Organ indera bukanlah karakteristik serangga. Sistem saraf dan organ sensorik pada serangga

Serangga seperti multiseluler lainnya organisme, memiliki banyak reseptor yang berbeda, atau sensilla, yang sensitif terhadap rangsangan tertentu. Reseptor serangga sangat beragam. Serangga memiliki mekanoreseptor (reseptor pendengaran, proprioseptor), fotoreseptor, termoreseptor, kemoreseptor. Dengan bantuan mereka, serangga menangkap energi radiasi dalam bentuk panas dan cahaya, getaran mekanis, termasuk berbagai macam suara, tekanan mekanis, gravitasi, konsentrasi uap air dan zat yang mudah menguap di udara, serta banyak lainnya. faktor. Serangga memiliki indera penciuman dan rasa yang sangat berkembang. Mekanoreseptor adalah sensilla trikoid yang mempersepsikan rangsangan taktil. Beberapa sensilla dapat mendeteksi fluktuasi sekecil apa pun di udara di sekitar serangga, sementara yang lain memberi sinyal posisi bagian tubuh relatif satu sama lain. Reseptor udara merasakan kecepatan dan arah arus udara di sekitar serangga dan mengatur kecepatan terbang.

Penglihatan

Penglihatan memainkan peran besar dalam kehidupan sebagian besar serangga. Mereka memiliki tiga jenis organ penglihatan - mata majemuk, mata lateral (batang) dan punggung (ocelli). Bentuk diurnal dan terbang biasanya memiliki 2 mata majemuk dan 3 oselus. Stemmata hadir dalam larva serangga dengan transformasi lengkap. Mereka terletak di sisi kepala dalam jumlah 1-30 di setiap sisi. Ocelli punggung (ocelli) ditemukan bersama-sama dengan mata majemuk dan berfungsi sebagai organ penglihatan tambahan. Ocelia ditemukan pada sebagian besar serangga dewasa (tidak ada pada banyak kupu-kupu dan Diptera, pada semut pekerja dan bentuk buta) dan pada beberapa larva (lalat batu, lalat capung, capung). Sebagai aturan, mereka hanya ada pada serangga yang terbang dengan baik. Biasanya terdapat 3 ocelli dorsal yang terletak berbentuk segitiga di daerah fronto-parietal kepala. Fungsi utamanya mungkin untuk mengevaluasi iluminasi dan perubahannya. Diasumsikan bahwa mereka juga mengambil bagian dalam orientasi visual serangga dan reaksi fototaksis.

Ciri-ciri penglihatan serangga disebabkan oleh struktur segi mata, yang terdiri dari: jumlah yang besar ommatidiev. Jumlah ommatidia terbesar ditemukan pada kupu-kupu (12-17 ribu) dan capung (10-28 ribu). Unit peka cahaya dari ommatidium adalah sel retina (visual). Fotoresepsi serangga didasarkan pada transformasi pigmen visual rhodopsin di bawah pengaruh kuantum cahaya menjadi isomer metarhodopsin. Restorasi terbaliknya memungkinkan untuk mengulangi tindakan visual dasar berulang kali. Biasanya, 2-3 pigmen visual ditemukan di fotoreseptor, berbeda dalam sensitivitas spektralnya. Kumpulan data pigmen visual juga menentukan fitur penglihatan warna serangga. Gambar visual pada mata majemuk terbentuk dari banyak gambar titik yang dibuat oleh ommatidia individu. Mata majemuk tidak memiliki kemampuan untuk mengakomodasi dan tidak dapat beradaptasi dengan penglihatan pada jarak yang berbeda. Karena itu, serangga bisa disebut "sangat berpandangan pendek". Serangga dicirikan oleh hubungan berbanding terbalik antara jarak ke objek yang dipertimbangkan dan jumlah detail yang dapat dibedakan oleh mata mereka: semakin dekat objek, semakin keterangan lebih lanjut mereka melihat. Serangga dapat mengevaluasi bentuk objek, tetapi pada jarak pendek dari mereka, ini membutuhkan garis besar objek yang sesuai dengan bidang pandang mata majemuk.

Penglihatan warna serangga bisa dikromatik (semut, kumbang perunggu) atau trikromatik (lebah dan beberapa kupu-kupu). Setidaknya satu spesies kupu-kupu memiliki penglihatan tetrakromatik. Ada serangga yang mampu membedakan warna hanya dengan satu (atas atau bawah) setengah dari mata majemuknya (capung berbintik empat). Untuk beberapa serangga, bagian spektrum yang terlihat digeser ke sisi panjang gelombang pendek. Misalnya, lebah dan semut tidak melihat warna merah (650-700 nm), tetapi mereka membedakan bagian dari spektrum ultraviolet (300-400 nm). Lebah dan serangga penyerbuk lainnya dapat melihat pola ultraviolet pada bunga yang tersembunyi dari penglihatan manusia. Demikian pula, kupu-kupu mampu membedakan elemen warna sayap, hanya terlihat dalam radiasi ultraviolet.

Persepsi suara yang ditransmisikan melalui substrat padat dilakukan pada serangga oleh vibroreseptor yang terletak di tulang kering kaki dekat artikulasi mereka dengan paha. Banyak serangga sangat sensitif terhadap guncangan substrat tempat mereka berada. Persepsi suara melalui udara atau air dilakukan oleh phonoreseptor. Diptera merasakan suara dengan bantuan organ Johnston. Organ pendengaran serangga yang paling kompleks adalah organ timpani. Jumlah sensila dalam satu organ timpani bervariasi dari 3 (beberapa kupu-kupu) hingga 70 (belalang) dan bahkan hingga 1500 (pada jangkrik lagu). Pada belalang, jangkrik, dan jangkrik mol, organ timpani terletak di tulang kering kaki depan, di acridoid, di sisi segmen perut pertama. Organ pendengaran jangkrik lagu terletak di dasar perut di sekitar alat penghasil suara. Organ pendengaran ngengat terletak di segmen toraks terakhir atau di salah satu dari dua segmen perut anterior dan dapat merasakan ultrasound yang dipancarkan oleh kelelawar. Lebah madu mengeluarkan suara dengan menyebabkan bagian dada bergetar melalui kontraksi otot yang sering. Suara diperkuat oleh pelat sayap. Tidak seperti kebanyakan serangga, lebah mampu membuat suara dengan nada dan nada suara yang berbeda, yang memungkinkan mereka mengirimkan informasi melalui karakteristik yang berbeda suara.

Penglihatan

Serangga memiliki alat penciuman yang sangat berkembang. Persepsi bau dilakukan berkat kemoreseptor - sensilla penciuman yang terletak di antena, dan kadang-kadang pada pelengkap perioral. Pada tingkat kemoreseptor, pemisahan primer rangsangan penciuman terjadi karena adanya dua jenis neuron reseptor. Neuron generalis mengenali berbagai senyawa kimia, tetapi pada saat yang sama mereka memiliki kepekaan yang rendah terhadap bau. Neuron spesialis hanya merespon satu atau beberapa senyawa kimia terkait. Mereka memberikan persepsi zat berbau yang memicu reaksi perilaku tertentu (feromon seks, atraktan dan penolak makanan, karbon dioksida). Pada ulat sutra jantan, sensilla penciuman mencapai batas sensitivitas yang mungkin secara teoritis: hanya satu molekul feromon betina yang cukup untuk merangsang neuron spesialis. Dalam eksperimennya, J. A. Fabre menetapkan bahwa jantan bermata pir dapat mendeteksi betina dengan feromon pada jarak hingga 10 km.

Kemoreseptor kontak membentuk bagian perifer dari penganalisis rasa serangga dan memungkinkan mereka untuk menilai kesesuaian substrat untuk makanan atau oviposisi. Reseptor ini terletak di bagian mulut, ujung kaki, antena, dan ovipositor. Sebagian besar serangga mampu mengenali larutan garam, glukosa, sukrosa dan karbohidrat lainnya, serta air. Kemoreseptor serangga jarang menanggapi zat buatan yang meniru rasa manis atau pahit, tidak seperti kemoreseptor vertebrata. Misalnya, sakarin tidak dirasakan oleh serangga sebagai zat manis.

Organ sentuhan. Disajikan sebagai rambut sensitif dari ukuran besar hingga mikroskopis, mereka terletak hampir di seluruh permukaan tubuh, terutama pada bagian-bagian yang sering bersentuhan dengan permukaan dan benda-benda lingkungan. Yang paling terkonsentrasi pada antena, kaki, pelengkap perut, organ mulut. Dalam bentuknya yang paling sederhana, organ sentuhan adalah trichoid sensilla. Saat disentuh atau terkena aliran udara, rambut bergerak. Ini mengiritasi sel-sel saraf yang mendasarinya, yang mengirimkan impuls saraf ke otak.

