какие крылья бывают у насекомых каковы физические основы полета насекомых
Крылья насекомых
Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Содержание:
Происхождение крыльев
На сегодняшний день большинство исследователей склоняются к мнению, что крылья насекомых возникли из боковых выростов тергитов груди (нотумов). Существуют и другие теории их появления, например, происхождение от трахейных жабр, однако паранотальная гипотеза в наибольшей степени объясняет расположение, структуру и механизм работы крылового аппарата летающих представителей Класса. [3]
Во многих случаях придатки тела насекомых представляют собой видоизмененные конечности, однако к крыльям это не относится. [4]
Муха-сирфида
Муха-сирфида, одно из самых быстро летающих насекомых.
В отличие от других представителей животного мира, которые также обладают способностью к полету (птицы, летучие мыши), насекомые не «пожертвовали» ради пары крыльев соответствующей парой ног. Вместе с тем, они обладают самыми совершенными возможностями для перемещения по воздуху. [3] Самые сильные летуны среди птиц могут путешествовать без отдыха по многу часов и даже дней, однако некоторые из них не способны самостоятельно создавать силы для полета: для этого им требуется прыжок (скворец), разбег (лебедь), свободное падение (кондор) или подбрасывание на гребне волны (морские чайки). Этим животным зачастую нужны особые условия, которые они не всегда могут создать самостоятельно. [5] В отличие от них, большинство насекомых сами инициируют полет, могут мгновенно сниматься с места и порой достигают очень значительной скорости передвижения (учитывая размеры тела). Например, муха – сирфида (фото) может не только медленно лететь и «зависать» в воздухе, но и перемещаться так быстро, что ее движение сложно уловить взглядом. [2]
Строение крыла
Каждое крыло представляет собой видоизмененную складку стенки тела и берет начало от места соединения тергита и плейрита соответствующего сегмента груди. Его основание окружено эластичной сочленовой мембраной, благодаря чему оно может двигаться относительно тела, приводимое в движение летной мускулатурой. [3]
На первый взгляд, крылья насекомых, всегда довольно хрупкие и нередко прозрачные, выглядят как добавочные образования вроде волос у человека или копыт у животных: создается ощущение, что это просто склериты, которые не обладают чувствительностью и не несут в себе внутренних анатомических структур. Однако крыло состоит из двух слоев, между которыми находится щель, представляющая собой продолжение внутренней полости тела. [1]
По всей поверхности крыла располагаются пересекающиеся трубчатые утолщения – жилки: в них лежат нервные волокна и трахеи. [3] Между жилками находятся ячейки; у относительно примитивных насекомых (поденки, веснянки) пространства ячеек заполнены мелкой густой сетью тонких жилок и анастомозов, которые образуют архедиктион – «первичную сеть», характерную для предковых форм насекомых. [1]
Полет насекомых
Полет – способ активного или пассивного передвижения насекомых по воздуху, осуществляемый с помощью крыльев и/или при участии сил внешней среды.
Содержание:
Сочленение крыла с телом
1 – наружная часть крыла («длинное плечо»), 2 – тергит, 3 – плейрит, 4 – нога,
Крепление крыльев к телу и их движение
Способность к полетам выработалась у насекомых на протяжении эволюции: как известно, наиболее примитивные отряды могут передвигаться лишь при помощи ног, так как не имеют крыльев. Перемещение по воздуху более выгодно в плане скорости, и на него, к тому же, тратится куда меньше энергии, чем на ходьбу. [1]
Для осуществления полета крылья должны иметь особое расположение и возможность свободно двигаться. Как известно, крыловые пластинки прикрепляются к мембране на задней части груди (птероторакса), располагаясь по боковой поверхности соответствующего сегмента, на границе его тергита и плейрита. Плейрит обладает свойством растяжимости, а тергит способен несколько смещаться вверх и вниз относительно плейрита, поэтому каждое крыло имеет возможность совершать взмахи с амплитудой до 180 градусов.Основание крыловой пластинки погружено внутрь тела. Это один из важных факторов, благодаря которым возможен полет. [2]
Крыло насекомых можно сравнить с двуплечим рычагом. Короткое плечо представлено его внутренней частью (основанием), которая скрыта под мембраной, а длинное располагается снаружи: собственно, эту видимую часть и принято считать крылом. На внутренней поверхности экзоскелета, сразу под местом сочленения крыла с телом, находится плотный выступ, который называют плейральным столбиком; данная структура играет роль точки опоры при взмахе крыльев. [1] (фото)
Когда насекомое собирается расправить крылья, оно сокращает специальные мышцы (крыловые мышцы), прикрепленные к спинке. Спинка перемешается немного вниз, надавливая на внутреннюю часть крыловой пластинки. Она, в свою очередь, упирается в плейральный столбик. При этом основание крыла опускается, а его наружная часть одновременно идет вверх. Если же необходимо опустить крыло, спинка снова поднимается, и все приходит в исходное положение. [1]
Взаимодействие крыльев в полете
Обычно крылья образуют единую летную поверхность, однако у разнокрылых стрекоз первая и вторая пара двигаются по-разному.
