Insect - Insect


Из Википедии, свободной энциклопедии

Насекомое
Временный диапазон: 396-0  Ма В начале девона (но см текст) - Present
Насекомое collage.png
По часовой стрелке от верхнего левого: танец мушки ( Empis livida ), длинноносый долгоносик ( Rhinotia hemistictus ), Медведка ( Gryllotalpa brachyptera ), немецкий оса ( оса германская ), император резинку моли ( Opodiphthera эвкалипты ), ассасин ошибка ( Harpactorinae )
Хор из нескольких Magicicada видов
Научная классификация е
Королевство: Animalia
Тип: Euarthropoda
Clade : Pancrustacea
Подтип: Hexapoda
Учебный класс: Insecta
Linnaeus , 1758
Подгруппы

Смотри текст .

Синонимы
  • открыточелюстные
  • Entomida

Насекомые или Insecta (от латинского insectum ) являются шестиногий беспозвоночное и самой большой группой в членистоногой филе . Определения и Обводы изменяются; как правило, насекомые включают в себя класс внутри членистоногих. Используемые здесь термин Insecta является синонимом с открыточелюстным . Насекомые имеют хитиновый экзоскелет , состоящий из трех частей тела с ( головы , грудной клетки и живота ), три пары соединенных ног , сложных глаз и одной парой антенн . Насекомые являются наиболее разнообразной группой животных; они включают в себя более миллиона описанных видов и составляют более половины всех известных живых организмов . Общее число существующих видов оцениваются в от шести до десяти миллионов; потенциально более 90% форм жизни животных на Земле являются насекомые. Насекомые могут быть найдены практически во всех средах , хотя только небольшое число видов живет в океане, среди которых преобладают другая членистоногой группа, ракообразные .

Почти все насекомые вылупляются из яиц . Насекомое рост сдерживается неупругого экзоскелет и развитие включает в себя ряд линек . Незрелые стадии часто отличаются от взрослых в структуре, привычки и среды обитания, а также может включать в себя пассивный куколки этап в тех группах , которые проходят четыре стадии метаморфоза . Насекомые , которые проходят три стадии метаморфозы лишены стадия куколки и взрослые развиваются через серию нимфальных этапов. Чем выше уровень Взаимоотношение насекомых неясно. Ископаемые насекомые огромных размеров были найдены из палеозойской эры, в том числе гигантских стрекоз с размахом крыльев 55 до 70 см ( от 22 до 28 в). Самые разнообразные группы насекомых , как представляется, coevolved с цветущих растений .

Взрослые насекомые обычно передвигаются пешком, летать, а иногда и плавание. Как она позволяет быстрое , но стабильное движение, многие насекомым принять трехногую походку , в которой они идут с их ногами касаются земель в чередующихся треугольниках, состоящие из передних и задних на одной стороне с серединой на другой стороне. Насекомые являются единственными беспозвоночными, эволюционировали полет, и все летающие насекомые происходят от одного общего предка. Многие насекомые проводят по крайней мере часть своей жизни под водой, с личиночными адаптациями , которые включают в себя жабру , и некоторые взрослые насекомые являются водными и имеют приспособление для плавания. Некоторые виды, такие как Водомерки , способны ходить по поверхности воды. Насекомые в основном одиночные, но некоторые, такие , как некоторые пчелы , муравьи и термиты , являются социальными и живут в крупных, хорошо организованных колониях. Некоторые насекомые, такие как уховертки , показать материнскую заботу, охраняя яйца и молодые. Насекомые могут взаимодействовать друг с другом в различных направлениях. Мужская моль может ощущать феромоны женских мотыльков на больших расстояния. Другие виды общения со звуками: сверчков скрипеть или тереть свои крылья вместе, чтобы привлечь партнера и отталкивать других самцов. Lampyrid жуки общаться со светом.

Люди рассматривают некоторые насекомое , как вредители , и пытаться управлять ими с помощью инсектицидов , а также множество других методов. Некоторые насекомые повреждают зерновые культуры, питаясь сока, листьев, плодов или дерева. Некоторые виды паразитируют , и могут вектор заболеваний. Некоторые насекомые выполняют сложные экологические функции; Blow-мух , например, помогает потреблять падаль , но и распространение заболеваний. Насекомые - опылители имеют важное значение для жизненного цикла многих видов цветковых растений , на которых большинство организмов, включая человека, которые по крайней мере частично зависит; без них, наземная часть биосферы будет опустошена. Многие насекомые считаются экологически полезными в качестве хищников и несколько обеспечивают прямую экономическую выгоду. Шелкопряд производство шелка и мед пчела производит мед и оба были одомашнены человеком. Насекомые потребляется в пищу в 80% стран мира, люди в примерно 3000 этнических групп.

содержание

Этимология

Слово «насекомое» происходит от латинского слова insectum , что означает «с зубчатым или разделенным телом», или буквально «нарезать», от стерилизуют сингулярное идеальное пассивное причастие insectare « чтобы нарезать, чтобы сократить до», от в - «в» и secare «вырезать»; потому что появляются насекомые «нарезать» три секции. Калькой из греческого ἔντομον [ éntomon ], «разрезаются на куски», Плиний Старший ввел латинское обозначение в качестве кредитодателя перевода греческое слово ἔντομος ( éntomos ) или «насекомого» (как в энтомологии ), который был Аристотель «s термин для этого класса жизни, также со ссылкой на их «вырезанных» тела. «Насекомое» первым появляется задокументированы на английском языке в 1601 году в Голландии переводе Плиния. Перевод термина Аристотеля также образует обычное слово для «насекомого» в валлийском ( trychfil , от trychu «вырезать» и мил , «животное»), сербо-хорватский ( zareznik , от rezati , «вырезать»), русский ( насекомое nasekomoje , от НЭК '/ - sekat' , "резать") и т.д.

Определения

Точное определение таксона Insecta и эквивалентного английского названия «насекомое» изменяется; три альтернативных определений приведены в таблице.

