Tiere und Natur

Farbdiagramme von Insektenorganen und inneren Strukturen

Haben Sie sich jemals gefragt, wie ein Insekt im Inneren aussieht? Oder ob ein Insekt ein Herz oder ein  Gehirn hat ?

Der Insektenkörper ist eine Lehre in der Einfachheit. Ein dreiteiliger Darm zersetzt die Nahrung und nimmt alle Nährstoffe auf, die das Insekt benötigt. Ein einzelnes Gefäß pumpt und lenkt den Blutfluss. Nerven verbinden sich in verschiedenen Ganglien, um Bewegung, Vision, Essen und Organfunktion zu steuern.

Dieses Diagramm stellt ein generisches Insekt dar und zeigt die wesentlichen inneren Organe und Strukturen, die es einem Insekt ermöglichen, zu leben und sich an seine Umgebung anzupassen. Wie alle Insekten hat dieser Pseudo-  Käfer  drei verschiedene Körperregionen, den Kopf, den Brustkorb und den Bauch, die durch die Buchstaben A, B und C gekennzeichnet sind.

 

Nervöses System

Piotr Jaworski / Creative Commons

 

Das Nervensystem des Insekts besteht hauptsächlich aus einem Gehirn, das sich dorsal im Kopf befindet, und einem Nervenstrang, der ventral durch Brustkorb und Bauch verläuft.

Das Insektenhirn ist eine Fusion von drei Ganglienpaaren. die jeweils Nerven für bestimmte Funktionen liefern. Das erste Paar, das als Protozerebrum bezeichnet wird, verbindet sich mit den Facettenaugen und den Ocelli und steuert das Sehen. Das Deutocerebrum innerviert die Antennen. Das dritte Paar, das Tritocerebrum, steuert das Labrum und verbindet das Gehirn mit dem Rest des Nervensystems.

Unterhalb des Gehirns bildet ein weiterer Satz fusionierter Ganglien das Ganglion subösophagealis. Die Nerven dieses Ganglions kontrollieren die meisten Mundteile, Speicheldrüsen und Nackenmuskeln.

Das zentrale Nervenstrang verbindet das Gehirn und das Ganglion subösophagealis mit einem zusätzlichen Ganglion im Thorax und Bauch. Drei Paare von Brustganglien innervieren die Beine, Flügel und Muskeln, die die Fortbewegung steuern.

Bauchganglien innervieren die Bauchmuskeln, die Fortpflanzungsorgane, den Anus und alle sensorischen Rezeptoren am hinteren Ende des Insekts.

Ein separates, aber verbundenes Nervensystem, das so genannte Stomodaeal-Nervensystem, innerviert die meisten lebenswichtigen Organe des Körpers – Ganglien in diesem System steuern die Funktionen des Verdauungs- und Kreislaufsystems. Nerven aus dem Tritocerebrum verbinden sich mit Ganglien an der Speiseröhre; Zusätzliche Nerven dieser Ganglien haften an Darm und Herz.

 

Verdauungstrakt

Piotr Jaworski / Creative Commons

 

Das Insektenverdauungssystem ist ein geschlossenes System, bei dem ein langer, geschlossener Schlauch (Verdauungskanal) in Längsrichtung durch den Körper verläuft. Der Verdauungskanal ist eine Einbahnstraße – Lebensmittel gelangen in den Mund und werden auf dem Weg zum Anus verarbeitet. Jeder der drei Abschnitte des Verdauungskanals führt einen anderen Verdauungsprozess durch.

Die Speicheldrüsen produzieren Speichel, der durch Speichelschläuche in den Mund gelangt. Speichel vermischt sich mit der Nahrung und beginnt mit dem Abbau.

Der erste Abschnitt des Verdauungskanals ist der Vorderdarm oder das Stomodaeum. Im Vordergrund erfolgt der anfängliche Abbau großer Lebensmittelpartikel, meist durch Speichel. Der Vorderdarm umfasst die Mundhöhle, die Speiseröhre und die Ernte, in der Lebensmittel gespeichert werden, bevor sie in den Mitteldarm gelangen.

Sobald das Futter die Ernte verlässt, gelangt es in das Mitteldarm- oder Mesenteron. Im Mitteldarm findet die Verdauung durch enzymatische Wirkung wirklich statt. Mikroskopische Projektionen von der Mitteldarmwand, sogenannte Mikrovilli, vergrößern die Oberfläche und ermöglichen eine maximale Aufnahme von Nährstoffen.

Im Hinterdarm (16) oder Proctodaeum verbinden unverdaute Speisereste Harnsäure aus Malphigian-Tubuli, um Kotpellets zu bilden. Das Rektum nimmt den größten Teil des Wassers in dieser Abfallmasse auf, und das trockene Pellet wird dann durch den Anus entfernt .

 

Kreislauf

Piotr Jaworski / Creative Commons / Debbie Hadley

 

Insekten haben keine Venen oder Arterien, aber sie haben Kreislaufsysteme. Wenn Blut ohne Hilfe von Gefäßen bewegt wird, hat der Organismus ein offenes Kreislaufsystem. Insektenblut, eigentlich Hämolymphe genannt, fließt frei durch die Körperhöhle und kommt in direkten Kontakt mit Organen und Geweben.

