Hmyz -Insect

Hmyz
Časový rozsah:Karbon – současnost
Common scorpionfly Blue emperor Coffee locust European earwig Vinegar fly German wasp March brown mayfly Double drummer Dog flea Old World swallowtail European mantis Phyllium philippinicum Head louse Silverfish Chrysopa perla European stag beetle Northern harvester termite Dichrostigma flavipesInsecta Diversity.jpg
O tomto obrázku
Rozmanitost hmyzu z různých řádů.
Vědecká klasifikace E
Království: Animalia
kmen: Arthropoda
Clade : Pancrustacea
Podkmen: Hexapoda
Třída: Insecta
Linnaeus , 1758
Podskupiny

Viz text .

Synonyma
  • Ectognatha
  • Entomida

Hmyz (z latinského hmyzu ) jsou bezobratlí šestinožci z třídy Insecta . Jsou největší skupinou v rámci kmene členovců . Hmyz má chitinózní exoskelet , třídílné tělo ( hlava , hrudník a břicho ), tři páry kloubových nohou , složené oči a jeden pár tykadel . Jejich krev není zcela obsažena v cévách; některé cirkulují v otevřené dutině známé jako hemocoel . Hmyz je nejrozmanitější skupinou zvířat; zahrnují více než milion popsaných druhů a představují více než polovinu všech známých živých organismů . Celkový počet existujících druhů se odhaduje na šest až deset milionů; potenciálně přes 90 % živočišných forem života na Zemi tvoří hmyz. Hmyz lze nalézt téměř ve všech prostředích , i když jen malý počet druhů žije v oceánech, kterým dominuje jiná skupina členovců, korýši , u nichž nedávný výzkum ukázal, že hmyz je v nich uhnízděn.

Téměř veškerý hmyz se líhne z vajíček . Růst hmyzu je omezen nepružným exoskeletem a vývoj zahrnuje sérii svlékání . Nezralá stádia se často liší od dospělých ve struktuře, zvyku a lokalitě a mohou zahrnovat obvykle nepohyblivé stádium kukly u těch skupin, které procházejí čtyřstupňovou metamorfózou . Hmyzu, který projde třífázovou metamorfózou, chybí stádium kukly a dospělci se vyvíjejí prostřednictvím řady nymfálních stádií. Vyšší úroveň vztahu hmyzu je nejasná. Z paleozoické éry byl nalezen zkamenělý hmyz obrovské velikosti , včetně obřích vážek s rozpětím křídel 55 až 70 cm (22 až 28 palců). Zdá se, že nejrozmanitější skupiny hmyzu se vyvinuly společně s kvetoucími rostlinami .

Dospělý hmyz se obvykle pohybuje chůzí, létáním nebo někdy plaváním. Vzhledem k tomu, že umožňuje rychlý, ale stabilní pohyb, mnoho hmyzu si osvojuje trojnožkou chůzi, ve které chodí s nohama dotýkajícími se země ve střídavých trojúhelníkech, složených z přední a zadní strany na jedné straně se středním na druhé straně. Hmyz je jedinou skupinou bezobratlých, jejíž členové jsou schopni dosáhnout trvalého poháněného letu a veškerý létající hmyz pochází z jednoho společného předka. Mnoho hmyzu tráví alespoň část svého života pod vodou, s adaptacemi larev , které zahrnují žábry , a někteří dospělí hmyz jsou vodní a mají adaptace na plavání. Některé druhy, jako jsou vodní jezdci , jsou schopni chodit po vodní hladině. Hmyz je většinou samotářský, ale někteří, jako jsou určité včely , mravenci a termiti , jsou sociální a žijí ve velkých, dobře organizovaných koloniích. Některý hmyz, jako jsou ušáci , projevuje mateřskou péči, hlídá svá vajíčka a mláďata. Hmyz může mezi sebou komunikovat různými způsoby. Samci můry dokážou vycítit feromony můrích samic na velké vzdálenosti. Jiné druhy komunikují pomocí zvuků: cvrčci stridulují nebo třou křídla o sebe, aby přilákali partnera a odpuzovali ostatní samce. Lampyridí brouci komunikují světlem.

Lidé považují určitý hmyz za škůdce a pokoušejí se je kontrolovat pomocí insekticidů a řady dalších technik. Některý hmyz poškozuje plodiny tím, že se živí mízou, listy, ovocem nebo dřevem. Některé druhy jsou parazitické a mohou přenášet nemoci. Některé druhy hmyzu plní složité ekologické role; například mouchy pomáhají konzumovat mršinu , ale také šíří nemoci. Hmyzí opylovači jsou zásadní pro životní cyklus mnoha druhů kvetoucích rostlin, na kterých je většina organismů, včetně člověka, alespoň částečně závislá; bez nich by byla pozemská část biosféry zdevastována. Mnoho hmyzu je považováno za ekologicky prospěšné jako predátoři a několik z nich poskytuje přímý ekonomický prospěch. Hedvábí produkují bource morušového a včely med produkují med a oba lidé domestikovali. Hmyz je konzumován jako potrava v 80 % světových národů, lidmi ze zhruba 3000 etnických skupin. Lidská činnost má také vliv na biologickou rozmanitost hmyzu .

Etymologie

Slovo hmyz pochází z latinského slova insectum , což znamená „se zářezovým nebo děleným tělem“, nebo doslova „řezat do“, z středního čísla jednotného dokonalého pasivního příčestí insectare , „řezat do, rozřezat“, z in- "do" a secare od seco "na řezání"; protože hmyz vypadá "rozřezaný" na tři části. Latinské slovo bylo představeno Pliniem starším , který calqued starověkého řeckého slova ἔντομον éntomon „hmyz“ (jako v entomologii ) z ἔντομος éntomos „rozřezaný na části“ nebo „rozřezaný na kusy“; éntomon byl Aristotelův termín pro tuto třídu života, také v odkazu na jejich „vrubová“ těla. Anglické slovo hmyz se poprvé objevuje doložené v roce 1601 v holandském překladu Plinia. Překlady Aristotelova termínu tvoří také obvyklé slovo pro hmyz ve velštině ( trychfil , z trychu „řezat“ a mil , „zvíře“), srbochorvatštině ( zareznik , od rezati , „řezat“), ruštině ( насекомое [ nasekomoje ], ze seč'/-sekat , "řezat") atd.

V běžné řeči se hmyz také nazývá brouci , ačkoli tento termín obvykle zahrnuje všechny suchozemské členovce. Termín je také příležitostně rozšířen na hovorová jména pro sladkovodní nebo mořské korýše (např. Balmain bug , Moreton Bay bug , bahenní ) a používají jej lékaři a bakteriologové pro choroboplodné zárodky (např. superbugy ), ale entomologové si tento termín do jisté míry vyhrazují pro úzká kategorie " skutečných brouků ", hmyz z řádu Hemiptera , jako jsou cikády a štítové.

Definice

Přesná definice taxonu Insecta a ekvivalentní anglické jméno "insect" se liší; v tabulce jsou uvedeny tři alternativní definice.

Definice hmyzu
Skupina Alternativní definice
Collembola (pringtail) Insecta sensu lato
= Hexapoda
" Entognatha " " Apterygota "
(bezkřídlí šestinožci)
Protura (kuželové hlavy)
Diplura (dvoucípé štětinové ocasy)
Archaeognatha (skákající štětinatci) Insecta sensu stricto
= Ectognatha
Zygentoma (stříbrná ryba)
Pterygota (křídlý ​​hmyz) Insecta sensu strictissimo

V nejširším okruhu se Insecta sensu lato skládá ze všech šestinožců . Tradičně se takto definovaný hmyz dělil na „Apterygota“ (prvních pět skupin v tabulce) – bezkřídlý ​​hmyz – a Pterygota – okřídlený a sekundárně bezkřídlý ​​hmyz. Moderní fylogenetické studie však ukázaly, že „Apterygota“ není monofyletická, a tak netvoří dobrý taxon. Užší obvod omezuje hmyz na ty šestinožce s vnějšími ústními ústrojími a zahrnuje pouze poslední tři skupiny v tabulce. V tomto smyslu je Insecta sensu stricto ekvivalentní Ectognatha. V nejužším okruhu je hmyz omezen na hexapody, které jsou buď okřídlené, nebo pocházející z okřídlených předků. Insecta sensu strictissimo je pak ekvivalentem Pterygoty. Pro účely tohoto článku se používá střední definice; hmyz se skládá ze dvou bezkřídlých taxonů, Archaeognatha (skákající štětinatci) a Zygentoma (stříbrná ryba), plus okřídlená nebo sekundárně bezkřídlá Pterygota.

Fylogeneze a evoluce

Vnější fylogeneze

Ačkoli je tradičně seskupen s mnohonožkami a stonožkami , novější analýza naznačuje užší evoluční vazby s korýši . V teorii Pancrustacea tvoří hmyz spolu s Entognatha , Remipedia a Cephalocarida klad , Pancrustacea. Hmyz tvoří jeden klad, blízce příbuzný korýšům a myriapodům .

Jiní suchozemští členovci, jako jsou stonožky , mnohonožky , štíři , pavouci , vši, roztoči a klíšťata, jsou někdy zaměňováni s hmyzem, protože jejich tělesné plány se mohou jevit jako podobné a sdílejí (stejně jako všichni členovci) kloubový exoskelet. Při bližším zkoumání se však jejich rysy výrazně liší; nejnápadněji nemají šestinohé vlastnosti dospělého hmyzu.

Fylogenetický strom členovců řadí hmyz do kontextu jiných hexapodů a korýšů a vzdáleněji příbuzných myriapodů a chelicerátů .

Panarthropoda

Onychophora (sametoví červi)

Taktopoda

Tardigrada (vodní medvědi)

Euarthropoda

Chelicerata (pavouci a spojenci)

Mandibulata

Myriapoda (stonožky a stonožky)

Pancrustacea

Oligostraca (ostrakodové a spojenci)

Copepods a spojenci

Malacostraca (krabi, humři)

Branchiopoda (pohádkové krevety)

Hexapoda

Collembola (pringtail)

Protura (kuželové hlavy)

Diplura (štětinatce)

Insecta

šest noh
Evoluce vytvořila obrovskou rozmanitost hmyzu. Na obrázku jsou některé možné tvary antén .

Došlo ke čtyřem rozsáhlým radiacím hmyzu: brouci (z doby asi před 300 miliony let), mouchy (z doby asi před 250 miliony let), můry a vosy (oba z doby před asi 150 miliony let). Tyto čtyři skupiny tvoří většinu popsaných druhů.

