Антенна (биология) - Antenna (biology)
Усики ( SG. Антенна ), который иногда называют как «усики», являются парными придатки используются для зондирования в членистоногих .
Усики соединяются с одним или двумя первыми сегментами головы членистоногого. Они сильно различаются по форме, но всегда состоят из одного или нескольких сочлененных сегментов. Хотя они, как правило, являются органами чувств , точная природа того, что они ощущают и как они это ощущают, не одинакова для всех групп. Функции могут по-разному включать ощущение прикосновения , движения воздуха, тепла, вибрации (звука) и особенно запаха или вкуса . Усики иногда модифицируют для других целей, таких как спаривание, высиживание, плавание и даже прикрепление членистоногих к субстрату. У личинок членистоногих антенны отличаются от антенн взрослых особей. Например, у многих ракообразных есть свободно плавающие личинки, которые используют свои усики для плавания. Усики также могут определять местонахождение других членов группы, если насекомое живет в группе, например, муравей . У общего предка всех членистоногих, вероятно, была одна пара однотонных (неразветвленных) антенно-подобных структур, за которыми следовала одна или несколько пар бираветообразных (имеющих две основные ветви) ногоподобных структур, как это видно у некоторых современных ракообразных и ископаемых трилобитов . За исключением хелицератов и протуранов , у которых их нет, все членистоногие, не являющиеся ракообразными, имеют одну пару антенн.
Ракообразные
Ракообразные несут две пары усиков. Пару прикреплена к первому сегменту головки называют первичными усиками или антеннулами . Эта пара, как правило, однообразна, но у крабов, омаров и ремипедов она двуветвистая . Пара, прикрепленная ко второму сегменту, называется вторичными антеннами или просто антеннами . Вторые усики плезиоморфно двуветвистые, но у многих видов позже образовались однообразные пары. Вторые усики могут быть значительно уменьшены (например, ремипеды) или явно отсутствовать (например, ракушки ).
Подразделения усиков ракообразных имеют много названий, включая жгутики (общий термин с насекомыми), кольца, стержни и сегменты. Концевые концы антенн ракообразных можно разделить на две основные категории: сегментированные и жгутиковые. Антенна считается сегментированной, если каждое кольцо отделено от окружающих и имеет отдельные мышечные прикрепления. Жгутиковые усики, с другой стороны, прикрепляются к мышцам только вокруг основания, действуя как шарнир для жгутика - гибкой цепочки колец без прикрепления мускулов.
Есть несколько примечательных не сенсорных применений антенн у ракообразных. У многих ракообразных есть подвижная личиночная стадия, называемая науплиусом , для которой характерно использование антенн для плавания. Моллюски , сильно модифицированные ракообразные, используют свои усики для прикрепления к камням и другим поверхностям.
| Copepoda | Isopoda | Амфипода | Декапода | Декапода | Ремпедия | Cirrepedia | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насекомые
Насекомые произошли от доисторических ракообразных, и у них есть вторичные усики, как у ракообразных, но не первичные. Усики являются основными обонятельными сенсорами насекомых и, соответственно, хорошо оснащены широким спектром сенсилл (единственное: сенсиллы ). Парные, подвижные и сегментированные, они расположены между глазами на лбу. Эмбриологически они представляют собой придатки второго сегмента головы.
У всех насекомых есть усики, однако у личиночных форм они могут быть значительно уменьшены. Среди не насекомых классов Hexapoda и Collembola, и Diplura имеют антенны, а Protura - нет.
Антеннальные фибриллы играют важную роль в практике спаривания Culex pipiens . Возведение этих фибрилл считается первым этапом размножения. Эти фибриллы выполняют разные функции у мужчин и женщин. Поскольку антеннальные фибриллы используются самками C. pipiens для определения местонахождения хозяев для питания, самцы C. pipiens используют их для определения местонахождения самок.
Состав
Три основных сегментов антенны типичной насекомых являются черешок или скапус (основание), то ножка или pedicellus (стебель), и , наконец, жгутик , которая часто включает в себя множество блоков , известных как flagellomeres . Цветоножка (второй сегмент) содержит орган Джонстона, который представляет собой совокупность сенсорных клеток.
Черепок устанавливается в гнезде в более или менее кольцеобразной склеротизированной области, называемой торулусом , часто выступающей части капсулы головы насекомого. Гнездо закрывается мембраной, в которую вставляется основание скапуса. Однако антенна не висит свободно на мембране, а поворачивается на жестко подпружиненном выступе на ободе торалюса. Тот выступ, на котором поворачивается антенна, называется антеннифер . Вся конструкция позволяет насекомому перемещать антенну в целом, задействуя внутренние мышцы, связанные с скапусом. Педицел гибко соединяется с дистальным концом скапуса, и его движения, в свою очередь, могут контролироваться мышечными связями между скапусом и ножкой. Число жгутиков может сильно различаться у разных видов насекомых и часто имеет диагностическое значение.
