبان و محل تخمریزی اهمیت دارد. چنانچه پروانه های خانواده Pieridae به طرف بوی کلم جلب می شوند. زنبورهای پارازیت جنس Trichogramma هنگام تخمریزی تخم های پارازیته شده میزبان را با بوی آنها از تخم های سالم تشخیص می دهند. بطور کلی حس چشائی همراه با حس بویائی عامل مهمی در تغذیه و تخمریزی حشرات محسوب می گردند.

دستگاه دفع

لوله های مالییگی در حشرات عضو اصلی دفع می باشند که بوسیله خاصیت جذب و ترشح خود، مواد زائد و ادراری خون را گرفته و در روده می ریزند و از آنجا این مواد با مدفوع از مخرج دفع می گردند. علاوه بر لوله های مالپیگی در داخل خون حشرات سلولهای مرده ای نیز وجود دارند که مواد زائد و ادراری را جذب می نمایند. مانند سلولهای اطراف قلب و بافت چربی که از نظر دفع خیلی اهمیت دارند.

علاوه بر ادرار که در حشرات از طریق مخرج دفع می شود حشرات موادی را نیز مانند ابریشم، موم، لاک، سموم و ترشحات بودار از خود ترشح می نمایند. این ترشحات در واقع از نظر حفاظت و یا دفاع نقش مهمی را در بقای حشره ایفا می کنند. ترشح عسلک نیز مانند گزانگبین یکی از مواد دفعی حشرات است که از نظر جنبه های بیولوژیکی حائز اهمیت است.

شته های روی گیاهان اغلب توام با اجتماع مورچه هائی است که منحصرا از عسلک تغذیه می کنند. مورچه ها معمولا بوسیله شاخک های خود، شته ها را برای دفع عسلک تحریک می کنند و بطور کلی شته ها در اغلب موارد بمنزله گاو شیرده مورچه ها بوده و بوسیله آنها مورد حمایت و حتی گاهی در لانه های زیرزمینی پرورش داده می شوند.