Определение Insecta
группа Альтернативные определения
Коллемболы (ногохвосток) Insecta зепзи Лато
= Шестиногие
Entognatha
(парафилетический)
Аптериготы
(бескрылые насекомые)
(парафилетическая)
Protura (coneheads)
Двухвостки (двусторонний bristletails)
Древнечелюстные (прыжки bristletails) Insecta в буквальном смысле
, = открыточелюстные
Zygentoma (серебрянка)
Pterygota (крылатые насекомые) Insecta зепзи strictissimo

В самом широком обводе , Insecta зепзите Лато состоит из всех насекомых . Традиционно, насекомые , определенные таким образом , были разделены на «аптериготы» (первые пять групп в таблице) -The бескрылые насекомые-и Pterygota -The крылатых насекомых. Однако современные филогенетические исследования показали , что «аптеригота» не монофилетическая, и поэтому не образуют хороший таксон. Более узкое очертание ограничивает насекомых эти насекомое с внешними ротовыми, и включает в себя только последние три группы в таблице. В этом смысле, Insecta в буквальном смысле , эквивалентно открыточелюстные. В самом узком обводе, насекомые ограничены насекомым , которые являются либо крылатыми или произошел от крылатых предков. Insecta зепзи strictissimo тогда эквивалентно Pterygota. Для целей настоящей статьи, используется среднее определение; насекомых состоят из двух бескрылых таксонов, древнечелюстные (прыжки bristletails) и Zygentoma (серебрянки), плюс крылатый или бескрылый вторично Pterygota.

Филогения и эволюция

Шестиногие (Insecta, ногохвосток , двухвостки , Protura )

Ракообразные ( крабы , креветки , изоподы и т.д.)

многоножки

пауроподы

Diplopoda (многоножки)

Chilopoda (многоножки)

симфилы

Хелицеровые

Arachnida ( пауки , скорпионы , клещи , клещи , и т.д.)

Ракоскорпионы (морские скорпионы: вымершие)

Xiphosura (мечехвосты)

Pycnogonida (морские пауки)

трилобиты (вымерший)

Филогенетическое дерево членистоногих и родственных групп

Эволюция произвела огромное разнообразие в насекомых. Изображенная некоторые возможные формы усиков .

Эволюционные отношения насекомых к другим группам животных остаются неясными.

Хотя традиционно сгруппирован с многоножки и сороконожки -possibly на основе конвергентных адаптации к terrestrialisation очевидности возник в пользу более тесных эволюционных связей с ракообразными . В Pancrustacea теории, насекомые, вместе с Entognatha , ремипедией и цефалокаридами , составляют естественную клады меченого Miracrustacea .

Насекомые образуют единую кладу, тесно связаны с ракообразными и многоножек .

Другие наземные членистоногие, такие как многоножки, многоножки, скорпионы и пауки , иногда путают с насекомыми , так как их планы тела могут появиться подобное, совместное использование (как это делают все членистоногих) шарнирное экзоскелет. Однако, при ближайшем рассмотрении, их особенности существенно различаются; Наиболее заметно, что они не имеют шесть ножек характеристики взрослых насекомых.

Чем выше уровень филогения членистоногих продолжает оставаться предметом дискуссий и исследований. В 2008 году исследователи в Университете Тафтса обнаружили , что они считают , является самым старым в мире известно всего тела впечатление примитивного летающего насекомого, а 300 миллионов-летний образец из каменноугольного периода . Старейшее ископаемое окончательное насекомое является девон Rhyniognatha hirsti , из 396 миллионов-летних Райниевых черт . Это , возможно, внешне напоминал современную Silverfish насекомое. Этот вид уже обладал dicondylic мандибул (два сочленений в нижней челюсти), функцию , связанную с крылатыми насекомыми, предполагая , что крыла могут уже развились в это время. Таким образом, первые насекомые , вероятно , появились раньше, в силурийском период.

Четыре супер излучений насекомых произошли: жуки (эволюционировали около 300 миллионов лет назад), мухи (эволюционировали около 250 миллионов лет назад), и мотыльки и осы (эволюционировали около 150 миллионов лет назад). Эти четыре группы составляют большинство описанных видов. Мухи и моль вместе с блохами эволюционировали от скорпионницы .

Истоки полета насекомого остаются неясными, так как появляются первые крылатые насекомые в настоящее время , как известно, были способны флаеры. Некоторые вымершие насекомые имели дополнительную пару крылышек , приходящиеся на первый сегмент грудной клетки, в общей сложности три пары. В 2009 году никаких доказательств не предполагает , что насекомые особенно успешная группа животных , прежде чем они эволюционировали , чтобы иметь крылья.

В конце карбона и ранние пермские заказы насекомых включают как сохранившиеся группы, их стволовые группы, а также ряд палеозойских групп, в настоящее время исчезли. В эту эпоху, некоторые гигантские стрекозы подобные формы достигли размахом крыльев 55 до 70 см ( от 22 до 28 в), что делает их гораздо больше , чем любое живое насекомое. Это гигантизм может быть из - за более высокие кислородные атмосферные уровни , что позволило увеличение дыхательной эффективности по сравнению с сегодня. Отсутствие летающих позвоночных могло быть еще одним фактором. Большинство потухших порядки насекомых , разработанных в течение пермского периода , который начался около 270 миллионов лет назад. Многие из ранних групп вымерли во время исчезновения события пермо-триасового , крупнейшего массового вымирания в истории Земли, около 252 миллионов лет назад.

Весьма успешно перепончатокрылых появились до тех пор , как 146 миллионов лет назад в меловой период, но достичь их широкое разнообразие в последнее время в кайнозойской эре, которая началась 66 миллионов лет назад. Целый ряд весьма успешных группы насекомых эволюционировал в сочетании с цветущими растениями , мощной иллюстрацией коэволюции.

Многие современные насекомые роды , разработанные в кайнозое. Насекомые с этого периода часто встречаются сохранились в янтаре , часто в отличном состоянии. План тела, или морфология , таких образцов, таким образом , легко по сравнению с современными видами. Изучение окаменелых насекомых называется paleoentomology .

Эволюционные отношения

Насекомые добыча для различных организмов, в том числе наземных позвоночных. Первые позвоночные на земле существовали 400 миллионов лет назад и были большие десантные ихтиофаги . Через постепенного эволюционного изменения, insectivory был следующий тип диеты , чтобы развиваться.