Organ pendengaran di perut
Organ pendengaran. Sebagai aturan, mereka berkembang dengan baik pada serangga yang membuat suara sendiri. Karena suara-suara ini terutama ditujukan untuk komunikasi antara perwakilan spesies, secara alami penting untuk tidak hanya dapat membuatnya, tetapi juga untuk mendengarnya. Organ pendengaran serangga juga disebut organ timpani. Mereka terlihat seperti bagian dari kutikula, di mana membran diregangkan, bergetar dari gelombang suara. Dengan kata lain, ini adalah versi primitif dari "telinga". Benar, mereka tidak terletak di kepala, seperti telinga hewan dan manusia, tetapi di bagian tubuh lainnya. Misalnya, pada jangkrik dan belalang, mereka terletak di segmen pertama perut, dan pada jangkrik dan belalang, mereka berada di tulang kering dari sepasang anggota badan pertama.

Cakar - lokasi
organ pengecap lalat
organ pengecap. Kemoreseptor sensitif ditemukan pada sebagian besar kelompok pada organ mulut. Namun, pada lalat, kupu-kupu, dan lebah, mereka juga terletak di kaki depan (lebih tepatnya, di kaki mereka). Tawon bersayap lipat dibedakan dengan adanya organ pengecap pada segmen apikal antena.
Serangga paling baik dalam membedakan manis, mereka juga mampu mengenali asam, pahit dan asin. Kepekaan terhadap rasa yang berbeda pada serangga yang berbeda tidaklah sama. Misalnya, laktosa manis bagi ulat kupu-kupu, tetapi hambar bagi lebah. Tapi lebah sangat sensitif terhadap garam.

Organ penciuman. Serangga "mengendus" dengan antena mereka, karena kemoreseptor penciuman yang sensitif terletak terutama pada mereka. Kadang-kadang proses ini dapat diamati dengan mata kepala sendiri, terutama pada contoh lebah, yang duduk di atas bunga, pertama-tama "merasakan" dengan antena mereka, dan kemudian membenamkan organ mulut mereka di kelopaknya. Organ penciuman juga dapat ditemukan di bagian lain kutikula. Mereka disajikan dalam bentuk kerucut atau pelat yang terletak di ceruk kutikula.
Serangga jantan seringkali memiliki indera penciuman yang lebih kuat daripada betina. Serangga umumnya lebih sensitif terhadap bau tertentu daripada manusia. Misalnya, aroma geraniol (zat organik yang digunakan sebagai wewangian dalam wewangian) 40 hingga 100 kali lebih kuat pada lebah daripada manusia. Dengan bantuan bau, serangga juga "berkomunikasi" satu sama lain. Jadi, kupu-kupu jantan membedakan bau feromon betina di udara, bahkan jika mereka berada pada jarak 3-9 km dari mereka.

organ penglihatan. Mereka dapat diwakili oleh mata majemuk yang kompleks dan oselus sederhana (dorsal), dan larva terkadang memiliki oselus larva (lateral). Fungsi penglihatan paling baik dilakukan oleh mata majemuk; pada ocelli larva, penglihatan agak lemah, dan oselus dorsal tidak melihat sama sekali.

Dasar dari organ indera adalah apa yang disebut formasi neuro-sensitif - sensilla, yang terlihat seperti rambut, bulu, depresi.

Serangga memiliki alat indera sebagai berikut:

1) Organ indera mekanis. Ini termasuk sensilla taktil yang tersebar di seluruh tubuh. Mereka merasakan getaran udara, merasakan posisi tubuh di ruang angkasa, dll. Organ-organ indera mekanis juga termasuk organ pendengaran, karena mereka merasakan suara, yang dikenal sebagai getaran udara. Organ pendengaran terutama pada serangga yang mampu mengeluarkan suara. Mereka terletak di sisi perut, di sayap, kaki depan dan di beberapa tempat lain.

2) Organ-organ indera kimia diwakili oleh sensila kemoreseptor dan berfungsi untuk memahami kimia lingkungan, yaitu. bau dan sensasi rasa. Mereka terletak di anggota badan mulut, antena, kadang-kadang (pada lebah) di kaki. Indera kimiawi - indera penciuman - memainkan peran penting dalam hubungan intra dan antar populasi serangga. organ; penglihatan diwakili oleh mata yang kompleks (segi) dan sederhana. Mata itu sendiri terdiri dari banyak sensilla. Bagian heksagonal permukaan disebut segi. Segi-segi membentuk kornea, yang merupakan kutikula transparan.

neuron sensorik

Badan sel sensorik atau sensorik, biasanya berbentuk bipolar atau multipolar, selalu terletak di dekat organ sensorik atau jaringan yang dipersarafi. Dendrit dari beberapa neuron, paling sering bipolar, dikaitkan dengan formasi kutikula, sementara yang lain, selalu multipolar, terhubung dengan jaringan rongga tubuh atau membentuk jaringan subepidermal, seperti pada larva berkulit lunak.

Dengan demikian, dua kategori besar sel sensorik dibedakan. Sel tipe pertama berbeda karena hampir selalu berhubungan dengan kutikula atau tonjolannya: apodemes, tracheae, preoral dan rongga mulut dll. Mereka mencakup berbagai sel eksteroreseptor, termasuk sel visual, meskipun dendritnya tidak diekspresikan dengan jelas. Sel tipe kedua tidak pernah berhubungan dengan kutikula dan hanya terletak pada Permukaan dalam tubuh, dinding saluran pencernaan, di otot dan jaringan ikat. Mereka secara elektrofisiologis ditunjukkan sebagai milik intero atau proprioseptor.

Akson sel sensorik langsung menuju ganglia yang sesuai dari SSP, kadang-kadang terletak langsung di otak, misalnya, pusat optik atau penciuman. Pertanyaan tentang saluran komunikasi antara sel reseptor dan pusat saraf sangat penting untuk interpretasi yang benar dari pekerjaan penganalisis dan mekanisme untuk mengendalikan perilaku serangga. Sekarang, tampaknya, semua orang mengakui pendapat sebelumnya yang tidak dapat dipertahankan bahwa dalam beberapa sistem reseptor, misalnya, di antena serangga Rhodnius, akson dari beberapa sel sensorik menyatu menjadi satu serat. Tetapi penutupan sekelompok reseptor ke satu neuron perifer orde kedua, yaitu, hilangnya "alamat" sinyal input, adalah karakteristik ganglion optik pertama serangga. Arti dari metode komunikasi seperti itu dengan pusat, yang menyebabkan hilangnya sebagian informasi dari serangkaian sensor, belum selalu jelas (lihat di bawah).

Jaringan saraf, termasuk sel sensorik, berasal dari ektoderm. Kepemilikan mereka pada penutup tubuh juga diekspresikan dalam kenyataan bahwa hubungan organ sensorik dengan sistem saraf pusat dibuat secara sentripetal. Jadi, V. Wigglesworth menunjukkan pada serangga Rhodnius bahwa saraf aferen yang dipotong beregenerasi ke arah sistem saraf pusat. Demikian pula, selama setiap pergantian kulit, ketika reseptor tambahan dibentuk untuk melayani permukaan tubuh yang meningkat, sel-sel sensorik mereka mengirimkan akson secara sentripetal.

Fakta perkembangan sentripetal akson yang terungkap pada preparat histologis dapat menjadi salah satu dasar kesimpulan penting bahwa jalur dari sel sensorik ke SSP adalah langsung, tanpa pergantian sinaptik. Di dekat sel reseptor dan saraf aferen, ada yang lain, seperti sel neuroglial (pengumpan), tetapi tidak terkait dengan transmisi sinyal reseptor.

Organ indera serangga dibedakan dan berkembang dengan baik. Organ sentuhan dan penciuman mendominasi signifikansinya. Organ sentuhan secara eksternal diwakili oleh bulu. Organ penciuman juga memiliki bentuk seta yang khas, yang, berubah, dapat berubah menjadi tonjolan berdinding tipis yang terpisah dan tonjolan seperti jari yang tidak tersegmentasi dan area datar berdinding tipis pada integumen. Lokasi paling penting dari ujung saraf penciuman adalah antena.

Misalnya, peran antena sebagai organ penciuman pada lalat dan lepidoptera, yang membedakan bau samar pada jarak yang sangat jauh. Indera penciuman lebah lebih baik dipelajari; ternyata kemampuan mereka untuk merasakan bau dekat dengan kita: bau yang kita rasakan juga dirasakan oleh lebah, bau yang kita campur itu dicampur oleh lebah; organ penciuman juga terkonsentrasi terutama pada antena. Rasa manis, pahit, asam, dan asin juga dibedakan oleh serangga; organ pengecap terletak di tentakel bagian mulut, di kaki; ketajaman sensasi rasa di organ yang berbeda dari serangga yang sama mungkin berbeda; itu jauh lebih tinggi daripada manusia. Mata majemuk serangga melihat pergerakan objek, dan dalam beberapa kasus mereka juga dapat melihat bentuk objek; hymenoptera (lebah) yang lebih tinggi juga dapat melihat warna, termasuk yang tidak dapat dilihat oleh manusia (“ultraviolet”); namun, penglihatan warna tidak beragam seperti pada manusia: misalnya, lebah di sisi kiri spektrum terasa kuning, warna lain seperti nuansa kuning; bagian kanan biru-ungu dari spektrum juga dirasakan oleh lebah sebagai satu warna. Ketajaman visual lebah jauh lebih rendah daripada manusia.