Počátky letu hmyzu zůstávají nejasné, protože nejstarší okřídlený hmyz, který je v současnosti znám, se zdá být schopnými letci. Některé vyhynulé druhy hmyzu měly k prvnímu segmentu hrudníku připojený další pár křídlat, celkem tedy tři páry. Od roku 2009 žádné důkazy nenaznačují, že hmyz byl zvláště úspěšnou skupinou zvířat, než se vyvinuli, aby měli křídla.

Pozdně karbonské a raně permské řády hmyzu zahrnují jak existující skupiny, jejich kmenové skupiny, tak řadu paleozoických skupin, dnes již vyhynulých. Během této éry dosáhly některé obří formy podobné vážkám rozpětí křídel 55 až 70 cm (22 až 28 palců), což je činí mnohem většími než jakýkoli živý hmyz. Tento gigantismus mohl být způsoben vyššími hladinami atmosférického kyslíku , které umožnily zvýšenou účinnost dýchání oproti dnešku. Nedostatek létajících obratlovců mohl být dalším faktorem. Většina vyhynulých řádů hmyzu se vyvinula během permského období, které začalo asi před 270 miliony let. Mnoho z raných skupin vyhynulo během události permsko-triasového vymírání , největšího masového vymírání v historii Země, asi před 252 miliony let. V roce 2008 odhalili vědci z Tufts University to, o čem se domnívají, že jde o nejstarší známý celotělový otisk primitivního létajícího hmyzu, 300 milionů let starý exemplář z období karbonu . Za nejstarší zkamenělinu hmyzu byla považována devonská Rhyniognatha hirsti , z 396 milionů let starého rhynie chert . Jiné analýzy však toto umístění zpochybnily a zjistily, že jde spíše o myriapod.

Pozoruhodně úspěšní Hymenoptera (vosy, včely a mravenci) se objevili již před 200 miliony let v období triasu , ale své velké rozmanitosti dosáhli až nedávno v době kenozoika , která začala před 66 miliony let. Některé velmi úspěšné hmyzí skupiny se vyvinuly ve spojení s kvetoucími rostlinami , což je mocná ilustrace koevoluce.

Vnitřní fylogeneze

Vnitřní fylogeneze vychází z prací Sroka, Staniczek & Bechly 2014, Prokop et al. 2017 a Wipfler et al. 2019.

Insecta
Monokondylie

Archaeognatha (hrbolatý/skákající štětinový ocas)

Dicondylia

Zygentoma (stříbrná ryba, ohnivci, rybí moli)

Paranotálie

Carbotriplurida

Pterygota
Hydropalaeoptera

Bojophlebiidae

Odonatoptera (vážky)

Panephemeroptera (jepice)

Neoptera
Polyneoptera
Haplocercata

Zoraptera (andělský hmyz)

Dermaptera (ušáci)

Plecoptera (kamenovky)

Orthoptera (kobylky, cvrčci, katydids)

Dictyoptera

Mantodea (kudlanky)

Blattodea (švábi a termiti)

Notoptera

Grylloblattodea (prolézačky ledu)

Mantohasmatodea (gladiátoři)

("Xenonomie")
Eukinolabia

Phasmatodea (tyčinkový hmyz)

Embioptera (webspinners)

Eumetabola
Acercaria

Psocodea (vši knižní, kůrovci a sající vši)

Hemiptera (skuteční brouci)

Thysanoptera (třásněnky)

Holometabola
Hymenopterida

Hymenoptera (pily, vosy, včely, mravenci)

Aparaglossata
Neuropteriforma
Coleopterida

Strepsiptera

Coleoptera (brouci)

Neuropterida

Rhaphidioptera

Neuroptera (tvořítka)

Megaloptera

Panorpida
Amphiesmenoptera

Lepidoptera (motýli a můry)

Trichoptera (chvosty)

Antliophora

Diptera (pravé mouchy)

Nannomecoptera

Mecoptera (štíři)

Neomecoptera (zimní štíři)

Siphonaptera (blechy)

larvy, kukly
křídla se ohýbají nad břichem
křídla

Taxonomie

Tradiční systematika založená na morfologii nebo na vzhledu obvykle dala Hexapoda hodnost nadtřídy a identifikovala v něm čtyři skupiny: hmyz (Ectognatha), ocasy ( Collembola ), Protura a Diplura , přičemž poslední tři jsou seskupeny jako Entognatha . na základě internalizovaných částí úst. Nadřazené vztahy prošly četnými změnami s příchodem metod založených na evoluční historii a genetických datech. Nedávná teorie říká, že Hexapoda jsou polyfyletičtí (kde poslední společný předek nebyl členem skupiny), přičemž třídy entognátů mají oddělenou evoluční historii od Insecta. Mnoho z tradičních taxonů založených na vzhledu je paraphyletic, takže spíše než používat pozice jako podtřída , superorder a infraorder , se ukázalo jako lepší používat monofyletická seskupení (ve kterých je členem skupiny poslední společný předek). Následující představuje nejlépe podporovaná monofyletická seskupení pro Insecta.

Hmyz lze rozdělit do dvou skupin historicky považovaných za podtřídy: bezkřídlý ​​hmyz, známý jako Apterygota, a okřídlený hmyz, známý jako Pterygota. Apterygota se skládala z primitivně bezkřídlých řádů Archaeognatha (štětinatci skákaví) a Zygentoma (stříbrná rybka). Apterygota však není monofyletická skupina, protože Archaeognatha jsou sesterskou skupinou ke všem ostatním hmyzům na základě uspořádání jejich kusadel , zatímco Zygentoma a Pterygota jsou seskupeny jako Dicondylia. Původně se věřilo, že Archaeognatha má každý jeden fylogeneticky primitivní kondyl (proto název „Monocondylia“), kde všechny odvozené hmyzy mají dva, ale toto se od té doby ukázalo jako nesprávné; všichni hmyzy, včetně Archaeognatha, mají dicondylic mandibuly, ale archaeognaths mají dvě artikulace, které jsou homologní k těm v jiných hmyzech, ačkoli mírně odlišný. Zygentoma sám možná není monophyletic , s rodinou Lepidotrichidae být sesterská skupina k Dicondylia (Pterygota a zbývající Zygentoma).

Paleoptera a Neoptera jsou okřídlené řády hmyzu, které se liší přítomností ztvrdlých částí těla nazývaných sklerity a u Neoptera svaly, které umožňují jejich křídlům, aby se naplocho složili přes břicho. Neoptera lze dále rozdělit na skupiny založené na neúplné metamorfóze ( Polyneoptera a Paraneoptera ) a skupiny založené na úplné metamorfóze. Ukázalo se, že je obtížné objasnit vztahy mezi řády u Polyneoptera kvůli neustálým novým nálezům vyžadujícím revizi taxonů. Ukázalo se například, že Paraneoptera jsou blíže příbuzní Endopterygota než se zbytkem Exopterygota. Nedávné molekulární zjištění, že tradiční řády vší Mallophaga a Anoplura pocházejí z Psocoptera , vedlo k novému taxonu Psocodea . Předpokládá se, že Phasmatodea a Embiidina tvoří Eukinolabia. Má se za to, že Mantodea, Blattodea a Isoptera tvoří monofyletickou skupinu nazvanou Dictyoptera .

Exopterygota jsou pravděpodobně parafyletičtí s ohledem na Endopterygota. Neuropterida jsou často soustředěni nebo rozděleni na rozmarech taxonoma. Nyní se předpokládá, že blechy jsou blízce příbuzné s boreidními mekopterany. Mnoho otázek zůstává v bazálních vztazích mezi řády endopterygotů, zejména blanokřídlých.

Evoluční vztahy

Hmyz je kořistí pro různé organismy, včetně suchozemských obratlovců. Nejčasnější obratlovci na souši existovali před 400 miliony let a byli to velcí obojživelní ryavci . Prostřednictvím postupných evolučních změn byla hmyzožravost dalším typem stravy, který se vyvinul.

Hmyz patřil k nejstarším suchozemským býložravcům a působil jako hlavní selekční činidla na rostlinách. Rostliny si proti tomuto býložravci vyvinuly chemickou obranu a hmyz si zase vyvinul mechanismy, jak se vypořádat s rostlinnými toxiny. Mnoho hmyzu využívá tyto toxiny k ochraně před svými predátory. Takový hmyz často propaguje svou toxicitu pomocí varovných barev. Tento úspěšný evoluční vzorec byl také používán mimikry . Postupem času to vedlo ke složitým skupinám koevolučních druhů. Naopak některé interakce mezi rostlinami a hmyzem, jako je opylování , jsou pro oba organismy prospěšné. Koevoluce vedla k vývoji velmi specifických mutualismů v takových systémech.

Rozmanitost

Výsečový graf popsaných druhů eukaryot , z nichž jen něco málo přes polovinu tvoří hmyz

Odhady celkového počtu druhů hmyzu nebo druhů v rámci konkrétních řádů se často značně liší. Celosvětově průměry těchto odhadů naznačují, že existuje asi 1,5 milionu druhů brouků a 5,5 milionu druhů hmyzu, přičemž v současnosti je nalezen a popsán asi 1 milion druhů hmyzu. EO Wilson odhadl, že počet hmyzu žijícího v jednom okamžiku je kolem 10 kvintilionů (10 miliard miliard).

Mezi 950 000 a 1 000 000 ze všech popsaných druhů je hmyz, takže přes 50 % všech popsaných eukaryot (1,8 milionu) tvoří hmyz (viz ilustrace). S pouhými 950 000 známými nehmyzy, pokud je skutečný počet hmyzu 5,5 milionu, může představovat více než 80 % z celkového počtu. Protože je každý rok popsáno jen asi 20 000 nových druhů všech organismů, většina druhů hmyzu může zůstat nepopsána, pokud se rychlost popisů druhů výrazně nezvýší. Z 24 řádů hmyzu dominují z hlediska počtu popsaných druhů čtyři; nejméně 670 000 identifikovaných druhů patří k Coleoptera , Diptera , Hymenoptera nebo Lepidoptera .

Hmyz s populačními trendy dokumentovanými Mezinárodní unií pro ochranu přírody pro řády Collembola , Hymenoptera , Lepidoptera , Odonata a Orthoptera . Z 203 druhů hmyzu, které měly takto zdokumentované populační trendy v roce 2013, bylo 33 % na ústupu.

