У муравья есть мышцы

Строение муравья

Особенности строения муравья

Насекомые семейства муравьиных относятся к отряду перепончатокрылых и по своей морфологии напоминают ближайших «родственников» — ос и пчел. Между собой разные виды муравьев очень похожи по строению, но имеют некоторые отличия в зависимости от образа жизни или ареала проживания.

Анатомическое устройство их организма довольно сложное. Оно в совершенстве продумано природой для того, чтобы эти насекомые имели возможность перемещаться на большие расстояния с хорошей скоростью, поднимать тяжелые грузы, атаковать противников и защищаться от природных врагов, а также выполнять свои рабочие функции в соответствии с социальной иерархией муравейника.

Внешнее строение

Тело муравья покрывает прочная хитиновая оболочка. Оно подразделяется на 3 основных части — голова, грудь и брюшко. Схема строения туловища и анатомия муравья представлены на фото.

Хитиновый наружный скелет служит для защиты от различных внешних повреждений и является основой, к которой крепятся скелетные мышцы. Именно благодаря ему эти крохотные насекомые могут носить груз, в несколько десятков раз превышающий их собственный вес.

Это интересно! Самые маленькие виды муравьев способны поднимать предметы в 50 раз тяжелее их самих, а более крупные представители — всего в 10-20 раз. Чем меньше насекомое, тем более мощной силой обладает. Это зависит от строения мышечной системы.

Голова

На голове муравья расположены два вида глаз (простые и фасеточные), усики-антеннки, а также наличник и жвалы, называемые иначе мандибулы.

Маленькие, но мощные челюсти захватывают и пережевывают пищу. В предротовой камере происходит ее разделение на съедобные и несъедобные частицы.

Большая часть пространства внутри головы занята мышцами, управляющими мандибулами. Самые большие их размеры зафиксированы у муравьев-солдат. Они пользуются ими для сбора пищи, очищения ее от грязи, а также для захвата или уничтожения добычи. Кроме того, такие большие челюсти дают им преимущество в боях с противниками, нанося врагам значительные повреждения.

Глаза

У разных видов муравьев органы зрения немного отличаются. В зависимости от условий обитания и строения глаз эти насекомые могут видеть всего на несколько сантиметров или до сотни метров вперед. А в почве, например, живут абсолютно слепые муравьи.

Органы зрения на голове представлены большими фасеточными глазами и тремя простыми глазками.

Последние предназначены для определения особенностей окружающей среды, например, освещенности или плоскости наклона поверхности.

Фасеточные глаза муравья имеют сложное строение и состоят из отдельных частичек — омматидий. Их наружные линзы плотно примыкают друг к другу и снаружи напоминают форму шестигранников, которые называются фасетками. Отсюда происходит их название.

Несмотря на сложное устройство, органы зрения муравья обладают довольно низким разрешением, поэтому различить форму предмета насекомым достаточно сложно, но зато они отлично реагируют на движение.

Усики

У муравьев отсутствуют нос, уши и вкусовые рецепторы, зато их усики являются универсальным органом чувств. Они отвечают за осязание, обоняние и вкус одновременно, и состоят из рукоятей, жгутиков и лобных валиков.

Факт! Такое морфологическое строение усиков в природе присуще только муравьям.

С их помощью насекомые распознают молекулы различных веществ, чувствуют воздушные потоки и вибрации, а также принимают внешние сигналы от окружающей среды и других насекомых. Усики передают в мозг информацию обо вкусах, запахах и фактуре предметов вокруг. Муравьи даже могут передавать эти данные друг другу.

Запах воспринимается жгутиками усиков, насекомые могут различать его тончайшие оттенки. А вкусы распознаются через многочисленные пластинки, пронизанные порами. Благодаря таким необычным органам чувств муравьи могут различать чистую и грязную воду, минеральные примеси и химические вещества в ее составе.

