Анато́мія кома́х — внутрішня будова тіла комах, а також розділ ентомології, що цю будову вивчає. Включає опис м'язів та внутрішніх органів і систем: травної, дихальної, видільної, кровоносної, нервової, статевої, залоз внутрішньої секреції, а також спеціалізованих тканинЩербак Г. Й., Царичкова Д. Б., Вервес Ю. Г. Зоологія безхребетних: підручник: Кн. 2. — К.: Либідь, 1996. — 320 с.. Всі внутрішні органи захищені від зовнішніх впливів, оскільки оточені зовнішнім скелетом.
Травна система
Травна система — це кишечний канал та пов'язані з ним залози. Кишечний канал у спрощеному вигляді є трубкою із двома отворами. Передній отвір розташований на голові і відкривається у ротову порожнину, обмежену ротовими органами. Задній отвір (анальний, анус) знаходиться на останньому членику тіла. Кишечний канал складається з трьох відділів — передньої, середньої та задньої кишок. Передня й задня кишка утворюються внаслідок впинання ектодерми зародку, середня розвивається з його мезодерми. Всередині каналу звичайно є три клапани: між передньою і середньою, між середньою і задньою кишкою, а також у задній кишці. Ймовірно, вони забезпечують однобічний рух харчової маси.
Передня й задня кишка вистелені хітином. Передня починається мускулистою глоткою із жорсткими щетинками, спрямованими дозаду. Далі йде вузька трубка — стравохід. Він переходить у розширення — воло. У комах з об'ємною криловою мускулатурою воло знаходиться у черевці, тому стравохід тонкий і довгий. Із вола їжа потрапляє у звужену частину — м'язовий шлунок. Всередині він має численні зморшки, щетинки та зубці — апарат для подрібнення їжі.
Середню кишку інколи також називають шлунком, хоча це, звичайно, просто відрізок трубки. Внутрішня поверхня її зморшкувата. Середня кишка часто утворює декілька сліпих пальцеподібних виростів і така довга, що укладена у декілька петель. У виростах живуть симбіотичні мікроорганізмиEngel P., Moran N.A. The gut microbiota of insects — diversity in structure and function.//FEMS Microbiol Rev. 2013 37? 5, p.699-735 — https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23692388 . У попелиць, цикад та інших рівнокрилих на початку середньої кишки розташована фільтраційна камера. Вона відділяє більшу частину води із їжі і спрямовуює її відразу до задньої кишки в обхід середньоїШванвич Б. Н. Курс общей энтомологии: Введение в изучение строения и функций тела насекомых (Учебник для гос. университетов) — М.—Л.: «Советск. наука», 1949. — 900 с..
У задньої кишки передня частина тонка, а задня (пряма кишка) розширена і відкривається анальним отвором. У личинок перетинчастокрилих з'єднання між середньою та задньою кишкою утворюються лише перед заляльковуванням.
Попід середньою кишкою розташовано до восьми пар слинних залоз. Їх протоки спрямовані уперед, з'єднуються у головній капсулі і відкриваються у ротовій порожнині (звичайно, на підглоточнику або у хоботку). У метеликів протоки цих залоз можуть простягатися від черевця до головиEberhard S. H., Krenn H. W. Salivary glands and salivary pumps in adult Nymphalidae (Lepidoptera)//Zoomorphology, 2003, 122, p. 161—167 — http://homepage.univie.ac.at/harald.krenn/PDF/Eberhard%20%26%20Krenn%202003.pdf . У залозах утворюється слина, що змочує та починає перетравлювати тверду їжу, відлякує ворогів. У личинок метеликів, перетинчастокрилих, сітчастокрилих, деяких жуків ці залози виробляють матеріал для плетіння павутинистого волокна. Слина кровосисних комах містить речовину, що розріджує кров їх жертв і протидіє її зсіданню.
