Smyslové orgány a systémy hmyzu: Heteroptera – téma vědeckého článku o biologických vědách, přečtěte si volný text vědeckovýzkumné práce v elektronické knihovně CyberLeninka

Abstrakt vědeckého článku o biologických vědách, autor vědecké práce — Čajka Stanislav Jurijevič

Hlavní rysy organizace smyslových orgánů Heteroptera jsou zvažovány v závislosti na fylogenezi, ekologických rysech a trofické specializaci.

Podobná témata vědeckých prací v biologických vědách, autor vědecké práce — Čajka Stanislav Jurijevič

Funkční rezervy těla pod vlivem imprintingové technologie “Cardioton”

Morfologie a ultrastruktura chemoreceptorových sensil tykadel larev mandelinky bramborové Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera: Chrysomelidae)

Smyslové orgány na tykadlech, cercích a paracerku larev a dospělců rybenky cukrové Lepisma saccharina L., 1758 (Zygentoma: Lepismatidae)

Morfologie tykadlo-maxilárního komplexu larev a tykadel imag druhů Meromyza saltatrix (l.) a Meromyza nigriseta fed. (Diptera, Chloropidae)

Anomálie tykadel u krajkové ploštice Tingis cardui (L.) (Heteroptera, Tingidae)
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

SMYSLOVÉ ORGÁNY A SOUSTAVY HMYZU: HMYZ (HETEROPTERA)

Byly diskutovány hlavní zvláštnosti organizace smyslových orgánů ploštic (Heteroptera) v závislosti na fylogenezi, ekologii a charakteristikách trofické specializace.

Text vědeckého článku na téma “Smyslové orgány a systémy hmyzu: Heteroptera”

nižší rychlost než oxidace sacharidů a vyžaduje větší spotřebu kyslíku, takže dobře trénovaný běžec na dlouhé tratě s velkou rezervou sacharidů si může udržet dostatečně vysokou běžeckou rychlost déle než běžec na nižší úrovni tréninku. Regulační systémy těla zajišťují úsporu energetických zdrojů a omezují mobilizaci tuků z tukových zásob při vysokých koncentracích produktů metabolismu sacharidů v krvi: kyseliny mléčné a pyrohroznové, glukózy atd. U trénovaných sportovců začíná aktivní mobilizace tuků z zásob při vyšších koncentracích těchto látek než u špatně trénovaných sportovců. Současné užívání energetických zdrojů sacharidů a lipidů umožňuje získat více energie za jednotku času.

Na dlouhých a ultra dlouhých tratích závisí schopnost udržet vysokou běžeckou rychlost do značné míry na maximálním výkonu srdce a vnějšího dýchacího aparátu. Pokud je práce vykonávána v rovnoměrném režimu, probíhá za podmínek skutečně ustáleného stavu, kdy spotřeba kyslíku za jednotku času zajišťuje úplné uspokojení poptávky po kyslíku. Úroveň spotřeby kyslíku v ustáleném stavu se lineárně mění v závislosti na rychlosti běhu. Je nižší než maximální spotřeba kyslíku daného sportovce.

Koncentrace kyseliny mléčné v krvi během běhu na dlouhé a ultra dlouhé tratě se může ve druhé až desáté minutě práce zvýšit maximálně 3krát oproti klidové úrovni, poté klesá na klidovou úroveň a v případě silné akcelerace v závěru práce mírně stoupá. Koncentrace glukózy v krvi se na začátku práce zvyšuje, ale ke konci klesá pod klidovou úroveň v důsledku vyčerpání zásob sacharidů ve svalech a játrech.

Zvýšená mobilizace lipidů z depa je stimulována nervovými mediátory, tyreotropinem, adrenokortikotropinem, somatotropinem, sekretinem, glukagonem a může se projevit zvýšením koncentrace mastných kyselin, glycerolu a ketonových tělísek v krvi. S rostoucím využitím svaly se může obsah mastných kyselin a ketonových tělísek v krvi snižovat. Hladina glycerolu může zůstat zvýšená mnohem déle, protože se pomalu zapojuje do energetických procesů. Acetylkoenzym A, který se ve velkém množství vyskytuje během oxidace mastných kyselin, je inhibitorem enzymu zapojeného do oxidace

hladiny kyseliny pyrohroznové, což omezuje využití sacharidů k produkci energie a vede ke snížení rychlosti běhu.