В области сочленения крыловой пластинки с телом находится несколько мелких склеритов – сочленовых пластинок (аксиллярные и промежуточная). Они укрепляют основание крыла и обеспечивают его гибкое и подвижное соединение с телом. В результате насекомое может не только перемещать крыло вверх и вниз, но и совершать движения в любых плоскостях (спереди назад, ротационные движения), а также особым образом складывать крылья в состоянии покоя. [2]
Взаимодействие крыльев во время полета
Насекомые перемещаются либо с помощью четырех (жуки, бабочки), либо с помощью двух крыльев. Обычно пара крыловых пластинок, расположенная на одной стороне тела, при расправлении образует единую летную поверхность. Исключение составляют лишь некоторые представители класса. Например, среди стрекоз есть как равнокрылые, у которых крылья движутся одинаково, так и разнокрылые – у них каждое крыло перемещается по-своему. [3] (видео)
Пчела в полете
Во время полета крылья насекомых осуществляют движение, напоминающее фигуру восьмерки.
Типы полета
Разделение полета на разновидности может проводиться с разных точек зрения. Например, в зависимости от его цели специалисты выделяют два основных типа:
Эта градация не относится к самым удачным, так как она не отражает особенностей работы крылового аппарата насекомого в том или ином случае. Так, и саранча, и бабочки могут мигрировать на большие расстояния, однако конкретные способы, которыми они это делают, отличаются, и это надо учитывать. По этой причине самой удобной представляется функциональная классификация полета на пассивные и активные способы. [3]
Пассивный полет
Активный полет
Способность к машущему полету имеют все крылатые отряды, а стоячий могут продемонстрировать лишь мухи, бабочки и некоторые другие, довольно немногочисленные насекомые. При этом во время стояния на месте кончик крыла описывает фигуру восьмерки. Если же насекомое смещается вперед, эта фигура «растягивается», и крыло «рисует» синусоиду. [3] (видео)
Бражник
Бражник – самый быстрый летун среди бабочек.