Od roku 2017 bylo za posledních 500 let zaznamenáno nejméně 66 vyhynutí druhů hmyzu, obecně na oceánských ostrovech. Pokles výskytu hmyzu byl připisován umělému osvětlení, změnám ve využívání půdy, jako je urbanizace nebo zemědělské využití, používání pesticidů a invazivních druhů. Studie shrnuté v přehledu z roku 2019 naznačují, že velké části druhů hmyzu hrozí v 21. století vyhynutí. Ekolog Manu Sanders poznamenává, že přezkum z roku 2019 byl zkreslený většinou vyloučením údajů ukazujících nárůst nebo stabilitu populace hmyzu, přičemž studie byly omezeny na konkrétní zeměpisné oblasti a specifické skupiny druhů. Větší metastudie z roku 2020, analyzující data ze 166 dlouhodobých průzkumů, naznačila, že populace suchozemského hmyzu rychle ubývají, přibližně o 9 % za desetiletí. Tvrzení o probíhajícím masovém vymírání hmyzu nebo „apokalypse hmyzu“ založená na podmnožině těchto studií byla popularizována ve zprávách, ale často extrapolují za data studie nebo hyperbolizují výsledky studie . Jiné oblasti vykázaly nárůst některých druhů hmyzu, ačkoli trendy ve většině regionů nejsou v současnosti známy. Je obtížné posoudit dlouhodobé trendy v početnosti nebo rozmanitosti hmyzu, protože historická měření nejsou u mnoha druhů obecně známa. Obzvláště pro arktické a tropické oblasti a většinu jižní polokoule chybí robustní údaje pro posouzení rizikových oblastí nebo druhů.

Počet popsaných existujících druhů hmyzu
Objednat Popsaný existující druh
Archaeognatha 513
Zygentoma 560
Ephemeroptera 3,240
Odonata 5,899
Orthoptera 23,855
Neuroptera 5,868
Phasmatodea 3 014
Embioptera 463
Notoptera 54
Plecoptera 3,743
Dermaptera 1,978
Zoraptera 37
Mantodea 2 400
Blattodea 7,314
Psocoptera 5,720
Phthiraptera 5,102
Thysanoptera 5,864
Hemiptera 103 590
Hymenoptera 116,861
Strepsiptera 609
Coleoptera 386 500
Megaloptera 354
Raphidioptera 254
Trichoptera 14,391
Lepidoptera 157,338
Diptera 155,477
Siphonaptera 2,075
Mecoptera 757

Morfologie a fyziologie

Externí

Morfologie hmyzu
A - Hlava B - Hrudník C - Břicho
  1. anténa
  2. ocellus (dolní)
  3. ocellus (horní)
  4. složené oko
  5. mozek (mozková ganglia )
  6. protorax
  7. dorzální krevní céva
  8. tracheální trubice (kmen s spirálou )
  9. mezothorax
  10. metathorax
  11. vpředu
  12. zadní křídlo
  13. střední střevo (žaludek)
  14. hřbetní trubice (srdce)
  15. vaječník
  16. zadní střevo (střevo, konečník, řitní otvor)
  17. řitní otvor
  18. vejcovod
  19. nervová šňůra (břišní ganglia)
  20. Malpighovské tubuly
  21. tarzální polštářky
  22. drápy
  23. tarsus
  24. holenní kost
  25. stehenní kost
  26. trochanter
  27. předžaludka (plodina, žaludek)
  28. hrudní ganglion
  29. coxa
  30. slinná žláza
  31. subezofageální ganglion
  32. ústní ústrojí

Hmyz má segmentovaná těla podporovaná exoskeletony , tvrdým vnějším obalem vyrobeným převážně z chitinu . Segmenty těla jsou organizovány do tří výrazných, ale vzájemně propojených jednotek neboli tagmat : hlava, hrudník a břicho . Hlava nese pár smyslových tykadel , pár složených očí , nula až tři jednoduché oči (nebo ocelli ) a tři sady různě upravených přívěsků, které tvoří ústní ústrojí . Hrudník se skládá ze tří segmentů: prothorax, mesothorax a metathorax. Každý hrudní segment podpírá jeden pár nohou. Mezo- a metahrudní segmenty mohou mít každý pár křídel , v závislosti na hmyzu. Břicho se skládá z jedenácti segmentů, i když u několika druhů hmyzu mohou být tyto segmenty srostlé dohromady nebo zmenšené. Břicho také obsahuje většinu trávicích , respiračních , vylučovacích a reprodukčních vnitřních struktur. V částech těla hmyzu, zejména v křídlech, nohách, anténě a tlamkách, dochází ke značným variacím a mnoha adaptacím.

Segmentace

Hlava je uzavřena v tvrdém, silně sklerotizovaném, nesegmentovaném, exoskeletálním hlavovém pouzdru nebo epikraniu , které obsahuje většinu snímacích orgánů, včetně tykadel, ocellusů nebo očí a ústní ústrojí. Ze všech hmyzích řádů vykazuje Orthoptera nejvíce znaků nalezených u jiného hmyzu, včetně švů a skleritů . Zde se vrchol neboli vrchol (hřbetní oblast) nachází mezi složenýma očima pro hmyz s hypognátní a opistognátní hlavou. U prognátního hmyzu se vrchol nenachází mezi složenýma očima, ale spíše tam, kde jsou normálně ocelli . Důvodem je to, že primární osa hlavy je otočena o 90°, aby byla rovnoběžná s primární osou těla. U některých druhů je tato oblast upravena a má jiné jméno.

Hrudník je tagma složená ze tří částí , prothoraxu , mesothoraxu a metathoraxu . Přední segment, nejblíže k hlavě, je prothorax, přičemž hlavními rysy jsou první pár nohou a pronotum. Středním segmentem je mesothorax, jehož hlavní rysy jsou druhý pár nohou a přední křídla. Třetím a nejzadnějším segmentem, přiléhajícím k břichu, je metathorax, který obsahuje třetí pár nohou a zadní křídla. Každý segment je ohraničen intersegmentálním stehem. Každý segment má čtyři základní regiony. Hřbetní plocha se nazývá tergum (nebo notum ), aby se odlišila od břišní tergy. Dvě boční oblasti se nazývají pleura (singulární: pleuron) a ventrální část se nazývá hrudní kost. Notum protoraxu se zase nazývá pronotum, notum pro mesothorax se nazývá mesonotum a notum pro metathorax se nazývá metanotum. V návaznosti na tuto logiku se používá mezopleura a metapleura, stejně jako mesosternum a metasternum.

Břicho je největší tagma hmyzu, které se obvykle skládá z 11–12 segmentů a je méně silně sklerotizované než hlava nebo hrudník . Každý segment břicha je reprezentován sklerotizovaným tergumem a hrudní kostí. Terga jsou odděleny od sebe navzájem a od přilehlé sterna nebo pohrudnice membránami. Spiracles se nacházejí v pleurální oblasti. Variace tohoto půdorysu zahrnuje fúzi terga nebo terga a sterna k vytvoření souvislých hřbetních nebo ventrálních štítů nebo kónické trubice. Některý hmyz nese sklerit v pleurální oblasti nazývaný laterotergit. Ventrální sklerity se někdy nazývají laterosternity. Během embryonálního stádia mnoha hmyzu a postembryonálního stádia primitivního hmyzu je přítomno 11 břišních segmentů. U moderního hmyzu existuje tendence ke snižování počtu břišních segmentů, ale primitivní počet 11 je zachován během embryogeneze. Rozdíly v počtu břišních segmentů jsou značné. Pokud jsou Apterygota považovány za indikativní pro půdorys pro pterygoty, vládne zmatek: dospělá Protura má 12 segmentů, Collembola má 6. Čeleď ortoptera Acrididae má 11 segmentů a fosilní exemplář Zoraptera má 10-segmentové břicho.

Exoskeleton

Vnější kostra hmyzu, kutikula, se skládá ze dvou vrstev: epikutikula , což je tenká a voskově odolná voděodolná vnější vrstva a neobsahuje žádný chitin , a spodní vrstva zvaná prokutikula . Prokutikula je chitinózní a mnohem silnější než epikutikula a má dvě vrstvy: vnější vrstvu známou jako exokutikula a vnitřní vrstvu známou jako endokutikula. Pevná a flexibilní endokutikula je postavena z mnoha vrstev vláknitého chitinu a proteinů, které se vzájemně kříží v sendvičovém vzoru, zatímco exokutikula je tuhá a zpevněná . Exokutikula je značně redukována u mnoha druhů hmyzu během jejich larválních stádií, např. u housenek . Redukuje se také u dospělého hmyzu s měkkým tělem.

Během růstu hmyz prochází různým počtem instarů , kde se stará exoskeleton uvolňuje, ale jakmile dosáhne pohlavní dospělosti, přestane línat . Výjimkou je apterygotní (předově bezkřídlý) hmyz. Jepice jsou jediným hmyzem se sexuálně nezralým instarem s funkčními křídly, zvaným subimago .

Hmyz je jediní bezobratlí , u kterých se vyvinula schopnost aktivního letu, a to hrálo důležitou roli v jejich úspěchu. Jejich letové svaly jsou schopny se několikrát stáhnout pro každý jednotlivý nervový impuls, což umožňuje, aby křídla tloukla rychleji, než by bylo běžně možné.

Mít svaly připojené k jejich exoskeletu je efektivní a umožňuje více svalových spojení.

Vnitřní

Nervový systém

Nervový systém hmyzu lze rozdělit na mozek a ventrální nervový provazec . Hlavové pouzdro se skládá ze šesti spojených segmentů, z nichž každý má buď pár ganglií , nebo shluk nervových buněk mimo mozek. První tři páry ganglií jsou srostlé do mozku, zatímco tři následující páry jsou srostlé do struktury tří párů ganglií pod jícnem hmyzu , nazývané subesophageal ganglion .

Hrudní segmenty mají na každé straně jeden ganglion, které jsou spojeny do páru, jeden pár na segment. Toto uspořádání je také vidět v břiše, ale pouze v prvních osmi segmentech. Mnoho druhů hmyzu má snížený počet ganglií v důsledku fúze nebo redukce. Někteří švábi mají pouze šest ganglií v břiše, zatímco vosa Vespa crabro má pouze dvě v hrudníku a tři v břiše. Některé druhy hmyzu, jako je moucha domácí Musca domestica , mají všechna tělní ganglia srostlá do jediného velkého hrudního ganglia.