Насекомые были одни из первых наземных травоядных и выступали в качестве основных селекционных агентов на растения. Растения развивались химическими защиты против этого herbivory и насекомых, в свою очередь, эволюционировали механизмы для решения растительных токсинов. Многие насекомые используют эти токсины , чтобы защитить себя от хищников. Такие насекомые часто рекламируют их токсичность с использованием цветов предупреждения. Эта успешная эволюционная модель также была использована мимикой . Со временем это привело к сложным группам coevolved видов. И наоборот, некоторые взаимодействия между растениями и насекомыми, как опыление , являются полезными для обоего организмов. Коэволюции привел к разработке весьма конкретных mutualisms в таких системах.

таксономия

классификация
Insecta
Dicondylia
Pterygota

Кладограмма живых групп насекомых, с числом видов в каждой группе. Аптериготы , древнекрылые насекомые , и Exopterygota , возможно , являются парафилетическими группами.

Традиционная морфология основы или внешний вид на основе систематика , как правило , учитывая Шестиногий ранг суперкласса , и определила четыре группы в нем: насекомые (открыточелюстной), ногохвостки ( коллемболы ), Protura и двухвостки , причем последние три из которых сгруппировано вместе , как Entognatha на основе усвоенных частей рта. Supraordinal отношения претерпели многочисленные изменения с появлением методов , основанных на эволюционной истории и генетических данных. Недавно теория состоит в том, что Шестиногие являются полифилетической (где последний общий предок не является членом группы), с классами entognath , имеющих отдельные эволюционные истории из Insecta. Многие из традиционных появления на основе таксонов были показаны, что парафилетическими, поэтому вместо того , чтобы использовать ряды , как подкласс , надотряд и инфраотряд , оказалось лучше использовать монофилетические группировки (в которых последний общий предок является членом группы) , Ниже представлены наиболее поддерживаемые монофилетические группировки для Insecta.

Насекомые могут быть разделены на две группы исторически рассматриваются как подклассы: бескрылые насекомые, известных как аптериготы и крылатые насекомые, известные как Pterygota. Аптериготы состоят из примитивно бескрылых порядка серебрянки (Zygentoma). Древнечелюстные составляют Monocondylia на основе формы их челюстей , а Zygentoma и Pterygota сгруппированы вместе , как Dicondylia. Zygentoma сами , возможно , не монофилетическое , с семьей лепидотрихиды будучи сестринской группой к Dicondylia (Pterygota , а остальные Zygentoma).

Древнекрылые насекомые и новокрылые насекомые являются крылатыми порядками насекомых дифференцированного наличием закаленных частей тела , называемых склеритами , и в новокрылых насекомых, мышцы , которые позволяют их крылам сложить плоско на живот. Новокрылые насекомые могут быть дополнительно разделены на неполную метаморфозе основы ( Polyneoptera и Paraneoptera ) и полные превращение на основе групп. Это оказалось трудным для выяснения отношений между заказами в Polyneoptera из - за постоянных новых результатов , требующих пересмотра таксонов. Например, Paraneoptera оказались более тесно связаны с чем насекомые с полным превращением остальной части Exopterygota. Недавний молекулярный вывод о том , что традиционные вши заказы Mallophaga и Anoplura происходят внутри сеноедов привел к новому таксону Psocodea . Привиденьевые и Embiidina было предложено сформировать Eukinolabia. Mantodea, Blattodea и Isoptera , как полагают, образуют группу монофилетическом Названный Dictyoptera .

Exopterygota вероятно парафилетические в отношении насекомых с полным превращением. Вопросы, которые включают в себя понесенные споры веерокрылые и Diptera, сгруппированные вместе, как Halteria на основе сокращения одной из пар крыльев-положении, не очень хорошо поддерживается в энтомологических сообщества. Neuropterida часто сосредоточенными или разделить на капризы систематика. Блохи сейчас считается, что тесно связано с boreid mecopterans. Многие вопросы остаются в базальных отношений между endopterygote заказов, в частности, перепончатокрылых.

Изучение классификации и систематики любого насекомого называется систематической энтомологией . Если один работает с более определенным порядком или даже семьями, этот термин также может быть конкретизирован в тот порядок , или семью, например , систематический dipterology .

разнообразие

Оценки общего числа видов насекомых или те , в рамках конкретных заказов , часто сильно варьируют. В глобальном масштабе, средние значения этих предсказаний оценки существует около 1,5 млн жука видов и 5,5 миллиона видов насекомых с около 1 миллиона видов насекомых , в настоящее время найдены и описаны.

Круговая диаграмма описанных эукариотических видов, показывая чуть более половины из них , чтобы быть насекомые

Между 950,000-1,000,000 всех описанных видов являются насекомые, так что более 50% всех описанных эукариот (1,8 миллиона) являются насекомые (смотри рисунок). Только с 950000 известных не-насекомым, если фактическим количеством насекомых 5,5 млн они могут представлять более 80% от общего объема, и только около 20 000 новых видов всех организмов описываются каждый год, большинство видов насекомых , вероятно , будут оставаться неописанными , если описание видов значительно увеличивается в размере. Из 24 отрядов насекомых, четыре доминантных с точки зрения числа описанных видов, по крайней мере , 670000 видов , включенных в жесткокрылых , двукрылых , перепончатокрылых и чешуекрылых .

В 2017 г., по крайней мере 66 видов насекомых вымираний было зарегистрировано в предыдущие 500 лет, которые обычно имели место на океанических островах. Снижение обилия насекомых приписываются искусственное освещение, изменения в землепользовании , такие как урбанизация или сельскохозяйственное использование, использование пестицидов и инвазивных виды. Некоторые исследования показали большую часть видов насекомых находятся под угрозой исчезновения в 21 - м века, хотя эколог Мана Сандерс отмечает , что многие из этих выводов часто предвзято, исключив данные , которые показывают увеличение или стабильность в разнообразии, и ограничены конкретные географические районы и конкретные группы видов. Претензии на рассмотрение вымирания массового насекомых или «апокалипсис насекомых» , основанный на некоторых из этих исследований были популяризировали в новостных сообщениях, но часто предъявляют претензию экстраполировать за пределами данных исследования или гиперболизацию изучения результатов . Для некоторых насекомых групп , таких , как некоторые бабочки, пчелы и жуки, снижение численности и разнообразия были зафиксированы в европейских исследованиях. Другие области показали рост некоторых видов насекомых, хотя тенденции в большинстве регионов в настоящее время неизвестно. Трудно оценить долгосрочные тенденции в изобилии насекомых или разнообразия , поскольку исторические измерения , как правило , не известны для многих видов. Надежные данные для оценки риска в области или видов особенно не хватает для арктических и тропических регионах и большинство в южном полушарии.