Pada beberapa ordo, seperti pada ordo Orthoptera (Orthoptera) yang meliputi belalang, jangkrik dan belalang, yang disebut organ timpani tersebar luas. Organ timpani pada belalang dan jangkrik terletak di kaki bagian bawah di bawah sendi lutut, sedangkan pada belalang dan jangkrik di sisi segmen perut pertama, mereka secara eksternal diwakili oleh depresi, kadang-kadang dikelilingi oleh lipatan penutup dan dengan lapisan tipis. membran membentang di bagian bawah; pada permukaan bagian dalam membran atau di sekitarnya ada ujung saraf dari struktur yang aneh.

Serangga dalam massa diberkahi dengan penglihatan yang sangat baik. Mata majemuk mereka yang kompleks, yang terkadang ditambahkan mata sederhana, berfungsi untuk mengenali berbagai objek. Beberapa serangga dilengkapi dengan penglihatan warna, perangkat penglihatan malam yang sesuai. Menariknya, mata serangga adalah satu-satunya organ yang mirip dengan hewan lain. Pada saat yang sama, organ pendengaran, penciuman, rasa dan sentuhan tidak memiliki kesamaan seperti itu, tetapi, bagaimanapun, serangga dengan sempurna merasakan bau dan suara, menavigasi di ruang angkasa, menangkap dan memancarkan gelombang ultrasonik. Indera penciuman dan perasa yang halus memungkinkan mereka menemukan makanan. Berbagai kelenjar serangga mengeluarkan zat untuk menarik saudara laki-laki, pasangan seksual, menakut-nakuti saingan dan musuh, dan indera penciuman yang sangat sensitif mampu mendeteksi bau zat ini bahkan untuk beberapa kilometer.

Banyak dalam ide-ide mereka mengasosiasikan organ indera serangga dengan kepala. Tapi ternyata struktur yang bertanggung jawab untuk mengumpulkan informasi tentang lingkungan, paling banyak ditemukan pada serangga berbagai bagian tubuh. Mereka dapat menentukan suhu benda dan mencicipi makanan dengan kaki mereka, mendeteksi keberadaan cahaya dengan punggung mereka, mendengar dengan lutut, kumis, pelengkap ekor, bulu tubuh, dll.

Organ indera serangga adalah bagian dari sistem sensorik - penganalisis yang menembus jaringan hampir seluruh organisme. Mereka menerima banyak sinyal eksternal dan internal yang berbeda dari reseptor organ indera mereka, menganalisisnya, membentuk dan mengirimkan "instruksi" ke berbagai organ untuk implementasi tindakan yang sesuai. Organ-organ indera terutama membentuk bagian reseptor, yang terletak di pinggiran (ujung) penganalisis. Dan departemen konduktif dibentuk oleh neuron pusat dan jalur dari reseptor. Otak memiliki area tertentu untuk memproses informasi yang berasal dari indera. Mereka merupakan pusat, "otak", bagian dari penganalisis. Berkat sistem yang begitu rumit dan bijaksana, misalnya, penganalisis visual, perhitungan yang akurat dan kontrol organ pergerakan serangga dilakukan.

Pengetahuan yang luas telah dikumpulkan tentang kemampuan luar biasa dari sistem sensorik serangga, tetapi volume buku ini memungkinkan saya untuk mendaftar hanya beberapa dari mereka.

organ penglihatan

Mata dan semua yang paling sulit sistem visual- ini adalah hadiah yang luar biasa, berkat hewan yang dapat menerima informasi dasar tentang dunia di sekitar mereka, dengan cepat mengenali berbagai objek dan mengevaluasi situasi yang muncul. Penglihatan diperlukan serangga ketika mencari makanan untuk menghindari pemangsa, untuk menjelajahi objek yang menarik atau lingkungan, untuk berinteraksi dengan individu lain dalam perilaku reproduksi dan sosial, dll.

Serangga dilengkapi dengan berbagai mata. Mereka bisa menjadi mata yang kompleks, sederhana atau tambahan, serta larva. Yang paling kompleks adalah mata majemuk, yang terdiri dari sejumlah besar ommatidia yang membentuk segi heksagonal pada permukaan mata. Ommatidium pada dasarnya adalah alat visual kecil, dilengkapi dengan lensa mini, sistem pemandu cahaya, dan elemen peka cahaya. Setiap segi hanya merasakan sebagian kecil dari objek, dan bersama-sama mereka memberikan gambar mosaik dari seluruh objek. Mata majemuk, ciri sebagian besar serangga dewasa, terletak di sisi kepala. Pada beberapa serangga, misalnya, capung pemburu, yang dengan cepat bereaksi terhadap pergerakan mangsa, mata menempati setengah dari kepala. Setiap matanya dibangun dari 28.000 segi. Sebagai perbandingan, kupu-kupu memiliki 17.000 di antaranya, dan lalat rumah memiliki 4.000. Mata di kepala serangga bisa dua atau tiga di dahi atau mahkota, dan lebih jarang di sisinya. Larva ocelli pada kumbang, kupu-kupu, hymenoptera di masa dewasa digantikan oleh yang kompleks.

Sangat mengherankan bahwa serangga tidak dapat menutup mata mereka selama istirahat dan karena itu tidur dengan mata terbuka.

Matalah yang berkontribusi pada reaksi cepat pemburu serangga, seperti belalang sembah. Omong-omong, ini adalah satu-satunya serangga yang bisa berbalik dan melihat ke belakang. Mata besar memberi belalang sembah penglihatan binokular dan memungkinkan Anda menghitung jarak ke objek perhatian mereka secara akurat. Kemampuan ini, dikombinasikan dengan gerakan maju cepat dari kaki depan ke arah mangsa, membuat mantid menjadi pemburu yang hebat.

Dan pada kumbang berkaki kuning, berlari di atas air, mata memungkinkan Anda untuk secara bersamaan melihat mangsa baik di permukaan air maupun di bawahnya. Untuk melakukan ini, penganalisa visual kumbang memiliki kemampuan untuk mengoreksi indeks bias air.

Persepsi dan analisis rangsangan visual dilakukan oleh sistem yang paling kompleks - penganalisis visual. Bagi banyak serangga, ini adalah salah satu penganalisis utama. Di sini, sel sensitif utama adalah fotoreseptor. Dan dengan itu terhubung jalur (saraf optik) dan sel saraf lainnya yang terletak di tingkat yang berbeda sistem saraf. Saat mengamati informasi ringan, urutan kejadiannya adalah sebagai berikut. Sinyal yang diterima (kuanta cahaya) langsung dikodekan dalam bentuk impuls dan ditransmisikan di sepanjang jalur konduksi ke sistem saraf pusat - ke pusat "otak" penganalisis. Di sana, sinyal-sinyal ini segera diterjemahkan (decode) menjadi persepsi visual yang sesuai. Untuk pengenalannya, standar gambar visual dan informasi lain yang diperlukan diambil dari memori. Dan kemudian sebuah perintah dikirim ke berbagai organ untuk respons yang memadai dari individu terhadap perubahan situasi.

tunjukkan semua

Organ indera dijelaskan secara terpisah dari struktur, karena tidak hanya sel saraf, tetapi juga turunan dari jaringan lain yang berpartisipasi dalam pembentukannya. Namun, mereka dapat disebut bagian dari itu. Mereka adalah elemen dari sistem saraf tepi, karena mengandung ujung saraf yang sensitif.

Penerimaan dan reseptor

Setiap organ indera terdiri dari reseptor - elemen sensitif dari struktur khusus yang merasakan jenis iritasi tertentu. Misalnya, bulu-bulu di tubuh serangga yang melakukan fungsi sentuhan, merasakan iritasi mekanis, tetapi tidak merasakan cahaya, dan sebagainya.

Secara total, ada 4 jenis reseptor dalam tubuh serangga.

Mekanoreseptor

: merasakan getaran mekanis. Ujung saraf seperti itu mendasari organ sentuhan dan pendengaran (suara juga merupakan getaran mekanis dengan frekuensi tertentu). Di antara mekanoreseptor yang membentuk indera peraba, ada beberapa varietas. Ada yang merasakan tekanan, ada yang merasakan getaran, ada yang merasakan sentuhan, dan seterusnya. Secara umum, mekanoreseptor cukup beragam dan "multifungsi".

termoreseptor

struktur yang merasakan suhu. Mereka terletak di integumen serangga dan mengirimkan informasi tentang fluktuasinya. Selain itu, ketika dipanaskan dan didinginkan, berbagai jenis termoreseptor tereksitasi: dingin dan panas. Tanpa sensitivitas suhu, kehidupan dan beberapa serangga tidak mungkin terjadi. Misalnya, lebah pekerja di dalam sarang terus-menerus memantau suhu area sarang tempat mereka berkembang dan (sebuah foto). Mereka menghangatkannya atau mendinginkannya. Suhu terus dipertahankan pada 34,5-35,5 derajat, karena mereka mati jika menyimpang dari "norma" ini.