Alespoň některé druhy hmyzu mají nociceptory , buňky, které detekují a přenášejí signály odpovědné za pocit bolesti . To bylo objeveno v roce 2003 studiem změn v reakcích larev ovocné mušky Drosophila na dotek zahřáté a nezahřáté sondy. Larvy reagovaly na dotek zahřáté sondy stereotypním rolujícím chováním, které se neprojevilo, když se larvy dotkly nezahřátou sondou. Přestože nocicepce byla prokázána u hmyzu, neexistuje shoda, že hmyz pociťuje bolest vědomě

Hmyz je schopen se učit.

Zažívací ústrojí

Hmyz využívá svůj trávicí systém k získávání živin a dalších látek z potravy, kterou konzumuje. Většina této potravy je přijímána ve formě makromolekul a dalších komplexních látek, jako jsou bílkoviny , polysacharidy , tuky a nukleové kyseliny . Tyto makromolekuly musí být rozloženy katabolickými reakcemi na menší molekuly, jako jsou aminokyseliny a jednoduché cukry, než je buňky těla použijí pro energii, růst nebo reprodukci. Tento proces rozkladu je známý jako trávení .

V trávicím systému hmyzu existují rozsáhlé rozdíly mezi různými řády , životními stádii a dokonce i kastami . Je to výsledek extrémních adaptací na různé životní styly. Předkládaný popis se zaměřuje na zobecněné složení trávicího systému dospělého ortopteroidního hmyzu, které je považováno za základní pro interpretaci zvláštností jiných skupin.

Hlavní strukturou trávicího systému hmyzu je dlouhá uzavřená trubice zvaná trávicí trubice , která prochází podél těla. Trávicí trubice směřuje potravu jednosměrně z úst do řitního otvoru . Má tři sekce, z nichž každá provádí jiný proces trávení. Kromě trávicího traktu má hmyz také párové slinné žlázy a slinné rezervoáry. Tyto struktury se obvykle nacházejí v hrudníku přilehlém k předžaludku. Slinné žlázy (prvek 30 v číslovaném diagramu) v ústech hmyzu produkují sliny. Slinné kanály vedou ze žláz do rezervoárů a pak dopředu přes hlavu do otvoru zvaného slinář, který se nachází za hypofarynxem. Pohybem ústních částí (prvek 32 v číslovaném diagramu) může hmyz smíchat potravu se slinami. Směs slin a potravy pak putuje slinnými trubičkami do úst, kde se začne rozkládat. Některý hmyz, jako mouchy , má mimoústní trávení . Hmyz využívající extraorální trávení vyhání trávicí enzymy do potravy, aby je rozložil. Tato strategie umožňuje hmyzu extrahovat významnou část dostupných živin ze zdroje potravy. Střevo je místem, kde probíhá téměř veškeré trávení hmyzu. Lze jej rozdělit na přední , střední a zadní střevo .

Předžaludky
Stylizované schéma trávicího traktu hmyzu znázorňující malpighický kanálek ​​z hmyzu z řádu Orthoptera

První úsek trávicího traktu je předžaludkem ( prvek 27 v číslovaném diagramu), neboli stomodaeum. Předžaludko je vystláno kutikulární výstelkou z chitinu a proteinů jako ochrana před tuhou potravou. Přední střevo zahrnuje dutinu ústní (ústa), hltan , jícen a obilí a proventriculus (jakákoli část může být vysoce modifikovaná), které ukládají potravu a označují, kdy pokračovat v přechodu do středního střeva.

Trávení začíná v dutině ústní (ústa), protože částečně rozžvýkané jídlo je rozkládáno slinami ze slinných žláz. Jak slinné žlázy produkují tekutiny a enzymy trávící uhlohydráty (většinou amylázy ), silné svaly v hltanu pumpují tekutinu do dutiny ústní, lubrikují potravu jako slinárna a pomáhají přikrmování krve a podavačům xylému a floému.

Odtud hltan předává potravu do jícnu, což by mohla být jen jednoduchá trubice, která by ji předávala obilí a proventrikulu, a pak dále do středního střeva, jako u většiny hmyzu. Alternativně se může přední střevo rozšířit do velmi rozšířeného obilí a proventrikulu, nebo může být obilí pouze divertikl nebo struktura naplněná tekutinou, jako u některých druhů Diptera.

Midgut

Jakmile potrava opustí plodinu, přejde do středního střeva (prvek 13 v číslovaném diagramu), známého také jako mesenteron, kde probíhá většina trávení. Mikroskopické výběžky ze stěny středního střeva, nazývané mikroklky , zvětšují povrch stěny a umožňují vstřebání více živin; bývají blízko původu středního střeva. U některých druhů hmyzu se může role mikroklků a jejich umístění lišit. Například specializované mikroklky produkující trávicí enzymy mohou být pravděpodobněji blízko konce středního střeva a absorpce blízko počátku nebo začátku středního střeva.

Hindgut

V zadním střevě (prvek 16 v číslovaném diagramu) nebo proktodaeu jsou nestrávené částice potravy spojeny kyselinou močovou za vzniku fekálních pelet. Rektum absorbuje 90 % vody v těchto fekálních peletách a suchá peleta je pak vyloučena řitním otvorem (prvek 17), čímž je dokončen proces trávení. Envaginace na předním konci zadního střeva tvoří Malpighické tubuly, které tvoří hlavní vylučovací systém hmyzu.

Vylučovací soustava

Hmyz může mít jeden až stovky malpighických tubulů (prvek 20). Tyto tubuly odstraňují dusíkaté odpady z hemolymfy hmyzu a regulují osmotickou rovnováhu. Odpady a rozpuštěné látky jsou vyprazdňovány přímo do trávicího traktu, na křižovatce mezi středním a zadním střevem.

Rozmnožovací systém

Reprodukční systém samic hmyzu se skládá z páru vaječníků , přídatných žláz, jedné nebo více spermií a kanálků spojujících tyto části. Vaječníky jsou tvořeny množstvím vaječných trubic, nazývaných ovarioly , které se liší velikostí a počtem podle druhu. Počet vajíček, které je hmyz schopen vytvořit, se liší podle počtu vaječníků, přičemž rychlost, kterou se vajíčka mohou vyvinout, je také ovlivněna designem vaječníků. Samice hmyzu jsou schopny vytvářet vajíčka, přijímat a uchovávat spermie, manipulovat se spermiemi různých samců a klást vajíčka. Pomocné žlázy nebo žlázové části vejcovodů produkují různé látky pro udržení spermií, transport a oplodnění, stejně jako pro ochranu vajíček. Mohou vyrábět lepidlo a ochranné látky pro obalování vajec nebo tuhé obaly pro šarži vajec zvanou ootéky . Spermatéky jsou trubice nebo váčky, ve kterých mohou být spermie uloženy mezi dobou páření a dobou oplodnění vajíčka.

U mužů je reprodukčním systémem varlata , zavěšená v tělní dutině průdušnicemi a tukovým tělesem . Většina samců hmyzu má pár varlat, uvnitř kterých jsou spermie nebo folikuly, které jsou uzavřeny v membranózním vaku. Folikuly se připojují k vas deferens chámovodem a dvě tubulární vasa deferentia se připojují ke střednímu ejakulačnímu vývodu, který vede ven. Část chámovodu je často zvětšena, aby vytvořila semenný váček, který uchovává spermie předtím, než jsou vypuštěny do ženy. Semenné váčky mají žlázové výstelky, které vylučují živiny pro výživu a udržení spermií. Ejakulační kanálek ​​pochází z invaginace epidermálních buněk během vývoje a v důsledku toho má kutikulární výstelku. Koncová část ejakulačního vývodu může být sklerotizována za vzniku intromitentního orgánu, aedeagus. Zbytek mužského reprodukčního systému pochází z embryonálního mezodermu , kromě zárodečných buněk nebo spermatogonie , které sestupují z primordiálních pólových buněk velmi brzy během embryogeneze.

Dýchací systém

Trubkovité srdce (zelené) komára Anopheles gambiae se táhne vodorovně přes tělo, propojené s kosočtvercovými svaly křídel (také zelené) a obklopené perikardiálními buňkami (červené). Modrá znázorňuje buněčná jádra .

Dýchání hmyzu je prováděno bez plic . Místo toho používá dýchací systém hmyzu systém vnitřních trubic a vaků, kterými plyny buď difundují, nebo jsou aktivně čerpány a dodávají kyslík přímo do tkání, které ho potřebují, prostřednictvím své průdušnice (prvek 8 v číslovaném diagramu). U většiny hmyzu je vzduch nasáván otvory po stranách břicha a hrudníku, které se nazývají spirakuly .

Dýchací systém je důležitým faktorem, který omezuje velikost hmyzu. Jak se hmyz zvětšuje, tento typ přenosu kyslíku je méně účinný, a proto nejtěžší hmyz v současnosti váží méně než 100 g. Se zvýšenými hladinami atmosférického kyslíku, jaké byly přítomny v pozdním paleozoiku , byl však možný větší hmyz, jako jsou vážky s rozpětím křídel větším než dvě stopy (60 cm).

Existuje mnoho různých vzorců výměny plynů demonstrovaných různými skupinami hmyzu. Vzorce výměny plynů u hmyzu se mohou pohybovat od kontinuální a difuzní ventilace až po přerušovanou výměnu plynů . Při kontinuální výměně plynů je v kontinuálním cyklu přijímán kyslík a uvolňován oxid uhličitý . Při nespojité výměně plynů však hmyz přijímá kyslík, když je aktivní, a malé množství oxidu uhličitého se uvolňuje, když je hmyz v klidu. Difuzní ventilace je jednoduše formou nepřetržité výměny plynů, ke které dochází spíše difúzí než fyzickým přijímáním kyslíku. Některé druhy hmyzu, které jsou ponořeny, mají také úpravy, které pomáhají při dýchání. Jako larvy má mnoho hmyzu žábry, které dokážou extrahovat kyslík rozpuštěný ve vodě, zatímco jiní potřebují stoupat k vodní hladině, aby doplnili zásoby vzduchu, který může být držen nebo uvězněn ve speciálních strukturách.