Оценки общих дошедших до нас видов насекомых
порядок Предполагаемые общие виды
древнечелюстные 513
Zygentoma 560
Ephemeroptera 3240
Стрекозы 5899
Orthoptera 23855
Neuroptera 5868
Phasmida 3014
эмбии 463
Grylloblattodea 34
Mantophasmatodea 15
Plecoptera 3743
Dermaptera +1978
зораптеры 37
Mantodea +2400
Blattodea 7314
сеноеды 5720
Phthiraptera 5102
Thysanoptera 5864
Hemiptera 103590
Hymenoptera 116861
веерокрылые 609
Жесткокрылые 386500
большекрылые 354
Raphidioptera 254
ручейников 14391
чешуекрылых 157338
Diptera 155477
Siphonaptera 2075
скорпионницы 757

Морфология и физиология

внешний

Насекомое морфология - Глава Б - Thorax С - Живот

1. Антенна
2. глазков (низший)
3. глазков (верхний)
4. Соединение глаз
5. мозга (церебральный ганглий )
6. Переднегрудь
7. спинной кровеносный сосуд
8. трахеи трубки (ствола с брызгальца )
9. среднегрудь
10. заднегрудь
11 . переднее крыло
12. hindwing
13. середины кишки (желудок)
14. дорсальной трубки (Сердце)
15. яичник
16. Hind-кишка (кишки, прямая кишка и анус)
17. анус
18. яйцевод
19. нерва хорда (брюшной ганглий)
20 . мальпигиевы трубы
21. предплюсны колодки
22. когтей
23. Tarsus
24. голень
25. бедренной кости
26. вертела
27. переднего кишечника (растениеводство, желудки)
28. Грудной ганглий
29. тазик
30. слюнной железы
31. subesophageal ганглий
32. ротовые

Насекомые сегментированные тела , поддерживаемых экзоскелеты , жесткое внешнее покрытие в основном из хитина . Сегменты тела объединены в три отличительных , но взаимосвязанных единиц, или tagmata : головы, грудной клетки и живота . Головка поддерживает пару сенсорных антенн , пару сложных глаз , от нуля до трех простых глаз (или глазков ) и три набора по- разному модифицированных придатков , которые образуют ротовые . Грудная клетка состоит из трех сегментов: переднегруди, среднегруди и заднегруди. Каждый грудной сегмент поддерживает одну пару ног. Каждый из мезо- и заднегрудных сегменты могут иметь пару крыльев , в зависимости от насекомого. Живота состоит из одиннадцати сегментов, хотя в некоторых видах насекомых, эти сегменты могут быть слиты вместе или уменьшены в размерах. Брюшной полости также содержит большую часть пищеварительной , дыхательной , выделительной и репродуктивных внутренних структур. Значительные вариации и многие приспособления в частях тела насекомых происходят, особенно крылья, ноги, антенны и ротовые.

сегментация

Голова заключена в твердом, сильно склеротизованном, несегментированном, экзоскелетонной головной капсуле, или epicranium , который содержит большинство воспринимающих органов, в том числе усиков, глазок или глаз, а ротовая. Из всех отрядов насекомых, Orthoptera отображает большинство функций, доступные в других насекомых, в том числе швов и склеритов . Здесь вершина , или вершина (спинная область), находится между сложными глазами насекомых с гипогнатической и opisthognathous головой. В прогнатических насекомых, вершина не найдена между сложными глазами, а, где глазки обычно. Это потому , что основная ось головки поворачивается на 90 ° , чтобы стать параллельно основной осью тела. У некоторых видов, эта область модифицируется и принимает другое имя.

Грудная клетка является tagma состоит из трех секций, в переднегрудь , среднегруди и заднегрудью . Передний сегмент, ближе к голове, является протораксом с основной функцией является первой парой ног и переднеспинки. Средний сегмент является среднегрудь, причем основные функции является вторая пара ног и передних крыльев. Третий и самый задний сегмент, примыкающий к животу, является заднегрудь, который показывает третью пару ног и задних крыльев. Каждый сегмент dilineated с помощью межсегментного шва. Каждый сегмент состоит из четырех основных областей. Дорсальной называется Тергум (или Notum ) , чтобы отличить его от брюшной terga. Две боковые области называются плевры ( в единственном числе: pleuron) и вентральный аспект называется грудины. В своей очереди, Notum из переднегруди называется переднеспинкой, то Notum для среднегруди называется среднеспинкой и Notum для заднегруди называется Заднеспинка. Продолжая эту логику, в Мезоплеврах и metapleura, а также мезостернум и отросток, используется.

Брюшная полость является самым большим tagma насекомого, который обычно состоит из 11-12 сегментов и менее сильно , чем склеротизованная голова или грудная клетка. Каждый сегмент живота представлен склеротизованный тергитом и грудиной. Terga отделены друг от друга и от соседнего Sterna или плевры с помощью мембран. Дыхальца расположены в плевральной области. Изменение этого плана включает в себя земли слияние terga или terga и Sterna образовывать непрерывный спинной или вентральной щиты или коническую трубку. Некоторые насекомые проставляться склерит в плевральной области называется laterotergite. Брюшные щитки иногда называют laterosternites . Во время эмбриональной стадии многих насекомых и постэмбриональной стадии примитивных насекомых, 11 брюшных сегменты присутствуют. В современных насекомых существует тенденция к сокращению числа брюшных сегментов, но примитив количество 11 сохраняется в течение эмбриогенеза. Изменение числа брюшную сегмента является значительным. Если аптериготы считаются показателем плана участка для pterygotes, путаница царит: взрослые Protura имеет 12 сегментов, ногохвосток есть 6. прямокрылого семейства Acrididae имеет 11 сегментов, а ископаемый образец зораптеры имеет 10-сегментированный живот.

