Комахи: будова, ряди і типи розвитку

Травневий хрущ (Melolontha melolontha) — типовий представник комах, на якому зручно вивчати загальну будову цього класу. Його тіло чітко поділене на три відділи: голову, груди й черевце.

Зовнішня будова

Голова несе одну пару вусиків — це органи нюху й дотику. У травневого хруща вусики пластинчасті, тобто складаються з кількох пластинок, що збільшують поверхню для сприйняття запахів. Тут же розташовані складні фасеткові очі, утворені багатьма вічками (оматидіями), і ротовий апарат гризучого типу.

Груди складаються з трьох сегментів — передньо-, середньо- й задньогрудей. На кожному сегменті є одна пара ніг (усього три пари). На середньо- й задньогрудях розташовані дві пари крил. Передні крила хруща перетворені на тверді надкрила (елітри), що захищають задні перетинчасті крила. У спокої задні крила складені під надкрилами.

Черевце не має кінцівок. На його боках розташовані дихальця — отвори, крізь які повітря надходить у трахейну систему. Увесь покрив комахи — це хітиновий зовнішній скелет, який захищає тіло й слугує місцем прикріплення м’язів.

Дихальна система

Дихання комах — трахейне. Повітря надходить крізь дихальця на грудях і черевці в розгалужені трахеї — тонкі трубочки, що пронизують усе тіло. Трахеї доставляють кисень безпосередньо до клітин, тому кровоносна система не бере участі в газообміні. Вентиляцію трахей посилюють ритмічні рухи черевця.

Кровоносна система

Кровоносна система комах незамкнена. На спинному боці черевця розташоване трубчасте серце, яке перекачує гемолімфу. Гемолімфа виливається в порожнину тіла, омиває внутрішні органи й переносить поживні речовини, продукти обміну й гормони. Однак вона майже не переносить кисню — цю функцію виконують трахеї.

Травна система і виділення

Травна система починається ротовим апаратом, далі їжа потрапляє в ротову порожнину, де на неї діють слинні залози. Через стравохід їжа надходить у воло (розширення стравоходу), потім у м’язовий шлунок, де перетирається, і далі в середню й задню кишку.

Органами виділення є мальпігієві судини — тонкі сліпі вирости, що відкриваються в кишечник на межі середньої й задньої кишки. Вони фільтрують з гемолімфи продукти обміну (переважно сечову кислоту) й виводять їх назовні з неперетравленими рештками. Жирове тіло запасає поживні речовини й виконує роль внутрішнього депо.

Нервова система і розмноження

Нервова система складається з надглоткового ганглія (його називають «головним мозком»), підглоткового ганглія й черевного нервового ланцюжка. Така будова забезпечує складні рефлекси й координацію рухів.

Комахи роздільностатеві, запліднення внутрішнє. Самиця травневого хруща відкладає яйця в ґрунт. Личинки хруща (білі, червоподібні, з трьома парами ніг) живуть у ґрунті кілька років і об’їдають корені рослин, завдаючи шкоди сільському господарству. Дорослі жуки об’їдають листя дерев, особливо дуба, берези, плодових.

Ротовий апарат комах пристосований до способу живлення. Розрізняють кілька типів, кожен із яких характерний для певних рядів.

Типи ротових апаратів

Гризучий апарат — найдавніший. Він дає змогу комасі відкушувати й перетирати тверду їжу: листя, кору, інших комах. Колючо-сисний апарат — це хоботок, усередині якого є колючі щетинки. Комаха проколює покриви тварини чи рослини й висмоктує рідину. Сисний апарат метеликів — довгий хоботок, що в спокої скручений спіраллю; ним метелик дістає нектар із глибоких квіток. Лижучий апарат кімнатної мухи має на кінці м’які лопаті, якими муха злизує рідку їжу або попередньо розріджену слиною. У медоносної бджоли ротовий апарат гризуче-лижучий: щелепами вона працює з воском, а хоботком збирає нектар.

