Будова та функції органів статевої системи

Розмножуються комахи лише статевим шляхом. Як правило, вони роздільностатеві й часто мають чіткий статевий диморфізм, який виявляється в розмірах тіла, забарвленні, розмірах вусиків тощо. Інколи особливо різко, наприклад у самця жука-оленя, розвиваються величезні мандибули, а в жука-носорога — ріг. Проте часто обидві статі майже однакові, й розрізнити їх можна лише за будовою статевих придатків (геніталій). У деяких комах (наприклад, попелиці) має місце партеногенез.

Статева система самиці складається з пари яєчників, пари яйцепроводів, непарного яйцепроводу, придаткових статевих залоз, сім'яприймача та часто яйцекладу. Кожен яєчник складається з яйцевих трубок, яких у різних комах може бути від 1—4 до 100, а інколи й більше, наприклад, у термітів їх більше ніж 2400. Кожна яйцева трубка складається з верхівкової частини — гермарія та основної - вітелярія. У гермарії утворюються й розмножуються первинні статеві клітини, з яких потім виходять ооцити й живильні клітини. Сформовані ооцити потрапляють у вітелярій, де вони дозрівають, нагромаджують поживні речовини у вигляді жовтка й стають яйцеклітинами. Вітелярій поділений на ряд яйцевих камер. У кожній із них є лише одна яйцеклітина. В міру росту вона наближається до виходу з вітелярія, тому останні яйцеві камери найбільші; у них містяться вже готові до відкладання яйця. Ріст і розвиток яйцеклітини відбуваються за рахунок надходження до неї поживних речовин, що виробляються в живильних клітинах, а також у фолікулярному епітелії, який формує стінки яйцевих камер. Після закінчення розвитку яйця фолікулярний епітелій виділяє захисну оболонку — хоріон.

Дозрілі яйця з яйцевих трубок потрапляють у парні яйцепроводи, потім — у непарний яйцепровід, а звідти через статевий отвір виходять назовні. У непарний яйцепровід впадає протока сім'яприймача, призначеного для зберігання сперматозоїдів, які потрапляють до нього під час парування. Яйце запліднюється, проходячи через непарний яйцепровід під час відкладання яєць; сперматозоїди в цей час виходять із сім'яприймача й проникають у яйце. У багатьох комах у непарний яйцепровід відкривається мускуляста парувальна сумка; при копуляції сперма спочатку потрапляє в цю сумку, а потім — у сім'яприймач. До непарного яйцепроводу відкриваються також придаткові статеві залози, які виконують різні функції — виділяють секрет для приклеювання яєць до субстрату, для утворення навколо групи яєць захисної оболонки — оотеки (таргани, богомоли) або ворочка (саранові). Часто із статевим отвором зв’язаний яйцеклад для відкладання яєць у більш-менш твердий субстрат (грунт, тканини рослин чи тварин тощо).

Статева система самця складається з пари сім'яників, пари сім'япроводів, сім'явипорскувального каналу, придаткових статевих залоз і копулятивного органа. Сперматозоїди з сім'яників потрапляють до сім'япроводів, з них — у сім'явипорскувальний канал, і при паруванні виводяться назовні. Часто коттулятивний орган утворює зовнішні статеві придатки — геніталії, будова яких має видову специфічність і використовується в систематиці комах. Придаткові залози, які відкриваються у сім'явипорскувальний канал, у багатьох комах призначені для вироблення сперматофору, який уводиться в статевий отвір самиці чи прикріплюється до нього.

Розмноження комах регулюється гормональною системою. Нейросекреторні клітини мозку самиці активізують діяльність прилеглих тіл, які виділяють у гемолімфу ювенільний гормон. Останній стимулює розвиток яєчників. Механізм цього явища полягає в тому, що ювенільний гормон стимулює синтез у жировому тілі вітелогенінів — специфічних білків, які надходятьчерез стінки яєчників до ооцитів і перетворюються там на жовток. Активність нейросекреторних клітин мозку залежить від зовнішніх факторів (температури, довжини світлового дня) та внутрішніх (стан яєчників, живлення, парування). У самців процеси сперматогенезу не підлягають дії гормонів; у них гормональні фактори регулюють лише статеву активність, розвиток придаткових залоз і формування сперматофорів.

Ембріональний розвиток комах має свої особливості. Яйцеклітини комах багаті на жовток, який займає всю центральну частину яйця. Тому дробіння в них часткове, поверхневе; у результаті утворюється поверхневий шар однакових клітин — бластодерма, яка покриває центральну масу жовтка. Частина ядер при цьому залишається в жовтковій масі; пізніше за їх рахунок утворюються жовткові клітини. На майбутній черевній стороні зародка клітини бластодерми починають інтенсивніше ділитися, бластодерма потовщується. Ця ділянка зветься зародковою смужкою. Пізніше за її рахунок формується більша частина зародка.

У зародковій смужці відбувається гаструляція (найчастіше інвагінацією або епіболією), причому спочатку утворюються лише два зародкових листки: ектодерма та мезодерма. Ектодерма дає початок зовнішнім покривам тіла, трахеям, нервовій системі, статевим протокам, передньому та задньому відділам кишечника, що виникають як впинання покривів на передньому та задньому кінцях зародка.

Із мезодерми утворюється мускулатура, жирове тіло, серце з аортою, гемоцити. Мезодерма бере участь також у розвитку статевої системи. Статевий зачаток, як правило, відокремлюється значно раніше від інших тканин у вигляді парної групи клітин біля заднього кінця зародка.

Ентодерма, з якої походить середня кишка, у різних комах може будуватися двома шляхами: або за рахунок ядер, що залишилися в товщі жовтка й мігрували до зародкової смужки, або з невеличких зачатків на дні передньої та задньої кишок, які розростаються назустріч один одному, доки не утвориться суцільна трубка — кишечник.

Водночас із диференціацією зародкових листків над зародком виникають дві оболонки — зовнішня, або сероза, та внутрішня, або амніон. Зародок опиняється під захистом цих оболонок, що забезпечують надійніші умови для нормального розвитку ембріона.

Паралельно з розростанням зародка в оболонках починається його сегментація. На головному кінці з’являються зачатки очей, відокремлюються сегменти голови, грудей та черевця. З’являються зачатки кінцівок, у тому числі й на черевці. Пізніше черевні кінцівки зникають. Мезодерма при цьому теж сегментусться на кілька целомічних мішечків, які потім розпадаються.

Урешті-решт увесь жовток вичерпується, і сформований зародок заповнює все яйце. Він прогризає чи прориває оболонку яйця й виходить назовні.