Кровообращение и выделение

Кровь пчелы. Кровь насекомых — единственная жидкая среда организма, и поэтому она в какой-то мере объединяет в себе свойства всех жидкостей высших животных, составляющих их внутреннюю среду. Кровь насекомых — бесцветная жидкость, в ней нет красных кровяных телец — эритроцитов. Она не выполняет дыхательной функции. Ввиду существенного отличия от крови высших животных кровь насекомых получила специальное название — гемолимфа. В отличие от позвоночных животных пчелы имеют незамкнутую систему кровообращения.

Гемолимфа составляет внутреннюю среду организма. Все органы, ткани и клетки тела непосредственно соприкасаются с гемолимфой, из нее они черпают нужные им питательные и другие вещества и в нее же выделяют продукты обмена. Гемолимфа транспортирует продукты пищеварения от стенок кишечного канала ко всем органам, а продукты распада переносит к органам выделения.

У личинки пчелы гемолимфа составляет 25—30% от массы ее тела; при проколе кутикулы она обильно вытекает из тела. У взрослой пчелы гемолимфа составляет 8 — 10% массы тела (пчела массой 100 мг имеет всего 8—10 мг гемолимфы).

Органы кровообращения и их функции. Гемолимфа может выполнять свои функции только в том случае, если она постоянно перемещается внутри тела, или, как говорят, совершает кругообороты, циркулируя внутри тела. Центральным органом, обеспечивающим пульсацию крови в теле пчелы, является сердце, или спинной сосуд. Кроме того, движение крови поддерживается работой двух перегородок — спинной и брюшной диафрагм. Сердце расположено над кишечником, под спинными полукольцами — тергитами. Оно состоит из пяти камер, сообщающихся друг с другом. Камера, расположенная на заднем конце сердца, замкнута. В месте соединения одной камеры с другой имеется клапан, который может открываться только в переднем направлении. Камеры сокращаются поочередно. При сокращении одной камеры кровь перегоняется в соседнюю, расположенную впереди ее. Обратному движению крови препятствуют клапаны, которые при движении крови в направлении к заднему концу закрываются. Последняя камера, находящаяся ближе к переднему концу, переходит в узкую трубочку, называемую аортой. Аорта, начинаясь в брюшке, проходит через весь грудной отдел и оканчивается отверстием в головной полости. На границе между брюшком и грудью аорта имеет извитое строение, что надо рассматривать как приспособление, предупреждающее деформацию спинного сосуда при резком движении брюшка. В боковых стенках камер также имеются отверстия (остии), снабженные клапанами. Через эти отверстия кровь проходит в камеры сердца из окружающей полости. Клапаны камеры расположены таким образом, что могут открываться только внутрь камеры сердца.

От камер сердца отходят мышечные пучки, прикрепленные другими концами к стенкам спинных полуколец. Около мышечных пучков расположены скопления клеток, называемых перикардиальными. Околосердечные мышцы вместе с перикардиальными клетками и соединительнотканной перепонкой образуют спинную диафрагму, отделяющую сердце от нижележащих органов. Диафрагма не является сплошной перегородкой; в ней имеются просветы, через которые кровь из полости, окружающей кишечник, может проникать в околосердечную полость. Вторая диафрагма находится между нервной цепочкой и кишечником. Как уже отмечалось, диафрагма способствует передвижению крови в теле пчелы. Продвижение гемолимфы в усики, ножки и жилки крыльев обеспечивается наличием у их оснований местных пульсирующих органов.

Движение крови в теле пчелы совершается следующим образом. Вследствие сокращения стенок спинного сосуда (сердца) кровь направляется в аорту, из аорты изливается в полость головы, омывает головной мозг (надглоточный ганглий). Из головы ток крови направлен в грудную полость и в нижнюю часть брюшка, где омывает брюшную нервную цепочку. Полость тела, в которой находится нервная цепочка, отграничена от остальной полости брюшной диафрагмой.

При сокращении мышц брюшной диафрагмы кровь гонится назад и в сторону, а затем поступает в полость, в которой расположены пищеварительный канал, мальпигиевы сосуды. Из кишечника в кровь поступают питательные вещества. Продукт обмена веществ — мочевая кислота — поступает в заднюю кишку, откуда выбрасывается с каловыми массами. Под влиянием сокращения мышц спинной диафрагмы и сокращения камер спинного сосуда кровь из полости, окружающей кишечник, проникает в околосердечную полость, откуда как бы всасывается внутрь сердечных камер (вследствие их расширения) через боковые отверстия — остии.

Выделение. При разложении углеводов и жиров в организме образуются в конечном результате углекислый газ и вода, которые удаляются из организма в процессе дыхания. При разложении же белков и других сложных веществ образуются вредные продукты, которые выводятся из организма системой органов выделения.

У насекомых органы выделения двух типов: выбирающие и удаляющие продукты распада (к ним относятся у пчелы мальпигиевы сосуды) и выбирающие продукты распада, которые не удаляются в течение жизни насекомого, а накапливаются внутри клеток (к этим органам относятся особые клетки жирового тела — почки накопления).

Мальпигиевы сосуды по своим функциям соответствуют почкам позвоночных животных. Они имеют вид тонких удлиненных трубочек (их 80—100), которые червеобразно извиваются вокруг средней кишки пчелы, плавая в окружающей гемолимфе. Мальпигиевы сосуды впадают в просвет тонкой задней кишки.

Клетки мальпигиевых сосудов поглощают из окружающей гемолимфы продукты распада и выделяют их в просвет трубки. С помощью мальпигиевых сосудов частично удаляется из организма излишек воды. К продуктам распада относятся мочевая кислота, щавелевокислый и углекислый кальций и другие вредные для организма пчелы вещества.

Некоторую роль в улавливании и выделении продуктов распада играет и жировое тело: оно в виде мягкой ткани покрывает поверхность внутренних полостей пчелы и внешние стенки кишечника. Основное его назначение — накапливание и хранение питательных веществ: жира, гликогена и белка. Жировое тело состоит из собственно жировых клеток, выделительных клеток и эноцитов. Чем больше живет пчела, тем больше продуктов распада накапливается в ее клетках. По цвету выделительных клеток можно определить физиологический возраст пчелы и маток. С возрастом эти клетки приобретают более темную окраску.