Ein einzelnes Blutgefäß verläuft entlang der Rückseite des Insekts vom Kopf bis zum Bauch. Im Bauch teilt sich das Gefäß in Kammern und fungiert als Insektenherz. Perforationen in der Herzwand, Ostien genannt, ermöglichen es der Hämolymphe, aus der Körperhöhle in die Kammern zu gelangen. Muskelkontraktionen drücken die Hämolymphe von einer Kammer zur nächsten und bewegen sie vorwärts in Richtung Brustkorb und Kopf. Im Thorax ist das Blutgefäß nicht gekammert. Wie eine Aorta lenkt das Gefäß einfach den Hämolymphfluss zum Kopf.

Insektenblut besteht nur zu etwa 10% aus Hämozyten (Blutzellen); Der größte Teil der Hämolymphe besteht aus wässrigem Plasma. Das Insektenzirkulationssystem führt keinen Sauerstoff, so dass das Blut keine roten Blutkörperchen enthält, wie dies bei uns der Fall ist. Hämolymphe ist normalerweise grün oder gelb gefärbt.

 

Atmungssystem

Piotr Jaworski / Creative Commons / Debbie Hadley

 

Insekten benötigen genau wie wir Sauerstoff und müssen Kohlendioxid „ausatmen“, ein Abfallprodukt der Zellatmung. Sauerstoff wird direkt über die Atmung an die Zellen abgegeben und nicht als Wirbellose vom Blut transportiert.

Entlang der Seiten des Brustkorbs und des Bauches ermöglicht eine Reihe kleiner Öffnungen, die als Spirakel bezeichnet werden, die Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft. Die meisten Insekten haben ein Paar Spirakel pro Körpersegment. Kleine Klappen oder Ventile halten das Spirakel geschlossen, bis Sauerstoff aufgenommen und Kohlendioxid abgegeben werden muss. Wenn sich die Muskeln, die die Klappen steuern, entspannen, öffnen sich die Klappen und das Insekt holt Luft.

Beim Eintritt durch das Spirakel wandert Sauerstoff durch den Trachealstamm, der sich in kleinere Trachealtuben teilt. Die Röhren teilen sich weiter und bilden ein verzweigtes Netzwerk, das jede Zelle im Körper erreicht. Aus der Zelle freigesetztes Kohlendioxid folgt dem gleichen Weg zurück zu den Spirakeln und aus dem Körper.

Die meisten Trachealtuben sind durch Taenidien verstärkt, Grate, die spiralförmig um die Tuben herum verlaufen, damit sie nicht kollabieren. In einigen Bereichen gibt es jedoch keine Taenidien und die Röhre fungiert als Luftsack, in dem Luft gespeichert werden kann.

Bei Wasserinsekten ermöglichen die Luftsäcke ihnen, unter Wasser den Atem anzuhalten. Sie speichern einfach Luft, bis sie wieder auftauchen. Insekten in trockenen Klimazonen können auch Luft speichern und ihre Spirituosen geschlossen halten, um zu verhindern, dass Wasser in ihrem Körper verdunstet. Einige Insekten blasen bei Bedrohung gewaltsam Luft aus den Luftsäcken und aus den Spirakeln und machen ein Geräusch, das laut genug ist, um einen potenziellen Raubtier oder eine neugierige Person zu erschrecken.

 

Fortpflanzungsapparat

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Dieses Diagramm zeigt das weibliche Fortpflanzungssystem. Weibliche Insekten haben zwei Eierstöcke, die jeweils aus zahlreichen Funktionskammern bestehen, die als Ovariolen bezeichnet werden. Die Eierproduktion findet in den Ovariolen statt. Das Ei wird dann in den Eileiter freigesetzt. Die beiden seitlichen Eileiter, einer für jeden Eierstock, verbinden sich am gemeinsamen Eileiter. Die weibliche Eiablage legt befruchtete Eier mit ihrem Eiablagefach ab.

 

Ausscheidungssystem

Piotr Jaworski / Creative Commons / Debbie Hadley

 

Die Malpighian-Tubuli arbeiten mit dem Hinterdarm des Insekts zusammen, um stickstoffhaltige Abfallprodukte auszuscheiden. Dieses Organ mündet direkt in den Verdauungskanal und verbindet sich an der Verbindungsstelle zwischen Mitteldarm und Hinterdarm. Die Anzahl der Tubuli selbst variiert von nur zwei bei einigen Insekten bis zu über 100 bei anderen. Wie die Arme eines Oktopus erstrecken sich die Malpighian-Tubuli durch den Körper des Insekts.

Abfallprodukte aus der Hämolymphe diffundieren in die Malpighian-Tubuli und werden dann in Harnsäure umgewandelt. Der halbverfestigte Abfall mündet in das Hinterdarm und wird Teil des Kotpellets.

Das Hinterdarm spielt auch eine Rolle bei der Ausscheidung. Das Insektenrektum hält 90% des im Kotpellet vorhandenen Wassers zurück und nimmt es wieder in den Körper auf. Diese Funktion ermöglicht es Insekten, auch in den trockensten Klimazonen zu überleben und zu gedeihen.

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