Скорость и дальность полета
Казалось бы, чем легче насекомое, тем быстрее оно должно летать, но в живой природе все нередко происходит наоборот. Чем меньше размеры у летуна, тем труднее ему противиться току воздуха, и тем больше усилий надо прикладывать для перемещения. Поэтому быстрее всего летают средние и крупные мухи, бабочки и стрекозы. Жуки им в этом уступают: с увеличением размера тела Жесткокрылые становятся более тяжелыми и неповоротливыми. Так, например, бабочка бражника в полном безветрии способна перемещаться на 15 м за одну секунду (54 км/ч) (фото), а у майского хруща в тех же условиях скорость полета оказывается «всего» 3,5 м/с (12,6 км/ч). [3]
Насекомые летают достаточно быстро, и их проворность напрямую зависит от активности работы крылового аппарата. Чем больше крылья и чем легче тело, тем меньше крыловых биений требуется для движения. Например, для бабочки махаона частота взмахов крыльев в секунду составляет 85, а шмель, с его тяжелым телом и маленькими крылышками, вынужден совершать до 240 биений в секунду. Двукрылым, которым по понятным причинам требуется работать крыльями еще интенсивнее, приходится быть активнее: так, комар-дергун машет крыльями 1046 раз в секунду. [3]
Внешние условия, такие, как ветер и дождь, очень сильно влияют на возможность полета. Обычно насекомые стараются не взлетать при неблагоприятных условиях среды. Однако у некоторых существуют весьма необычные взаимоотношения с природными явлениями. Например, при скорости ветра до 0,7 м/с синие мясные мухи летают очень активно – такая интенсивность течения воздушных потоков действует на них стимулирующее. Однако, как только показатель достигнет больших величин, полет у этих Двукрылых сразу же становится крайне непопулярным занятием. [3]
Во время расселения или миграций насекомые порой могут совершать достаточно длительные перелеты, но на это способны не все. Например, большинство мух в спокойных условиях преодолевают несколько метров, а затем присаживаются отдохнуть. Если лишить их такой возможности, они пролетят чуть больше километра, а затем устанут и упадут. Другие же достаточно сильны для того, чтобы перелетать на куда большие расстояния. Например, стрекоз видели посреди Карибского моря более, чем за 500 км от ближайшего участка суши. Если учесть, что такое насекомое обладает достаточным запасом сил, чтобы вернуться назад, оно показывает фантастические результаты выносливости. [3]
Полет насекомых
Содержание:
Крепление крыльев к телу и их движение
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльев. Перемещение по воздуху более выгодно в плане скорости, и на него, к тому же, тратится куда меньше энергии, чем на ходьбу.
Подробнее при переходе по ссылке
«>крылья должны иметь особое расположение и возможность свободно двигаться. Как известно, крыловые пластинки прикрепляются к мембране на задней части Грудь насекомых (или торакс) – отдел тела, выполняющий у взрослых насекомых и большинства личинок двигательную функцию.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>плейрита, поэтому каждое крыло имеет возможность совершать взмахи с амплитудой до 180 градусов.Основание крыловой пластинки погружено внутрь тела. Это один из важных факторов, благодаря которым возможен полет.
Крыло насекомых можно сравнить с двуплечим рычагом. Короткое плечо представлено его внутренней частью (основанием), которая скрыта под мембраной, а длинное располагается снаружи: собственно, эту видимую часть и принято считать крылом. На внутренней поверхности экзоскелета, сразу под местом сочленения крыла с телом, находится плотный выступ, который называют плейральным столбиком; данная структура играет роль точки опоры при взмахе Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыловые мышцы), прикрепленные к спинке. Спинка перемешается немного вниз, надавливая на внутреннюю часть крыловой пластинки. Она, в свою очередь, упирается в плейральный столбик. При этом основание крыла опускается, а его наружная часть одновременно идет вверх. Если же необходимо опустить крыло, спинка снова поднимается, и все приходит в исходное положение.
В области сочленения крыловой пластинки с телом находится несколько мелких Склерит – твердый (склеротизованный) элемент наружного скелета насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>склеритов – сочленовых пластинок (аксиллярные и промежуточная). Они укрепляют основание крыла и обеспечивают его гибкое и подвижное соединение с телом. В результате насекомое может не только перемещать крыло вверх и вниз, но и совершать движения в любых плоскостях (спереди назад, ротационные движения), а также особым образом складывать Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Подробнее при переходе по ссылке
Взаимодействие крыльев во время полета
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльев. Обычно пара крыловых пластинок, расположенная на одной стороне тела, при расправлении образует единую летную поверхность. Исключение составляют лишь некоторые представители класса. Например, среди стрекоз есть как равнокрылые, у которых Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Подробнее при переходе по ссылке
«>крылья движутся одинаково, так и разнокрылые – у них каждое крыло перемещается по-своему. (видео)
Типы полета
Разделение полета на разновидности может проводиться с разных точек зрения. Например, в зависимости от его цели специалисты выделяют два основных типа:
Подробнее при переходе по ссылке
Эта градация не относится к самым удачным, так как она не отражает особенностей работы крылового аппарата насекомого в том или ином случае. Так, и саранча, и бабочки могут мигрировать на большие расстояния, однако конкретные способы, которыми они это делают, отличаются, и это надо учитывать. По этой причине самой удобной представляется функциональная классификация полета на пассивные и активные способы.