Крила як ознака рядів

Окремо варто згадати вошей і бліх — вони безкрилі. Це пристосування до паразитичного способу життя: крила заважали б пересуватися в шерсті хазяїна чи в складках одягу.

Неповне перетворення (геміметаболія) — тип розвитку, за якого комаха проходить три стадії: яйце → личинка → доросла комаха (імаго). Стадії лялечки немає. Личинка схожа на дорослу комаху, але менша, не має крил (або має лише зачатки крил) і нестатевозріла. Вона росте, кілька разів линяючи, і після останнього линяння перетворюється на імаго.

Ряд Таргани (Blattodea)

Таргани мають сплющене тіло, довгі вусики, гризучий ротовий апарат і пристосовані до швидкого бігу. Передні крила в них шкірясті, задні — перетинчасті, але в деяких видів крила редуковані. Найпоширеніші представники — рудий тарган (прусак) і чорний тарган. Вони живуть у житлі людини, ведуть нічний спосіб життя. Яйця відкладають у твердій капсулі — оотеці.

Таргани небезпечні для людини: на лапках і тілі вони переносять збудників кишкових інфекцій (дизентерії, черевного тифу) та яйця гельмінтів. Тому поява тарганів у помешканні потребує негайних санітарних заходів.

Ряд Прямокрилі (Orthoptera)

Прямокрилі — комахи зі стрибальними задніми ногами (довгі й потужні), гризучим ротовим апаратом і вузькими шкірястими надкрилами. Задні крила широкі, у спокої складаються віялом під надкрилами. Самці багатьох прямокрилих стрекочуть, створюючи звуки тертям надкрил або ніг. Органи слуху розташовані на гомілках передніх ніг (у коників і цвіркунів) або з боків першого сегмента черевця (у сарани та інших саранових).

Представники:

• Зелений коник — живе на луках, живиться рослинами й дрібними комахами.

• Хатній цвіркун — оселяється в житлі людини, всеїдний.

• Сарана перелітна — утворює величезні зграї, що знищують посіви на величезних площах.

• Капустянка (вовчок) — має копальні передні ноги, живе в ґрунті, шкодить корінню й бульбам овочів.

Розвиток сарани й коника — неповне перетворення. Личинки виходять із яєць, схожі на дорослих, але без крил; вони активно ростуть і линяють, поступово збільшуючи зачатки крил. Лялечки немає.

Повне перетворення (голометаболія) — тип розвитку, що включає чотири стадії: яйце → личинка → лялечка → імаго. Личинка зовсім не схожа на дорослу комаху (гусениця, личинка-черв’ячок). Лялечка не живиться — у ній відбувається перебудова органів: личинкові тканини руйнуються, а з особливих клітин (імагінальних дисків) формуються органи дорослої комахи. Личинка й доросла комаха живуть у різних середовищах і живляться по-різному, тому не конкурують між собою.

Ряд Твердокрилі, або Жуки (Coleoptera)

Найбільший ряд комах. Передні крила перетворені на тверді надкрила, що захищають задні перетинчасті крила. Ротовий апарат гризучий. Представники:

• Травневий хрущ — шкідник садів і лісів.

• Колорадський жук — небезпечний шкідник картоплі.

• Сонечко семикрапкове — хижак, що знищує попелиць.

• Жук-олень — один із найбільших жуків Європи.

• Жук-гнойовик — живиться гноєм, бере участь у кругообігу речовин.

Ряд Лускокрилі, або Метелики (Lepidoptera)

Дві пари крил, укритих лусочками, що створюють забарвлення. У дорослих метеликів ротовий апарат сисний (хоботок). Гусениці мають гризучий ротовий апарат, живляться листям, мають шовковидільні залози, з яких виробляють нитку для кокона. Представники:

• Капустяний білан — шкідник капусти.