Oběhový systém

Vzhledem k tomu, že kyslík je dodáván přímo do tkání prostřednictvím tracheol, oběhový systém se nepoužívá k přenosu kyslíku, a proto je značně omezen. Oběhový systém hmyzu je otevřený; to nemá žádné žíly nebo tepny , a místo toho sestává z málo víc než jeden, perforovaný hřbetní trubka, která pulzuje peristalticky . Tato dorzální krevní céva (prvek 14) je rozdělena do dvou částí: srdce a aorta. Hřbetní krevní céva cirkuluje hemolymfou , tekutým analogem krve členovců , ze zadní části tělesné dutiny dopředu. Hemolymfa se skládá z plazmy, ve které jsou suspendovány hemocyty . Živiny, hormony, odpady a další látky jsou transportovány skrz hmyzí tělo v hemolymfě. Hemocyty zahrnují mnoho typů buněk, které jsou důležité pro imunitní reakce, hojení ran a další funkce. Tlak hemolymfy může být zvýšen svalovými kontrakcemi nebo polykáním vzduchu do trávicího systému na pomoc při línání. Hemolymfa je také hlavní součástí otevřeného oběhového systému jiných členovců , jako jsou pavouci a korýši .

Reprodukce a vývoj

Pár vznášedel Simosyrphus grandicornis páření za letu.
Pár kobylek páření .

Většina hmyzu se líhne z vajec . K oplození a vývoji dochází uvnitř vajíčka, uzavřeného skořápkou ( chorion ), která se skládá z mateřské tkáně. Na rozdíl od vajíček jiných členovců je většina vajíček hmyzu odolná vůči suchu. Je to proto, že uvnitř chorionu se z embryonální tkáně vyvinou dvě další membrány, amnion a seróza . Tato seróza vylučuje kutikulu bohatou na chitin , která chrání embryo před vysycháním. U Schizophora se však seróza nevyvíjí, ale tyto mouchy kladou vajíčka na vlhká místa, jako je hnijící hmota. Některé druhy hmyzu, jako je šváb Blaptica dubia , stejně jako juvenilní mšice a mouchy tsetse, jsou ovoviviparous . Vajíčka ovoviviparous se vyvinou zcela uvnitř samice a poté se vylíhnou ihned po snesení. Některé jiné druhy, takový jako ti v rodu švábů známých jako Diploptera , být viviparous , a tak březí uvnitř matky a být narozen živý . Některé druhy hmyzu, jako jsou parazitické vosy, vykazují polyembryonii , kdy se jediné oplodněné vajíčko rozdělí na mnoho a v některých případech tisíce samostatných embryí. Hmyz může být univoltinní , bivoltinní nebo multivoltinní , tj. může mít jednu, dvě nebo mnoho mláďat (generací) za rok.

Různé formy samce (nahoře) a samice (dole) můry orgyia recens jsou příkladem sexuálního dimorfismu u hmyzu.

Mezi další vývojové a reprodukční variace patří haplodiploidie , polymorfismus , pedomorfóza nebo peramorfóza , sexuální dimorfismus , partenogeneze a vzácněji hermafroditismus . V haplodiploidii, což je typ systému určování pohlaví , je pohlaví potomka určeno počtem sad chromozomů , které jedinec obdrží. Tento systém je typický u včel a vos. Polymorfismus je stav, kdy druh může mít různé morfy nebo formy , jako u katydidu podlouhlého okřídleného , ​​který má čtyři různé odrůdy: zelenou, růžovou a žlutou nebo tříslovou. Některé druhy hmyzu si mohou uchovat fenotypy , které jsou normálně vidět pouze u mláďat; tomu se říká pedomorfóza. Při peramorfóze, opačném druhu jevu, hmyz získá dříve neviditelné rysy poté, co dospějí v dospělce. Mnoho hmyzu vykazuje sexuální dimorfismus, ve kterém samci a samice mají výrazně odlišný vzhled, jako je můra Orgyia recens jako příklad sexuálního dimorfismu u hmyzu.

Některé druhy hmyzu využívají partenogenezi , což je proces , při kterém se samice může rozmnožovat a rodit, aniž by měla vajíčka oplodněná samcem . Mnoho mšic prochází formou partenogeneze, nazývanou cyklická partenogeneze, ve které se střídá jedna nebo více generací nepohlavní a pohlavní reprodukce. V létě jsou mšice obecně samičí a partenogenetické; na podzim mohou být samci produkováni pro sexuální reprodukci. Další hmyz produkovaný partenogenezí jsou včely, vosy a mravenci, ve kterých plodí samce. Celkově však většinu jedinců tvoří samice, které vznikají oplodněním. Samci jsou haploidní a samice diploidní .

Životní historie hmyzu ukazuje adaptace, aby vydržely chladné a suché podmínky. Některé druhy hmyzu v mírných oblastech jsou schopny aktivity během zimy, zatímco některé jiné migrují do teplejšího klimatu nebo upadají do stavu strnulosti . Ještě další hmyz má vyvinuté mechanismy diapauzy , které umožňují vajíčkům nebo kuklám přežít tyto podmínky.

Metamorfóza

Metamorfóza u hmyzu je biologický proces vývoje, kterým musí projít každý hmyz. Existují dvě formy metamorfózy: neúplná metamorfóza a úplná metamorfóza.

Neúplná metamorfóza

Hemimetabolní hmyz, tedy hmyz s neúplnou metamorfózou, se postupně mění tím, že prochází řadou línání . Hmyz líná, když přeroste jeho exoskelet, který se nenatahuje a jinak by hmyz omezoval v růstu. Proces línání začíná, když epidermis hmyzu vylučuje novou epikutikulu uvnitř staré. Poté, co je tato nová epikutikula sekretována, epidermis uvolňuje směs enzymů, které tráví endokutikulu a tak oddělují starou kutikulu. Když je tato fáze dokončena, hmyz nabobtná tím, že přijme velké množství vody nebo vzduchu, což způsobí, že se stará kutikula rozštěpí podél předem definovaných slabin, kde byla stará exokutikula nejtenčí.

Nedospělý hmyz, který projde neúplnou metamorfózou, se nazývá nymfy nebo v případě vážek a motýlic také najády . Nymfy mají podobnou formu jako dospělí, s výjimkou přítomnosti křídel, která jsou vyvinuta až v dospělosti. S každým svlékáním se nymfy zvětšují a vzhledově se více podobají dospělému hmyzu.

Tato jižní vážka během svého života jako nymfa několikrát přelije svůj exoskeleton ; zobrazeno je konečné svlékání, které se stalo okřídleným dospělým ( ekloze ).

Kompletní metamorfóza

Holometabolismus nebo úplná metamorfóza je stav, kdy se hmyz mění ve čtyřech fázích, vajíčko nebo embryo , larva , kukla a dospělec nebo imago . U těchto druhů se z vajíčka vylíhne larva , která je obecně ve formě červa. Tato červovitá forma může být jednou z několika odrůd: eruciformní (housenkovitá), scarabaeiformní (grub-like), campodeiformní (protáhlá, zploštělá a aktivní), elateriformní (drátovitá) nebo červovitá (červovitá). Larva roste a nakonec se stane kuklou , stádiem poznamenaným omezeným pohybem a často uzavřeným v kokonu . Existují tři typy kukel: obtektní, exarátní nebo koarktátní. Kukly Obtect jsou kompaktní, s nohama a jinými přívěsky uzavřenými. Exarate kukly mají nohy a další přívěsky volné a prodloužené. Uvnitř kůže larvy se vyvíjejí koarktátní kukly. Hmyz prochází značnou změnou formy během stádia kukly a objevuje se jako dospělí. Motýli jsou dobře známým příkladem hmyzu, který prochází úplnou metamorfózou, ačkoli většina hmyzu tento životní cyklus využívá. Některé hmyzy vyvinuly tento systém do hypermetamorfózy .

Úplná metamorfóza je znakem nejrozmanitější skupiny hmyzu, Endopterygota . Endopterygota zahrnuje 11 řádů, z nichž největší jsou Diptera (mouchy), Lepidoptera (motýli a můry) a Hymenoptera (včely, vosy a mravenci) a Coleoptera (brouci). Tato forma vývoje je výlučná pro hmyz a není vidět u žádných jiných členovců.

Smysly a komunikace

Mnoho hmyzu má velmi citlivé a specializované orgány vnímání . Některé druhy hmyzu, jako jsou včely , mohou vnímat ultrafialové vlnové délky nebo detekovat polarizované světlo , zatímco tykadla samců můr mohou detekovat feromony samic můr na vzdálenosti mnoha kilometrů. Žlutá papírová vosa ( Polistes versicolor ) je známá svými vrtivými pohyby jako formou komunikace v kolonii; může se kývat s frekvencí 10,6±2,1 Hz (n=190). Tyto vrtivé pohyby mohou signalizovat příchod nového materiálu do hnízda a agrese mezi pracovníky může být použita ke stimulaci ostatních ke zvýšení expedic za hledáním potravy. Existuje výrazná tendence ke kompromisu mezi zrakovou ostrostí a chemickou nebo hmatovou ostrostí, takže většina hmyzu s dobře vyvinutýma očima má redukovaná nebo jednoduchá tykadla a naopak. Existuje celá řada různých mechanismů, kterými hmyz vnímá zvuk; zatímco vzory nejsou univerzální, hmyz obecně slyší zvuk, pokud jej dokáže produkovat. Různé druhy hmyzu mohou mít různý sluch , ačkoli většina hmyzu slyší pouze úzký rozsah frekvencí souvisejících s frekvencí zvuků, které mohou produkovat. Bylo zjištěno, že komáři slyší až 2 kHz a některé kobylky slyší až 50 kHz. Určitý dravý a parazitický hmyz dokáže detekovat charakteristické zvuky vydávané jejich kořistí nebo hostiteli. Například někteří noční můry mohou vnímat ultrazvukové emise netopýrů , což jim pomáhá vyhnout se predaci. Hmyz, který se živí krví, má speciální smyslové struktury, které dokážou detekovat infračervené emise a použít je k tomu, aby se ubytovali u svých hostitelů.

Některé druhy hmyzu vykazují základní smysl pro čísla , jako jsou osamělé vosy, které loví jeden druh. Vosí matka klade vajíčka do jednotlivých buněk a každému vajíčku poskytuje množství živých housenek, kterými se mláďata při vylíhnutí živí. Některé druhy vos poskytují vždy pět, jiné dvanáct a další až dvacet čtyři housenek na buňku. Počet housenek je mezi druhy různý, ale vždy stejný pro každé pohlaví larvy. Samec samotářské vosy rodu Eumenes je menší než samice, takže matka jednoho druhu mu dodává pouze pět housenek; větší samice dostane do své cely deset housenek.

Produkce světla a vidění

Většina hmyzu má složené oči a dvě tykadla.