Kemoreseptor

- formasi sensitif yang teriritasi oleh bahan kimia. Contohnya adalah organ pengecap dan. Terlepas dari kenyataan bahwa serangga lebih primitif daripada banyak hewan, mereka telah menemukan kemoreseptor khusus yang tidak dimiliki orang lain. Kita berbicara tentang kemoreseptor internal, yang menentukan keteguhan lingkungan internal tubuh: pH dan sebagainya. Sejauh ini, reseptor ini kurang dipahami.

Fotoreseptor

- dasar organ penglihatan, ujung saraf yang merasakan gelombang cahaya.

Secara umum, semua reseptor hanya melakukan satu fungsi - penerimaan, yaitu persepsi sinyal tertentu. Sinyal-sinyal ini dalam bentuk eksitasi saraf diumpankan ke pusat saraf otak dan di mana informasi diproses. Akibatnya, serangga "memutuskan" apa yang harus dilakukan sebagai respons terhadap rangsangan eksternal.

organ pengecap

. Kemoreseptor sensitif ditemukan pada sebagian besar kelompok pada organ mulut. Namun, pada lalat (sebuah foto) , kupu-kupu dan lebah, mereka juga terletak di kaki depan (lebih tepatnya, di atasnya). Tawon bersayap terlipat dibedakan dengan adanya organ pengecap pada ruas-ruas antena.

Serangga paling baik dalam membedakan manis, mereka juga mampu mengenali asam, pahit dan asin. Kepekaan terhadap rasa yang berbeda pada serangga yang berbeda tidaklah sama. Misalnya, laktosa manis bagi ulat kupu-kupu, tetapi hambar bagi lebah. Tapi lebah sangat sensitif terhadap garam.

Organ indera pada serangga

Zhdanova T. D.

Berhubungan dengan aktivitas dunia serangga yang bervariasi dan energik bisa menjadi pengalaman yang luar biasa. Tampaknya makhluk-makhluk ini dengan ceroboh terbang dan berenang, berlari dan merangkak, berdengung dan berkicau, menggerogoti dan membawa. Namun, semua ini tidak dilakukan tanpa tujuan, tetapi terutama dengan niat tertentu, sesuai dengan program bawaan yang tertanam dalam tubuh mereka dan pengalaman hidup yang diperoleh. Untuk persepsi dunia sekitarnya, orientasi di dalamnya, implementasi semua tindakan bijaksana dan proses kehidupan, hewan diberkahi dengan sistem yang sangat kompleks, terutama saraf dan sensorik.

Apa persamaan sistem saraf vertebrata dan invertebrata?

Sistem saraf adalah kompleks struktur dan organ yang kompleks, terdiri dari: jaringan saraf dimana bagian tengahnya adalah otak. Unit struktural dan fungsional utama dari sistem saraf adalah sel saraf dengan proses (dalam bahasa Yunani, sel saraf adalah neuron).

Sistem saraf dan otak serangga menyediakan: persepsi dengan bantuan indera iritasi eksternal dan internal (iritabilitas, sensitivitas); pemrosesan instan oleh sistem penganalisis sinyal yang masuk, persiapan dan implementasi respons yang memadai; penyimpanan dalam memori dalam bentuk yang disandikan dari informasi turun-temurun dan diperoleh, serta pengambilan seketika sesuai kebutuhan; pengelolaan semua organ dan sistem tubuh untuk berfungsi secara keseluruhan, menyeimbangkannya dengan lingkungan; penerapan proses mental dan aktivitas saraf yang lebih tinggi, perilaku yang bijaksana.

Organisasi sistem saraf dan otak vertebrata dan invertebrata sangat berbeda sehingga pada pandangan pertama tampaknya mustahil untuk membandingkannya. Dan pada saat yang sama, untuk jenis sistem saraf yang paling beragam, tampaknya, milik organisme yang sepenuhnya "sederhana" dan "kompleks", fungsi yang sama adalah karakteristiknya.

Otak lalat, lebah, kupu-kupu, atau serangga lain yang sangat kecil memungkinkannya melihat dan mendengar, menyentuh dan merasakan, bergerak dengan sangat akurat, lebih dari itu - terbang menggunakan "peta" internal dalam jarak yang cukup jauh, berkomunikasi satu sama lain dan bahkan memiliki "bahasa" sendiri, belajar dan menerapkan dalam situasi non-standar berpikir logis. Jadi, otak semut jauh lebih kecil daripada kepala peniti, tetapi serangga ini telah lama dianggap sebagai "orang bijak". Jika dibandingkan tidak hanya dengan otak mikroskopisnya, tetapi juga dengan kemampuan sel saraf tunggal yang tidak dapat dipahami, seseorang seharusnya malu dengan komputernya yang paling modern. Dan apa yang bisa dikatakan sains tentang ini, misalnya, neurobiologi, yang mempelajari proses kelahiran, kehidupan, dan kematian otak? Apakah dia mampu mengungkap misteri aktivitas vital otak - fenomena paling kompleks dan misterius yang diketahui orang?

Pengalaman neurobiologis pertama adalah milik dokter Romawi kuno Galen. Setelah memotong serabut saraf pada babi, dengan bantuan otak yang mengendalikan otot-otot laring, ia merampas suaranya dari hewan - ia segera menjadi mati rasa. Itu satu milenium yang lalu. Tetapi seberapa jauh sains telah berkembang sejak saat itu dalam pengetahuannya tentang prinsip otak? Ternyata terlepas dari pekerjaan besar para ilmuwan, prinsip operasi bahkan satu sel saraf, yang disebut "batu bata" dari mana otak dibangun, masih belum diketahui manusia. Ahli saraf memahami banyak tentang bagaimana neuron "makan" dan "minum"; bagaimana ia menerima energi yang diperlukan untuk aktivitas hidupnya, mencerna zat-zat yang diperlukan yang diekstraksi dari lingkungan dalam "boiler biologis"; bagaimana kemudian neuron ini mengirimkan ke tetangganya berbagai informasi dalam bentuk sinyal, dienkripsi baik dalam serangkaian impuls listrik tertentu, atau dalam berbagai kombinasi bahan kimia. Lalu apa? Di sini sel saraf menerima sinyal tertentu, dan di kedalamannya, aktivitas unik mulai bekerja sama dengan sel lain yang membentuk otak hewan. Ada menghafal informasi yang masuk, pengambilan dari memori informasi yang perlu, pengambilan keputusan, memberi perintah pada otot dan berbagai organ, dll. Bagaimana semuanya berjalan? Para ilmuwan belum tahu pasti. Nah, karena tidak jelas bagaimana sel-sel saraf individu dan kompleksnya bekerja, prinsip kerja seluruh otak, bahkan sekecil serangga, juga tidak jelas.

Pekerjaan organ indera dan "perangkat" hidup

Aktivitas vital serangga disertai dengan pemrosesan informasi suara, penciuman, visual, dan sensorik lainnya - spasial, geometris, kuantitatif. Salah satu dari banyak fitur misterius dan menarik dari serangga adalah kemampuan mereka untuk menilai situasi secara akurat menggunakan "instrumen" mereka sendiri. Pengetahuan kami tentang perangkat ini terbatas, meskipun banyak digunakan di alam. Ini adalah penentu berbagai bidang fisik, yang memungkinkan memprediksi gempa bumi, letusan gunung berapi, banjir, perubahan cuaca. Ini adalah rasa waktu, dihitung oleh jam biologis internal, dan rasa kecepatan, dan kemampuan untuk menavigasi dan menavigasi, dan banyak lagi.

Sifat setiap organisme (mikroorganisme, tumbuhan, jamur dan hewan) untuk merasakan rangsangan yang berasal dari lingkungan eksternal dan dari organ dan jaringan mereka sendiri disebut sensitivitas. Pada serangga, seperti pada hewan lain dengan sistem saraf khusus, ada sel saraf dengan kapasitas selektif tinggi untuk berbagai rangsangan - reseptor. Mereka dapat berupa sentuhan (responsif terhadap sentuhan), suhu, cahaya, kimia, getaran, otot-artikular, dll. Berkat reseptornya, serangga menangkap berbagai macam faktor lingkungan - berbagai getaran (berbagai macam suara, energi radiasi dalam bentuk cahaya dan panas), tekanan mekanis (misalnya, gravitasi) dan faktor lainnya. Sel reseptor terletak di jaringan baik secara tunggal atau dirakit menjadi sistem dengan pembentukan organ sensorik khusus - organ indera.

