Ünite 4: Böceklerin İç Organlarının Yapısı ve İşleyişi (Anatomi ve Fizyoloji)

Kas Sistemi

Böcekler vücut ve eklemlerini kasları sayesinde hareket ettirir. Beslenme, yürüme, zıplama ve uçma gibi hareketler kasların yardımıyla olur. Genel olarak böcek kasları enine çizgili, yarı saydam, renksiz veya grimsi yapıda olup, üç grupta toplanır. Bunlar; iç organ, segment ve eklem kaslarıdır.

İç organ kasları, iç organların çalışması ve fonksiyonlarının yerine getirilmesinde rol oynayan kaslardır. Segment kasları; vücut halkalarının birbirine bağlanmasını sağlar. Ayrıca bu kaslar bulunduğu bölmedeki ağız parçaları, kanat gibi organların hareket ettirilmesinde de rol alır.

Sindirim Sistemi

Böcek bağırsağı veya sindirim kanalı, sindirim sisteminin temel yapısıdır; ağızdan anüse kadar uzanan bir tüp şeklindedir. Ancak değişik bölgeler ve yapılarla farklılaşmaya uğramış bu tüp üç ana bölümden oluşmaktadır. Bunlar; Ön bağırsak, orta bağırsak ve arka bağırsak. Bu üç bölüm valf adı verilen kapakçıklar ile birbirinden ayrılmıştır. Ön ve orta bağırsak arasında cardiac valf, orta ve arka bağırsak arasında ise pyloric valf vardır.

Ön bağırsak böceklerin çoğunda orta kısmı genişlemiş uzunca bir borudan oluşur. Yutak, yemek borusu, kursak ve ön veya çiğneyici mide olmak üzere dört kısımdan meydana gelir.

Orta bağırsak, herhangi bir bölüme ayrılmaz, bir boru şeklindedir. Bazı böceklerde ön bağırsağın orta bağırsağa açıldığı yerde kör bağırsak denen yapılar vardır. Midenin sindiremediği besinler buralarda sindirilir. Orta bağırsağın iç yüzeyi epitel hücreler ile kaplıdır. Bunların bir kısmı sindirim için gerekli enzimleri salgılar, diğerleri emilim yapar.

Arka bağırsak böcekler arasında farklılıklar göstermektedir. Genel olarak ince bağırsak, kalın bağırsak ve rectum olmak üzere üç bölüme ayrılır. Arka bağırsakta çok az emilim olur. Dışkı maddeleri, rectum’da bu kısmın kuvvetli kasları sayesinde sıkıştırılarak anüsten dışarı atılır.

Boşaltım Sistemi

Böcekler besini alıp ve sindirdikten sonra, sindirilmeyen besin kısımları böcek hücre ve dokulara toksik olmaktadır. Bu artıkların vücuttan atılmasına boşaltım adı verilmektedir. Boşaltım sisteminin en önemli organları malpigi tüpleri ve rectum’dur. Malpigi tüplerinin sayısı böcek türlerine göre değişmektedir. Malpigi tüplerinin sonları kapalı ve demet şeklindedir. Malpigi tüpleri ile kanda bulunan birçok atık madde alınarak bağırsak yoluyla dışarı atılır. Atılan bu maddeler arasında ürik asit, nitrojenli bazı maddeler, bazı tuzlar ve fazla su bulunur.

Dolaşım Sistemi

Hayvanlar âleminin çoğunda kan dolaşımı bir damar serisi içinde olur ve “kapalı dolaşım sistemi” olarak isimlendirilir. Böceklerde ise “açık dolaşım sistemi” vardır. Böceklerin kanı vücut boşluğu içinde dolaşır.

Böceklerde ana dolaşım sistemi organı vücut üzerine yerleşmiş iki bölüme ayrılabilen bir boru sisteminden oluşmaktadır. Bu boru sistemi karnın sonundan başa kadar uzanmaktadır. Vücudun abdomen kısmında bulunan birtakım odacıklardan oluşan kısmına “kalp” adı verilir. Bu kalp odacıkları kanı “ostium” adı verilen yarıklardan içeri çeker ve kasılarak kanı aort’a doğru pompalar. Aort, kalbin pompaladığı kanı vücudun ön kısmına doğru taşıyan ve baş kapsülü içine boşaltan basit bir tüptür.