• Шовкопряд тутовий — гусениця дає натуральний шовк.

• Махаон — великий метелик; до 2021 року він був у Червоній книзі України, але наказом Міндовкілля від 19.01.2021 № 29 його звідти виключили.

Дорослі метелики — важливі запилювачі квіткових рослин.

Ряд Перетинчастокрилі (Hymenoptera)

Мають дві пари перетинчастих крил; задні менші й зчеплені з передніми гачечками, тому обидві пари працюють як одне крило. Ротовий апарат гризучий або гризуче-лижучий (у бджіл). У самок є яйцеклад; у бджіл і ос він перетворений на жало. Представники:

• Медоносна бджола — суспільна комаха, дає мед, віск.

• Джмелі — запилювачі, особливо важливі для конюшини.

• Оси — хижаки й падальники.

• Мурахи — суспільні комахи, знищують шкідників лісу.

• Їздці — відкладають яйця в тіло інших комах, знищують шкідників.

Ряд Двокрилі (Diptera)

Мають лише одну пару крил (передні). Задня пара перетворена на дзижчальця — невеликі булавоподібні вирости, що виконують роль органів рівноваги під час польоту. Ротовий апарат лижучий (мухи) або колючо-сисний (комарі). Личинки безногі, часто розвиваються у воді, ґрунті або гниючих рештках. Представники:

• Кімнатна муха — механічний переносник збудників кишкових інфекцій.

• Комарі — личинки розвиваються у воді; самки п’ють кров.

• Ґедзі — кровосисні, нападають на велику рогату худобу.

Суспільні комахи

Суспільні комахи живуть сім’ями з чітким розподілом обов’язків між особинами. Найвідоміші приклади — медоносна бджола й мурахи.

Медоносна бджола (Apis mellifera)

У сім’ї медоносної бджоли є три касти:

• Матка — плідна самка, єдина в сім’ї, що відкладає яйця.

• Трутні — самці, що розвиваються з незапліднених яєць (партеногенез). Їхня функція — запліднення матки. Вони не мають жала й не збирають корм.

• Робочі бджоли — недорозвинені самки (безплідні). Вони будують стільники з воску, збирають нектар і пилок, годують личинок, охороняють вулик, підтримують у ньому температуру.

Бджоли дають людині мед, віск, прополіс, маточне молочко, бджолину отруту (використовують у медицині). Крім того, вони запилюють культурні рослини, що має величезне господарське значення.

Мурахи (Formicidae)

У мурашнику також є матка (плідна самка), крилаті самці й безкрилі робочі самки. Робочі мурахи будують і охороняють гніздо, збирають їжу, доглядають за личинками. Мурахи знищують шкідників лісу, розпушують ґрунт, поширюють насіння рослин.

Комахи — переносники хвороб

Самки комарів п’ють кров, бо білки крові потрібні для дозрівання яєць. Малярійний комар (рід Anopheles) переносить збудника малярії — малярійного плазмодія (найпростіше).

Воші (головна й платяна) — безкрилі кровосисні паразити з неповним перетворенням. Яйця (гниди) вони приклеюють до волосся або одягу. Платяна воша переносить збудника висипного тифу.

Блохи — безкрилі кровосисні комахи зі сплющеним з боків тілом і стрибальними ногами. Їхній розвиток — повне перетворення. Щурячі блохи переносять збудника чуми.

Кімнатна муха механічно переносить на лапках і хоботку збудників кишкових інфекцій (дизентерії, черевного тифу, холери) та яйця гельмінтів.

Профілактика

• Знищення місць розвитку личинок: осушення стоячих водойм, ліквідація смітників.

• Використання сіток на вікнах і репелентів для захисту від комарів.

• Дотримання особистої гігієни, регулярне миття тіла й зміна білизни (профілактика вошивості).

• Захист їжі від мух: сітки, харчові контейнери, дотримання санітарних норм.