Semua serangga dengan sempurna "memahami" indikasi organ indera mereka. Beberapa di antaranya, seperti organ penglihatan, pendengaran, penciuman, berada jauh dan dapat merasakan iritasi dari kejauhan. Lainnya, seperti organ perasa dan sentuhan, berhubungan dan merespons paparan melalui kontak langsung.

Banyak dalam ide-ide mereka mengasosiasikan organ indera serangga dengan kepala. Tetapi ternyata struktur yang bertanggung jawab untuk mengumpulkan informasi tentang lingkungan ditemukan pada serangga di berbagai bagian tubuh. Mereka dapat menentukan suhu benda dan mencicipi makanan dengan kaki mereka, mendeteksi keberadaan cahaya dengan punggung mereka, mendengar dengan lutut, kumis, pelengkap ekor, bulu tubuh, dll.

Pengetahuan yang luas telah dikumpulkan tentang kemampuan luar biasa dari sistem sensorik serangga, tetapi volume buku ini memungkinkan saya untuk mendaftar hanya beberapa dari mereka.

organ penglihatan

Mata dan seluruh sistem visual yang kompleks adalah hadiah yang luar biasa, berkat hewan yang dapat menerima informasi dasar tentang dunia di sekitar mereka, dengan cepat mengenali berbagai objek dan mengevaluasi situasi yang muncul. Penglihatan diperlukan serangga ketika mencari makanan untuk menghindari pemangsa, untuk menjelajahi objek yang menarik atau lingkungan, untuk berinteraksi dengan individu lain dalam perilaku reproduksi dan sosial, dll.

Serangga dilengkapi dengan berbagai mata. Mereka bisa menjadi mata yang kompleks, sederhana atau tambahan, serta larva. Yang paling kompleks adalah mata majemuk, yang terdiri dari sejumlah besar ommatidia yang membentuk segi heksagonal pada permukaan mata. Ommatidium pada dasarnya adalah alat visual kecil yang dilengkapi dengan lensa mini, sistem pemandu cahaya, dan elemen fotosensitif. Setiap segi hanya merasakan sebagian kecil dari objek, dan bersama-sama mereka memberikan gambar mosaik dari seluruh objek. Mata majemuk, ciri sebagian besar serangga dewasa, terletak di sisi kepala. Pada beberapa serangga, seperti capung pemburu, yang dengan cepat bereaksi terhadap pergerakan mangsa, mata menempati setengah dari kepala. Setiap matanya dibangun dari 28.000 segi. Sebagai perbandingan, kupu-kupu memiliki 17.000 di antaranya, dan lalat rumah memiliki 4.000. Mata di kepala serangga bisa dua atau tiga di dahi atau mahkota, dan lebih jarang di sisinya. Larva ocelli pada kumbang, kupu-kupu, hymenoptera di masa dewasa digantikan oleh yang kompleks.

Sangat mengherankan bahwa serangga tidak dapat menutup mata mereka selama istirahat dan karena itu tidur dengan mata terbuka.

Persepsi dan analisis rangsangan visual dilakukan oleh sistem yang kompleks - penganalisa visual. Bagi banyak serangga, ini adalah salah satu penganalisis utama. Di sini, sel sensitif utama adalah fotoreseptor. Dan jalur (saraf optik) dan sel saraf lain yang terletak di berbagai tingkat sistem saraf terhubung dengannya. Saat mengamati informasi ringan, urutan kejadiannya adalah sebagai berikut. Sinyal yang diterima (kuanta cahaya) langsung dikodekan dalam bentuk impuls dan ditransmisikan di sepanjang jalur konduksi ke sistem saraf pusat - ke pusat "otak" penganalisis. Di sana, sinyal-sinyal ini segera diterjemahkan (decode) menjadi persepsi visual yang sesuai. Untuk pengenalannya, standar gambar visual dan informasi lain yang diperlukan diambil dari memori. Dan kemudian sebuah perintah dikirim ke berbagai organ untuk respons yang memadai dari individu terhadap perubahan situasi.

Di mana "telinga" serangga berada?

Sebagian besar hewan dan manusia mendengar dengan telinga mereka, di mana suara menyebabkan gendang telinga bergetar - kuat atau lemah, lambat atau cepat. Setiap perubahan getaran memberi tahu tubuh tentang sifat suara yang didengar. Bagaimana serangga mendengar? Dalam banyak kasus, mereka juga "telinga" yang aneh, tetapi pada serangga mereka berada di tempat yang tidak biasa bagi kita: di kumis - misalnya, pada nyamuk jantan, semut, kupu-kupu; pada pelengkap ekor - di kecoa Amerika. Jangkrik dan belalang mendengar dengan tulang kering kaki depannya, dan belalang mendengar dengan perutnya. Beberapa serangga tidak memiliki "telinga", yaitu, mereka tidak memiliki organ pendengaran khusus. Tetapi mereka mampu merasakan berbagai fluktuasi di lingkungan udara, termasuk getaran suara dan gelombang ultrasonik yang tidak dapat diakses oleh telinga kita. Organ sensitif serangga tersebut adalah rambut tipis atau batang sensitif terkecil. Mereka berada dalam jumlah besar di berbagai bagian tubuh dan berhubungan dengan sel saraf. Jadi, pada ulat berbulu, "telinga" adalah rambut, dan pada ulat telanjang, seluruh kulit tubuh.

Gelombang suara dibentuk oleh penghalusan dan kondensasi udara secara bergantian, merambat ke segala arah dari sumber suara - benda apa pun yang berosilasi. Gelombang suara dirasakan dan diproses oleh penganalisis pendengaran - sistem mekanik, reseptor, dan struktur saraf yang paling kompleks. Getaran ini diubah oleh reseptor pendengaran menjadi impuls saraf yang ditransmisikan sepanjang saraf pendengaran ke bagian tengah alat analisa. Hasilnya adalah persepsi suara dan analisis kekuatan, tinggi, dan karakternya.

Sistem pendengaran serangga memastikan respons selektif mereka terhadap getaran frekuensi yang relatif tinggi - mereka merasakan getaran sekecil apa pun di permukaan, udara, atau air. Misalnya, serangga berdengung menghasilkan gelombang suara melalui kepakan sayap yang cepat. Getaran lingkungan udara seperti itu, misalnya, derit nyamuk, jantan merasakan dengan organ sensitif mereka yang terletak di antena. Dengan demikian, mereka menangkap gelombang udara yang menyertai penerbangan nyamuk lain dan secara memadai menanggapi informasi suara yang diterima. Sistem pendengaran serangga "disetel" untuk merasakan suara yang relatif lemah, sehingga suara keras berpengaruh pada mereka. pengaruh buruk. Misalnya, lebah, lebah, lalat dari beberapa spesies tidak dapat terbang ke udara saat berbunyi.

Panggilan sinyal yang bervariasi tetapi jelas yang dibuat oleh jangkrik jantan dari setiap spesies memainkan peran penting dalam perilaku reproduksi mereka dalam merayu dan menarik betina. Jangkrik dilengkapi dengan alat yang luar biasa untuk berkomunikasi dengan seorang teman. Saat membuat getaran lembut, dia menggosokkan sisi tajam satu elytra ke permukaan elytra lainnya. Dan untuk persepsi suara, pria dan wanita memiliki membran kutikula tipis yang sangat sensitif, yang berperan sebagai gendang telinga. Eksperimen menarik dilakukan ketika seekor jantan berkicau ditempatkan di depan mikrofon, dan seekor betina ditempatkan di ruangan lain dekat telepon. Ketika mikrofon dihidupkan, betina, setelah mendengar kicau khas spesies jantan, bergegas ke sumber suara - telepon.

Organ untuk menangkap dan memancarkan gelombang ultrasonik

Ngengat dilengkapi dengan alat untuk mendeteksi kelelawar, yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk orientasi dan berburu. Predator merasakan sinyal dengan frekuensi hingga 100.000 hertz, dan kupu-kupu malam dan sayap renda, yang mereka buru, hingga 240.000 hertz. Di dada, misalnya, kupu-kupu ngengat, ada organ khusus untuk analisis akustik sinyal ultrasonik. Mereka memungkinkan untuk menangkap impuls ultrasonik berburu kozhan pada jarak hingga 30 m Ketika kupu-kupu merasakan sinyal dari pemangsa locator, tindakan perilaku protektif diaktifkan. Mendengar jeritan ultrasonik tikus malam pada jarak yang relatif jarak jauh, kupu-kupu tiba-tiba mengubah arah penerbangan, menggunakan manuver menipu - "menyelam". Pada saat yang sama, ia mulai melakukan aerobatik - spiral dan "putaran mati" untuk menjauh dari pengejaran. Dan jika pemangsa berada pada jarak kurang dari 6 m, kupu-kupu melipat sayapnya dan jatuh ke tanah. Dan kelelawar tidak mendeteksi serangga yang tidak bergerak.