Böceklerin kanı kirli sarı veya yeşildir ve “haemolymph” olarak isimlendirilir. Kan hücrelerine ise “haemocyte” denir. Böceklerde kanın temel görevi sindirilmiş besinleri, hormonları ve artık maddeleri taşımaktır. Böcek kan hücrelerinde hemoglobin, oksijen ve karbondioksit taşıma görevi yoktur.

Solunum Sistemi

Böceklerde oksijenin alınıp vücut hücrelerine ve dokularına kadar ulaştırılması ve karbondioksitin tekrar dışarı atılmasına solunum adı verilir. Böceklerde gazların (O2 ve CO2) taşınmasından sorumlu sistem “Trake” sistemidir. Borucuklardan oluşmuştur. Bu borucuklar vücut içerisine dağılarak her segmente ulaşır ve stigma (Spiracle) denen açıklıkları ile dışarı açılır. Birçok böcekte orta göğüs ve karın segmentlerinde bulunan stigmalar böcek vücudunun yan tarafına yerleşmiş bir ile on çift arasındaki sayılarda olabilir. Stigmalar böcekler tarafından kontrol edilebilen açılıp kapanan kapakçıklara sahiptir.

Trake borucuklarının hücre, doku ve kas liflerinin içine kadar uzanan çapı 1 mikrondan daha küçük olan kısmına “trakeol” denir. Trake borucukları birbiriyle enine ve boyuna birleşerek üçlü bir ağ meydana getirmiştir.

Bazı böceklerde trake borucuklarının ucunda hava kesecikleri bulunur. Bu keseciklere doldurulan hava uçuş süresince kullanılır.

Sularda yaşayanlar ile asalak olan bazı böceklerde solunum sisteminde bazı uyumların olduğu görülür. Endoparazit böcekler doğrudan doğruya vücut derisi ile veya konukçusunun solunum sistemi ile kendi anal stigmaları arasında bir bağlantı kurarak soludukları bilinmektedir. Sularda yaşayan birçok böcek larvasında ise değişik yapıda solungaçlar ile solunum yapılır.

Sinir Sistemi

Böceklerde sinir sisteminin görevi elektriksel uyarıları almak, beyine iletmek ve alınan bilgileri değerlendirmek ve kasları harekete geçirmek olarak açıklanabilir. Bu sistem merkezi ve iç organlar sinir sistemi olarak ikiye ayrılabilir.

Böceklerin sinir sistemi baş içerisinde yemek borusu üzerine yerleşmiş bir beyin ve aynı borunun altında bulunan suboesophageal ganglion ve sindirim sisteminin altında vücut boyunca uzanan bir sinir kordonundan oluşur. Sinir kordonu vücut segmentlerinde bulunan birer çift ganglionlardan oluşmuştur. Bu durum daha çok ilkel böceklerde, embriyo ve larva dönemlerinde görülür. Gelişmiş böceklerde bunlar segmentlerdekiler birleşerek tek ganglion haline gelmiştir.

Böceklerin sinir sistemini anatomik yapı bakımından merkezi, iç organlar ve dış taraflar olmak üzere üçe ayırmak mümkündür. Böceklerin sinir sisteminin temel yapı birimi sinir hücresidir. Bir sinir hücresi, bir veya daha fazla alıcı (receptor) borucuk ve akson denen uzantıdan meydana gelir.

Böceklerin sinir sisteminde fonksiyonlar merkezi değil daha çok bölgesel olarak görülür. Bir böceğin başı kesilse bile vücut birtakım fonksiyonlarını devam ettirebilir.

Üreme Sistemi

Birçok böcek türünde eşeysel üreme vardır. Eşeysel üreme: Yeni bireylerin oluşabilmesi için farklı bireylere ait hem erkek hem de dişi üreme hücrelerinin birleşmesi gereken üreme sistemidir. Bununla birlikte döllemsiz üreme gösteren türler de mevcuttur. Döllemsiz üreme: Yeni bireylerin oluşabilmesi için farklı bireylere ait üreme hücrelerine gerek duymayan, yani sadece dişi bireyin döllenme olmadan çoğalmanın sağlandığı sistemdir. Her iki cinsiyettin de üreme organları abdomen içerisine yerleşmiştir.

