الجهاز الهضمي في الحشرات Digestive System

يتكون من القناة الهضمية وملحقاتها Alimentary Canal And Accessory Parts

والقناة الهضمية في الحشرات عبارة عن أنبوبة يختلف طولها في الحشرات المختلفة وتمتد من أحد طرفي الجسم للطرف الآخر – وفي بعض الحشرات تكون في طول الجسم ولكنها في معظم الحالات أطول من الجسم ولذا فإنها تكون ملتوية داخله - والقناة الهضمية أطول ما يكون في الحشرات التي تتغذى على سائل ومواد عصارية وعلى النقيض فهي قصيرة في تلك التي تتغذى على المواد الصلبة والأنسجة النباتية، وتتميز القناة الهضمية في الحشرات إلى 3 مناطق:-

1- المنطقة الأمامية Fore - Gut = Stomodaeum

2- المنطقة المتوسطة  Gut = Mesentron = Stomach- Mid

3- المنطقة الخلفية Proctodaeum

والقناة الهضمية أبسط ما يكون تركيباً في الحشرات البدائية كذات الذنب الشعرى وذات الذنب القافز وفى اليرقات المختلفة حيث لا تعدو ان تكون في هيئة أنبوبة بسيطة متميز في المناطق الثلاث المشار اليها.

على أن هناك تحورات مختلفة في تلك المناطق في مختلف الحشرات خاصة في أطوارها الكاملة.

(1) القناة الهضمية الأمامية

يبدا بفتحه الفم التي تؤدى الى البلعوم وهو ذلك الجزء الذي يقع بين الفم والمريء والمريء وهو جزء أنبوبي يتحور جزؤه الخلفي مكون الحوصلة فالقونصة وقد تتحور تلك الأجزاء في الحشرات فتتخذ أشكالا مختلفة

فالبلعوم لا يكاد يميز في الحشرات ذات الفم القارض بينما هو في هيئة مضخة شافطة في الحشرات الماصة .

والمريء : يبقى غالبا بدون تحور في هيئة أنبوب بسيط التركيب .

الحوصلة : وقد تمثل الجزء الأكبر من المريء ولكنها في بعض الحشرات تكون عبارة عن غرفة مستقلة تتصل بالمريء بأنبوب رفيع.

القونصة : وهى غرفة فيها يجهز الطعام قبل أن يدخل إلى المعدة وغالبا ما يكون سطحها الداخلي متغلظاً ومزوداً بأسنان قوية وقد تقوم بطحن الطعام وبتصفيته.

التركيب المجهري لجدار القناة الهضمية الأمامية

يتركب جدار المنطقة الأمامية للقناة الهضمية من الطبقات التالية :-

أ - الطبقة المبطنة الداخلية ( الطلائية ) :

وهي منطقة متغلظة غير خلوية تبطن هذه المنطقة من الداخل ( طبقة كيوتيكل ) وعندما تنسلخ الحشرة فإن هذه الطبقة تنسلخ أيضاً وتتجدد.

ب - الطبقة الخلوية :

وهي عبارة عن طبقة خلوية مكونة من طبقة واحدة من الخلاب تحيط بالطبقة المبطنة الطلائيه الداخلية وهي تكملة لطبقة البشرة في جدار الجسم بمنطقة الفم.

ج - الغشاء القاعدي المبطن :

وهى تكملة لنفس الغشاء الموجود تحت البشرة بجدار الجسم.

د - الطبقة العضلية :

وهى الغشاء المبطن للخارج وتتكون من طبقة عضلية داخلية من ألياف عضلية طولية وطبقة عضلية خارجية تتكون من ألياف عضلية عرضية.

هـ- الغشاء البريتوني ( البريتون ):

وهو عبارة عن غشاء يحيط بالمنطقة العضلية من الخارج.

