Эта часть тела имеет множество вариантов морфологии, поэтому говорить о каком-то абсолютном единообразии в ее внешнем строении довольно сложно.
Количество сегментов брюшка
В типичных случаях оно включает десять или одиннадцать сегментов – «колец», которые крепятся друг к другу и формируют висцеральный отдел. 11-й сегмент встречается только у бессяжковых, двухвосток и других Первичнобескрылых – наиболее примитивных форм насекомых. У высокоразвитых видов задние членики редуцируются либо вворачиваются внутрь тела.
Количество сегментов брюшка зависит и от стадии развития: у личинок они, как правило, имеются в максимально возможном количестве, а у имаго их меньше.
У взрослых они также зачастую сливаются между собой и имеют неравномерную толщину, поэтому обладатели короткого брюшка и малых размеров тела отличаются тем, что на их висцеральном отделе число явно различимых колец может сокращаться до трех. Впрочем, у большинства представителей класса насекомых среднее количество сегментов колеблется от 5 до 8.
Первый сегмент брюшка у Стебельчатобрюхих (Перепончатокрылых) называется проподеумом и сливается с задней частью грудного отдела, а второй (у муравьев – и второй, и третий) при этом преобразуется в тонкий стебелек. Благодаря такому строению, брюшко приобретает большую подвижность по отношению к груди, и насекомому становится удобнее манипулировать жалом (пчелы) или наносить уколы яйцекладом (наездники).
Сегменты брюшка имаго, в отличие от личинок, никогда не имеют функционирующих конечностей, а их редуцированные ноги представлены только в виде придатков.
Структура сегмента
Кутикулярные кольца висцерального отдела имеют строение, напоминающее морфологию груди. Каждый сегмент разделен на две части в форме полуколец – верхнюю и нижнюю. На боковых сторонах тела они соединены между собой при помощи тонкой эластичной плейральной мембраны. Такая же подвижная структура находится и в местах сочленений соседних сегментов. Это приспособление позволяет брюшку достаточно сильно изменяться в размерах, в 2-5 раз растягиваясь после приема пищи или в период созревания яиц (у самок).
У певчих насекомых – поденки, цикады – в брюшке находятся воздушные полости. Растягивая и сокращая плейральные мембраны, они нагнетают и выпускают из брюшного отдела воздух, получая возможность воспроизводить характерные звуки. А некоторые, например, рабочие муравьи рода Myrmecocystus, имеют в пределах брюшка специальные резервные органы, в которых они в больших количествах накапливают пищевые субстраты для кормления обитателей гнезда и собственного питания. Будучи «заполненными», брюшки этих муравьев имеют вид прозрачных золотистых капель размерами в несколько раз больше груди и головы; по мере потребности насекомые отрыгивают пищу для соплеменников, а затем снова пополняют запасы.
Форма брюшка
Форма брюшка может быть очень разной, и ее особенности в основном зависят от образа жизни: чем лучше летает насекомое, тем более обтекаемая и правильная форма у его висцерального отдела. Чтобы не оказывать сопротивление при перемещении в воздухе, все придатки на брюшке (в первую очередь, волоски) растут в направлении спереди назад.
Помимо цилиндрического, брюшко может быть сферическим, уплощенным в верхне-нижнем направлении, булавовидным, треугольным в сечении и т.д. У большинства жуков оно утолщено в середине и сужено к концу, при этом его нижняя поверхность почти плоская, а верхняя, под крыльями – выпуклая.
Спереди брюшной отдел может непосредственно переходить в грудь (бабочки), либо отделяться от нее «стебельком» (шмели) или перетяжкой, как у некоторых жужелиц. В задней части он чаще всего веретенообразно сужается, формируя закругленную вершину. Однако, к примеру, жуки-короеды отличаются укороченным, как бы «обрубленным» брюшком, имеющим форму усеченного конуса.
Придатки брюшка и наружные образования брюшка
По происхождению и назначению все дополнительные структуры висцерального отдела можно разделить на три группы:
- редуцированные конечности или измененные членики (церки, ложные ноги, анальная пластинка, гипандрий);
- дополнительные образования, не имеющие обособленных функций (волоски, выросты);
- самостоятельные органы и их части, располагающиеся или открывающиеся на поверхности брюшка (копулятивный аппарат, анальное отверстие, дыхальца).
