Крылья насекомых
Крылья — боковые складки экзоскелета насекомых, которые позволяют им активно перемещаться в воздухе, то есть летать.
Крылья насекомых — уникальное творение природы, ведь:
- из всех беспозвоночных животных крылья имеют только насекомые;
- крылья позвоночных (птицы, летучие мыши) являются видоизмененными передними конечностями, тогда как у насекомых крылья — выросты стенки тела;
- в отличие от остальных придатков насекомых, крылья не имеют собственных внутренних мышц;
- крылья обеспечивают такой механизм полета, аналогов которому нет ни в животном мире, ни в технике.
Наличие крыльев — один из факторов, вызвавших расцвет класса насекомых, позволивших заселить почти всю сушу и занять господствующее положение в экосистемах.
Особая конструкция крыльев обеспечивает совершенный, быстрый и маневренный полет.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/danaus-plexippus-1-1030x687.jpg)
Массовая ежегодная миграция бабочки монарха (Danaus plexippus). Мексика
Содержание
Строение
Расположение и покрытие
Крылья расположены на сегментах груди — втором (среднегруди) и третьем (заднегруди).
Как правило, у насекомых две пары крыльев — передние и задние. По общему плану строения крыло является двухслойной складкой — продолжением боковой стенки тела. Верхняя и нижняя поверхности крыла состоят из тонких хитиновых мембран. В месте крепления крыла на боковой поверхности груди имеется гибкая мембранная пластинка (плейрит) с утолщенными прочными участками. Она образует направленный кверху прочный столбик, к которому подвижно причленено крыло. Столбик является для него точкой опоры и образует рычаг с коротким (основание крыла) и длинным (остальная часть крыловой пластинки) плечами.
В покое часть стрекоз, комары-долгоножки держат крылья горизонтально, направленными в стороны. Но большинство насекомых обычно кладут их вдоль туловища. У бабочек, ручейников, поденок, прямокрылых, златоглазок, тлей, цикад и других они прикладываются друг к другу над телом в виде «домика». У веснянок, тараканов, трипсов, перепончатокрылых и двукрылых крылья распластаны на спинке. При этом одна пара может частично прикрывать другую или складываться. У насекомых, имеющих надкрылья, задние крылья сворачиваются вдоль (как веер) и поперек.
Крылья насекомых тонкие, как правило, прозрачные и покрыты чувствительными волосками. Часть из них являются датчиками внешних факторов, важных для полета — скорости и направления движения воздушных потоков и т. п. Бахрома волосков вдоль заднего края крыльев увеличивает гребную поверхность крыла и помогает преодолевать вязкость воздуха. Это особенно важно для мелких насекомых — трипсов, молей. У ручейников крылья густо покрыты волосками, у бабочек — чешуйками, которые повышают подъемную силу крыльев.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/krylo-muhi-1030x672.jpg)
Крыло мухи имеет густой покров из коротеньких волосков, более длинных вдоль заднего края
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/papilio-glaucus.jpg)
Крыло парусника главка (Papilio glaucus). Под микроскопом видно, что узор на крыльях бабочек образуют чешуйки, лежащие как черепица на крыше
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/chaetopteryx-villosa.jpg)
Крылья ручейников тоже густо покрыты волосками (это особенно хорошо видно при увеличении фото). На снимке — Chaetopteryx villosa
У многих четырехкрылых насекомых есть определенные структуры, сцепляющие переднее и заднее крылья каждой стороны между собой.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/megachile-inermis.jpg)
Пчела Megachile inermis подобно всем перепончатокрылым имеет четыре крыла…
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/megachile_inermis-1030x643.jpg)
… но задний край передних крыльев загнут так, что легко сцепляется с передним краем задних крыльев. Благодаря этому в полете они работают слаженно, как одно целое
Жилкование
Жесткость крылу придают опорные элементы — жилки, идущие вдоль и поперек крыла. Жилки переднего края, как правило, толще и потому прочнее. Вблизи вершины крыла есть темная крапинка — птеростигма, участок утолщенного хитина, важный для полета.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/venation-of-insect-wing.png)
Схема типичного заднего крыла (поперечные жилки не показаны). Каждая жилка и ее ответвления имеют собственные названия и обозначения: C — костальная, Sc — субкостальная, R — радиальная, M — медиальная, Cu — кубитальная, A — анальная и т. д. Коротенькие жилки при основании, где крыло сворачивается, называют югальными. Участок, который занимает определенная жилка с разветвлениями, называют сектором или областью (радиальной, медиальной и т. п.), участок между смежными отрезками жилок — ячейкой. Ячейки могут быть открытыми (граничат с краем крыла) и закрытыми (окружены жилками со всех сторон). Серыми линиями очерчены участки образования складок (fold) крыла
Благодаря жилкам крыло приобретает прочность и гибкость и образует складки, которые дополнительно укрепляют его, увеличивают поверхность и улучшают профиль.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/Crossecion_of_insect_wing_vein_svg-uk.png)
Поперечное сечение толстой крыловой жилки. Меньшие по диаметру жилки чаще всего являются не трубками, а сплошными твердыми хитиновыми структурами
Разветвленность жилок, количество поперечных жилок сильно разнятся у насекомых разных отрядов.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/aeshna-sp.jpg)
Стрекоза из рода коромысло (Aeshna). У стрекоз и сетчатокрылых жилкование образует огромное количество ячеек
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/wasp-wings-1030x475.jpg)
Крылья осы. У них, как и у большинства насекомых, количество жилок и ячеек невелико
У каждого таксона обычно свой узор жилок, и это очень помогает в распознавании насекомых до уровня семейства, а во многих случаях даже до рода и вида. Сравнение жилкования различных таксонов позволяет судить о происхождении, возрасте и родстве таксонов.