Дихальна система
Газообмін із зовнішнім повітрям комахи здійснюють завдяки системі трахей. Це внутрішні хітинові трубочки, що галузяться у тілі, і найтонкіші з них (трахеоли) доходять до груп або окремих клітин. Такою будовою вони нагадують кровоносну систему хребетних тварин і людини. Крім комах, дихальну трахейну систему мають багатоніжки, оніхофори, павукоподібні і, можливо, наземні ракоподібні (мокриці). На думку М. С. Гілярова трахеї виникли в ході еволюції, коли водні тварини переходили до життя на суходолі. Трахеї стали головною адаптацією до життя у ґрунті, а потім і на його поверхніЗахаров А. А., Стриганова Б. Р., Шарова И. Х. Меркурий Сергеевич Гиляров (К 100-летию со дня рождения) // Зоологический журнал, 2012, т. 91, № 9, с. 1150—1152. http://naukarus.com/merkuriy-sergeevich-gilyarov-k-100-letiyu-so-dnya-rozhdeniya . Крім газообмінної функції, трахейна система зменшує вагу тіла, що важливо для водяних комах.
Із зовнішнім середовищем трахейна система пов'язана отворами — дихальцями. Вони розташовані вздовж обох боків тіла, по два на кожному сегменті. На голові і, звичайно, передньогрудях їх немає. Дихальця споряджені мускулатурою, яка відкриває і закриває їх, а також розгалуженими волосками — фільтрувальним апаратом. Найчастіше дихалець 10 пар, хоча у багатьох комах (звичайно, у личинок та лялечок) їх може бути лише одна-дві пари.
Звичайно кожне дихальце зв'язане з одним з двох товстих поздовжніх трахей-стовбурів. У кожному членику від них відходять три бічні гілки: спинна і дві черевні. Спинна забезпечує газообмін із спинною кровоносною судиною і м'язами. Одна черевна гілка пов'язана із травною і статевою системами, інша — їз черевною мускулатурою і черевним нервовим ланцюжком. Із кожним розгалуженням діаметр трахей меншає. Кінцеві трахеоли мають діаметр не більше 1 мкм. Їх гілочки оплітають клітини. Розташування трахей може змінюватись протягом життя. Наприклад, у самок малярійних комарів трахеоли густо обплітають яєчники, але у міру дозрівання яєць розплітаються і лишаються такими і після відкладання яєць.
Ефективність газообміну підвищують повітряні мішки — роздуті ділянки трахей. У комах, що добре літають, вони можуть займати більшу частину порожнини тіла. Стінки трахей еластичні, але щоби не перекривати шлях газам при згинанні кінцівок, тулуба, ці стінки споряджені поздовжнім спіральним потовщенням.
Численні паразитичні личинки їздців та мух не мають трахей, газообмін відбувається крізь стінки тіла. Інколи трахейна система позбавлена дихалець. В таких випадках трахеї проходять попід тонкими покривами тіла, і дифузія газів відбувається крізь стінки тіла і трахей. Подібну закриту дихальну систему мають водні личинки і німфи бабок, веснянок, одноденок, мошок. Їх трахеї утворюють густу сітку у спеціальних органах — трахейних зябрах. Вони схожі на пелюстки і знаходяться зовні на черевці або у прямій кишкці. Предки комах жили у воді і мали справжні зябра, які втратили із виходом на суходол. Отже вторинне повернення до водного способу життя не призвело до утворення повноцінних зябер. Це проява закону необоротності еволюції.
Власне, частиною дихальної системи водяних комах часом стають зовнішні структури: волоски, що не змочуються водою і при пірнанні затримують пухірці повітря (жуки-водолюби, водяні напівтвердокрилі), довга трубочка на вершині черевця (клоп водяний скорпіон, деяких личинки мух-дзюрчалок, комарів).
Кровоносна система
Комахи подібно до інших членистоногих мають незамкнену кровоносну систему, тобто на певному етапі кров виливається з системи у порожнину тіла. Але на відміну від багатьох з них, у комах ця система дуже спрощена: адже вона майже позбавлена функції транспортування газів (її виконує дихальна система). Загалом, до складу кровоносної системи відноситься сама кров, серце і єдина судина, а також спеціальні органи, що додають крові імпульсів руху.
Кров комах переносить поживні речовини, кінцеві продукти обміну і гормони. Розчинений у гемолімфі кисень потрапляє до клітин, до яких не доходять трахеолиMellanby, K. The Fuinctions of Insect Bkood //Biological Reviews, 1939,? 14, p. 243—260 — http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-185X.1939.tb00933. Вона містить речовини, що забезпечують імунітет. Таким чином, вона має властивості крові й лімфи хребетних тварин, і тому носить назву гемолімфа. До того ж, у комах з м'якими покривами (гусениці) гемолімфа бере участь у підтримці форми тіла. Тиск гемолімфи допомагає розправити хоботок або крила після виходу імаго з лялечки. Деякі комахи (сонечка, жуки-наривники, коники, личинки пильщиків) здатні виливати названі краплі гемолімфи. Це має на меті відлякування ворогів. Гемолімфа комах може бути безбарвна, червона (личинки комарів-хірономід), оранжева, жовта, зелена. Її частка від загальної маси тіла коливається від 5—6 % (таргани) до 30 % (медоносна бджола) і навіть 40 % (гусениці).