Экзоскелет

Насекомые наружного скелет, кутикула, состоит из двух слоев: эпикутикула , который является тонким и восковым водостойким наружным слоем и не содержит хитина , и нижний слой , называемый прокутикулой . Прокутикула является хитиновой и гораздо толще , чем эпикутикулы и имеет два слоя: наружный слой , известный как экзокутикулярные и внутренний слой , известный как эндокутикула. Жесткий и гибкий эндокутикула построен из многочисленных слоев волокнистого хитина и белков, оплетая друг друг в шахматном сэндвиче, в то время как экзокутикулярный является жесткой и закаленным . Экзокутикулярный значительно снижаются во многих мягкотелых насекомых (например, гусеницы ), особенно во время их личиночной стадии.

Насекомые являются единственными беспозвоночными , развили активную способность полета, и это играет важную роль в их успехе. Их мышцы способны сжиматься несколько раз для каждого отдельного нервного импульса, позволяя крылья биться быстрее , чем это обычно возможно. После их мышцы прикреплены к их экзоскелетов является более эффективным и позволяет больше соединений мышц; ракообразные также использовать тот же метод, хотя все пауки используют гидравлическое давление , чтобы расширить свои ноги, система , унаследованная от их предварительного членистоногих предков. В отличие от насекомых, однако, большинство водных ракообразных biomineralized с карбонатом кальция , извлеченной из воды.

внутренний

Нервная система

Нервную систему насекомого может быть разделен на мозг и брюшной нервной цепочки . Головная капсула состоит из шести сплавленных сегментов, каждый из которых либо пар ганглиев , или скоплений нервных клеток вне головного мозга. Первые три пары ганглиев сливают в мозг, в то время как три следующие пары сливают в структуру трех пар ганглиев под насекомого пищевода , называется subesophageal ганглия .

В грудные сегменты имеют один ганглий на каждой стороне, которые соединены в пару, одну пару на сегмент. Это устройство также рассматривается в брюшной полости , но только в течение первых восьми сегментов. Многие виды насекомых уменьшили количество ганглиев за счет слияния или уменьшения. Некоторые тараканы имеют только шесть ганглиев в брюшной полости, в то время как осы Vespa crabro имеет только два в грудной клетке и три в области живота. Некоторые насекомые, как дом летать Musca Domestica , есть все ганглии тел сливаются в один большой грудной ганглий.

По крайней мере , несколько насекомых имеют ноцицепторов , клетки , которые обнаруживают и передают сигналы , ответственные за ощущение боли . Это было обнаружено в 2003 году, изучая изменения в реакциях личинок общего fruitfly дрозофилы на ощупь нагретого зонда и неотапливаемые один. Личинки реагирует на прикосновение нагретого зонда с стереотипным поведением прокатки , которая не была выставлена , когда личинки были затронуты нетопленном зондом. Хотя ноцицепция было продемонстрировано у насекомых, не существует единого мнения , что насекомые чувствуют боль сознательно

Насекомые способны к обучению.

Пищеварительная система

Насекомое использует свою пищеварительную систему , чтобы извлечь питательные вещества и другие вещества из пищи он потребляет. Большая часть этой пищи попадает в организм в виде макромолекул и других сложных веществ , таких как белки , полисахариды , жиры и нуклеиновых кислот . Эти макромолекулы должны быть разбиты по катаболических реакций на более мелкие молекулы , такие как аминокислоты и простые сахара перед использованием клетками организма для энергии, роста или размножения. Этот процесс ломки известен как пищеварение .

Следует подчеркнуть , что существует обширная вариация среди различных заказов , этапов жизни , и даже каст в пищеварительной системе насекомых. Это является результатом экстремальных адаптации к различным образом жизни. Настоящее описание фокус на обобщенном состав пищеварительной системы взрослого orthopteroid насекомого, которое считается базальным к интерпретации особенностей других групп.

Основная структура пищеварительной системы насекомого длинная трубка заключена называется желудочно - кишечный тракт , который проходит в продольном направлении через тело. Пищеварительный канал направляет пищу однонаправлен от рта до ануса . Она состоит из трех секций, каждая из которых выполняет другой процесс пищеварения. В дополнении к желудочно - кишечному тракту, насекомые также парные слюнные железы и слюнные резервуары. Эти структуры , как правило , находятся в грудной клетке, прилегающие к передней кишке. В слюнные железы (элемент 30 в пронумерованном диаграмме) в рот насекомого производят слюну. Слюнные каналы ведут из желез в резервуары , а затем вперед через головку с отверстием под названием salivarium, расположенное за гортаноглотками. При перемещении его ротовых (элемент 32 в пронумерованном диаграмме) насекомое может смешать его пищу со слюной. Смесь слюны и пищи затем проходит через слюнные трубки в рот, где она начинает разрушаться. Некоторые насекомые, как мухи , имеют ВНЕРОТОВОЕ пищеварение . Насекомые с использованием ВНЕРОТОВОГО переваривания выгонять пищеварительные ферменты на их пищу , чтобы разбить его. Эта стратегия позволяет насекомым извлечь значительную часть имеющихся питательных веществ от источника питания. Кишка , где почти все переваривания насекомых происходит. Она может быть разделена на передней кишки , кишки и задней кишки .

передняя кишка
Стилизованная схема насекомых желудочно - кишечного тракта , показывающий мальпигиевых трубочку , от насекомого порядка Orthoptera

Первая часть желудочно - кишечного тракта является передней кишки (элемент 27 в пронумерованном диаграмме), или stomodaeum. Нежелезистый выстлан кутикулярная обшивкой из хитина и белков в качестве защиты от жесткой пищи. Передняя кишка включает в ротовой полости ( во рот), глотки , пищевод и урожай и железистый (любая часть может быть сильно модифицированным), который , как магазин продукты питания и означает , когда продолжать прохождение вперед к кишке.

Переваривание начинается в ротовой полости (рот) как частично жевал пищу с разбивкой по слюне из слюнных желез. По мере того как слюнные железы вырабатывают жидкость и углеводы переваривания ферментов ( в основном амилаза ), сильные мышцы в жидкости глотки насоса в ротовую полость, смазки пищи подобно salivarium делает, а также помогают фидерам крови, и ксилеме и флоэме питателям.

Оттуда, гортань проходит пищу в пищевод, который может быть только простая трубкой передачи его культуры и железистым, а затем вперед к кишке, как и в большинстве насекомых. С другой стороны , передняя кишка может расшириться в очень увеличенный урожай и железистую или урожай может быть просто выпячивание , или структура заполненной жидкости, так как у некоторых видов двукрылых.