Пассивный полет
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльев, расставляя их в стороны. Благодаря разгону движение еще какое-то время продолжается; оно направлено вперед, с постепенным снижением. Планирующий полет характерен для насекомых с Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Активный полет
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльев. Насекомое осуществляет крыловые удары, которые и обеспечивают его перемещение вперед и вверх. Активное перемещение разделяют на две основных разновидности:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльями мелкие движения, при этом оно висит в воздухе, но не летит вперед.
Способность к машущему полету имеют все крылатые отряды, а стоячий могут продемонстрировать лишь мухи, бабочки и некоторые другие, довольно немногочисленные насекомые. При этом во время стояния на месте кончик крыла описывает фигуру восьмерки. Если же насекомое смещается вперед, эта фигура «растягивается», и крыло «рисует» синусоиду. (видео)
Скорость и дальность полета
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльев в секунду составляет 85, а шмель, с его тяжелым телом и маленькими крылышками, вынужден совершать до 240 биений в секунду. Двукрылым, которым по понятным причинам требуется работать Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльями 1046 раз в секунду.
Внешние условия, такие, как ветер и дождь, очень сильно влияют на возможность полета. Обычно насекомые стараются не взлетать при неблагоприятных условиях среды. Однако у некоторых существуют весьма необычные взаимоотношения с природными явлениями. Например, при скорости ветра до 0,7 м/с синие мясные мухи летают очень активно – такая интенсивность течения воздушных потоков действует на них стимулирующее. Однако, как только показатель достигнет больших величин, полет у этих Двукрылых сразу же становится крайне непопулярным занятием.
Во время расселения или миграций насекомые порой могут совершать достаточно длительные перелеты, но на это способны не все. Например, большинство мух в спокойных условиях преодолевают несколько метров, а затем присаживаются отдохнуть. Если лишить их такой возможности, они пролетят чуть больше километра, а затем устанут и упадут. Другие же достаточно сильны для того, чтобы перелетать на куда большие расстояния. Например, стрекоз видели посреди Карибского моря более, чем за 500 км от ближайшего участка суши. Если учесть, что такое насекомое обладает достаточным запасом сил, чтобы вернуться назад, оно показывает фантастические результаты выносливости.
Крылья насекомых
Содержание:
Происхождение крыльев
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>груди (нотумов). Существуют и другие теории их появления, например, происхождение от трахейных жабр, однако паранотальная гипотеза в наибольшей степени объясняет расположение, структуру и механизм работы крылового аппарата летающих представителей Класса.
Во многих случаях придатки тела насекомых представляют собой видоизмененные конечности, однако к крыльям это не относится.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>ног. Вместе с тем, они обладают самыми совершенными возможностями для перемещения по воздуху. Самые сильные летуны среди птиц могут путешествовать без отдыха по многу часов и даже дней, однако некоторые из них не способны самостоятельно создавать силы для Полет – способ активного или пассивного передвижения насекомых по воздуху, осуществляемый с помощью крыльев и/или при участии сил внешней среды.
Подробнее при переходе по ссылке
«>полета: для этого им требуется прыжок (скворец), разбег (лебедь), свободное падение (кондор) или подбрасывание на гребне волны (морские чайки). Этим животным зачастую нужны особые условия, которые они не всегда могут создать самостоятельно. В отличие от них, большинство насекомых сами инициируют Полет – способ активного или пассивного передвижения насекомых по воздуху, осуществляемый с помощью крыльев и/или при участии сил внешней среды.
Подробнее при переходе по ссылке
«>полет, могут мгновенно сниматься с места и порой достигают очень значительной скорости передвижения (учитывая размеры тела). Например, муха – сирфида может не только медленно лететь и «зависать» в воздухе, но и перемещаться так быстро, что ее движение сложно уловить взглядом.
Строение крыла
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>груди. Его основание окружено эластичной сочленовой мембраной, благодаря чему оно может двигаться относительно тела, приводимое в движение летной мускулатурой.