Для осязания и тактильных ощущений насекомые помимо усиков используют маленькие жесткие волоски по всему телу.

На заметку! Муравьи своими антеннками хорошо улавливают вибрацию воздуха и могут даже предсказать землетрясение! А вот ушей у них нет, поэтому распознать звуковые волны они не способны.

Через усики также происходит общение между насекомыми. Особые прикосновения их жгутиками, жесты лапками в совокупности с выделением феромонов составляют уникальный язык муравьев.

Грудина

На грудине находится передняя пара ножек и оборонительные органы. У муравьиной королевы и некоторых разновидностей муравьев там же располагаются крылья, которые отгрызаются после выполнения функции размножения.

Между грудью и брюшком находится некое подобие «талии» — петиоль, которая состоит из 1-2 члеников.

Брюшко

В брюшке находится сердце, репродуктивные органы, железы эндокринной системы и основная часть пищеварительной системы — зоб и кишечник, а также химическое ядовитое вещество для атаки или обороны.

Зоб — слепой отросток пищевода, в котором могут храниться остатки переваренной пищи. Это так называемый «общественный желудок», поскольку его содержимое может передаваться другим членам гнезда. У некоторых видов насекомых даже есть специальные особи — муравьи-кормушки, которые отвечают за хранение пищевых запасов.

Также здесь расположена главная составляющая развитой эндокринной системы муравьев — дюфурова железа, которая выделяет специальные феромоны. С их помощью насекомые общаются и отслеживают пути следования друг друга. Например, муравьи-разведчики разыскивают еду, спешат в гнездо, чтобы сообщить информацию рабочим, а после возращаются к найденному источнику по запаху своих следов.

Важно! Если вы обнаружили на кухне одинокого муравья и убили его, скорее всего, по его следу придут другие разведчики. Поэтому важно отследить его путь и тщательно все промыть, чтобы убрать все неуловимые человеческим носом запахи.

У некоторых видов муравьев на брюшке находится жало (трансформированный эволюционным путем яйцеклад), с помощью которого можно поразить врага и впрыснуть ему яд. У других разновидностей имеется специальное отверстие, из которого распыляется муравьиная кислота для защиты от внешней опасности.

Лапки

У муравья на туловище расположены три пары ножек. Каждая из них делится на три составляющие — бедро, голень и лапка, которая заканчивается двумя крючкообразными коготками и клейкой подушечкой. С их помощью насекомые могут легко удерживаться на гладкой вертикальной поверхности.

Между корпусом и ножкой находится маленькое шарнирное крепление, соединяющее их между собой — вертлуг. Он настолько мал, что разглядеть его можно только под микроскопом.

Благодаря такому строению конечности муравьи обладают высокой подвижностью. Передняя пара ножек по праву может считаться «руками» в полном смысле слова. С их помощью муравей выполняет разные виды работ, поскольку они являются самыми сильными.

Внутреннее строение муравья

Внутреннее устройство муравья очень функционально. Структура всех органов и систем продумана природой до мелочей.

• Центральная нервная система состоит из нескольких типов нервных узлов, называемых ганглии: надглоточный (самый крупный, выполняющий мозговые функции), подглоточный, грудные и брюшные. Мозг муравья состоит из 250-500 тысяч нейронов и способен формировать большое количество временных связей. Доказано, что он гораздо более развит у социально организованных насекомых, живущих группами, чем у особей-одиночек.
• Кровеносная система

Так называемой «кровью» муравьев является прозрачная бесцветная жидкость — гемолимфа. Она не разносится по телу в артериях и венах, как у человека, а циркулирует свободно, благодаря работе особого сосуда, выполняющего роль сердца. По строению он является мускулистой трубкой, и проходит вдоль всей спинной поверхности тела муравья.