Tetapi hubungan antara ngengat dan kelelawar baru-baru ini ditemukan menjadi lebih kompleks. Jadi, kupu-kupu dari beberapa spesies, setelah mendeteksi sinyal kelelawar, mulai memancarkan impuls ultrasonik dalam bentuk klik. Selain itu, impuls-impuls ini bekerja pada pemangsa sedemikian rupa sehingga, seolah-olah ketakutan, ia terbang menjauh. Hanya ada spekulasi tentang apa yang menyebabkan kelelawar berhenti mengejar kupu-kupu dan "lari dari medan perang". Mungkin, klik ultrasonik adalah sinyal adaptif serangga, mirip dengan yang dikirim oleh kelelawar itu sendiri, hanya saja jauh lebih kuat. Berharap untuk mendengar suara pantulan samar dari sinyalnya sendiri, pengejarnya mendengar raungan memekakkan telinga - seolah-olah pesawat supersonik memecahkan penghalang suara.

Ini menimbulkan pertanyaan mengapa kelelawar tercengang bukan oleh sinyal ultrasoniknya sendiri, tetapi oleh kupu-kupu. Ternyata kelelawar terlindung dengan baik dari impuls teriakannya sendiri yang dikirim oleh pelacak. Jika tidak, impuls yang begitu kuat, yang 2.000 kali lebih kuat dari suara pantul yang diterima, dapat membuat tikus tuli. Untuk mencegah hal ini terjadi, tubuhnya memproduksi dan sengaja menggunakan sanggurdi khusus. Sebelum mengirim pulsa ultrasonik, otot khusus menarik sanggurdi menjauh dari jendela koklea telinga bagian dalam - getarannya terputus secara mekanis. Pada dasarnya, sanggurdi juga membuat klik, tetapi bukan suara, tetapi anti-suara. Setelah sinyal-meneriakkan, segera kembali ke tempatnya sehingga telinga siap menerima sinyal yang dipantulkan. Sulit membayangkan dengan kecepatan berapa otot dapat bertindak, mematikan pendengaran tikus pada saat jeritan impuls yang dikirim. Selama mengejar mangsa - ini adalah 200-250 impuls per detik!

Dan klik kupu-kupu, yang berbahaya bagi kelelawar, terdengar tepat pada saat pemburu membuka telinganya untuk merasakan gemanya. Jadi, untuk membuat pemangsa yang tercengang ketakutan, kupu-kupu malam mengirimkan sinyal yang sangat cocok dengan pencari lokasinya. Untuk melakukan ini, tubuh serangga diprogram untuk menerima frekuensi denyut nadi pemburu yang mendekat dan mengirimkan sinyal respons secara bersamaan dengannya.

Hubungan antara ngengat dan kelelawar ini menimbulkan banyak pertanyaan. Bagaimana serangga mendapatkan kemampuan untuk merasakan sinyal ultrasonik kelelawar dan langsung memahami bahaya yang mereka bawa? Bagaimana kupu-kupu dapat secara bertahap mengembangkan perangkat ultrasonik dengan karakteristik pelindung yang sangat cocok melalui proses seleksi dan peningkatan? Persepsi sinyal ultrasonik kelelawar juga tidak mudah diketahui. Faktanya adalah bahwa mereka mengenali gema mereka di antara jutaan suara dan suara lainnya. Dan tidak ada suara tangisan sesama anggota suku, tidak ada sinyal ultrasonik yang dipancarkan dengan bantuan peralatan, mencegah kelelawar berburu. Hanya isyarat kupu-kupu, bahkan yang direproduksi secara artifisial, yang membuat tikus terbang menjauh.

Makhluk hidup menghadirkan teka-teki baru dan baru, menyebabkan kekaguman atas kesempurnaan dan kemanfaatan struktur tubuh mereka.

Belalang sembah, seperti kupu-kupu, bersama dengan penglihatan yang sangat baik, juga diberikan organ pendengaran khusus untuk menghindari pertemuan dengan kelelawar. Organ pendengaran yang merasakan ultrasound ini terletak di dada di antara kedua kaki. Dan untuk beberapa spesies belalang sembah, selain organ pendengaran ultrasonik, kehadiran telinga kedua adalah karakteristik, yang merasakan frekuensi yang jauh lebih rendah. Fungsinya belum diketahui.

perasaan kimia

Hewan diberkahi dengan sensitivitas kimia umum, yang disediakan oleh berbagai organ sensorik. Dalam pengertian kimia serangga, indera penciuman memainkan peran paling penting. Dan rayap dan semut, menurut para ilmuwan, diberi indra penciuman tiga dimensi. Apa itu - sulit bagi kita untuk membayangkannya. Organ penciuman serangga bereaksi terhadap keberadaan konsentrasi zat yang sangat kecil, kadang-kadang sangat jauh dari sumbernya. Berkat indera penciuman, serangga menemukan mangsa dan makanan, menavigasi medan, belajar tentang pendekatan musuh, dan melakukan biokomunikasi, di mana "bahasa" spesifik adalah pertukaran informasi kimia menggunakan feromon.

Feromon adalah senyawa paling kompleks yang disekresikan untuk tujuan komunikasi oleh beberapa individu untuk mentransfer informasi ke individu lain. Informasi tersebut dikodekan dalam bahan kimia tertentu, tergantung pada jenis makhluk hidup dan bahkan milik keluarga tertentu. Persepsi dengan bantuan sistem penciuman dan decoding "pesan" menyebabkan bentuk perilaku atau proses fisiologis tertentu pada penerima. Sampai saat ini, kelompok feromon serangga yang signifikan telah diketahui. Beberapa dari mereka dirancang untuk menarik individu dari lawan jenis, yang lain, melacak - menunjukkan jalan ke rumah atau sumber makanan, yang ketiga - berfungsi sebagai sinyal alarm, yang keempat - mengatur proses fisiologis tertentu, dll.

Benar-benar unik harus menjadi "produksi kimia" dalam tubuh serangga untuk melepaskan dalam jumlah yang tepat dan pada saat tertentu seluruh rentang feromon yang mereka butuhkan. Saat ini, lebih dari seratus zat yang paling kompleks telah diketahui. komposisi kimia, tetapi tidak lebih dari selusin dari mereka direproduksi secara artifisial. Memang, untuk mendapatkannya, diperlukan teknologi dan peralatan canggih, jadi untuk saat ini tetap hanya akan dikejutkan dengan susunan tubuh makhluk invertebrata mini seperti itu.

Kumbang disediakan terutama dengan antena tipe penciuman. Mereka memungkinkan Anda untuk menangkap tidak hanya bau suatu zat dan arah distribusinya, tetapi bahkan "merasakan" bentuk benda yang berbau. Contoh indra penciuman yang hebat adalah kumbang penggali kubur, yang membersihkan bumi dari bangkai. Mereka mampu mencium bau ratusan meter darinya dan berkumpul kelompok besar. Dan kepik, dengan bantuan penciuman, menemukan koloni kutu daun untuk meninggalkan pasangan bata di sana. Lagi pula, dia sendiri tidak hanya memakan kutu daun, tetapi juga larvanya.

Tidak hanya serangga dewasa, tetapi juga larva mereka sering diberkahi dengan indera penciuman yang sangat baik. Dengan demikian, larva cockchafer dapat bergerak ke akar tanaman (pinus, gandum), dipandu oleh konsentrasi karbon dioksida yang sedikit lebih tinggi. Dalam percobaan, larva segera pergi ke area tanah, di mana mereka memasukkan sejumlah kecil zat yang membentuk karbon dioksida.

Sensitivitas organ penciuman, misalnya, kupu-kupu Saturnus, yang jantannya mampu menangkap bau betina dari spesiesnya sendiri pada jarak 12 km, tampaknya tidak dapat dipahami. Ketika membandingkan jarak ini dengan jumlah feromon yang dikeluarkan oleh wanita, hasil yang mengejutkan para ilmuwan diperoleh. Berkat antenanya, jantan tidak salah lagi mencari di antara banyak zat berbau untuk satu molekul zat yang dikenal secara turun temurun per 1 m3 udara!

Beberapa Hymenoptera diberi indera penciuman yang tajam sehingga tidak kalah dengan insting anjing yang terkenal. Jadi, pengendara wanita, ketika berlari di sepanjang batang pohon atau tunggul, menggerakkan antena mereka dengan penuh semangat. Dengan mereka, mereka "mengendus" larva kumbang tanduk atau kumbang penebang, yang terletak di kayu pada jarak 2-2,5 cm dari permukaan.

Berkat sensitivitas antena yang unik, pengendara helis kecil menentukan dengan hanya menyentuh kepompong laba-laba apa yang ada di dalamnya - apakah testisnya kurang berkembang, laba-laba yang tidak aktif telah meninggalkannya, atau testis pengendara lain dari spesiesnya. Bagaimana Helis membuat analisis yang akurat belum diketahui. Kemungkinan besar, dia merasakan bau spesifik yang paling halus, tetapi mungkin saat mengetuk antenanya, pengendara menangkap semacam suara yang dipantulkan.