Mozek nepoužívá mastné kyseliny jako zdroj energie pro svou práci, protože prakticky nepronikají hematoencefalickou bariérou, a proto snížení koncentrace glukózy v krvi přispívá k rozvoji inhibice v nervových centrech.

Dlouhodobá práce při středním výkonu je doprovázena velkými ztrátami vody a minerálů potem, stejně jako poruchami nervové a hormonální regulace metabolických procesů.

Během dlouhodobé práce dochází k významným změnám v metabolismu bílkovin: zvyšuje se rozklad strukturních bílkovin, bílkovinných enzymů, hemoglobinu a myoglobinu a nukleoproteinů. Procesy jejich resyntézy během práce jsou inhibovány, což vede ke snížení jejich obsahu v tkáních a krvi a ke zvýšení koncentrace produktů rozpadu, zejména amoniaku, močoviny a kyseliny močové, v krvi a moči.

Období rekonvalescence po běhu na dlouhé a ultra dlouhé tratě trvá až tři dny nebo i déle.

Pozitivní kumulativní změny během systematického tréninku běžců na dlouhé tratě spočívají v převážném zvýšení zásob glykogenu v játrech, snadno mobilizovaných lipidů ve svalech, myoglobinu ve svalech a hemoglobinu v krvi, počtu mitochondrií a enzymů aerobní oxidace v nich, zlepšení regulačních systémů a zvýšení schopnosti svalů zadržovat minerály a vitamíny uvnitř svalových vláken. Závěry

1. Na základě provedených experimentálních studií byla stanovena řada nejinformativnějších ukazatelů pro sledování stavu sportovní výkonnosti v běhu.

1. Breslav I.S., Volkov N.I., Tambovtseva R.V. Dýchání a aktivita lidských svalů ve sportu. Moskva: Sovětský sport, 2013, 218 s.

2. Volkov N.I., Kornienko T.G., Tambovtseva R.V. Ukazatele ventilačních nákladů a respirační odezvy v kritických režimech svalové aktivity u sportovců specializujících se na běh na střední a dlouhé tratě // Human Physiology, sv. 40, č. 4, s. 1-7.

SMYSLOVÉ ORGÁNY A SOUSTAVY HMYZU: HEMIPTERA

Čajka Stanislav Jurjevič

Doktor biologických věd, profesor, Moskevská státní univerzita Lomonosova,

SMYSLOVÉ ORGÁNY A SOUSTAVY HMYZU: HMYZ (HETEROPTERA) Čajka Stanislav, doktor věd, profesor, Moskevská státní univerzita Lomonosova, Moskva ABSTRAKT

Jsou zvažovány hlavní rysy organizace smyslových orgánů Heteroptera v závislosti na fylogenezi, ekologických rysech a trofické specializaci. ABSTRAKT

Byly diskutovány hlavní zvláštnosti organizace smyslových orgánů ploštic (Heteroptera) v závislosti na fylogenezi, ekologii a charakteristikách trofické specializace.

Klíčová slova: hmyz, ploštice, Heteroptera, smyslové orgány.

Předkládané analytické zobecnění dat o smyslových orgánech Heteroptera bylo provedeno na základě prací provedených v rámci grantů Ruského fondu pro základní výzkum (RFBR) týmem výzkumníků z Katedry entomologie Moskevské státní univerzity ve složení: S. Ju. Čajka (vedoucí projektů č. 95-04-11833-a, 98-04-48419-a, 01-04-48526-a, 04-04-48779-a, 07-04-00483-a), E. E. Sinitsina, V. V. Krutov.