На первый взгляд, крылья насекомых, всегда довольно хрупкие и нередко прозрачные, выглядят как добавочные образования вроде волос у человека или копыт у животных: создается ощущение, что это просто Склерит – твердый (склеротизованный) элемент наружного скелета насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>склериты, которые не обладают чувствительностью и не несут в себе внутренних анатомических структур. Однако крыло состоит из двух слоев, между которыми находится щель, представляющая собой продолжение внутренней полости тела.
Подробнее при переходе по ссылке
» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/trachea.html»>трахеи. Между жилками находятся ячейки; у относительно примитивных насекомых (поденки, веснянки) пространства ячеек заполнены мелкой густой сетью тонких жилок и анастомозов, которые образуют архедиктион – «первичную сеть», характерную для предковых форм насекомых.
поверхности крыла»/> Мелкие структуры
По плотности крылья могут быть перепончатыми, кожистыми и роговыми.
Внешне поверхность крыла выглядит гладкой, однако при осмотре – через увеличительное стекла, обычный или электронный микроскоп – становится заметно, что она имеет неоднородную структуру. Поверхность может быть покрыта выростами, мучнистым налетом, чешуйками, ребрышками и другими мелкими дополнительными образованиями; у некоторых насекомых крылья даже имеют «бахрому» из волосков по краю. Рельеф верхней и нижней сторон испещрен бороздками, ямками и складками.
Подобные добавления имеют большое значение: образуют саму крыловую пластинку, как чешуйки у бабочек, являются чувствительными образованиями, помогающими определять течение воздушных потоков (например, волоски по краям крыловых пластинок у мелких Перепончатокрылых), либо улучшают аэродинамические свойства крыльев (зубчики на костальной жилке у стрекозы).
у насекомых 1 вида»/> Разное количество крыльев
Количество крыльев
У большинства насекомых по четыре крыла, но некоторые отряды имеют лишь пару крыловых придатков. К ним относятся представители Двукрылых (комары, мухи), а также Веерокрылые и некоторые другие, при этом их крылья могут брать начало как от Среднегрудь – средний отдел груди насекомых, который с головного конца соединен с переднегрудью, а сзади – с заднегрудью.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>заднегруди: у части редуцируется первая пара, у части – вторая. «Лишняя» пара может исчезать, а может преобразовываться в другие структуры, например, Жужжальца – рудименты передней или задней пары крыльев у мух и некоторых других насекомых, имеющие большое значение при полете.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>полета. Интересно, что у мух подобным изменениям подверглись задние крылышки, а у веерокрылых – передние. Сравнительно небольшое количество насекомых вообще лишены крыльев; к Первичнобескрылым относятся Бессяжковые, Щетинохвостки, Ногохвостки и др.
Количество крыльев – это, как правило, постоянный признак на уровне отряда, однако бывает, что крылатые и бескрылые формы существуют даже в пределах одного и того же вида. У тлей происходит чередование поколений: одно имеет крылья, второе – нет; самки светлячков не имеют крылового аппарата, а у самцов он есть. Самка бабочки зимней пяденицы обладают недоразвитыми крыльями, у противоположного пола они полноценны; женские особи муравьев носят их только до того момента, как произойдет оплодотворение – после этого он их скидывают и оставшуюся жизнь проводят в бескрылой форме.
Контуры крыльев
Контур (очертания) крыла имеет важное систематическое значение. Он может напоминать эллипс, эллипс со срезанным передним краем, прямоугольный треугольник, остроугольный треугольник и т.д., однако во всех случаях части крыловой пластинки имеют одни и те же названия:
Вершина бывает заостренной, обрубленной, округлой, выемчатой и т.д. Крылья могут быть разделены на лопасти, расщеплены, иметь зубцы, вытянутый придаток (”хвост”). Размер крыла указывается в миллиметрах или в процентах (долях) в сравнении с другими частями тела.
У насекомых с четырьмя крыльями передняя и задняя пара отличаются по строению, за исключением стрекоз, у которых они практически идентичны. Как известно, первая пара (например, у бабочек) почти всегда несколько больше по размерам, чем вторая. Это обусловлено особенностями взаимодействия крыльев в Полет – способ активного или пассивного передвижения насекомых по воздуху, осуществляемый с помощью крыльев и/или при участии сил внешней среды.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>надкрыльями, тоньше и меньше, по строению они перепончатые.