Шмель дефекации. Обратите внимание на сжатие живота , чтобы обеспечить внутреннее давление
средняя кишка

После того, как пища покидает урожай, он переходит к кишке (элемент 13 в пронумерованном диаграмме), также известная как mesenteron, где большинство переваривания происходит. Микроскопические выступы от стенки средней кишки, называются микроворсинки , увеличить площадь поверхности стены и позволяют больше питательных веществ , чтобы быть поглощенными; они , как правило, близки к происхождению кишки. В некоторых насекомых, роль микроворсинок и где они находятся , может различаться. Так , например, специализированные микроворсинки , производящие пищеварительные ферменты , может быть более вероятно , ближе к концу средней кишки, и поглощения вблизи начала координат или в начале кишки.

Толстый кишечник

В кишке (элемент 16 в пронумерованном диаграмме), или проктодеум, непереваренные частицы пищи соединены мочевой кислоты с образованием фекальные гранулы. Прямая кишка поглощает 90% воду в этих фекальных шариках, и сухой осадок затем выводится через задний проход (элемент 17), завершает процесс пищеварения. Envaginations на переднем конце кишки образует мальпигиев каналец, которые образуют основную выделительную систему насекомых.

Выделительная система

Насекомые могут иметь от одного до сотен мальпигиевых канальцев (элемент 20). Эти канальцы удалить азотистые отходы из гемолимфы насекомых и регулируют осмотическое равновесие. Отходы и растворенные вещества опорожняются непосредственно в желудочно - кишечный тракт, на стыке между кишкой и задней кишкой.

Репродуктивная система

Репродуктивная система самки насекомых состоит из пары яичников , вспомогательные желез, один или более сперматеки , и каналов , соединяющих эти части. Яичники состоят из ряда яичных трубок, называемых овариолом , которые различаются по размеру и количества по видам. Количество яиц , что насекомое может сделать варьироваться в зависимости от количества овариола с нормой , что яйца могут развиваться быть также под влияние яйцевой трубки дизайна. Женские насекомые способны сделать яйцо, получать и хранить сперму, манипулировать спермы от разных самцов, и откладывают яйцо. Аксессуар железа или железистая часть яйцеводов производит различные вещества для поддержания спермы, транспорта и удобрений, а также для защиты яиц. Они могут производить клей и защитные вещества для покрытия яйца или жестких покрытий для партии яиц , называемых oothecae . Сперматеки представляют собой трубки или мешочки , в которых сперма может храниться между временем спаривания и время яйцо оплодотворенной.

У мужчин, репродуктивная система является семенник , суспендирует в полости тела с помощью трахей и жира тела . Большинство насекомых мужского пола имеет пару семенников, внутри которых трубка спермы или фолликулы, которые заключены в мембранном мешке. Фолликулы подключиться к семяпроводу по семяпроводу, и две трубчатых семявыносящие протоки подключение к срединному эякуляторному каналу , который ведет к внешней стороне. Часть семяпровода часто увеличена , чтобы сформировать семенной пузырек, который хранит сперму , прежде чем они выбрасываются в самку. Семенные пузырьки имеют железистую футеровку , которые выделяют питательные вещества для питания и поддержания спермы. Эякуляторная канал получает из инвагинации клеток эпидермиса во время развития и, как следствие, имеет кутикулярную прокладку. Концевая часть канала эякуляторного может быть склеротизирована , чтобы сформировать intromittent органа, эдеагус. Оставшаяся часть мужской репродуктивной системы происходят от эмбриональной мезодермы, для половых клеток, или , кроме сперматогониев , которые спускаются из примордиальных клеток полюсных очень рано во время эмбриогенеза.

Дыхательная система

Трубчатое сердце (зеленый) комар Anopheles gambiae проходит горизонтально по всему телу, взаимосвязан с ромбовидными мышцами крыла (также зеленый) и окружен перикардом клетками (красной). Синий изображает клеточные ядра .

Насекомое дыхание осуществляется без легких . Вместо этого насекомого дыхательная система использует систему внутренних труб и мешочков , через которые газы , либо диффузные или активно прокачивается, доставку кислорода непосредственно в тканях , которые нуждаются в ней с помощью их трахеи (элемент 8 в пронумерованном диаграмме). В большинстве насекомых, воздух забирается через отверстия по бокам живота и грудной клетки называется дыхальца .

Дыхательная система является важным фактором , который ограничивает размер насекомых. Как насекомые становятся больше, этот вид транспорта кислорода является менее эффективным , и , следовательно , самым тяжелым насекомым в настоящее время весит меньше , чем 100 г. Тем не менее, с увеличением содержания кислорода в атмосфере, так как присутствовали в конце палеозоя , более крупные насекомые были возможны, например, стрекоз с размахом крыльев более двух футов.

Есть много различной модели газообмена , продемонстрированный различных группами насекомых. Газообмен узоры в насекомых могут варьироваться от непрерывной и диффузной вентиляции, чтобы разрывной газообмен . Во время непрерывного газообмена, кислорода берется в и углекислый газ высвобождается в непрерывном цикле. В прерывистом газообмене, однако, насекомое принимает в кислороде во время его активных и небольших количеств углекислого газа высвобождается , когда насекомое находится в состоянии покоя. Диффузионная вентиляция просто форма непрерывного газообмена , что происходит за счет диффузии , а не физически принимать в кислород. Некоторые виды насекомых, которые затопленные также имеют приспособление для помощи в дыхании. Как личинки, многие насекомые имеют жабры , которые могут извлекать кислород , растворенный в воде, в то время как другие должны подняться к поверхности воды , чтобы пополнить запасы воздуха, которые могут быть проведены или попавшие в специальных структурах.

Сердечно-сосудистая система

Поскольку кислород поступает непосредственно в ткани с помощью трахеолы, системы кровообращения не используется для переноса кислорода, и, следовательно , значительно снижается. Насекомых кровеносной системы открыта; он не имеет вены или артерии , и вместо этого состоит из не более чем один, перфорированной дорсальной трубки , которая пульсирует peristaltically . Этот спинной кровеносный сосуд (элемент 14) разделен на две секции: сердца и аорты. Спинной кровеносный сосуд обеспечивает циркуляцию гемолимфы , аналог жидкости членистоногих из крови , от задней части полости тела вперед. Гемолимфы состоят из плазмы , в которой гемоциты взвешены. Питательные вещества, гормоны, отходы, и другие вещества перевозятся по всему телу насекомого в гемолимфе. Гемоциты включают различные типы клеток , которые являются важными для иммунных реакций, заживления ран, а также другие функции. Давление гемолимфы может быть увеличено путем мышечных сокращений или путем глотания воздуха в пищеварительную систему , чтобы помочь в линьках. Гемолимфы также является основной частью открытой системы кровообращения других членистоногих , таких как пауки и ракообразные .