V rámci problému evoluce smyslových orgánů je specifickým základním vědeckým úkolem studium zákonitostí morfologické evoluce chemoreceptorových systémů v různých fyletických liniích třídy hmyzu a závislosti tohoto procesu na fylogenetickém stavu, ekologii druhů a jejich trofické specializaci. Práce předpokládala srovnávací studie s širokým využitím rastrovací a transmisní elektronové mikroskopie. To umožnilo získat nová data o ultrastrukturální organizaci chemoreceptorů a zcela jednoznačně posoudit funkční modalitu studovaných smyslových orgánů. Data transmisní mikroskopie poskytla materiál pro posouzení evolučních změn na všech úrovních organizace receptorových orgánů, včetně buněčné a subcelulární. Analýza výsledků výzkumu byla provedena s ohledem na tři přístupy: evoluční, funkční a ekologický.

Štěnice jsou obyvateli suchozemského i vodního prostředí. Podle trofické specializace jsou většina štěnic fytofágy. Existují také predátoři, parazitické druhy a hematofági. Kromě rozmanitosti trofické specializace se štěnice vyznačují rozmanitostí životních forem a ekologických rysů.

Pro objasnění specifik formování chemoreceptorového aparátu byla provedena elektronově mikroskopická studie chuťových a čichových senzil u 28 druhů suchozemských ploštic ze 14 čeledí (Saldidae, Anthocoridae, Miridae, Reduviidae, Cimicidae, Nabidae, Tingidae, Aradidae, Pyrrhocoridae, Coreidae, Rhopalidae, Scutelleridae, Acanthosomatidae, Pentatomidae) a 9 druhů ze 7 čeledí vodních ploštic (Sergae, Veliidae, Corixidae, Naucoridae, Notonectidae, Pleidae, Nepidae) [5].

Smyslové orgány tykadel. Na tykadlech štěnic bylo identifikováno šestnáct typů smyslových orgánů, mezi nimiž se nacházejí především chemoreceptory (čichové a chuťové) a mechanoreceptorové sensily [16]. Obecně má fyletická linie štěnic velmi širokou škálu typů receptorů ve srovnání s jinými skupinami hmyzu. Čichové sensily jsou zastoupeny především bazikonickými a trichoidními sensilami s perforovanou kutikulární částí. U mnoha štěnic (Cimicidae, Reduviidae, Pynbocoridae) jsou trichoidní sensily s tupým vrcholem, umístěné na terminálním segmentu tykadel, kontaktními chemoreceptory, o čemž svědčí jejich ultrastrukturální organizace. Mechanoreceptorovými orgány jsou trichobothria, chaetoidní X3,4,8, X1 a X2, zvonkovitá sensila a případně sensila T3. Zvonkovitá sensila umístěná na bázi stvolu plní proprioceptorovou funkci. Trichobothrie vnímají pohyb vzduchu, což má velký význam pro orientaci dravých brouků. Všechny mechanoreceptorové sensily jsou inervovány jednou receptorovou buňkou. Celokonické sensily, jak je ukázáno u Rhodnius prolixus, mají strukturu charakteristickou pro termoreceptory [2].

Při analýze výskytu sensil různých typů v různých fyletických liniích ploštic je třeba poznamenat, že drtivá většina studovaných druhů má chaetoidní, trichoidní a bazikonické sensily. Tyto sensily by měly být považovány za zobecněný soubor smyslových orgánů, které recentní ploštice zdědila, pravděpodobně od předkové skupiny. Na tykadlech ploštic jednotlivých čeledí se nacházejí coelokonické, coelosférické, zvoncovité sensily a pórovité orgány a nejsou četné.

Při porovnání souboru typů sensil v primitivních (Saldidae, Gerridae, Veliiidae) a evolučně pokročilých (Academia, Pentatomidae) čeledí ploštic je pozorována tendence ke zvyšování diverzity sensil u druhých. Pouze u druhů Pentatomidae je nalezena kompletní sada typů sensil, která se u ploštic vyskytuje jen zřídka. Vývoj vysoce sofistikovaného senzorického aparátu u pentatommorfů koreluje se zlepšením řady dalších morfologických a ekologických znaků během evoluce této skupiny. Poměrně stabilní sada sensil je charakteristická pro ploštice skupiny Cimicoshorpha. Většina studovaných druhů má 5-6 typů sensil, přičemž sensily pěti typů jsou přítomny u všech druhů. Tato skutečnost je obzvláště zajímavá, protože ploštice Cimicoshorpha jsou považovány za jeden z nejheterogennějších infrařádů s dlouhodobě izolovanými nadčeleďními seskupeními. Lze předpokládat, že následná divergence fyletických linií ploštic v rámci Cisicochorpha nebyla doprovázena získáváním nových ani ztrátou stávajících typů sensil.