* فوائد الحوصلة في الحشرات :

تتعدد هذه الفوائد وتختلف باختلاف الحشرات كما يلى :

(1) قد تكون مخزناً مؤقتاً للطعام Food Reservoir كما في يرقات حرشفية الأجنحة.

(2) قد تكون مخزناً للعصارات السكرية تنتقل منها - وهي جانبية - على دفعات إلى المعدة ، كالحال في ذكور البعوض ، أما الدم الممتص في الاناث فينتقل تواً من المريء إلى المعدة .

(3) يهضم الطعام في الحوصلة بعصارات اللعاب وعصارات المعدة التي ترجعه إليها كالحال في حشرات مستقيمة الأجنحة وبعض حشرات غمديه الأجنحة .

(4) في نحل العسل يخلط رحيق الأزهار مع انزيمات اللعاب ويتحول إلى عسل في الحوصلة التي تسمى عندئذ معدة العسل Honey Stomach .

(5) قد يكون من وظيفة الحويصلة أيضا ابتلاع الهواء وضغطه لفرب الجسم أثناء عملية الانسلاخ ، بل ان هذه الظاهرة قد تكون الوظيفة الوحيدة في حشرات حرشفية الأجنحة ، التي لا تقرب الغذاء أبداً.

وعند التقاء القناة الأمامية والمتوسطة توجد عضلة الفؤاد العاصرة Cardiac sphincter وقد يتقدمها قونصة Gizzard ، كما قد يمتد النسيج الظهاري المبطن للقناة الأمامية متدلياً في المعدة بعد العضلة القابضة ، مكوناً ما يعرف بالجزء الفؤادي Cardia أو ما يسمى بالانبعاج المريئي Oesophageal Invagination.

فوائد القونصة في الحشرات :

والقونصة في الحشرات مختلفة وفيها تظهر درجات النمو والتي تتدرج من جدار عضلي بسيط وبطانة جليدية طرية ، الى عضو عضلي قوى متسع نوعاً ، مجهز من الداخل بزوائد قوية Processes تعترض الممر بين المريء والمعدة، وللقونصة هي الأخرى وظائفها التي تتلخص فيما يأتي :-

1) في الحشرات القارضة تستخدم في طحن وتجزئة الغذاء.

2) في النحل تعتبر القونصة مانعة لتسرب العسل Honey Stopper من أن ينساب إلى المعدة ، وفيها وفي كل حشرات غشائية الأجنحة يتكون من القونصة أنبوبة ذات عضلات داخلية قوية تمتد كثيراً في فراغ المعدة ولها زوائد تعمل كصمام تسمح للطعام بالمرور إلى المعدة وتمنعه من الرجوع ثانية .

3) قد توجد ببطانة الجزء الخلفي للحوصلة شعيرات كثيرة وظيفتها ترشيح الطعام قبل مروره الى المعدة رغم أن الجزء الأمامي يكون به أسنان طاحنة.

4) قونصة البرغوث مجهزة بأشواك صلبة تتجه نهايتها الى الخلف ، وعن الهضم يتقلص جدار القونصة باستمرار رافعة بأشواكها إلى المعدة التي تتحرك هي الأخرى وبذلك تطحن كرات الدم.

5) قد تغيب القونصة أو قد تكون قوية ، ومع ذلك لا تقوى على طحن الغذاء فلو غذى نحل على سائل به حبوب اللقاح فان هذه الأخيرة تمر إلى المعدة لتهضم هناك بينما يبقى السائل إلى حين في القونصة . التركيب المجهري للقناة الهضمية الأمامية ، يلاحظ به بطانة داخلية من الجليد يليها نسيج ظهاري يعتمد على غشاء قاعدي ، ثم طبقة من العضلات الطولية وأخيراً الى الخارج طبقة من العضلات الدائرية .

(2) القناة الهضمية الوسيطة (المعدة) :

تسمى أيضاً بالمعدة ، وهي تختلف شكلاً على حسب نوع غذاء الحشرة ، فقد تكون أنبوبية تلتوى قليلاً أو كثيراً ، وقد تكون كيسية .