Dişi Üreme Organı

Dişinin esas üreme organları bir çift yumurtalık (ovary), iki yan yumurta borusu (oviduct), bir adet orta yumurta borusundan meydana gelmiştir. Bunlara ek olarak spermatecha, bir çift yardımcı bez, çiftleşme kesesi (vajina) vardır.

Her bir yumurtalık yumurtaların oluştuğu değişik sayıda yumurta borularından meydana gelmiştir. Bunların sayısı ve şekli böcek türlerine göre değişir. Yumurtalıktaki yumurta boruları sapçıkları ile yan yumurta borusuna bağlıdır. Yumurta borularında oluşan yumurtalar, yan yumurta borusuna geçerek vajinaya doğru hareket eder. Bu arada daha önceden erkek tarafından çiftleşme ile dişiye ulaştırılan ve sperm kesesi (Spermatecha) içinde depolanmış olan spermler dişi böceğin istemi doğrultusunda dışarıya verilerek vajinaya doğru çıkmakta olan yumurtayı döller. Burada döllenen yumurta hemen veya bir süre sonra dışarıya bırakılır.

Erkek Üreme Organı

Erkeklerin iç cinsiyet organları dişininkine benzerlik gösterir. Erkek üreme sistemi, bir çift yan kanal, bir adet çıkış kanalından meydana gelmiştir. Spermayı meydana getiren testisler birer ucu kapalı sperma borucuklarından meydana gelmiştir. Çoğu zaman yan kanalın bir kısmı genişleyerek sperm deposunu (Vesicula seminalis) oluşturur. Olgunlaşan spermler yan kanal vasıtasıyla sperm deposuna ve daha sonra da sonunda çiftleşme organını bulunduğu borucuğa (Ductus ejaculatorius) ulaşır. Bunun ucunda çiftleşme organı (Aedeagus) bulunur.

Duyu Organları

Böcekler birçok fiziksel ve fizyolojik etkiye karşı duyarlıdır ve buna karşı da reaksiyon gösterir. Böcekler besin ve eşlerini bulmak zorunda olduğu gibi doğal düşmanından kaçınmak, sığınak yapmak ve bir takım fizyolojik olayı gerçekleştirmek zorundadır. Bu fiziksel ve fizyolojik etkileri vücutlarının çeşitli yerlerine yerleşmiş duyu organları ile algılar. Bu duyu organları görme, koklama, tatma, dokunma ve duyma ile ilgili duyu organlarıdır. Bunlar temelde üç gruba ayrılır. Bunlar; Görme, kimyasal ve mekaniksel duyu organlarıdır.

Görme organları: Böcekler gün uzunluğuna, ışık yoğunluğuna, renklere ve ışığın dalga boylarına karşı özel olarak duyarlıdır. Bileşik ve nokta gözler birçok böcekte bulunur. Ancak bazı kelebek larvalarında göz yoktur. Bunların vücutları ışığa duyarlı kutikula ile kaplıdır. Nokta gözler tam başkalaşım geçiren böceklerin larvalarında “yan nokta gözler” veya diğer böceklerde olduğu gibi “tepe nokta gözler” olarak bulunabilir. Bunlar tek başlarına görme işini yapamazlar. Petek gözler veya bileşik gözler ise çok sayıda yan nokta gözlerin birleşmesinden meydana gelmiştir.

Böcekler 300-650 nm’lik dalga boylarındaki ışınları algılar. Örneğin balarıları sarı, mavi-yeşil, mavi ve morötesi ışınları algılamalarına karşın, kelebeklerdekinin aksine, kırmızıyı algılayamazlar. Bazılarında ise renk görme yeteneği yoktur. Bazıları da farklı renk bantlarında farklı davranışlar gösterir.

Kimyasal duyu organları: Bu organlar, tat ve koku alma organlarıdır. Her ikisinin de kimyasal işleyişi aynıdır.

Kimyasal duyu organları vücudun değişik yerlerinde küçük çıkıntı veya kıl şeklinde olabilir. Tat alma duyu organları daha çok sıvıdaki moleküllere duyarlı kıllar şeklinde olup temel kısmı sinir hücreleri ile donatılmıştır. Koku alma duyu organları daha çok küçük çıkıntı şeklinde ve tat alma organından daha fazla bir yüzeye ve sinir hücresine sahiptir.