• Дыхательная система муравья состоит из трахей и дыхальцев (стигм), которые расположены на разных частях тела насекомого: между среднегрудью и эпинотумом (заднегрудные), на эпинотуме, на стебельке у основания чешуй­ки и на сегментах живота. У насекомых нет легких, поэтому процесс дыхания происходит особым образом — сквозь микроскопические поры на хитиновом покрытии, через которые проходят дыхальца.

Вопросы

Андрей, 36 лет (Сочи):

Скажите, сколько живут муравьи?

Ответ: Возраст отдельных особей в зависимости от их вида и среды обитания может достигать нескольких месяцев. Дольше всех живет муравьиная королева, продолжительность жизни у нее составляет от 5 до 25 лет.

Оксана, 56 лет (Тула):

Здравствуйте. Хотела спросить про муравьев-жнецов — у них такое же строение, как у вас в описании, или чем-то особенным отличаются? Мы хотели внучке купить муравьиную ферму за стеклом.

Ответ: Муравьи-жнецы внешне выглядят как и большинство других насекомых их типа. Но отличаются своими размерами и считаются одними из самых крупных. Они вырастают длиной 4-9 мм. Главные отличительные признаки — крупная голова и очень мощные челюсти.

Источник

Почему муравьи такие сильные?

Лучшими тяжелоатлетами в животном мире являются муравьи. Они способны поднять вес, который превышает собственный в 5000 раз. Сила муравья впечатляет: это настоящие супермены. Разумеется, для своей весовой категории. Однако с чем именно связаны такие удивительные способности?

Учёные неоднократно отмечали успешность муравьёв. Они встречаются на всех континентах, за исключением Антарктиды, а также во всех климатических зонах, кроме арктической. Муравьи с достоинством выдержали конкуренцию с очень грозными соперниками, например, с термитами, которые далеко не настолько распространены.

Учёных не мог не заинтересовать такой успех. Раньше его связывали со способностями муравьёв быть командными игроками. Действительно, они поразительно умеют кооперироваться, чтобы дать отпор врагу, переждать наводнение или же справиться с крупной добычей.

Однако командные действия не дают ответ на вопрос, что же делает муравьёв такими сильными. И это всерьёз заинтересовало японских учёных и исследователей из Сорбонны. Они начали изучать грудной отдел и определённую группу мышц, которая помогает им поднимать и перетаскивать тяжести на значительные расстояния.

Рабочие муравьи поменяли способность летать на силу

Эволюционно рабочие муравьи произошли от летающих насекомых. А крылья, как известно, занимают значительную часть грудного отдела. Иногда им требуется практически половина всего пространства. Это означает, что другим группам мышц попросту не остаётся места. С такими ограничениями в той или иной степени сталкиваются практически все летающие насекомые. И муравьи не стали исключением.

Поэтому учёные предположили, что когда рабочие муравьи потеряли крылья, они приобрели возможность нарастить больше мышц. В итоге такие особи стали более сильными. Чтобы подтвердить эту гипотезу, исследователи решили сравнить королев и рабочих муравьёв. У первых, как известно, остаются крылья.

Насекомых решили изучить с помощью компьютерной томографии. Так удалось воссоздать с большой точностью грудной отдел муравьёв. В результате гипотезу удалось подтвердить.

После того, как рабочие муравьи потеряли крылья, они приобрели более мощные мышцы. Причём те изменились не только в объёме: поменялась как сама геометрия мышц, так и их крепление.

Таким образом, отказ от полётов позволил муравьям приобрести эволюционно значимое усовершенствование. Однако учёные предполагают, что это – далеко не единственная причина их силы. Исследователи намерены продолжить изучение насекомых, о которых мы знаем на самом деле не так уж и много.

Источник

Почему муравьи — одни из самых сильных насекомых в мире?