Размножение и развитие

Пара Simosyrphus grandicornis журчалки спаривание в полете.
Пара саранча спаривания.

Большинство насекомых вылупляются из яиц . Оплодотворение и развитие происходит внутри яйца, заключенной в оболочку ( хориона ) , который состоит из материнской ткани. В отличие от яиц других членистоногих, большинство яиц насекомых устойчивы к засухе. Это потому , что внутри хориона два дополнительные мембраны развиваются из эмбриональной ткани, в амнионе и серозные . Это серозный секретирует кутикулу богатой хитина , который защищает зародыш от иссушения. В Schizophora однако серозный не развиваются, но эти мухи откладывают яйца в сырых местах, такие как гниение вещества. Некоторые виды насекомых, как таракан Blaptica Dubia , а также несовершеннолетний тлей и мух цеце, являются Яйцеживородящими . Яйца Яйцеживородящих животных развиваются полностью внутри самки, а затем люк сразу после закладываются. Некоторые другие виды, такие как те , в роде тараканы , известных как складчатокрылые осы , являются живородящими , и , таким образом , вынашивать внутри матери и родились живыми . Некоторые насекомые, как наездники, шоу полиэмбрионии , где одна оплодотворенная яйцеклетка делится на много , и в некоторых случаях тысячей отдельных эмбрионов. Насекомые могут быть univoltine , bivoltine или multivoltine , то есть они могут иметь один, два или несколько выводков (поколений) в год.

Различные формы мужского (вверху) и женской (внизу) кочкарной моль Orgyia recens является примером полового диморфизма у насекомых.

Другие развития и репродуктивные изменения включают haplodiploidy , полиморфизм , paedomorphosis или peramorphosis , половой диморфизм , партеногенез и более редко гермафродитизма . В haplodiploidy, который является одним из видов определения пола , пол потомства определяется количеством наборов хромосом индивидуум получает. Эта система является типичной для пчел и ос. Полиморфизм где виды могут иметь различные морфы или формы , как и в продолговатом крылатого кузнечик , который имеет четыре разновидности: зеленый, розовый и желтый или рыжевато - коричневые. Некоторые насекомые могут сохранять фенотипы , которые обычно можно увидеть только в несовершеннолетний; это называется paedomorphosis. В peramorphosis, противоположного рода явления, насекомые принимают ранее невидимые черты после того, как они созрели во взрослых. Многие насекомые показать половой диморфизм, в котором мужчины и женщины имеют разный внешний вид заметно, например, моли Orgyia recens как образец половой диморфизм у насекомых.

Некоторые насекомые используют партеногенез , процесс , в котором женщина может размножаться и родить без яйца оплодотворены с помощью мужского пола . Многие тли претерпевают формы партеногенеза, называемый циклический партеногенез, в котором они чередуются между одной или нескольких поколений бесполого и полового размножения. Летом, тли , как правило , женские и партеногенетические; осенью, самцы могут быть получены для полового размножения. Другие насекомые , производимые партеногенеза являются пчелы, осы и муравьи, в которых они нерест самцов. Тем не менее, в целом, большинство людей составляют женщины, которые производятся путем оплодотворения. Самцы гаплоидные и самки диплоидные . Реже, некоторые насекомые отображения гермафродитизма , в которых данное лицо имеет как мужские , так и женские половые органы.

Жизнь насекомых-истории показывают приспособления , чтобы выдерживать холодные и сухие условия. Некоторые умеренные область насекомые способны активности в зимний период, в то время как некоторые другие мигрируют к более теплым климатом или перейти в состояние оцепенения . Тем не менее другие насекомые эволюционировали механизмы диапаузы , которые позволяют яйца или куколки , чтобы пережить эти условия.

метаморфоза

Метаморфоз насекомых является биологическим процессом развития всех насекомые должны пройти. Есть две форм метаморфоза: неполный метаморфоз и полная метаморфоза.

Неполный метаморфоз

Hemimetabolous насекомые, те , с неполным превращением, постепенно изменяться путем прохождения серии линьки . An линьки насекомых , когда он перерастает свой экзоскелет, который не растягиваться и иначе ограничивать рост насекомого. Процесс линьки начинается как насекомого эпидермис секретирует новую эпикутикулу внутри старого. После того, как эта новая эпикутикула секретируется, эпидермис выпускает смесь ферментов, дайджесты эндокутикулой и тем самым отрывает старую кутикулу. Когда этот этап пройден, насекомое делает его тело зыби, принимая в большом количестве воды или воздуха, что делает старую кутикулу раскола вдоль предопределенных слабости , где старая экзокутикулярный была самым тонким.

Незрелые насекомые , которые проходят через неполный метаморфоз называют нимфа или в случае стрекоз и стрекоз, также наяд . Нимфы сходны по форме взрослого на наличие крыльев, которые не не развиты до зрелого возраста , за исключением. С каждым линьки нимфы становятся больше и становятся все более похожи по внешнему виду взрослых насекомых.

Это южная лоточник стрекоза линяет его экзоскелет несколько раз в течение своей жизни , как нимфа ; показана окончательная линька стать крылатыми взрослыми ( вылупления ).

Полная метаморфоза

Gulf рябчик жизненный цикл, пример голометаболия .

Голометаболия или полная метаморфоза, где изменения насекомых в четыре этапа, яйцо или эмбрион , личинка , куколки и взрослого или имаго . У этих видов, яйцо люки , чтобы произвести личинку , который обычно червеобразный в форме. Это червеобразная форма может быть один из нескольких вариантов: eruciform (гусеница типа), scarabaeiform (личинка-подобная), campodeiform (удлиненный, плоские и активный), elateriform (проволочника типа) или червеобразных (личинка-подобная). Личинка растет и в конечном счете , становится куколки , стадия , отмеченной пониженным движением и часто запечатанной в коконе . Есть три типа куколок: obtect, exarate или сжимать. Obtect куколки компактны, с ногами и другими придатками закрытых. Exarate куколки имеют свои ноги и другие придатки бесплатно и продлены. Сжимать куколки развиваются внутри личиночной кожи. Насекомые проходят значительные изменения в форме во время стадии куколки, и появляются как взрослые. Бабочки являются хорошо известным примером насекомых , которые претерпевают полную метаморфозу, хотя большинство насекомых используют этот жизненный цикл. Некоторые насекомые эволюционировали эту систему гиперметаморфоз .