وقد يتصل بها عند بدايتها زوائد أنبوبية تختلف عدداً وحجماً باختلاف الحشرات، وتعرف بالزوائد المعدية أو الأعورية Mes Enteric Caecae.

التركيب المجهري لجدار القناة الهضمية الوسطى (المعدة)

يشبه التركيب الخلوي ( الهستولوجي أي النسيجي ) للقناة الهضمية الأمامية ولكن لا توجد بها الطبقة الطلائية الداخلية Intima ففي المعدة تحيط الطبقة الخلوية بالفراغ الداخلي مباشرة ويحيط بها الغشاء القاعدي المبطن وتليه المنطقة العضلية التي ينعكس فيها وضع الطبقات العضلية فتوجد الطبقة العضلية العريضية للداخل بينما تليها للخارج الطبقة العضلية الطولية . ويحيط الغشاء البريتوني بالجدار من الخارج - وخلايا الطبقة الخلوية بجدار المعدة قد تكون من نوع واحد وقد تتميز في بعض الأنواع الى خلايا غدية تفرز العصارات دون غيرها وفي الأنواع متجانسة الخلايا تفرز هذه العصارات من جميع الخلايا فلا تتميز الى خلايا افرازية وأخرى غير مفرزة . وتوجد عند قاعدة خلايا هذه الطبقة خلايا استبدال صغيرة - يستبدل بها ما يهلك من خلايا.

وفي الكثير من الحشرات تفرز الطبقة الخلوية غشاء متغلظ نوعاً Peritrophic Membrane يحيط بالطعام ويمنعه من ملامسة الطبقة الخلوية لجدار المعدة وهذا الغشاء شبه منفذ يسمح بنفاذ العصارات للداخل والخارج . ويقوم بإفراز هذا الغشاء جميع خلايا الجدار في بعض الحشرات بينما تتخصص مجموعة من الخلايا الموجودة حول الصمام الأولى في افرازه في البعض الآخر.

(3) القناة الهضمية الخلفية ( المنطقة الخلفية للقناة الهضمية )

وتشاهد بهذه المنطقة اختلافات متعددة في مختلف الفئات الحشرية ولكنها غالباً (في العادة) مقسمة الى المعي الأمامي وهي جزء أنبوبي ، والمعي الخلفي وهو الجزء المتضخم - ويسمى بالمستقيم ويفتح للخارج بفتحة الشرج .

التركيب المجهري لجدار القناة الهضمية الخلفية :

تشبه القناة الهضمية الأمامية من حيث تركيبها الهستولوجي فيبطن فراغها الطبقة الكيتينية الطلائية الداخلية تليها للخارج الطبقة الخلوية ويليها الغشاء القاعدي ثم الطبقة العضلية التي تتكون من منطقتين ذات عضلات عرضية تحصران بينهما منطقة العضلات الطولية . وعادة تتميز القناة الهضمية الخلفية إلى المعي الدقيقة Ileum القولون Colon والمعي الغليظة أي المستقيم Rectum.

وفى كثير من الحالات توجد زائدة أعورية متصلة بالقناة الهضمية الخلفية. وبجدار المستقيم عدد من الحلمات البارزة للداخل وتعرف بغدد المستقيم Rectal Glands وفي بعض الحشرات كاليرقات والرعاشات تمتد جدر المستقيم على هيئة ثنيات هي الخياشيم التي تساعد على الحركة باندفاع الماء داخلها ثم خروجه منها.