Размеры и форма
Среди насекомых наибольшие в размахе крылья имеет бабочка агриппина, а рекордсмен по площади крыльев — павлиноглазка атлас (Attacus atlas). Обе бабочки — обитатели тропиков. Вероятно, в прошлые геологические эпохи размеры крыльев у насекомых были больше. В частности, известен отпечаток вымершей стрекозы Meganeura (см. ниже), размах крыльев которой достигал 68–71 см. Обладатель самых маленьких крыльев — наездник Dicopomorpha echmepterygis, длина тела которого не превышает 0.2 мм. У большинства насекомых крылья если и длиннее тела, то ненамного. Самым большим это отношение является у бабочек, некоторые из них имеют длинные крылья при достаточно коротком теле.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/attacus-atlas.jpg)
Сатурния Attacus atlas, раскрыв крылья, легко перекрывает ими ладонь взрослого человека
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/thysania-agrippina.jpg)
Максимальный размах крыльев совки агриппины (Thysania agrippina) составляет 25–31 см
Передние и задние крылья между собой могут различаться — по форме, размеру, окраске и т. д. Например, у перепончатокрылых (пчелы, осы и другие) задняя пара крыльев имеет вид небольших перепонок. Уменьшены задние крылья также у ночных бабочек бражников, поденок и т. д. (См. также статью «Надкрылья»). У дневных бабочек задние крылья, в отличие от передних, могут нести отростки («хвостики» у махаона), которые порой оказываются длиннее основной крыловой пластинки (бабочка Eustera troglophylla).
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/nemoptera-bipennis.jpg)
Задние крылья немоптеры (Nemoptera bipennis, отряд сетчатокрылых) имеют вид длинных тонких нитей
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/calliphora-vicina-1030x817.jpg)
Синяя мясная муха (Calliphora vicina). У нее и у остальных насекомых отряда двукрылых задние крылья превратились в небольшие пластинки — жужжальца
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/emmelina-monodactyla-1030x943.jpg)
Крыловые пластинки могут разделяться на узкие полоски, как, например, у этой бабочки-пальцекрылки (Emmelina monodactyla)
Бескрылость
Крылья есть только у представителей подкласса крылатых (Pterygota), а у насекомых подкласса первичнобескрылых (Apterygota) отсутствуют. Экологические причины редукции крыльев у насекомых изучал российский энтомолог И. М. Кержнер.
Полностью развитые крылья, с помощью которых можно летать, имеют только имаго. Единственным исключением является отряд поденок (Ephemeroptera). У них предпоследняя, половонезрелая стадия развития (субимаго) уже имеет хорошо развитые крылья.
Рудиментация крыльев и полная их потеря являются следствием особых условий существования или развития и приводит к потере способности летать. Насекомые — обитатели океанических островов имеют лишь рудиментарные остатки крыльев. Преодолевать в полете высокоскоростные потоки воздуха они не способны, а крыловые пластинки увеличивают парусность тела и вероятность быть унесенным ветром в океан. Такие же «остатки» крыльев имеют насекомые, обитающие в пространственно ограниченных полостях. У многих жуков — обитателей засушливых и жарких биотопов (например, чернотелок) задние крылья исчезают или становятся рудиментами, а надкрылья срастаются. Не имеют полноценных крыльев насекомые, ведущие исключительно сидячий образ жизни (самцы щитовок, червецов и т. п.), эктопаразиты волосяного или перьевого покрова (вши, блохи, пухоеды, постельный клоп).