Истинные жгутики соединены перепончатыми связями, которые позволяют движение, хотя жгутик «настоящих» насекомых не имеет внутренних мускулов. Однако у некоторых других членистоногих есть внутренние мышцы жгутика. К таким группам относятся Symphyla , Collembola и Diplura . У многих настоящих насекомых, особенно у более примитивных групп, таких как Thysanura и Blattodea , жгутик частично или полностью состоит из гибко связанных цепочек небольших кольцевидных колец . Кольца не являются настоящими жгутиками, и у данного вида насекомых количество кольцевых колец обычно не так стабильно, как количество жгутиков у большинства видов.
Во многих жуках и в chalcidoid осы , в апикальных flagellomeres образуют клуб форму, и собирательный термин для сегментов между клубом и усиками базой является пуповиной ; Традиционно при описании анатомии жука термин «жгутик» относится к сегментам между булавой и скапусом . Однако традиционно при работе с осами считается, что жгут представляет собой сегменты между булавой и ножкой.
Довольно часто жгутик за пределами ножки довольно сложен у Endopterygota, таких как жуки, бабочки и перепончатокрылые , и одна из распространенных адаптаций - это способность складывать антенну посередине, в месте соединения между ножкой и жгутиком. Это дает эффект, похожий на «сгибание колена», и такая антенна называется коленчатой . Коленчатые антенны обычны у жесткокрылых и перепончатокрылых. Они важны для насекомых, таких как муравьи, которые следуют по запахам, для пчел и ос, которым необходимо «нюхать» цветы, которые они посещают, и для жуков, таких как Scarabaeidae и Curculionidae, которым необходимо складывать усики, когда они самозащитно складываются. все их конечности в защитной позиции.
Поскольку жгутик не имеет внутренних мышц, он, как правило, должен двигаться как единое целое, несмотря на то, что он сочленяется. Однако некоторые фуникулеры сложны и очень мобильны. Например, у Scarabaeidae есть пластинчатые усики, которые можно плотно сложить для безопасности или открыто раздвинуть для обнаружения запахов или феромонов . Насекомое управляет такими действиями путем изменения кровяного давления, с помощью которого оно использует эластичность стенок и мембран в канатиках, которые, по сути, являются эректильными.
В группах с более однородными антеннами (например, многоножки ) все членики называются антенномерами . У некоторых групп есть простая или различно видоизмененная апикальная или субапикальная щетина, называемая ариста (она может быть особенно хорошо развита у различных двукрылых ).
Функции
Обонятельные рецепторы на антеннах связываются с свободно плавающими молекулами, такими как водяной пар , и запахами, включая феромоны . В нейронах , которые обладают этими рецепторами сигнализируют это связывание, посылая потенциалы действия вниз их аксоны в усиках доли в мозге . Отсюда нейроны в антеннальных долях соединяются с грибовидными телами, которые определяют запах. Сумму электрических потенциалов антенн по отношению к заданному запаху можно измерить с помощью электроантеннограммы .
У бабочки-монарха антенны необходимы для правильной ориентации солнечного компаса с временной компенсацией во время миграции. Антенные часы существуют у монархов, и они, вероятно, обеспечивают основной механизм синхронизации для ориентации солнечного компаса.
У африканских хлопковых листовых червей антенны играют важную роль в передаче сигналов ухаживания. В частности, антенны необходимы самцам, чтобы ответить на призыв самки к спариванию. Хотя самкам не требуются усики для спаривания, спаривание у самки без усиков было ненормальным.
В капустной моли , усики служат для сбора информации о вкусе растения - хозяина и запаха. После определения желаемого вкуса и запаха самка бабочки откладывает яйца на растение. Гигантские бабочки- парусники также полагаются на чувствительность антенн к летучим соединениям для идентификации растений-хозяев. Было обнаружено, что самки более чувствительны к чувствительности антенн, скорее всего, потому, что они ответственны за откладку яиц на правильном растении.
У сумеречной ястребиной моли ( Manduca sexta ) усики помогают в стабилизации полета. Подобно жужжальцам у двукрылых насекомых, антенны передают силы Кориолиса через орган Джонстона, которые затем могут использоваться для корректирующего поведения. Серия исследований стабильности полета при слабом освещении, в которых бабочки с ампутированными жгутиками возле ножек, показала значительно меньшую устойчивость полета по сравнению с бабочками с неповрежденными антеннами. Чтобы определить, могут ли быть другие сенсорные входы антенн, у второй группы бабочек были ампутированы, а затем снова прикреплены антенны перед тем, как они были протестированы в том же исследовании стабильности. Эти бабочки показали немного сниженную производительность по сравнению с неповрежденными бабочками, что указывает на то, что, возможно, для стабилизации полета используются другие сенсорные сигналы. Повторная ампутация антенн привела к резкому снижению устойчивости полета до уровня первой ампутированной группы.