Tat alma organları daha çok ağız parçaları üzerinde bulunmakla birlikte, bazı böceklerin antenlerinde, bazılarında tarsus’ta bulunmaktadır. Koku alma organları ise birçok türünde antende olmasına rağmen bazı türlerde tarsus’ta da olabilmektedir.

Mekaniksel duyu organları: Mekaniksel duyu organları böceğin herhangi bir kısmında şekle ait bir değişiklik yapan uyarıları duyar. Bu mekaniksel duyu organları kıl, çan veya plaka şeklinde olabilir.

Bu alıcıların bazıları dokunmaya duyarlı olup dokunulduğu zaman uyarı cevaplanması için sinir sistemine iletilir. Bu tip mekaniksel duyu organlarına dokunma duyu organı denir. Bazıları hava veya su akımına da duyarlı olabilir.

Böcekler insanların saniyede aldıkları ses titreşimlerinin yaklaşık beş katı kadarını alabilirler. İşitme duyu organları;

• İşitme kılları: Vücutlarının çeşitli yerlerinde bulunan sese duyarlı kıllardır.

• Johnston organı: Böceklerin ikinci anten segmentinde bulunan ve çok az titreşimli ses dalgalarını alan organdır.

• Timpanal organ: Bazı böceklerin ana duyma organı olan, ince bir zar şeklinde duyu organı olup türe özgü yerlerde bulunur. Bu organ çekirgelerde, bazı kelebeklerde ve ağustos böceklerinde bulunur.

Böceklerde ses çıkartma genellikle cinsel çağrı amaçlı olmasına karşılık, bazen düşmanına kaçırma veya uyarı amaçlı olabilir. Bunlardan bazıları vücudunun bir kısmını bir zemine vurarak veya vücudunun başka bir kısmına sürterek ses çıkartabilirler. Bu çağrılar genellikle erkek böcekler tarafından yapılır. Bazı türlerde ise ses çıkarma kanat çırparak da yapılabilir.

Böceklerde ışık organı özellikle toplumda yaygın olarak “ateşböceği” olarak isimlendirilen kınkanatlılar takımının Lampyridae ve Cantharidae familyalarındaki türlerde bulunur. Bu organ böceğin karın kısmının alt tarafında 11-12 çift halinde bulunur. Yumurta dönemi hariç tüm dönemlerde görülür. Bu böceklerin meydana getirdiği luciferin maddesinin lusiferinaz enzimi ile alınan hava içindeki serbest oksijenin okside olması sonucunda ışık oluşur.

Böceklerde salgı organları vücut içine veya dışına akıtılanlar olmak üzere ikiye ayrılır. Özel bir kanalla vücut içine veya dışına salgılayan salgı bezleri:

• Tükürük bezleri: Besinlerin yutulmasına yardımcı olur.

• İpek bezleri: Kelebeklerde ağız parçaları tarafından salgılanan, bazı kınkanatlılarda ise malphigi tüpleri tarafından salgılanan ve çok ince ipek iplikçikleridir.

• Mum bezleri: Özellikle eşkanatlılar takımında bulunan kabuklubitler veya unlubitler dediğimiz böceklerin üzerlerindeki kabuk veya örtüyü yapmak üzere vücutlarında bulunan salgı bezleri tarafından salgılanır.

• Pis koku bezleri: Bazı böceklerde düşmanlarını korkutmak için koku salgıladıkları organlardır.

• Çekici koku bezleri: Dışa doğru salgılanan ve o türün bireyleri üzerinde etkili olan salgılara feromon denir. Bunlar genellikle koku yoluyla etkili olan karşı cinse yönelme, uyarı veya iz-işaret feromonlarıdır.

• Zehir bezleri: Özellikle işçi arılarda bulunan ve bir iğne ile birleşmiş olan torba şeklindeki yapılardır. Arının sokması ile birlikte bu zehirde düşmanına iletilir. Bazı kelebek tırtıllarında ise üzerindeki kılların hemen dip kısmında bulunur. Herhangi bir şekilde bu kılların kırılması durumunda dibindeki bu zehir dışarıya verilir. Bu da insanlarda kaşınmaya bazen de alerjiye neden olur.