Розгляньмо типові завдання НМТ на тему комах. Кожен приклад супроводжується покроковим розв’язанням.

Приклад 1. Логічні пари: комаха — ротовий апарат

Установіть відповідність між комахою (1–4) і типом її ротового апарату (А–Д).

1 рудий тарган, 2 самка комара, 3 дорослий білан капустяний, 4 кімнатна муха.

А гризучий, Б колючо-сисний, В сисний, Г лижучий, Д гризуче-лижучий.

Розв’язання: рудий тарган має гризучий ротовий апарат (1 → А). Самка комара проколює шкіру й смокче кров — колючо-сисний (2 → Б). Дорослий білан капустяний — метелик, має сисний хоботок (3 → В). Кімнатна муха злизує рідку їжу — лижучий (4 → Г). Варіант Д (гризуче-лижучий) зайвий, він характерний для медоносної бджоли.

Відповідь: 1-А, 2-Б, 3-В, 4-Г.

Приклад 2. Вибір із трьох груп: сарана перелітна

Оберіть по одній правильній відповіді в кожній групі для сарани перелітної.

Група 1 «ряд»: 1 Прямокрилі, 2 Твердокрилі, 3 Двокрилі.

Група 2 «тип розвитку»: 1 повне перетворення, 2 неповне перетворення, 3 прямий без линянь.

Група 3 «ротовий апарат»: 1 колючо-сисний, 2 сисний, 3 гризучий.

Розв’язання: сарана — прямокрила комаха (група 1 → 1). У прямокрилих розвиток із неповним перетворенням, лялечки немає (група 2 → 2). Сарана має гризучий ротовий апарат (група 3 → 3).

Відповідь: 1, 2, 3.

Приклад 3. Вибір однієї відповіді: визначення комахи за описом

Яку комаху описано? Одна пара перетинчастих крил, замість задньої пари — дзижчальця, колючо-сисний ротовий апарат у самки, безногі личинки розвиваються у воді.

Варіанти: А травневий хрущ, Б медоносна бджола, В зелений коник, Г комар.

Розв’язання: одна пара крил і дзижчальця — ознака двокрилих. Колючо-сисний апарат у самки й личинки у воді — це комар. Травневий хрущ має надкрила (твердокрилі), медоносна бджола — дві пари крил (перетинчастокрилі), зелений коник — неповне перетворення й стрибальні ноги (прямокрилі).

Відповідь: Г (комар, ряд Двокрилі).

Приклад 4. Два твердження: істинність

I. «Гемолімфа комах доставляє кисень до всіх клітин тіла.» II. «У двокрилих задня пара крил перетворена на дзижчальця.»

Варіанти: А правильне лише I, Б правильне лише II, В обидва правильні, Г обидва неправильні.

Розв’язання: твердження I хибне — кисень доставляють трахеї, гемолімфа майже не переносить кисню. Твердження II правильне — у двокрилих задня пара крил справді перетворена на дзижчальця.

Відповідь: Б (правильне лише II).

Приклад 5. Логічні пари: комаха — хвороба

Установіть відповідність між комахою (1–4) і хворобою, збудника якої вона переносить (А–Д).

1 малярійний комар, 2 платяна воша, 3 щуряча блоха, 4 кімнатна муха.

А малярія, Б висипний тиф, В чума, Г дизентерія, Д кліщовий енцефаліт.

Розв’язання: малярійний комар переносить малярію (1 → А). Платяна воша — висипний тиф (2 → Б). Щуряча блоха — чуму (3 → В). Кімнатна муха — кишкові інфекції, зокрема дизентерію (4 → Г). Варіант Д (кліщовий енцефаліт) зайвий — його переносять іксодові кліщі, які належать до павукоподібних, а не комах.

Відповідь: 1-А, 2-Б, 3-В, 4-Г.

