Insekters nervsystem

När man försöker slå ihjäl en flyga som till synes sitter helt stilla försjunken i sina egna tankar, upptäcker man raskt att den mycket tidigt har insett vad som är å färde att hända, och hinner fly undan i god tid. Vad som egentligen händer är att sinnesceller i flugans stora facettögon registrerar en rörelse, som gör att en nervimpuls går till flugans hjärna, varifrån en nervimpuls sänds vidare till vingmusklerna - och flugan undkommer elegant.
Teckning av bukgangliekedja.

Nervsystemets utseende


Insekternas nervsystem består av ett par ganska grova nervtrådar som genomlöper hela kroppen från huvudet till bakkroppen (likt vår egen ryggmärg). I varje kroppssegment är dessa trådar sammankopplade i en nervknut (ett ganglion). Det gör att det påminner om en repstege i utseendet. Från varje ganglion löper sedan förgrenade nerver ut i kroppen till muskler och sinnesceller. Då nervsystemet är beläget på buksidan kallas det även bukgangliekedja.
Insektens anatomi.
Insekternas huvud består av sex sammansmälta kroppssegment och har också sex ganglier. De tre första ganglierna har vuxit samman och bildar hjärnan (cerebrum). Hjärnans storlek är i storleksordningen mindre än 1% av kroppsvolymen hos samhällsbildande insekter och mindre hos solitära insekter. Den kan indelas i tre delar, även om gränserna inte alltid är klara. Den första delen protocerebrum, består av den optiska loben och mottager impulser från facettögonen och punktögonen. Den andra delen deutocerebrum, tar emot information från antennerna. Den tredje delen tricerebrum, står i förbindelse med de tre sista ganglierna som är sammanvuxna och bildar svalggangliet (suboesophagganglion). De tar emot information från mundelarna.

Mellankroppens tre segment har varsina thoraxganglier. De innerverade musklerna i vingarna och benen, samt sinnesceller i dessa och i själva thorax. Bakkroppens elva segment har blott urskiljbara abdominalgangler på de åtta första segmenten. De är innerverade till muskulaturen i bakkroppen och sinnescellerna där.

Utseendet av nervsystemet kan variera hos olika insektsgrupper. Hjärnan och svalggangliet kan vara mer eller mindre sammanvuxet. Det sista thoraxgangliet kan vara sammanvuxet med det första abdominalgangliet. Insekterna har även ett självständigt visceralt (sympatiskt) nervsystem som kontrollerar de inre organen.

Nervsystemets funktion


Insekternas nervsystem är både enkelt och snabbt. Dess grova nervtrådar (nervimpulsens hastighet ökar med nervtrådens diameter), som är fullt synbara för blotta ögat i en dissekerad insekt, gör att nervimpulserna kan färdas fort i insekten. Det är därför som flugan i sitt facettöga snabbt ser en annalkande fiende och kan ta emot den informationen och föra den till hjärnarn, som sänder impulsen vidare till vingmusklernas nerver, och flugan kan då sätta sig i säkerhet. Däremot är hjärnan enkel, så flugan kan inte föra något logiskt resonemang om huruvida den skall flyga eller sitta kvar.

Dock kan insekter "lära sig" saker. En rovlevande bönsyrsa som snabbt fångar flugan innan den hinner reagera, lär sig att en illasmakande (giftig) insekt inte är lämplig föda och undviker insekter med sådant utseende framöver.

Känselhår

Känselhår hos mätarlarv.

Sinnesorganen


Receptorerna hos insekternas sinnesceller är primära - det vill säga de både mottager retningen och sänder den vidare mot det centrala nervsystemet.

De mekaniska sinnena är viktiga hos insekterna och utgörs vanligen av olika typer av känselhår (taktila hår, campaniforma organ och chordotonalorgan). Det är insektens sätt att uppfatta känsel, orsakad av insektens egen rörelse eller av påverkan utifrån.