Druhy ploštic, které jsme studovali, představují poměrně široké spektrum trofické specializace řádu, mezi nimiž jsou predátoři, hematofági, mycetofági a fytofági. Nicméně se nám nepodařilo identifikovat žádné vzorce ve struktuře receptorového aparátu tykadel ploštic, které by byly spojeny pouze s trofickou specializací konkrétního druhu. Zřejmě je to způsobeno přetrvávajícím zachováním zobecněných rysů senzorického aparátu, které jsou vlastní určité fyletické linii ploštic, a to i při velmi významné divergenci trofické specializace jejích zástupců. Při zkoumání rysů receptorového aparátu tykadel suchozemských ploštic se setkáváme s tvorbou senzil u druhů, které jsou specifické pouze pro jednu nebo několik čeledí: například trichobothrie a hřebenovité štětiny u Reduviidae, štětiny X3 u Corem marginatus (Coreidae), stylokonická senzila u druhů čeledí Aradidae a Scutelleridae a celosférická senzila u Pentatomidae.

Charakteristiky složení, topografie a ultramorfologie sensil nám umožnily určit směr evoluce chemoreceptorových orgánů v řádu ploštic. Transformace čichového aparátu ploštic ve fylogenetické řadě čeledí od Nabidae po Pentatoшidae probíhá ve směru zvyšování počtu a kvantity typů sensil. Rovnoměrné rozložení sensil na tykadlech, charakteristické pro původní skupiny, je u evolučně pokročilých skupin ploštic nahrazeno jejich koncentrací na dvou terminálních segmentech. V ontogenezi (ploštice Podizus рaculiventris byla podrobně studována) se kontaktní chemoreceptory plně tvoří již u larev 1. věku a diferenciace čichových receptorů probíhá v průběhu 3 larválních stáří [1].

Smyslové orgány dolního rtu. Získaná data o topografii a ultrastruktuře kontaktních chemoreceptorových sensil rostruma u 19 druhů ploštic z 10 čeledí naznačují přítomnost společných morfologických znaků u ploštic z fylogeneticky blízkých i vzdálených čeledí [2]. Receptorový aparát dolního rtu je lokalizován ve formě jasně definovaných receptorových zón výhradně v distální části apikálních laloků, které jsou homology paraglossa hmyzu jiných řádů. Chemoreceptorový aparát dolního rtu ploštic je reprezentován malým počtem (6-12 pro každý boční lalok) sensil bazikonického typu. Lze předpokládat, že obecná morfologická stabilizace chuťového aparátu ploštic byla realizována během formování bodavě-sajícího ústního aparátu v předkové skupině a byla zachována i v dalším vývoji řádu. Navzdory významné determinaci typů, počtu a umístění vnějších receptorů sosáku štěnic je však možné vysledovat velmi významné změny způsobené nejen zvláštnostmi biologie jednotlivých druhů, ale také obecným vývojem těchto receptorů u zástupců různých fyletických větví Heteroptera.

Nejdůležitější procesy jsou ty spojené se změnami v orientaci receptorové zóny vzhledem k podélné ose sosáku a se složitostí její struktury, pozorované u fylogeneticky pokročilých skupin ploštic. Receptorové zóny dosahují zvláštní složitosti u zástupců čeledí skupiny Rea-U-morpha. V druhé řadě zaujímá receptorová zóna terminální polohu a bazikonické sensily jsou chráněny „stanem“ z flexibilních trichoidních sensil. Naše studie ultrastruktury bazikonických sensil u ploštic ukázala, že patří ke kontaktním chemoreceptorům. Je třeba také poznamenat, že existuje podobnost v inervaci chemoreceptorových sensil studovaných druhů ploštic, které zahrnují až 6 receptorových buněk. Obligátní hematofagie ploštic Rhodnius prolixus vedla jak ke snížení počtu chemoreceptorových sensil, tak ke zkrácení délky kutikulárních úseků všech sensil umístěných na receptorových zónách sosáku [6].