У спинній частині тіла розташоване серце — трубка, що простяглася від заднього кінця тіло до його грудей або голови. Стінки серця мускулисті, а саме воно розділене на 9 камер, які відокремлені одна від іншої звуженнями. У кожній камері з обох боків є по одному отвору (остії) з клапанами. Задній кінець серця сліпо замкнений, а передній переходить у судину — аорту, передній кінець якої відкривається у голові. Внаслідок скорочення стінок серця клапани закриваються і гемолімфа виштовхується у аорту, а звідти — у головну капсулу і розтікається по порожнинах між органами й тканинами. Крізь остії гемолімфа повертається у порожнину серця. Скороченню серця сприяють схожі на віяла пучки м'язів по обидва боки від серця. Вони натягнуті між ним і боками тергітів і утворюють суцільну спинну діафрагму.
Циркуляції гемолімфи сприяють м'язи при рухах тіла. Кровообіг підтримують спеціальні органи — капсули з гнучкою мембраною усередині. Вони надають гемолімфі додаткового прискорення, щоби вона потрапила у достатній кількості всередину антен, ніг і крил. Зокрема, такий орган мають метелики бражники на спинному боці грудей. У них гемолімфа потрапляє до капсули по особливій тонкій судині від аорти, а коливання мембрани штовхає рідину всередину крил. У прямокрилих, перетинчастокрилих, метеликів попід серцем, над черевним нервовим ланцюжком щільно розташовані пучки м'язів, утворюючи черевну діафрагму. Її скорочення і розслаблення забепечуює надходження гемолімфи вбоки від серця і до задньої частини тілаТыщенко В. П. Физиология насекомых. — М.: Высшая школа, 1986. — 303 с..
У комах різних груп розташування і довжина серця й аорти, кількість остій мають істотні відміни. Приміром, у личинок комарів — довгоногів аорта теж здатна до пульсацій. У личинок веснянок від заднього кінця серця відходить три судини, що несуть гемолімфу до трьох хвостових ниток. Серце у вошей і личинок бабок має лише одну камеру.
Видільна система
У комах органами виділення є мальпігієві судини. Вони є тонкими звивистими трубочками, один кінець яких сліпо замкнений, а інший відкритий у порожнину задньої кишки на її межі з середньою. Інколи вільний кінець трубочок приростає до кишечника або ж утворюють навколо нього складне сплетіння. Мальпігієві судини оточені рухливою гемолімфою. З неї крізь тонку стінку трубочок просочується вода і розчиненими у ній неорганічними продуктами обміну речовин. Цей розчин рухається спочатку вздовж трубочки, потім потрапляє до задньої кишки і змішується із неперетравленими рештками їжі. Під час цього руху вода усмоктується крізь стінки і потрапляє знову до гемолімфи. Розчин «відходів» концентрується і зрештою перетворюється на кристали солей (головним чином — сечової кислоти). Вони виводяться з організму у складі екскрементів. Ефективність процесу забезпечує величезна загальна поверхня трубочокWall B.J., Oschman J.L., Schmidt B.A. Morphology and function of Malpighian tubules and associated structures in the cockroach, Periplaneta americana //J. Morphol. 1975, 146(2), p. 265—306 — https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1152069 [Abstract].
Кількість мальпігієвих судин у комах різних таксонів звичайно парна і може бути різною. Зокрема, червеці мають їх лише пару, а бджолині — до 150. У попелиць мальпігієвих судин немає зовсім.
Крім мальпігієвих судин, екскрецію у комах здійснює особлива тканина — жирове тіло (див. нижче), а у щетинкохвостих — парні залози, що відкриваються на нижній губі. Мільпігієві судини у личинок мурашиних левів перед заляльковуванням починають виробляти речовину, з якої личинка будує шовковистий кокон.