Kroppen är rikligt försedd med känselhår, antenner och benen har hår i mindre utsträckning. Hos arter som lever i mörker eller är nattaktiva (såsom mätarlarven vars bakdel är illusterad på bilden) är håren fler och kraftigare för att hjälpa insekten att känna av sin omgivning utan synhjälp.
Harkrank.

Harkrank.

Insekternas temperatur- och fuktighetssinnen är välutvecklade och de kan uppfatta skillnader i temperatur och fuktighet. Temperaturreceptorerna är spridda över hela kroppen hos de flesta insekterna. Hos vägglusen sitter de huvudsakligen i antennerna och används för att lokalisera värddjuret.

Balanssinnet är viktigt för flygande insekter. Det vanligaste är känselhår som är belägna på gränsen mellan två rörliga kroppsdelar och ger information om förändringarna mellan dessa. Exempelvis hos flugor och myggor (harkranken på bilden) har svängkolvarna (haltererna) sådana känselhår på gränsen mot mellankroppen. Luftbubblor kan fungera som balansorgan hos vattenlevande insekter.

Vårtbitare har "örat" på knäet.

Vårtbitare har "örat" på knäet.

Hörseln är viktig för många insekter, för kommunikation mellan individer av samma art. Hos vissa mygghanar är det baserat på känselhår, det så kallade Johnstonska organet är beläget i andra antennleden.

Hos rätvingar och cikador är tympanalorganet (örat är en slags trumhinna) välutvecklat. Hos gräshopporna sitter "örat" på var sida om första abdominalsegmentet, hos vårtbitare (som på bilden) och syrsor är det beläget i tibian av frambenet. Cikadornas öron sitter på andra bakkroppssegmentets sida.

Ett litet enklare hörselorgan sitter på metathorax eller första abdominalsegmentet hos många nattfjärilar - med vilket de kan uppfatta fladdermössens högrekventa signaler och undfly dessa jägare.

Synen är mycket viktig hos insekterna, för att upptäcka annalkande faror och för att hitta näringsväxter. Facettögonen kan bestå av några få facetter till upp till 30 000 hos vissa trollsländor. När de är stora täcker de som i flugans (på bilden nedan) fall större delen av huvudet. Facetterna är isolerade organ med egen innervering. Insekterna uppfattar färger och rörelser. De enklare, ofta tre till antalet, punktögonen (ocellerna) uppfattar skillnader i ljus och ljusets riktning.
Flygande fluga

Fluga med stora facettögon. Foto: Lars-Åke Janzon

Ollonborrens antenner.

Ollonborrens stora buskiga antenner.

De kemiska sinnena är viktiga för insekterna, bland annat för att söka rätt växt att lägga ägg på, prova födans lämplighet, feromoner för att locka till sig och/eller hitta partner med. Smaksinnet sitter hos flertalet insekter i mundelarna, men hos dagfjärilar är det beläget på tarsens undersida. Luktsinnet är beläget i antennerna. Hos arter med stora buskiga antenner såsom ollonborren (på bilden ovan) eller spinnarfjärilar kan hanarna lokalisera honor på långt håll.

Så även om insekterna har ett till synes enkelt nervsystem måste nervimpulserna gå från alla dessa olika receptorer till det centrala nervsystemet och där "kodas rätt" för att ge rätt respons i ett korrekt beteende.

Naturaliehistoria


Nederländaren Jan Swammerdam (1637 - 1680) var en entomolog som var skicklig anatom som väl nyttjade sin tids nya instrument: mikroskopet, och var den förste att beskriva insekternas nervsystem. Linné har följande att förtälja om honom i sina föreläsningar "Swammerdam, en Holländare hade skarpt och lyckligt genie till denna science: han anatomicerd Insecterna, och wiste deras finaste delar: han skref Biblia Naturae, som sist är utgifwen 1737..." Att hans Biblia Naturae utkom postumt berodde på att han själv var nedtyngd av problem - ekonomiska, religiösa och sjukliga, och han mäktade inte med att ge ut verket. Det är Hermann Boerhavanes (1668 - 1738) förtjänst att verket utkom i tryck, i två volymer med 50 folioplanscher med tillhörande text.