Persepsi dan analisis rangsangan kimia yang bekerja pada organ penciuman serangga dilakukan oleh sistem multifungsi - penganalisis penciuman. Ini, seperti semua penganalisa lainnya, terdiri dari departemen persepsi, pelaksana, dan pusat. Reseptor penciuman (kemoreseptor) merasakan molekul zat berbau, dan impuls sinyal bau tertentu dikirim sepanjang serabut saraf ke otak untuk dianalisis. Ada perkembangan instan dari respon tubuh.

Berbicara tentang indera penciuman serangga, orang tidak bisa tidak mengatakan tentang baunya. Ilmu pengetahuan belum memiliki pemahaman yang jelas tentang apa itu bau, dan ada banyak teori mengenai fenomena alam ini. Menurut salah satu dari mereka, molekul yang dianalisis dari suatu zat mewakili "kunci". Dan "kunci" adalah reseptor organ penciuman yang termasuk dalam penganalisis bau. Jika konfigurasi molekul mendekati "kunci" reseptor tertentu, penganalisis akan menerima sinyal darinya, menguraikannya, dan mengirimkan informasi tentang bau ke otak hewan. Menurut teori lain, bau ditentukan oleh sifat kimia molekul dan distribusi muatan listrik. Paling teori baru, yang telah memenangkan banyak pendukung, melihat alasan utama bau dalam sifat getaran molekul dan komponennya. Setiap wewangian dikaitkan dengan frekuensi tertentu (bilangan gelombang) dari rentang inframerah. Misalnya, sup bawang tioalkohol dan decaborane secara kimiawi sangat berbeda. Tetapi mereka memiliki frekuensi yang sama dan bau yang sama. Pada saat yang sama, ada zat kimia yang serupa yang dicirikan oleh frekuensi yang berbeda dan bau yang berbeda. Jika teori ini benar, maka zat aromatik dan ribuan jenis sel yang merasakan bau dapat dinilai dengan frekuensi inframerah.

"Instalasi radar" serangga

Serangga diberkahi dengan organ penciuman dan sentuhan yang sangat baik - antena (antena atau ikatan). Mereka sangat mobile dan mudah dikendalikan: seekor serangga dapat membiakkan mereka, menyatukan mereka, memutar masing-masing secara individual pada porosnya sendiri atau bersama-sama pada poros yang sama. Dalam hal ini, keduanya secara lahiriah mirip dan pada dasarnya adalah "instalasi radar". Elemen sensitif saraf dari antena adalah sensilla. Dari mereka, impuls dengan kecepatan 5 m per detik ditransmisikan ke pusat "otak" penganalisis untuk mengenali objek iritasi. Dan kemudian sinyal respons terhadap informasi yang diterima langsung menuju ke otot atau organ lain.

Pada sebagian besar serangga, di segmen kedua antena, ada organ Johnston - perangkat universal, yang tujuannya belum sepenuhnya dijelaskan. Diyakini bahwa ia merasakan gerakan dan getaran udara dan air, kontak dengan benda padat. Belalang dan belalang diberkahi dengan kepekaan yang sangat tinggi terhadap getaran mekanis, yang mampu mencatat getaran apa pun dengan amplitudo yang sama dengan setengah diameter atom hidrogen!

Kumbang juga memiliki organ Johnston pada segmen kedua antena. Dan jika kumbang yang berjalan di permukaan air rusak atau dihilangkan, maka ia akan tersandung pada rintangan apa pun. Dengan bantuan organ ini, kumbang mampu menangkap gelombang pantul yang datang dari pantai atau rintangan. Dia merasakan gelombang air dengan ketinggian 0,000000004 mm, yaitu, organ Johnston melakukan tugas echo sounder atau radar.

Semut dibedakan tidak hanya oleh otak yang terorganisir dengan baik, tetapi juga oleh organisasi tubuh yang sama sempurnanya. Antena sangat penting bagi serangga ini; beberapa berfungsi sebagai organ penciuman, sentuhan, pengetahuan lingkungan, dan penjelasan timbal balik yang sangat baik. Semut yang tidak memiliki antena kehilangan kemampuan untuk menemukan jalan, makanan di dekatnya, dan membedakan musuh dari teman. Dengan bantuan antena, serangga dapat "berbicara" di antara mereka sendiri. Semut mengirimkan informasi penting dengan menyentuh antena satu sama lain dengan antena mereka. Dalam salah satu episode perilaku, dua semut menemukan mangsa dalam bentuk larva ukuran yang berbeda. Setelah "negosiasi" dengan saudara-saudara mereka dengan bantuan antena, mereka pergi ke tempat penemuan bersama dengan asisten yang dimobilisasi. Pada saat yang sama, semut yang lebih berhasil, yang berhasil mengirimkan informasi tentang mangsa yang lebih besar yang ditemukannya dengan bantuan antena, mengerahkan sekelompok semut pekerja yang jauh lebih besar di belakangnya.

Menariknya, semut adalah salah satu makhluk terbersih. Setelah setiap makan dan tidur, seluruh tubuh mereka dan terutama antena dibersihkan secara menyeluruh.

Sensasi rasa

Seseorang dengan jelas mendefinisikan bau dan rasa suatu zat, sedangkan pada serangga, sensasi rasa dan penciuman sering tidak dipisahkan. Mereka bertindak sebagai perasaan kimiawi tunggal (persepsi).

Serangga dengan sensasi rasa lebih menyukai satu atau lain zat tergantung pada karakteristik nutrisi dari spesies tertentu. Pada saat yang sama, mereka mampu membedakan antara manis, asin, pahit dan asam. Untuk kontak dengan makanan yang dikonsumsi, organ pengecap dapat ditemukan di daerah yang berbeda tubuh serangga - pada antena, belalai dan kaki. Dengan bantuan mereka, serangga menerima informasi kimia dasar tentang lingkungan. Misalnya, seekor lalat, hanya dengan menyentuhkan cakarnya ke objek yang menarik baginya, segera mengetahui apa yang ada di bawah kakinya - minuman, makanan, atau sesuatu yang tidak bisa dimakan. Artinya, ia mampu melakukan analisis kontak instan bahan kimia dengan kakinya.

Rasa adalah sensasi yang terjadi ketika suatu larutan bahan kimia terkena reseptor (kemoreseptor) organ pengecap serangga. Sel reseptor rasa adalah bagian perifer dari sistem kompleks penganalisis rasa. Mereka merasakan rangsangan kimia, dan di sini pengkodean utama sinyal rasa terjadi. Penganalisis segera mengirimkan gelombang impuls kemoelektrik di sepanjang serabut saraf tipis ke pusat "otak" mereka. Setiap denyut seperti itu berlangsung kurang dari seperseribu detik. Dan kemudian struktur pusat penganalisis langsung menentukan sensasi rasa.

Upaya terus untuk memahami tidak hanya pertanyaan tentang apa itu bau, tetapi juga untuk menciptakan teori terpadu tentang "kemanisan". Sejauh ini, ini belum berhasil - mungkin Anda, para ahli biologi abad ke-21, akan berhasil. Masalahnya adalah bahan kimia yang sama sekali berbeda - baik organik maupun anorganik - dapat menciptakan sensasi rasa manis yang relatif sama.

organ indera

Mempelajari indera peraba serangga mungkin merupakan kesulitan terbesar. Bagaimana makhluk-makhluk yang dirantai dalam cangkang chitinous ini menyentuh dunia? Jadi, berkat reseptor kulit, kita dapat merasakan berbagai sensasi sentuhan - beberapa reseptor mencatat tekanan, yang lain suhu, dll. Menyentuh suatu benda, kita dapat menyimpulkan bahwa benda itu dingin atau hangat, keras atau lunak, halus atau kasar. Serangga juga memiliki penganalisis yang menentukan suhu, tekanan, dll., tetapi banyak mekanisme aksi mereka yang masih belum diketahui.

Indera peraba adalah salah satu indera yang paling penting untuk keselamatan penerbangan banyak serangga terbang, untuk merasakan arus udara. Misalnya, di dipteran, seluruh tubuh ditutupi dengan sensilla, yang melakukan fungsi sentuhan. Ada banyak dari mereka di halter untuk merasakan tekanan udara dan menstabilkan penerbangan.

Berkat indera peraba, lalat tidak begitu mudah untuk ditampar. Penglihatannya memungkinkan dia untuk melihat objek yang mengancam hanya pada jarak 40 - 70 cm, tetapi lalat mampu merespons gerakan tangan yang berbahaya, yang menyebabkan gerakan kecil udara, dan langsung lepas landas. biasa ini lalat rumah sekali lagi menegaskan bahwa tidak ada yang sederhana di dunia kehidupan - semua makhluk, tua dan muda, dilengkapi dengan sistem sensorik yang sangat baik untuk kehidupan aktif dan perlindungan mereka sendiri.