وقد يعمل المستقيم كمخزن للفضلات الغذائية كما في حالة النحل أثناء موسم الشتاء . ويتصل بهذه المنطقة من القناة الهضمية عند اتصالها بالقناة الوسطى ( المنطقة الوسطى من القناة الهضمية ) بضع أنابيب بسيطة أو متفرعة هي أنابيب ملبيجي وتقوم باستخلاص فضلات عمليات الأيض Metabolism من الدم أنابيب اخراج تستخلص مواد البولينا - وقد تتحور هذه الأنابيب في الأطوار الصغيرة لبعض الحشرات كما في يرقات أسد المن فتكون مركزا لإفراز الحرير الذى تصنع منه الشرنقة التي تتعذر بداخلها اليرقة . كما يفصل القناة الهضمية الأمامية والوسيطة زوائد أعورية Gastric Caecae.

وهى أنابيب تتصل بمقدم معدة بعض الحشرات كالصرصور ، وظيفتها غير معروفة لدى الحشريين ويحتمل أن تكون مأوى للكائنات البكتيرية التي تنتقل تدريجياً إلى القناة الوسيطة ومنها إلى القناة الخلفية حيث يحدث الهضم بالمعاشرة Symbiotic Digestion.

(4) ملحقات القناة الهضمية في الحشرات

أولاً :- الغدد اللعابية

يوجد في معظم الحشرات زوج من الغدد ( الغدد اللعابية ) على جانبي المعي المتوسط وتتصل هذه الغددة بالشفة السفلى فهي تنشأ كثنيات داخلية من الاكتودرم بجوار هذه الشفة وتتصل كل من الغدتين بقناة بموضع نشأتها على الشفة السفلى وفي معظم الحشرات تتحد قناتا الغدتين في قناة واحدة مشتركة تقع بين البلعوم والشفة السفلى - وفى أغلب الحشرات تفرز هذه الغدد اللعاب كما هو الحال في الصرصور - ولكنها تتحور إلى غدد تفرز الحرير في الحشرات حرشفية الأجنحة ( الفراشات ) - وفى الحشرات التي تمتص الدم تفرز هذه الغدد مادة تمنع التجلط .

ثانياً :- الغدد الهضمية الأخرى في الحشرات

توجد غدد معدية كثيرة كما توجد خلايا معوية لها افرازات هضمية تحتوى على الانزيمات . وقد تغير تلك الغدد من وظيفتها الافرازية لتقوم بوظيفة أخرى كالامتصاص.

الهضم في الحشرات والاغتذاء

(1) الهضم :

يتعرض الطعام عند دخوله للفم للعاب ( متعادل أو قلوي ) الذي يحوى انزيم الاميليز ويحول الى جليكوز ويستمر هذا التأثير داخل الحوصلة والقونصة أن وجدتا . وعند دخول الطعام للمعدة يتعرض لإفرازاتها التي لا تشبه الافرازات المعدية للفقاريات ولكنها في الحشرات تشبه افرازات البنكرياس وتحتوى انزيمات الاميليز والانفرتيز والمالتيز ، واليروتيز والليبز - وجميع هذه الانزيمات تنفذ الى الحوصلة بعد افرازها فتبدأ عملية الهضم في الحوصلة ثم القونصة . وينفذ الطعام السائل فقط إلى المعدة حيث ينتهي الهضم ويبدأ الامتصاص.

وفي بعض الحشرات تتم عمليات الهضم بمساعدة افرازات كائنات أولية تعيش داخل قناتها الهضمية الخلفية كما هو الحال في النمل الأبيض.

وتوجد عدة ملاحظات على الهضم في الحشرات هي :-

1 - الهضم المعوي الاضافي أو الخارجي Extra Intestinal Digestion ومعناه أن تلقى الحشرة بالعصارة الهاضمة بما فيها من انزيمات على المواد الغذائية في الخارج ثم تمتصها بعد أن يتم هضمها كلياً أو جزئياً كالحال في رتبة الحشرات المتجانسة الأجنحة . مثل يرقات خنافس الماء المسماة Dytiscus ويرقات ذباب اللحم . ومن المعروف أن تطرية الشرانق بإذابة جزء منها لخروج الحشرة من طور العذراء هو نوع من الهضم المعوي الإضافي.. ففراشة دودة القفز تدفع سائلاً يحتوى على انزيم يؤثر على بناء الشرنقة . ويهضمه وتخرج العذراء متحولة.