Andra forskar kom att följa i Swammerdams fotspår. Exempelvis finns detaljerade beskrivningar av nervsystemet samlade i Pierre André Latrielles (1762 - 1833) verk Cours d´entomologie, ou de l´historire naturelle des crustacés, des arachnides, des myriapodes et des insectes; a l´usage des élèves de l´école du muséum d´histoire naturell från 1831. Latreille var till yrket egentligen präst men kom som naturalist att verka vid Muséum d´Histoire Naturelle (Jardin de Plantes) i Paris från 1796 fram till sin död. Den översta bilden visar hela nervsystemet från en träfjäillarv, cossus ligniperda enligt Latreille. Den undre bilden visar nervsystemet i en ollonborre, och facettögat i olika genomskärningar.

Träfjärilens nervsystem.
Ollonborrens nervsystem.
Dock är bilderna i själva verket äldre än från Latreilles dagar, han har kopierat dessa från äldre auktorer såsom Pieter Lyonet (1706 - 1789), Hercule Eugène Straus-Duerkheim (1790 - ?) och Antoine Louis Dugès (1797 - 1838). Lyonet var till professionen advokat och sekreterare i Haag, men mycket zoologiskt intresserad och sammanfattade sina anatomiska rön i verket Traité anatomique de la chenille qui ronge le bois de saule som utkom 1760 och i senare upplagor. Straus-Duerkheim skrev bland verket Considérations générales sur l´anatomie comparée des animaux articulés, auxquelles on a joint l´anatomie descriptive du hanneton vulgaire som utkom 1828 i Paris. Dugès var professor i kirurgi i Montpellier, och 1830 publicerade han sitt arbete "Mémoire sur la structure de l´oeil interne des insects" i den franska vetenskapliga tidskriften Annales science naturelle.. Detta visar att ollonborren, böndernas svåra skadedjur, i alla fall kom naturforskarna till nytta, ett lagom stort studieobjekt i aldrig sinande antal.
Etymologi
ordet nerv kommer från latinets nervus som betyder nerv och sena,  och kom in i vårt språk 1736 i betydelsen nerv. Ordet nervsystem kom först in 1771 i en artikel av Anders Schönberg i Kungliga Svenska Vetenskapsakademien Handlingar för år 1771 om nyttan av kalla bad.
Schönbergs: Prof af kalla bads nytta
text Omsider började man gissa, at den instångda feber-materien fördärfvat nerv-sustemet.
Ordet ganglie eller ganglion kommer från det grekiska ordet ganglion som betyder nervknut eller svulst, och kom in i vårt språk 1796. Ordens inträde i vårt modersmål ger även en uppfattning om när dessa vetenskaper gjorde sin entré i vårt land.

Studietips


Genom att dissekera en död insekt kan man lätt studera nervsystemet. Det finns många goda handledningar för det. Vidare finns det några enkla experiment man kan göra för att demonstrera de olika sinnesorganen hos insekterna.
Systematik
Rike: Animaliga (djur)
Stam: Arthropoda (leddjur)
Klass: Insecta (Insekter)
Systematik
Insekter - indelning

Författare och foto, där inte annat anges: Ulf Carlberg, fil.dr., Naturhistoriska riksmuseet

Litteraturtips
Barras, R., 1974, The locust (Winchester)
Clarke, W. M. & Richards, M. M., 1976, The locust as a typical insect (London)
Kalmus, H., 1948, Simple experiments with insects (London) [Även utgåva 1958]
Lindroth, C. H., 1967, Entomologi (Biologi del 7) (Stockholm)
Lönnberg, E. (Red), 1913, Linnés föreläsningar öfver djurriket med understöd af svenska staten för Uppsala universitet utgifna och försedda med förklarande anmärkningar. (Uppsala och Berlin)
Nielsen, A., 1969, Insekternas sinnesorgan (Stockholm)
Sidan senast uppdaterad: 2010-03-01
Naturhistoriska riksmuseet
Telefon: 08-519 540 00 (växel)