Reseptor serangga yang memberikan tekanan bisa dalam bentuk jerawat dan bulu. Mereka digunakan oleh serangga untuk berbagai tujuan, termasuk orientasi di ruang angkasa - ke arah gravitasi. Misalnya, larva lalat selalu bergerak dengan jelas ke atas sebelum kepompong, yaitu melawan gravitasi. Lagi pula, dia perlu merangkak keluar dari massa makanan cair, dan tidak ada tengara di sana, kecuali daya tarik Bumi. Bahkan setelah keluar dari kepompong, lalat cenderung merangkak naik selama beberapa waktu sampai mengering untuk terbang.

Banyak serangga memiliki indra gravitasi yang berkembang dengan baik. Misalnya, semut dapat memperkirakan kemiringan permukaan 20. Dan kumbang penjelajah yang menggali liang vertikal dapat memperkirakan penyimpangan dari vertikal 10.

Hidup "peramal"

Banyak serangga diberkahi dengan kemampuan luar biasa untuk mengantisipasi perubahan cuaca dan membuat ramalan jangka panjang. Namun, ini khas untuk semua makhluk hidup - baik itu tumbuhan, mikroorganisme, invertebrata atau vertebrata. Kemampuan tersebut memastikan aktivitas kehidupan normal di habitat yang dituju. Jarang terlihat Fenomena alam- kekeringan, banjir, musim dingin. Dan kemudian, untuk bertahan hidup, makhluk hidup perlu memobilisasi sumber daya tambahan terlebih dahulu. peralatan pelindung. Dalam kedua kasus, mereka menggunakan "stasiun cuaca" internal mereka.

Secara konstan dan hati-hati mengamati perilaku berbagai makhluk hidup, Anda dapat belajar tidak hanya tentang perubahan cuaca, tetapi bahkan tentang yang akan datang bencana alam. Lagi pula, lebih dari 600 spesies hewan dan 400 spesies tumbuhan, sejauh ini diketahui oleh para ilmuwan, dapat memainkan semacam peran sebagai barometer, indikator kelembaban dan suhu, prediktor baik badai petir, badai, tornado, banjir, dan cuaca tak berawan yang indah. . Selain itu, ada "peramal cuaca" langsung di mana-mana, di mana pun Anda berada - di dekat waduk, di padang rumput, di hutan. Misalnya, sebelum hujan, bahkan dengan langit cerah, belalang hijau berhenti berkicau, semut mulai menutup pintu masuk sarang semut dengan rapat, dan lebah berhenti terbang mencari nektar, duduk di sarang dan mendengung. Dalam upaya untuk bersembunyi dari cuaca buruk yang akan datang, lalat dan tawon terbang ke jendela rumah.

Pengamatan untuk semut beracun, yang tinggal di kaki bukit Tibet, mengungkapkan kemampuan luar biasa mereka untuk membuat ramalan yang lebih jauh. Sebelum awal periode hujan lebat, semut pindah ke tempat lain dengan tanah kering yang keras, dan sebelum awal musim kemarau, semut mengisi lekukan yang gelap dan lembab. Semut bersayap mampu merasakan datangnya badai dalam 2-3 hari. Individu besar mulai bergegas di tanah, sementara yang kecil berkerumun di ketinggian rendah. Dan semakin aktif proses ini, semakin kuat cuaca buruk yang diperkirakan. Ditemukan bahwa sepanjang tahun semut dengan benar mengidentifikasi 22 perubahan cuaca, dan hanya salah dalam dua kasus. Ini sebesar 9%, yang terlihat cukup baik dibandingkan dengan rata-rata kesalahan stasiun cuaca sebesar 20%.

Tindakan serangga yang disengaja sering kali bergantung pada ramalan jangka panjang, dan ini bisa sangat bermanfaat bagi manusia. Peternak lebah yang berpengalaman diberikan ramalan yang cukup andal oleh lebah. Untuk musim dingin, mereka menutup takik di sarang dengan lilin. Dengan membuka ventilasi sarang, seseorang dapat menilai musim dingin yang akan datang. Jika lebah pergi lubang besar- musim dingin akan hangat, dan jika kecil, perkirakan salju yang parah. Juga diketahui bahwa jika lebah mulai terbang keluar dari sarangnya lebih awal, musim semi yang hangat dapat diharapkan lebih awal. Semut yang sama, jika musim dingin diperkirakan tidak parah, tetap tinggal di dekat permukaan tanah, dan sebelumnya musim dingin terletak lebih dalam di tanah dan membangun sarang semut yang lebih tinggi.

Selain iklim makro bagi serangga, iklim mikro habitatnya juga penting. Misalnya, lebah tidak membiarkan panas berlebih di sarang dan, setelah menerima sinyal dari "perangkat" hidup mereka tentang suhu yang melebihi, mereka mulai ventilasi ruangan. Bagian dari lebah pekerja diatur pada ketinggian yang berbeda di seluruh sarang dan menggerakkan udara dengan kepakan sayap yang cepat. Arus udara yang kuat terbentuk, dan sarangnya didinginkan. Ventilasi adalah proses yang panjang, dan ketika satu kelompok lebah lelah, itu adalah giliran yang lain, dan dalam urutan yang ketat.

Perilaku tidak hanya serangga dewasa, tetapi juga larva mereka, tergantung pada pembacaan "instrumen" hidup. Misalnya, larva jangkrik yang berkembang di tanah muncul ke permukaan hanya saat cuaca bagus. Tapi bagaimana Anda tahu seperti apa cuaca di atas? Untuk menentukan ini, mereka membuat kerucut tanah khusus dengan lubang besar di atas tempat perlindungan bawah tanah mereka - semacam struktur meteorologi. Di dalamnya, jangkrik menilai suhu dan kelembaban melalui lapisan tanah yang tipis. Dan jika kondisi cuaca tidak mendukung, larva kembali ke cerpelai.

Fenomena prakiraan hujan badai dan banjir

Mengamati perilaku rayap dan semut dalam situasi kritis dapat membantu orang membuat prediksi hujan deras dan banjir. Salah satu naturalis menggambarkan sebuah kasus ketika, sebelum banjir suku india, yang tinggal di hutan Brasil, buru-buru meninggalkan pemukimannya. Dan semut "memberi tahu" orang India tentang bencana yang akan datang. Sebelum banjir, serangga sosial ini menjadi sangat gelisah dan segera meninggalkan tempat tinggal bersama dengan kepompong dan persediaan makanan. Mereka pergi ke tempat-tempat yang tidak terjangkau air. Penduduk setempat hampir tidak memahami asal mula kepekaan semut yang begitu luar biasa, tetapi, menuruti pengetahuan mereka, orang-orang meninggalkan masalah setelah peramal cuaca kecil itu.

Mereka sangat baik dalam memprediksi banjir dan rayap. Sebelum dimulai, mereka meninggalkan rumah mereka dengan seluruh koloni dan bergegas ke pohon terdekat. Mengantisipasi besarnya bencana, mereka naik ke ketinggian yang akan lebih tinggi dari banjir yang diharapkan. Di sana mereka menunggu sampai aliran air yang berlumpur surut, yang mengalir deras dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga pohon kadang-kadang jatuh di bawah tekanan mereka.

Sejumlah besar stasiun cuaca memantau cuaca. Mereka terletak di darat, termasuk di pegunungan, di kapal ilmiah yang dilengkapi secara khusus, satelit, dan stasiun luar angkasa. Ahli meteorologi dilengkapi dengan instrumen, perangkat, dan komputer modern. Faktanya, mereka tidak membuat ramalan cuaca, tetapi perhitungan, perhitungan perubahan cuaca. Dan serangga dalam contoh nyata di atas memprediksi cuaca menggunakan kemampuan bawaan dan "perangkat" hidup khusus yang terpasang di dalam tubuh mereka. Selain itu, semut peramal cuaca tidak hanya menentukan waktu datangnya banjir, tetapi juga memperkirakan cakupannya. Lagi pula, untuk perlindungan baru, mereka hanya menempati tempat yang aman. Para ilmuwan belum bisa menjelaskan fenomena ini. Rayap menyajikan misteri yang lebih besar. Faktanya adalah bahwa mereka tidak pernah berada di pohon-pohon yang dihancurkan saat banjir. arus badai. Dengan cara yang sama, menurut pengamatan para ahli etologi, burung jalak berperilaku, yang pada musim semi tidak menempati sangkar burung yang berbahaya bagi pemukiman. Selanjutnya, mereka benar-benar terkoyak oleh angin topan. Tetapi di sini kita berbicara tentang hewan yang relatif besar. Burung itu, mungkin dengan mengayunkan sangkar burung atau dengan tanda-tanda lain, menilai tidak dapat diandalkannya pengikatannya. Tetapi bagaimana dan dengan bantuan perangkat apa ramalan seperti itu dapat dibuat oleh hewan yang sangat kecil, tetapi sangat "bijaksana"? Manusia bukan saja belum mampu menciptakan yang seperti ini, tetapi ia juga tidak bisa menjawab. Tugas-tugas ini untuk ahli biologi masa depan!