2 - توجد أنواع من البكتيريا في الأنابيب الأعورية للقناة الوسطى وأنواع من البكتيريا تؤثر على السليلوز . ولها دور في تكسير مكونات الشمع لدى الحشرات التي تتغذى على الشمع كجنس Galleria وفي بعض القنوات الخلفية للحشرات توجد حجر تخمر Frementation Chambers يمكن اعتبارها مكان للهضم .

3 - حاجة الحشرات للماء تختلف باختلاف نوع الحشرة والغذاء وغير ذلك.

(2) الغذاء عند الحشرات :

لما كانت الحشرات تتنوع بيئة وسلوكاً وعادات ، فلزم ذلك تنوع مواد الغذاء التي تقتات عليها ، واذا كان هناك حشرات تتخصص على غذاء بعينه ، فإن منها ما تتعدد المواد التي تصلح لتغذيتها ، بحيث تكون قادرة على أن تنصرف إلى نوع أو أنواع من الغذاء اذا نفد غذاؤها المفضل لديها ، بل وهناك حشرات ترتاد بيئات مختلفة أثناء أطوار مختلفة من تاريخ حياتها ، ومن ثم تختلف مواد غذائها على حسب أطوارها ، وعلى هذا الأساس يمكن أن نقسم مواد الغذاء التي تتناولها الحشرات عامة إلى الأقسام الآتية:

(أ) أغذية حيوانية :

كاللحم وتتغذى عليه بعض أنواع الخنافس والجعارين ، أو كالدم كما في حالة اناث البعوض وبق الفراش ، وكالأسمدة العضوية وتتغذى عليه يرقات الجعارين ، كما تتغذى بعض الحشرات على افرازات حيوانية كما في حالة دودة الشمع التي تتغذى على الشمع الذي تفرزه شغاله نحل العسل ، كذلك الجعارين التي تتغذى على المواد القرنية.

(ب) أغذية نباتية

كالأجزاء الخضرية والحبوب ومنتجاتها والرحيق وحبوب اللقاح والثمار الطازجة والعصارة النباتية وكذلك الفواكه وحتى الأخشاب وغيرها.

(ج) غذاء مجهز

ومثله الغداء الملكي الذي تقرره شغالات نحل العسل من غدد خاصة برأسها وتتغدى عليه اليرقات الملكية والنحل قد يربي المن في جحوره لكي يتغذى على افرازاته العسلية .

ملاحظات على التغذية والغذاء في الحشرات :-

1 - البروتين ضروري كعنصر غذائي خصوصاً للحشرات التي تضع البيض واذا أعطيت غذاء خالياً من البروتين تجريبياً فسوف نجدها تتوقف عن وضع البيض .

2 - الأملاح المعدنية في وجبات الحشرات هامة جداً ، وعامل له تأثيره على نموها فلو قلت عن الحد الواجب تأخر النمو.

3 - قد تتم التغذية في أنواع من الحشرات الطفيلية بالانتشار الغشائي عن طريق سطح الجسم ، كالحال في الأطوار الأولى ليرقات فصيلة Tachinidae المتطفلة داخلياً ، اذ لا يوجد لها فم .

4 - مآل المواد الممتصة العضوية كمالها في الحيوانات الأخرى ، فالكربوهيدرات والدهون والبروتينات بعد تحللها الى مواد أبسط يستخدمان في الطاقة والأحماض الأمينية تستخدم للنمو .

5 - تخزين الغذاء في الحشرات يتم في صورة جليكوجين ودهون في الجسم الدهني للحشرات .. وهناك – كما سبق - بعض مناطق القناة الهضمية تستعمل في خزن الطعام ويبلغ الغذاء المخزن ذروته في الطور اليرقي في الحشرات كاملة التبدل.