Smyslové orgány vodních ploštic. Vývoj vodního prostředí plošticemi při zachování původního typu výživy pro řád – predace (s výjimkou zoodetritofágů Corixidae) byl doprovázen významnými morfologickými transformacemi receptorového aparátu [4,5,7,8]. V tomto ohledu jsou zajímavé transformace chemoreceptorového aparátu spodního pysku a tykadel u zástupců hlavních čeledí podřádu Cryptocerata. Stejně jako u suchozemských ploštic jsou chemoreceptory sosáku vodních ploštic u většiny druhů reprezentovány 11-13 bazikonickými sensilami, inervovanými 2-6 receptory.

buňky. Největšími transformacemi spojenými s vývojem vodního prostředí plošticemi prošly anténní receptory. Počet a rozmanitost chemoreceptorových orgánů na anténách vodních ploštic je ve srovnání s plošticemi suchozemskými znatelně menší, ačkoli jejich antény mají typické čichové senzily s póry v kutikulární části. Prostředí a biologické zvláštnosti různých druhů vodních ploštic vedly k významným modifikacím jednotlivých typů senzil, zaměřeným na mechanickou ochranu těchto orgánů.

Shrneme-li získaná data, je třeba poznamenat, že specifičnost chemoreceptorového aparátu štěnic je určena jejich fylogenetickou polohou a ekologické rysy a trofická specializace ji pouze modifikují.

Tuto práci podpořil Ruský fond pro základní výzkum (projekt č. 13-04-00357-a).

1. Sinitsyna E.E., Krutov V.V. Tykadla a labiální smyslové orgány ploštice Podizus maculiventris (Hemiptera, Pentatomidae) // Zool. Zh. 1996. Sv. 75, číslo 8. S. 1167-1173.

2. Sinitsina E.E., Čajka S.Yu. Morfologie receptorových orgánů vrcholu sosáku ploštic (Hemiptera) // Zool. J. 1997. Sv. 76, č. 3. S. 294303-XNUMX.

3. Sinitsyna E.E., Čajka S.Yu. Senzorický aparát tykadel ploštic (Heteroptera) // Zool. j. 1998. Sv. 77. Číslo 11. S. 1273-1284.

4. Sinitsyna E.E., Čajka S.Yu. Chemoreceptorové orgány a jejich souvislost s chováním a typem výživy larev vodního hmyzu // Fauna, problémy ekologie, etologie a fyziologie amfibiotického vodního hmyzu Ruska. Voroněž, 2001. S. 8792.

5. Sinitsina E.E., Čajka S.Yu. Atlas elektronově mikroskopické morfologie chemoreceptorových orgánů hmyzu. Moskva: Moskevská státní univerzita, 2006. 343 s.

6. Čajka S.Yu. Ultrastruktura anténní senzily ploštice Rhodnius prolixus (Hemiptera, Reduviidae) // Parazitologie. 1980. Sv. 14, číslo 6. S. 486-492.

7. Čajka S.Ju., Sinicina E.E. Smyslové orgány spodního rtu a tykadla vodních ploštic (Heteroptera) // Entomol. review. 1999. Sv. 78, číslo 1. S. 40-48.

8. Čajka S.Ju., Sinicina EE Smyslové orgány stydkého pysků a tykadel u suchozemských a vodních ploštic (Hemiptera) // Sborník XXI. Mezinárodního entomologického kongresu, 2000, Iguasuské vodopády, Brazílie. S. 787.

FUNKČNÍ REZERVY ORGANISMU POD VLIVEM IMPRINTINGU

Šaov Muchamed Talibovič

Doktor biologických věd, profesor, vedoucí katedry fyziologie člověka a zvířat, Kabardino-balkárská státní univerzita,

Nalčik; Pšuková Ruzana Zaurbievna

Vedoucí terária katedry lidské a živočišné fyziologie Kabardino-balkárské státní univerzity v Nalčiku;

Čipová Marianna Mukhamedinovna

Student magisterského studia 2. ročníku