Муравьи считаются одними из самых успешных созданий на нашей планете. Ведь какой еще вид живых существ может похвастаться тем, что они есть практически в каждом регионе? В мире насчитывается около 14 000 разновидностей муравьев и их можно встретить как во влажных лесах, так и в пустынях. Обычно ученые изучают только образ жизни этих крошечных созданий. В частности, их интересует муравьиная способность работать в команде. И очень редко исследователи интересуются строением их тела. А ведь если бы они провели тщательные исследования, то нам стало бы ясно, почему муравьи способны поднимать груз, который тяжелее их самих в 50 раз . Недавно изучением строения тела муравьев занялись японские ученые. Как и ожидалось, в ходе научной работы они смогли объяснить рекордную силу крошечных насекомых. Если коротко, то они так сильны, потому что не умеют летать.

Насколько сильны муравьи?

Секрет удивительной физической силы муравьев был раскрыт в научном журнале Frontiers in Zoology . Ученые считают, что успешность муравьев заключается не только в том, что они умеют работать в команде. Вдобавок к этому, они являются отличными строителями. При сооружении муравейников насекомым приходится перетаскивать на себе тяжелые для них ветки деревьев и другие строительные материалы. Учитывая, что масса тела одного муравья равняется 1-150 миллиграммам а ветки весят в десятки раз больше, физические возможности насекомых удивляют.

В ходе научной работы исследователи сделали рентгеновские снимки и создали трехмерные модели грудной клетки разных видов муравьев. Если вы посмотрите на фотографию муравья, заметите, что его тело состоит из трех частей. Грудная клетка — это часть, которая идет сразу же после головы. В ходе изучения строения этого сегмента тела выяснилось, что в отличие от других насекомых, в организмах муравьев есть больше места для мышц. Это обусловлено тем, что у них нет крыльев. Важно отметить, что хорошей мускулатурой обладают только рабочие муравьи. Особи с крыльями едва ли могут помериться с ними силами и выиграть.

О самых сильных животных нашей планеты можно почитать в этом материале

Предки муравьев

По словам японского исследователя Эвана Экономо (Evan Economo), рабочие муравьи произошли от летающих насекомых. У их предков было сложное строение тела. В частности, 50% объема их грудной клетки занимали мышцы, необходимые для движения крыльев. Из-за этого другие группы мышц, необходимые для движений головы, ног, живота и других частей тела, были прижаты к стенкам тела и не могли работать в полную силу.

Но в ходе эволюции некоторые виды насекомых лишились крыльев и возникли рабочие муравьи. Пространство внутри их грудной клетки стало более открытым и находящиеся внутри мышцы смогли в полной мере расшириться и раскрыли весь свой потенциал. Сканирование тела муравьев показало, что внутри их грудной клетки есть три группы мышц. По словам автора научной работы Кристиана Петерса (Christian Peeters), они расположены в небольшом пространстве в идеальном соотношении. В ходе эволюции они явно увеличились в объеме и позволили насекомым поднимать большие грузы.

Во время исследования ученые также изучили строение тела бескрылых ос, у которых тоже были крылатые предки. Но на потерю возможности летать они отреагировали иначе. В то время как муравьи живут группами, осы предпочитают жить в одиночестве. При этом они не могут похвастаться такой же физической силой, как у муравьев. С чем это связано, ученым пока не ясно. Есть большая вероятность, что у муравьев хорошо развиты не только мышцы внутри грудного отдела. В ходе следующих научных работ ученые намерены изучить строение остальных сегментов их тела. Особое внимание они хотят уделить конструкции их челюсти и ног. В общем, изучение муравьев идет полным ходом и скоро мы узнаем о них еще больше интересных подробностей.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал . Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

На тему муравьев у меня есть еще одна статья. В ней я рассказал о муравьях-бульдогах ( Myrmecia pilosula ), которые считаются самыми опасными на нашей планете. Их укусы очень болезненны, а когда они нападают на животных, пускают в их кровь ядовитые вещества. Если верить статистике, в Тасмании от укусов этих муравьев ежегодно погибает больше людей, чем от нападений пауков и змей. В общем, это удивительные создания и материал о них я рекомендую прочитать прямо сейчас.

Источник