• Помилка: вважають, що гемолімфа комах переносить кисень. Насправді кисень доставляють трахеї, а гемолімфа переносить поживні речовини, продукти обміну й гормони.

• Помилка: вважають розвиток сарани чи коника повним перетворенням. У прямокрилих стадії лялечки немає — це неповне перетворення.

• Помилка: приписують гусениці сисний ротовий апарат метелика. Гусениця має гризучий ротовий апарат, бо гризе листя; сисний хоботок з’являється лише в дорослого метелика.

• Помилка: вважають павуків комахами. У павуків чотири пари ніг (у комах — три) і немає вусиків. Павуки належать до павукоподібних.

• Помилка: плутають личинку й лялечку. Лялечка є лише за повного перетворення й не живиться — у ній відбувається перебудова органів.

• Помилка: вважають, що кров п’ють і самці комарів. Кров п’ють лише самки — білки крові потрібні для дозрівання яєць. Самці живляться нектаром.

• Помилка: вважають трутнів робочими бджолами чи самками. Трутні — це самці, вони розвиваються з незапліднених яєць і не мають жала.

Тема «Комахи» входить до теми 3.14 програми НМТ з біології. Програма вимагає знати такі ряди: таргани, прямокрилі, твердокрилі, перетинчастокрилі, лускокрилі, двокрилі. Окремо розглядають паразитичних і кровосисних комах як переносників хвороб. Типовий об’єкт для вивчення будови — травневий хрущ.

Важливо вміти розрізняти комах із повним і неповним перетворенням і класифікувати тварин за типом розвитку. Також тема 3.12 («Справжні багатоклітинні тварини. Загальні ознаки будови і процесів життєдіяльності») передбачає знання трахей, мальпігієвих судин і незамкненої кровоносної системи — ці ознаки використовують для порівняння систем органів різних груп.

Формат завдань

У демоваріанті НМТ 2026 тема 3.14 є основною в завданнях № 14–16 (група завдань за однією інфографікою) і в логічних парах № 27 із зображеннями А–Д. Формат «зображення комахи → ряд» відповідає саме такому завданню.

Завдання 29–30 — це вибір трьох відповідей із трьох груп, по 1 балу за групу, до 3 балів за завдання. Наприклад, «ряд → тип розвитку → ротовий апарат» для певної комахи.

Стратегія виконання

• Ряд комахи визначай насамперед за крилами: тверді надкрила — жуки, лусочки на крилах — метелики, одна пара крил — двокрилі, дві пари перетинчастих крил — перетинчастокрилі, шкірясті надкрила й стрибальні ноги — прямокрилі.

• Тип розвитку виводь із ряду: таргани й прямокрилі — неповне перетворення; твердокрилі, лускокрилі, перетинчастокрилі, двокрилі — повне перетворення.

• Якщо в описі є гусениця, личинка-черв’ячок або лялечка — це ознака повного перетворення.

• Комаха має три відділи тіла: голову, груди й черевце; три пари ніг, одну пару вусиків, зазвичай дві пари крил.

• Дихання трахейне — кисень надходить крізь дихальця в трахеї безпосередньо до клітин. Гемолімфа майже не переносить кисню.

• Виділення — мальпігієві судини, що відкриваються в кишечник.

• Ротові апарати: гризучий (таргани, жуки, прямокрилі, гусениці), колючо-сисний (комарі, клопи, воші, блохи), сисний (дорослі метелики), лижучий (мухи), гризуче-лижучий (бджоли).

• Неповне перетворення (без лялечки): таргани, прямокрилі.

• Повне перетворення (з лялечкою): твердокрилі, лускокрилі, перетинчастокрилі, двокрилі.

• У сім’ї бджіл: матка (плідна самка), трутні (самці з незапліднених яєць), робочі бджоли (недорозвинені самки).

• Переносники хвороб: малярійний комар — малярія, платяна воша — висипний тиф, щурячі блохи — чума, кімнатна муха — кишкові інфекції.