Ввиду того, что у различных насекомых бывает разное количество члеников брюшка, многие придатки и органы не имеют «постоянного» места и могут быть расположены в разных его частях. Большинство из них находится на заднем конце тела.
Дыхальца
(стигмы) – отверстия, закрытые тонкой мембраной, через которые происходит газообмен. Они находятся на каждом сегменте висцерального отдела, по бокам, в области соединения верхнего и нижнего полуколец.Ложные ноги
– редуцированные и видоизмененные конечности. Они не содержат локомоторной мускулатуры и не служат для передвижения у взрослых, но имеют упрощенное строение и активно используются у истинных и ложных гусениц.Помимо этого, на теле насекомых любой стадии развития могут быть редуцированные ноги, не выполняющие функций или вообще представленные в виде выростов. Например, гусеница королевской ореховой бабочки имеет весьма необычный вид: помимо основных ложных ног, на каждом сегменте ее брюшного отдела находится по несколько редуцированных разветвленных ложноножек.Церки
– членистые придатки, расположенные на последнем сегменте брюшка в виде «хвоста». Их два, реже три, они происходят из редуцированного 11 членика и могут иметь разную длину: от практически незаметных у мухи до очень выраженных у домового сверчка. Высшие формы насекомых лишены этих добавлений.Половые придатки и органы
– компоненты репродуктивной системы, которые обычно располагаются на 8 или 9 сегментах. Условно их принято считать главной частью брюшка. Более того, иногда членик висцерального отдела, на котором они расположены, выделяют в отдельный генитальный сегмент. Соответственно этому, кольца, лежащие спереди от него, называют прегенитальными, а сзади – постгенитальными.
Копулятивный аппарат
– орган размножения, локализованный на задней части брюшка у самцов. Отличается большим разнообразием вариантов строения, поэтому зачастую именно его морфологические особенности позволяют энтомологам верифицировать друг от друга виды-«близнецы».Грифельки
– придатки генитального сегмента у самцов. При типичном 10-сегментном брюшке они располагаются на нижней поверхности 9 сегмента.Яйцеклад
– придатки генитального сегмента у самок в виде парного (как правило) выроста. Он может подвергаться многочисленным видоизменениям. Например, у ос и шершней придаток преобразован в жало, хотя при этом одновременно продолжает выполнять и основную функцию.Многие виды Жесткокрылых отличаются тем, что основной яйцеклад у них редуцируется, а по основному назначению используется вторичный, который также носит название телескопического.Генитальная пластинка (гипандрий
) – нижнее полукольцо 9 сегмента брюшка у самцов. Иногда так называют последний из различимых стернитов брюшка.Анальное отверстие
– отверстие для выведения не переваренных остатков пищи из задней кишки, обычно находится в задне-нижней части брюшка.Анальные пластинки и створки
– образования, расположенные вокруг анального отверстия. У уховерток и тараканов спинное полукольцо 10 сегмента брюшка атрофировано и изменено, из-за чего анальной пластинкой называют именно его.Помимо перечисленных органов и придатков, на брюшке насекомых могут быть и другие, встречающиеся более редко. К примеру, последние сегменты висцерального отдела у светляков несут органы свечения (лантерны), а по бокам первого сегмента брюшка кобылки лежит тимпанальная мембрана – орган слуха.
Висцеральный отдел – это важнейшая часть тела насекомого, которая может занимать до половины его общей массы и более. Внутри него находятся жизненно важные образования, а на поверхности располагаются их наружные части и придатки. Таким образом, брюшко выполняет функцию универсального контейнера, который заключает в себе и обеспечивает защиту органам.
В зависимости от особенностей морфологии, у многих насекомых брюшко может приобретать дополнительное значение. У гусениц, передвигающихся на ложных ногах, оно участвует в осуществлении локомоторной функции. Особые мышечные пучки, отвечающие за увеличение и уменьшение длины тела, соединяют между собой соседние сегменты. Таким образом, расслабляя и напрягая их «в такт» ходьбе, личинка ускоряет свое продвижение вперед.
Подвижное соединение брюшка с грудью и наличие измененного яйцеклада у Стебельчатобрюхих облегчают их размножение и защиту. Органы свечения светляков и резонирующие полости цикад помогают им в коммуникации и обеспечении безопасности, а при помощи накопления питательных веществ муравьи – «медовые бочки» способны выживать даже в неблагоприятных условиях пустынь и полупустынь.