Několik druhů hmyzu, jako jsou členové čeledí Poduridae a Onychiuridae (Collembola), Mycetophilidae (Diptera) a čeledi brouků Lampyridae , Phengodidae , Elateridae a Staphylinidae , jsou bioluminiscenční . Nejznámější skupinou jsou světlušky , brouci z čeledi Lampyridae. Některé druhy jsou schopny ovládat tuto generaci světla a vytvářet záblesky. Funkce se liší u některých druhů, které je používají k přilákání kamarádů, zatímco jiné je používají k nalákání kořisti. Jeskynní larvy Arachnocampa (Mycetophilidae, houbové komáry) žhnou, aby nalákaly malý létající hmyz do lepkavých vláken hedvábí. Některé světlušky rodu Photuris napodobují záblesky samic druhu Photinus , aby přilákaly samce tohoto druhu, kteří jsou pak chyceni a pozřeni. Barvy vyzařovaného světla se liší od matně modré ( Orfelia fultoni , Mycetophilidae) po známé zelené a vzácné červené ( Phrixothrix tiemanni , Phengodidae).

Většina hmyzu, kromě některých druhů jeskynních cvrčků , je schopna vnímat světlo a tmu. Mnoho druhů má ostré vidění schopné detekovat nepatrné pohyby. Oči mohou zahrnovat jednoduché oči nebo ocelli , stejně jako složené oči různých velikostí. Mnoho druhů je schopno detekovat světlo ve vlnových délkách infračerveného , ​​ultrafialového a viditelného světla . Barevné vidění bylo prokázáno u mnoha druhů a fylogenetická analýza naznačuje, že UV-zeleno-modrá trichromacie existovala přinejmenším od devonského období mezi 416 a 359 miliony let.

Jednotlivé čočky ve složených očích jsou nepohyblivé, a proto se předpokládalo, že hmyz není schopen zaostřit. Ale výzkum na ovocných muškách, což je jediný dosud studovaný hmyz, ukázal, že fotoreceptorové buňky pod každou čočkou se rychle pohybují dovnitř a ven z ohniska v sérii pohybů nazývaných fotoreceptorové mikrosakády. To jim dává mnohem jasnější obraz světa, než se dříve předpokládalo.

Zvuková produkce a sluch

Hmyz byl první organismy, které produkovaly a vnímaly zvuky. Sluch se u různých skupin hmyzu vyvíjel nezávisle nejméně 19krát. Hmyz vydává zvuky většinou mechanickým působením přívěsků. U kobylek a cvrčků je toho dosaženo stridulací . Cikády vydávají nejhlasitější zvuky mezi hmyzem tím, že produkují a zesilují zvuky se speciálními úpravami svého těla, aby vytvořily tymbaly a související svalstvo. Africká cikáda Brevisana brevis byla naměřena na 106,7  decibelů na vzdálenost 50 cm (20 palců). Některý hmyz, jako jsou můry Helicoverpa zea , jestřábi a motýli Hedylid , mohou slyšet ultrazvuk a vyhýbat se, když cítí, že je detekovali netopýři. Některé můry produkují ultrazvukové cvakání, o kterém se kdysi předpokládalo, že má roli v rušení echolokace netopýrů . Následně bylo zjištěno, že ultrazvukové cvakání produkují většinou nechutní moli, aby varovali netopýry, stejně jako se výstražné zbarvení používá proti predátorům, kteří loví zrakem. Někteří jinak chutní můry se vyvinuli, aby napodobovali tato volání. Nedávno bylo přehodnoceno tvrzení, že někteří můry mohou rušit sonar netopýrů. Ultrazvukový záznam a vysokorychlostní infračervené videozáznamy interakcí netopýra a můry naznačují, že chutný můra tygrovaný se skutečně brání útokům velkých hnědých netopýrů pomocí ultrazvukových kliknutí, která ruší sonar netopýrů.

Velmi slabé zvuky vydávají také různé druhy Coleoptera , Hymenoptera , Lepidoptera , Mantodea a Neuroptera . Tyto nízké zvuky jsou jednoduše zvuky vydávané pohybem hmyzu. Prostřednictvím mikroskopických stridulačních struktur umístěných na svalech a kloubech hmyzu jsou normální zvuky pohybu hmyzu zesíleny a lze je použít k varování nebo komunikaci s jiným hmyzem. Většina hmyzu vytvářejícího zvuk má také bubínkové orgány , které mohou vnímat zvuky přenášené vzduchem. Některé druhy v Hemiptera , takový jako corixids (vodní lodníci), je známý tím, že komunikuje přes podvodní zvuky. Většina hmyzu je také schopna vnímat vibrace přenášené povrchy.

Kriket v garáži se známým voláním.

Komunikace pomocí povrchových vibračních signálů je mezi hmyzem rozšířenější kvůli omezením velikosti při vytváření zvuků přenášených vzduchem. Hmyz nemůže účinně produkovat nízkofrekvenční zvuky a vysokofrekvenční zvuky mají tendenci se více rozptýlit v hustém prostředí (jako je listí ), takže hmyz žijící v takovém prostředí komunikuje primárně pomocí vibrací přenášených substrátem. Mechanismy produkce vibračních signálů jsou stejně rozmanité jako mechanismy produkce zvuku u hmyzu.

Některé druhy používají vibrace pro komunikaci mezi příslušníky stejného druhu, například k přilákání kamarádů, jako je tomu v písních štítové ploštice Nezara viridula . Vibrace mohou být také použity ke komunikaci mezi zcela odlišnými druhy; housenky lycaenid (babočka pavučinového), které jsou myrmekofilní (žijící ve mutualistickém spojení s mravenci) tímto způsobem komunikují s mravenci. Madagaskarský šváb syčící má schopnost protlačovat vzduch svými spirálami a vydávat syčivý zvuk jako projev agrese; jestřáb jestřáb vydává skřípavý zvuk vytlačováním vzduchu z hltanu, když je rozrušený, což může také snížit agresivní chování včely medonosné, když jsou dva blízko.

Chemická komunikace

Chemická komunikace u zvířat závisí na různých aspektech včetně chuti a vůně. Chemorecepce je fyziologická reakce smyslového orgánu (tj. chuti nebo vůně) na chemický podnět, kdy chemikálie působí jako signály pro regulaci stavu nebo aktivity buňky. Semiochemická látka je chemická látka přenášející zprávu, která má přitahovat, odpuzovat a předávat informace. Typy semiochemických látek zahrnují feromony a kairomony. Jedním z příkladů je motýl Phengaris arion , který používá chemické signály jako formu mimikry k podpoře predace.

Kromě použití zvuku pro komunikaci si široká škála hmyzu vyvinula chemické prostředky pro komunikaci . Tyto semiochemické látky jsou často odvozeny z rostlinných metabolitů, včetně těch, které mají přitahovat, odpuzovat a poskytovat další druhy informací. Feromony , typ semiochemické látky, se používají k přilákání partnerů opačného pohlaví, k agregaci konspecifických jedinců obou pohlaví, k odrazení jiných jedinců od přiblížení, k označení stopy a ke spuštění agrese u blízkých jedinců. Allomones prospívá jejich producentovi tím, že má vliv na příjemce. Kairomones těží ze svého přijímače místo ze svého producenta. Synomony jsou přínosem pro producenta i příjemce. Zatímco některé chemikálie jsou zaměřeny na jedince stejného druhu, jiné se používají ke komunikaci napříč druhy. Použití pachů je zvláště dobře vyvinuto u sociálního hmyzu.Kutikulární uhlovodíky jsou nestrukturální materiály produkované a vylučované na povrch kutikuly, aby bojovaly proti vysychání a patogenům . Jsou důležité také jako feromony, zejména u sociálního hmyzu.

Společenské chování

Katedrální mohyla vytvořená termity ( Isoptera ).

Společenský hmyz , jako jsou termiti , mravenci a mnoho včel a vos , jsou nejznámějšími druhy eusociálních zvířat. Žijí spolu ve velkých dobře organizovaných koloniích, které mohou být tak těsně integrované a geneticky podobné, že kolonie některých druhů jsou někdy považovány za superorganismy . Někdy se tvrdí, že různé druhy včel medonosných jsou jedinými bezobratlými (a skutečně jednou z mála nelidských skupin), u kterých se vyvinul systém abstraktní symbolické komunikace, kde se chování používá k reprezentaci a předávání konkrétních informací o něčem v prostředí. V tomto komunikačním systému, nazývaném taneční jazyk , představuje úhel, pod kterým včela tančí, směr vzhledem ke slunci a délka tance představuje vzdálenost, kterou má uletět. Čmeláci možná nejsou tak pokročilí jako včely medonosné, ale také potenciálně mají určité sociální komunikační chování. Například Bombus terrestris vykazují rychlejší křivku učení pro návštěvu neznámých, ale přesto obohacujících květin, když mohou vidět shánění potravy stejného druhu na stejném druhu.

Pouze hmyz, který žije v hnízdech nebo koloniích, vykazuje skutečnou schopnost prostorové orientace v jemném měřítku nebo navádění. To může hmyzu umožnit, aby se neomylně vrátil do jediné díry o průměru několika milimetrů mezi tisíci zdánlivě identických děr seskupených dohromady, a to po cestě na vzdálenost až několika kilometrů. Při jevu známém jako filopatrie prokázal hmyz, který přezimuje , schopnost vybavit si konkrétní místo až rok po posledním prohlížení oblasti zájmu. Několik druhů hmyzu sezónně migruje na velké vzdálenosti mezi různými zeměpisnými oblastmi (např. přezimující oblasti motýla monarchy ).

Péče o mláďata

Eusociální hmyz staví hnízda, hlídá vajíčka a poskytuje potravu pro potomky na plný úvazek. Většina hmyzu však v dospělosti žije krátký život a jen zřídka se vzájemně ovlivňují, s výjimkou páření nebo soutěžení o kamarády. Malý počet projevuje určitou formu rodičovské péče , kde budou alespoň hlídat svá vajíčka a někdy i nadále hlídat své potomky až do dospělosti a případně je i krmit. Další jednoduchou formou rodičovské péče je postavit hnízdo (noru nebo skutečnou stavbu, která může být jednoduchá nebo složitá), skladovat v něm zásoby a na tato opatření naklást vejce. Dospělý jedinec nekontaktuje rostoucí potomstvo, ale přesto poskytuje potravu. Tento druh péče je typický pro většinu druhů včel a různé druhy vos.

Pohyb

Let

Základní pohyb hmyzího křídla u hmyzu s nepřímým letovým mechanismem schéma dorzoventrálního řezu segmentem hrudníku s křídly , b klouby, c dorzoventrálními svaly, d podélnými svaly.