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/pyrrhocoris-apterus.jpg)
Фактически лишен крыльев красноклоп Pyrrhocoris apterus. Правда, в популяциях иногда встречаются и крылатые особи
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/erannis-defoliaria.jpg)
У бабочки пяденицы-обдирала (Erannis defoliaria) крылья имеет только самец, а на фото — самка этого вида бабочек
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/beskrylyy-kuznechik.jpg)
Бескрылый кузнечик на цветке стрелолиста. Лишен крыльев и кузнечик-толстун степной (Callimenus multituberculatus (Fischer-Waldheim, 1833)), занесенный в Красную книгу Украины
Довольно часто полноценные крылья имеют лишь отдельные формы внутри одного вида.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/winged-ant-1030x743.jpg)
Время от времени в каждом муравейнике появляются крылатые особи, подобные этой — самцы и самки. Их биологическая роль — продолжение рода и расселение
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/dasymutilla-occidentalis-1030x687.jpg)
А это — не муравей, а самка осы Dasymutilla occidentalis из семейства немок (Mutillidae), в котором крылья имеют только самцы
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/tli-1030x581.jpg)
В колониях бескрылых тлей периодически рождаются расселяющиеся крылатые особи
Развитие в онтогенезе
У насекомых с неполным превращением зачатки крыльев появляются на одной из личиночных стадий. С этого момента после каждой линьки зачатки становятся все больше, а после последней линьки достигают размеров, присущих имаго. (Исключением являются поденки — см. выше).
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/tectocoris-diophthalmus.jpg)
Личинка клопа-арлекина Tectocoris diophthalmus. В передней части тела видны треугольные лопасти — зачатки крыльев
У насекомых с полным превращением процесс образования крыльев происходит несколько сложнее. У них на стадии личинки внутри тела обособляются скопления недифференцированных клеток. При образовании куколки под ее покровами постепенно формируются внешние зачатки крыльев, а затем и полноценные крылья. Когда развитие подходит к концу, покровы лопаются, и имаго выбирается наружу. Это нелегко сделать насекомым с большими крыльями — например, бабочкам. Их крылья после выхода из куколки похожи на небольшие мятые тряпочки. Насекомые расправляют их, постепенно они наполняются гемолимфой и воздухом, растягиваются, подсушиваются и приобретают вид настоящих крыльев.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/eclosing-monarch-854x1030.png)
Выход из куколки бабочки монарха (Danaus plexippus). Полное расправление крыльев занимает четверть часа
Происхождение
Существует несколько гипотез по поводу возникновения и эволюции крыльев у насекомых. Наиболее вероятной сейчас считают гипотезу, по которой крылья возникли в результате развития боковых лопастевидных выростов на груди древних насекомых. Эти выросты могли возникнуть для защиты тела или как приспособление для проникновения в щели, трещины, под кору. Они помогали спастись планированием в случае внезапной опасности. Это придавало им преимущество перед быстро бегающими хищниками (пауками, многоножками). В пользу этой гипотезы свидетельствует наличие грудных паранотальных лопастей, хорошо заметных на отпечатках древних крылатых насекомых, найденных палеонтологами. Подобно крыльям, эти лопасти имели жилкование.
В результате давления естественного отбора площадь лопастей, вероятно, росла, внутрь них проникали ответвления трахей и становились жилками. Возникло шарнирное соединение лопастей с туловищем. Сначала лопасти размещались на всех трех члениках груди, но со временем на переднегруди они уменьшались и в конце концов исчезли. Жилки становились все больше и крепче, участки мембраны между ними — тоньше и легче. Впоследствии возник механизм складывания тонкой мембраны вдоль жилок (схоже с тем, как складывается зонтик вдоль стальных спиц). Одновременно продолжались изменения тела в целом, в образе жизни, местах обитания. Это накладывало отпечаток на эволюцию крыльев у насекомых разных групп.
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/cimbrophlebia-brooksi-1020x1030.jpg)
Отпечаток крыла насекомого Cimbrophlebia brooksi из отряда скорпионниц (Mecoptera), найденный в горных породах штата Вашингтон, США. Возраст отпечатка — 49,5 миллионов лет
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/panorpa-communis-1-1030x936.jpg)
Видимо, при жизни это древнее насекомое (см. фото выше) походило на современных скорпионниц, одну из которых вы видите на этом снимке
![](https://sverchokcorm.ru/wp-content/uploads/meganeura-monyi-1030x648.jpg)
Крылья меганеврид (Meganeuridae) — предков современных стрекоз — рассекали воздух Земли 300 миллионов лет назад и были самыми большими за всю историю класса насекомых — до 68–71 см в размахе. Жилкование крыльев было проще, птеростигм они не имели. Отпечаток найден в районе Тулузы, Франция