Hmyz je jedinou skupinou bezobratlých , u které se vyvinul let. Evoluce hmyzích křídel byla předmětem debat. Někteří entomologové naznačují, že křídla jsou z paranotálních laloků nebo rozšíření z exoskeletu hmyzu nazývaného nota , nazývaného paranotální teorie . Jiné teorie jsou založeny na pleurálním původu. Tyto teorie zahrnují domněnky, že křídla pocházejí z modifikovaných žaber, spirálovitých chlopní nebo jako úponek epikoxy. Epikoxální teorie naznačuje, že hmyzí křídla jsou modifikované epikoxální výstupy, modifikovaný přívěsek na bázi nohou nebo coxa . Ve věku karbonu měly některé vážky Meganeura rozpětí křídel až 50 cm (20 palců). Bylo zjištěno, že vzhled gigantického hmyzu je v souladu s vysokým atmosférickým kyslíkem. Dýchací systém hmyzu omezuje jejich velikost, nicméně vysoký obsah kyslíku v atmosféře umožnil větší velikosti. Největší létající hmyz je dnes mnohem menší, přičemž největší rozpětí křídel má můra bílá čarodějnice ( Thysania agrippina ), přibližně 28 cm (11 palců).

Let hmyzu je tématem velkého zájmu v aerodynamice , částečně kvůli neschopnosti teorií ustáleného stavu vysvětlit vztlak generovaný drobnými křídly hmyzu. Ale hmyzí křídla jsou v pohybu, mávají a vibrují, což má za následek víření a víry , a mylná představa, že fyzika říká, že „čmeláci neumí létat“, přetrvávala po většinu dvacátého století.

Na rozdíl od ptáků je mnoho malých hmyzů smeteno převládajícími větry, ačkoli je známo, že mnoho větších hmyzů provádí migrace . Je známo, že mšice jsou přepravovány na dlouhé vzdálenosti nízkoúrovňovými tryskovými proudy . Vzory jemných čar související se sbíhajícími se větry v rámci radarových snímků počasí , jako je radarová síť WSR-88D , často představují velké skupiny hmyzu. K monitorování hmyzu lze záměrně využít i radar .

Chůze

Prostorový a časový krokový vzor kráčejících pouštních mravenců provádějících střídavou trojnožkovou chůzi. Rychlost záznamu: 500 fps, Rychlost přehrávání: 10 fps.

Mnoho dospělých hmyzů používá k chůzi šest nohou se střídavou trojnožkou . To umožňuje rychlou chůzi a zároveň mít vždy stabilní postoj; to bylo studováno značně u švábů a mravenců . Při prvním kroku jsou pravá střední noha a přední a zadní levé nohy v kontaktu se zemí a pohybují hmyz dopředu, zatímco přední a zadní pravá noha a střední levá noha jsou zvednuty a posunuty dopředu do nové polohy. Když se dotknou země a vytvoří nový stabilní trojúhelník, mohou být ostatní nohy zvednuty a posunuty dopředu a tak dále. Nejčistší forma trojnožky je vidět u hmyzu pohybujícího se vysokou rychlostí. Tento typ pohybu však není rigidní a hmyz se dokáže přizpůsobit různým způsobům chůze. Například při pomalém pohybu, zatáčení, vyhýbání se překážkám, lezení nebo kluzkém povrchu se země mohou dotýkat čtyři (tetrapod) nebo více nohou (chůze ve vlnách). Hmyz může také přizpůsobit svou chůzi, aby se vyrovnala se ztrátou jedné nebo více končetin.

Švábi patří k nejrychlejším hmyzím běžcům a při plné rychlosti si osvojují dvounohý běh, aby dosáhli vysoké rychlosti v poměru k velikosti svého těla. Protože se švábi pohybují velmi rychle, je třeba je zaznamenat na video s frekvencí několika set snímků za sekundu, aby se odhalila jejich chůze. Uklidněnější lokomoce je pozorována u paličkovitého hmyzu nebo vycházkových holí ( Phasmatodea ). Několik druhů hmyzu se vyvinulo, aby chodilo po vodní hladině, zejména členové čeledi Gerridae , běžně známí jako vodní striders. Několik druhů oceánských bruslařů z rodu Halobates dokonce žije na povrchu otevřených oceánů, což je lokalita, která má málo druhů hmyzu.

Chůze po hmyzu je zvláště zajímavá jako praktická forma lokomoce robota . Studium hmyzu a dvounožců má významný vliv na možné robotické způsoby přepravy. To může umožnit navržení nových hexapodových robotů , kteří mohou procházet terénem , ​​který roboti s koly nemusí být schopni zvládnout.

Plavání

Zpětný plavec Notonecta glauca pod vodou, který ukazuje svou adaptaci zadní nohy jako pádlo

Velké množství hmyzu žije buď část nebo celý svůj život pod vodou. V mnoha primitivnějších řádech hmyzu se nezralá stádia tráví ve vodním prostředí. Některé skupiny hmyzu, jako někteří vodní brouci , mají také vodní dospělé.

Mnoho z těchto druhů má úpravy, které pomáhají při pohybu pod vodou. Vodní brouci a vodní brouci mají nohy uzpůsobené do lopatkovitých struktur. Vážkové najády používají tryskový pohon a násilně vytlačují vodu z rektální komory. Některé druhy, jako jsou vodní cyklisté, jsou schopni chodit po vodní hladině. Mohou to udělat, protože jejich drápy nejsou na špičkách nohou jako u většiny hmyzu, ale zapuštěné ve speciální drážce dále na noze; to zabraňuje drápům propíchnout povrchový film vody. O jiném hmyzu, jako je Rove brouk Stenus, je známo, že vydává sekrety pygidiálních žláz, které snižují povrchové napětí, což jim umožňuje pohybovat se po hladině pomocí pohonu Marangoni (také známého pod německým termínem Entspannungsschwimmen ).

Ekologie

Ekologie hmyzu je vědecká studie o tom, jak hmyz, jednotlivě nebo jako společenství, interaguje s okolním prostředím nebo ekosystémem . Hmyz hraje jednu z nejdůležitějších rolí v jejich ekosystémech, která zahrnuje mnoho rolí, jako je obracení a provzdušňování půdy, zahrabávání hnoje, hubení škůdců, opylování a výživa volně žijících živočichů. Příkladem jsou brouci , což jsou mrchožrouti , kteří se živí mrtvými zvířaty a padlými stromy, a tím recyklují biologické materiály do forem, které jsou užitečné pro jiné organismy . Tento hmyz a další jsou zodpovědné za velkou část procesu, kterým se vytváří ornice .

Obrana a dravost

Možná jeden z nejznámějších příkladů mimikry, motýl místokrál (nahoře) se jeví velmi podobný motýlu monarchovi (dole).

Hmyz má většinou měkké tělo, křehký a téměř bezbranný ve srovnání s jinými, většími formami života. Nezralá stádia jsou malá, pohybují se pomalu nebo jsou nepohyblivá, a tak jsou všechna stádia vystavena predaci a parazitismu . Hmyz pak má různé obranné strategie, aby se vyhnul útoku predátorů nebo parazitoidů . Patří mezi ně maskování , mimikry , toxicita a aktivní obrana.

Kamufláž je důležitá obranná strategie, která zahrnuje použití zbarvení nebo tvaru, aby splynul s okolním prostředím. Tento druh ochranného zbarvení je běžný a rozšířený u čeledí brouků, zvláště u těch, kteří se živí dřevem nebo vegetací, jako je řada brouků listových ( čeleď Chrysomelidae ) nebo nosatců . U některých z těchto druhů sochařství nebo různé barevné šupiny nebo chlupy způsobují, že brouk připomíná ptačí trus nebo jiné nejedlé předměty. Mnoho z těch, kteří žijí v písčitém prostředí, splývá se zbarvením substrátu. Většina phasmids je známá pro efektivní replikaci forem tyčí a listů a těla některých druhů (takový jako O. macklotti a Palophus centaurus ) být pokrytý mechem nebo lišejníkovými výrůstky, které doplňují jejich přestrojení. Velmi vzácně může mít druh schopnost měnit barvu, jak se mění jejich okolí ( Bostra scabrinota ). V další behaviorální adaptaci k doplnění krypsi bylo zjištěno, že řada druhů provádí houpavý pohyb, kdy se tělo kývá ze strany na stranu, o kterém se předpokládá, že odráží pohyb listů nebo větviček houpajících se ve vánku. Další metodou, kterou se paličkovitý hmyz vyhýbá predaci a připomíná větvičky, je předstírání smrti ( katalepsie ), kdy se hmyz dostane do nehybného stavu, který lze udržet po dlouhou dobu. Noční stravovací návyky dospělých také pomáhají Phasmatodea zůstat skrytá před predátory.

Další obrana, která často používá barvu nebo tvar k oklamání potenciálních nepřátel, je mimikry . Řada tesaříků (čeleď Cerambycidae) se nápadně podobá vosám , což jim pomáhá vyhnout se predaci, i když jsou brouci ve skutečnosti neškodní. Batesovské a Müllerovské mimikry komplexy se běžně vyskytují u Lepidoptera. Genetický polymorfismus a přírodní výběr dávají vzniknout jinak jedlým druhům (napodobenina), které získávají výhodu přežití tím, že se podobají nejedlým druhům (model). Takový mimikry komplex je označován jako Batesian . Jeden z nejslavnějších příkladů, kdy se dlouho věřilo, že motýl místokrál je batesovským napodobením nepoživatelného panovníka , byl později vyvrácen, protože místokrál je toxičtější než panovník, a tato podobnost je nyní považována za případ Mülleriana. mimikry. V Müllerově mimikry je pro nejedlé druhy, obvykle v rámci taxonomického řádu, výhodné se navzájem podobat, aby se snížila četnost odběru vzorků predátory, kteří se potřebují dozvědět o nepoživatelnosti hmyzu. Taxony z toxického rodu Heliconius tvoří jeden z nejznámějších Müllerových komplexů.

Chemická obrana je další důležitá obrana nalezená mezi druhy Coleoptera a Lepidoptera, obvykle inzerovaná jasnými barvami, jako je motýl monarcha . Svou toxicitu získávají sekvestrací chemikálií z rostlin, které jedí, do vlastních tkání. Někteří Lepidoptera si vyrábějí své vlastní toxiny. Dravci, kteří jedí jedovaté motýly a můry, mohou onemocnět a prudce zvracet a naučit se tyto druhy nejíst; to je vlastně základ Müllerovy mimikry. Predátor, který dříve snědl jedovatého lepidoptera, se může v budoucnu vyhnout jiným druhům s podobným znakem, a tím zachránit i mnoho dalších druhů. Někteří střevlíci z čeledi Carabidae dokážou z břicha s velkou přesností stříkat chemikálie, aby odpudili predátory.

Opylování

Evropská včela medonosná nesoucí pyl v pylovém košíku zpět do úlu

Opylení je proces, kterým se pyl přenáší při rozmnožování rostlin, čímž umožňuje oplodnění a pohlavní rozmnožování . Většina kvetoucích rostlin vyžaduje k přepravě zvíře. Zatímco ostatní zvířata jsou zahrnuta jako opylovači, většinu opylování provádí hmyz. Protože hmyz obvykle získává užitek z opylování ve formě energeticky bohatého nektaru, je to skvělý příklad mutualismu . Různé květinové vlastnosti (a jejich kombinace), které odlišně přitahují jeden nebo druhý typ opylovače, jsou známé jako opylovací syndromy . Ty vznikly složitými adaptacemi rostlin a živočichů. Opylovači nacházejí květy prostřednictvím jasných zbarvení, včetně ultrafialového záření, a atraktantních feromonů . Studium opylování hmyzem je známé jako antekologie .

Parazitismus

Mnoho hmyzu je parazity jiného hmyzu, jako jsou parazitoidní vosy. Tento hmyz je znám jako entomofágní paraziti . Mohou být prospěšné díky své devastaci škůdců, kteří mohou ničit úrodu a další zdroje. Mnoho hmyzu má parazitický vztah s lidmi, jako je komár. Je známo, že tento hmyz šíří nemoci, jako je malárie a žlutá zimnice , a proto komáři nepřímo způsobují více úmrtí lidí než jakékoli jiné zvíře.

Vztah k lidem

Jako škůdci

Mnoho hmyzu je lidmi považováno za škůdce . Hmyz běžně považovaný za škůdce zahrnuje hmyz, který je parazitický ( např. vši , štěnice ), přenáší choroby ( komáři , mouchy ), poškozuje struktury ( termiti ) nebo ničí zemědělské zboží ( kobylky , nosatci ). Mnoho entomologů se zabývá různými formami hubení škůdců, jako je výzkum pro společnosti vyrábějící insekticidy , ale stále více se spoléhají na metody biologické ochrany proti škůdcům nebo biokontrolu. Biocontrol využívá jeden organismus ke snížení populační hustoty jiného organismu – škůdce – a je považován za klíčový prvek integrované ochrany proti škůdcům .

Navzdory velkému množství úsilí zaměřeného na kontrolu hmyzu mohou lidské pokusy zabít škůdce insekticidy selhat. Při neopatrném použití může jed zabít všechny druhy organismů v oblasti, včetně přirozených predátorů hmyzu, jako jsou ptáci, myši a další hmyzožravci. Účinky použití DDT jsou příklady toho, jak některé insekticidy mohou ohrozit divokou zvěř mimo zamýšlené populace škodlivého hmyzu.

V prospěšných rolích

Protože pomáhají kvetoucím rostlinám při křížovém opylování , je některý hmyz pro zemědělství kritický. Tato evropská včela medonosná sbírá nektar, zatímco se na jejím těle shromažďuje pyl.
Loupežník se svou kořistí , pestřenka . Hmyzožravé vztahy, jako jsou tyto, pomáhají kontrolovat populace hmyzu.

Ačkoli největší pozornost přitahuje škůdce, mnoho druhů hmyzu je prospěšných pro životní prostředí a pro lidi . Některé druhy hmyzu, jako vosy , včely , motýli a mravenci , opylují kvetoucí rostliny . Opylení je vzájemný vztah mezi rostlinami a hmyzem. Jelikož hmyz sbírá nektar z různých rostlin stejného druhu, šíří také pyl z rostlin, kterými se dříve živil. To značně zvyšuje schopnost rostlin křížově se opylovat , což udržuje a možná i zlepšuje jejich evoluční zdatnost . To v konečném důsledku ovlivňuje lidi, protože zajištění zdravých plodin je pro zemědělství zásadní . Stejně jako opylující mravenci pomáhají s distribucí semen rostlin. To napomáhá šíření rostlin, což zvyšuje rozmanitost rostlin. To vede k celkově lepšímu prostředí. Vážným ekologickým problémem je úbytek populací opylovačů a řada druhů hmyzu se nyní pěstuje především pro řízení opylování , aby bylo v době květu dostatek opylovačů na poli, v sadech nebo ve skleníku . Dalším řešením, jak je ukázáno v Delaware, bylo vypěstovat původní rostliny, které pomohou podporovat původní opylovače, jako je L. vierecki .

Ekonomická hodnota opylení hmyzem se jen v USA odhaduje na 34 miliard dolarů.

Výrobky vyrobené hmyzem . Hmyz také produkuje užitečné látky, jako je med , vosk , lak a hedvábí . Včely byly pěstovány lidmi po tisíce let pro med, i když pro včelaře nabývá na důležitosti kontrahování kvůli opylování plodin . Hedvábí velmi ovlivnilo lidskou historii, protože obchod založený na hedvábí navázal vztahy mezi Čínou a zbytkem světa.

Hubení škůdců . Hmyzožravý hmyz nebo hmyz, který se živí jiným hmyzem, je pro člověka prospěšný, pokud požírá hmyz, který by mohl způsobit poškození zemědělství a lidských struktur. Například mšice se živí plodinami a způsobují problémy zemědělcům, ale berušky se živí mšicemi a lze je použít jako prostředek k výraznému snížení populace mšic. Zatímco ptáci jsou možná viditelnějšími predátory hmyzu, naprostou většinu spotřeby hmyzu tvoří hmyz sám. Mravenci také pomáhají kontrolovat populace zvířat konzumací malých obratlovců. Bez predátorů, kteří by je drželi pod kontrolou, může hmyz podstoupit téměř nezastavitelné populační exploze .

Lékařské použití . Hmyz se také používá v medicíně, například larvy much ( červy ) byly dříve používány k léčbě ran , aby se předešlo nebo zastavilo gangrénu , protože by konzumovaly pouze mrtvé maso. Tato léčba nachází moderní využití v některých nemocnicích. V poslední době si také získává pozornost hmyz jako potenciální zdroj léčiv a dalších léčivých látek. Jako rybářská návnada se běžně používá i dospělý hmyz, jako jsou cvrčci a larvy hmyzu různých druhů.

Ve výzkumu

Ovocná muška Drosophila melanogaster je jedním z nejpoužívanějších organismů v biologickém výzkumu.

Hmyz hraje důležitou roli v biologickém výzkumu. Například díky své malé velikosti, krátké generační době a vysoké plodnosti je ovocná muška Drosophila melanogaster modelovým organismem pro studium genetiky eukaryot . D. melanogaster byl nezbytnou součástí studií principů, jako jsou genetické vazby , interakce mezi geny , chromozomální genetika, vývoj , chování a evoluce . Protože genetické systémy jsou mezi eukaryoty dobře zachovány, pochopení základních buněčných procesů, jako je replikace DNA nebo transkripce u ovocných mušek, může pomoci porozumět těmto procesům u jiných eukaryot, včetně lidí. Genom D. melanogaster byl sekvenován v roce 2000, což odráží důležitou roli organismu v biologickém výzkumu. Bylo zjištěno, že 70 % genomu much je podobných lidskému genomu, což podporuje evoluční teorii.

Jako jídlo

V některých kulturách tvoří hmyz součást běžné stravy. Například v Africe jsou místně hojné druhy sarančat a termitů běžným tradičním zdrojem lidské potravy. Některé, zejména smažené cikády , jsou považovány za delikatesy . Hmyz má ve své hmotě vysoký obsah bílkovin a někteří autoři předpokládají jeho potenciál jako hlavního zdroje bílkovin v lidské výživě . Ve většině zemí prvního světa je však entomofágie (požírání hmyzu) tabu . Jsou také doporučovány armádami jako potrava pro přežití pro vojáky v nepřízni osudu. Vzhledem k tomu, že je nemožné eliminovat hmyzí škůdce z lidského potravního řetězce, je hmyz nedopatřením přítomen v mnoha potravinách, zejména v obilovinách. Zákony o bezpečnosti potravin v mnoha zemích nezakazují části hmyzu v potravinách, ale omezují jejich množství. Podle kulturního materialistického antropologa Marvina Harrise je konzumace hmyzu tabu v kulturách, které mají jiné zdroje bílkovin, jako jsou ryby nebo dobytek.

Kvůli hojnosti hmyzu a celosvětovému znepokojení nad nedostatkem potravin se Organizace OSN pro výživu a zemědělství domnívá, že svět bude možná muset v budoucnu považovat vyhlídky na konzumaci hmyzu za základní potravinu . Hmyz je známý svými živinami, má vysoký obsah bílkovin, minerálů a tuků a jí ho jedna třetina světové populace.

Jako krmivo

Několik druhů hmyzu, jako je moucha černá nebo moucha domácí ve svých červích formách, stejně jako larvy brouků, jako jsou mouční červi , mohou být zpracovány a použity jako krmivo pro hospodářská zvířata, jako jsou kuřata, ryby a prasata.

V jiných produktech

Larvy černé mouchy mohou poskytovat bílkoviny , tuky pro použití v kosmetice a chitin .

Také hmyzí olej na vaření, hmyzí máslo a mastné alkoholy mohou být vyrobeny z takového hmyzu, jako je superčerv ( Zophobas morio ).

Jako mazlíčci

Mnoho druhů hmyzu se prodává a chová jako domácí mazlíčci . Existují speciální časopisy pro nadšence, jako jsou „Bugs“ (nyní ukončené).

V kultuře

Skarabeové drželi náboženskou a kulturní symboliku ve Starém Egyptě , Řecku a některých šamanistických kulturách Starého světa. Staří Číňané považovali cikády za symboly znovuzrození nebo nesmrtelnosti. V mezopotámské literatuře má epická báseň o Gilgamešovi narážky na Odonatu , které znamenají nemožnost nesmrtelnosti. Mezi australskými domorodci z jazykových skupin Arrernte sloužili medoví mravenci a čarodějnice jako osobní totemy klanu. V případě křováků „San“ z Kalahari je to kudlanka nábožná , která má velký kulturní význam včetně stvoření a zenové trpělivosti v čekání.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy

Poslechněte si tento článek ( 5 minut )
Ikona mluvené Wikipedie
Tento zvukový soubor byl vytvořen z revize tohoto článku ze dne 30. října 2010 a neodráží následné úpravy. ( 2010-10-30 )