Полная метаморфоза черта группы самых разнообразных насекомых, в насекомые с полным превращением . 11 включает в себя насекомые с полным превращением заказов, наибольшее существо Diptera (мухи), Lepidoptera (бабочки и моли), и перепончатокрылых (пчел, ос и муравьев) и Coleoptera (жуки). Эта форма развития исключительно для насекомых и не видели в других членистоногих.

Чувства и связь

Многие насекомые обладают очень чувствительными и специализированными органами восприятия . Некоторые насекомые , такие как пчелы могут воспринимать ультрафиолетовые длины волн, или обнаруживать поляризованный свет , в то время как усики самцов моли могут обнаружить феромоны женской моли на расстоянии многих километров. Желтая бумага оса ( Polistes лишай ) известна своими веерными движения как форма коммуникации внутри колонии; он может покачивать с частотой 10,6 ± 2,1 Гц (n = 190). Эти виляя движения могут сигнализировать о прибытии нового материала в гнезда и агрессии между работниками могут быть использованы , чтобы стимулировать других к увеличению нагула экспедиций. Существует ярко выраженная тенденция там быть компромисс между остротой зрения и химического или тактильной остроты зрения, таким образом, что большинство насекомых с хорошо развитыми глазами сократили или просто усики, и наоборот. Есть целый ряд различных механизмов , с помощью которых насекомые воспринимают звук; в то время как модели не являются универсальными, насекомые могут вообще слышать звук , если они могут произвести его. Различные виды насекомых могут иметь различный слух , хотя большинство насекомых могут слышать только узкий диапазон частот , связанные с частотой звуков они могут произвести. Комары были найдены услышать до 2 кГц, а некоторые кузнечики могут слышать до 50 кГц. Некоторые хищные и паразитические насекомые могут обнаружить характерные звуки , издаваемые их добычей или хостами, соответственно. Например, некоторые ночные мотыльки могут воспринимать ультразвуковые выбросы летучих мышей , что помогает им избежать хищников. Насекомые , которые питаются кровью имеют специальные сенсорные структуры , которые могут обнаружить инфракрасные выбросы, и использовать их дома в их хозяев.

Некоторые насекомые отобразить элементарное чувство чисел , таких как одиночные осы , которые охотятся на одного вида. Мать оса откладывает свои яйца в отдельных клетках и обеспечивает каждое яйцо с числом живых гусениц , на которых молодые корма , когда вылупились. Некоторые виды ос всегда обеспечивают пять, другие двенадцать, а другие столь же высоко , как двадцать четыре гусениц на клетку. Число гусениц отличаются у разных видов, но всегда одинаково для каждого пола личинки. Самец одиночные осы в роде Eumenes меньше , чем женщины, поэтому мать одного вида поставляет ему только пять гусениц; чем больше женщина получает десять гусениц в своей камере.

Световые и видение

Большинство насекомых имеют сложные глаза и две антенны.

Несколько насекомых, такие как члены семей Poduridae и Onychiuridae (ногохвостки), грибные комары (Diptera) и семейства жуков Lampyridae , фенгодиды , щелкуны и Staphylinidae являются биолюминесценцией . Наиболее известная группа являются светляки , жуки семейства Lampyridae. Некоторые виды способны контролировать этот свет поколение производить вспышки. Функция зависит от некоторых видов , используя их , чтобы привлечь помощников, в то время как другие используют их , чтобы заманить добычу. Пещера обитания личинок Arachnocampa (грибные комары, мошка грибка) светится , чтобы заманить маленькие летающие насекомое в липкие нити шелка. Некоторые светлячки рода Photuris имитировать мигание женских Photinus видов для привлечения самцов этого вида, которые затем захватили и пожирают. Цвета излучаемого света изменяются от тусклых синего ( Orfelia fultoni , грибные комары) к знакомым зеленым и редкому красным ( Phrixothrix tiemanni , фенгодиды).

Большинство насекомых, за исключением некоторых видов пещерных сверчков , способны воспринимать свет и тьму. Многие виды имеют острое зрение , способное обнаруживать мельчайшие движения. Глаза могут включать в себя простые глаза или глазки , а также сложные глаза разных размеров. Многие виды способны обнаруживать свет в инфракрасной, ультрафиолетовой и видимого света длин волн. Цветовое зрение было продемонстрировано во многих видах и филогенетический анализ показывает , что УФ-зеленый-синий trichromacy существует , по меньшей мере , в девонский период между 416 и 359 миллионов лет назад.

Звук производства и слух

Насекомые были самые ранние организмы продуцируют и воспринимающие звуки. Насекомые издают звуки в основном механическим воздействием придатков. В кузнечиков и сверчков, это достигается за счет стридуляция . Цикады сделать самые громкие звуки среди насекомых, производя и усиливающие звуки со специальными изменениями в их организм с образованием tymbals и связанной с ними мускулатурой. Африканский цикады Brevisana Brevis был измерен на 106,7  децибел на расстоянии 50 см (20 дюйма). Некоторые насекомое, такие как Zea Helicoverpa моль, ястреб моль и Hedylid бабочки, можно услышать ультразвук и принять отвлекающее действие , когда они чувствуют , что они были обнаружены летучими мышами. Некоторые моль производит ультразвуковые щелчки , которые были когда - то думали , чтобы играть роль в заклинивания битой эхолокации . Ультразвуковые щелчки были впоследствии найдены будет производиться в основном малопривлекательный молью , чтобы предупредить летучий мышей, так же , как предупреждения Окраска используется против хищников , которые охотятся на виде. Некоторые иначе съедобная моль эволюционировала , чтобы имитировать эти вызовы. Совсем недавно, утверждает , что некоторые моль может заклинить биту сонар было повторно. Ультразвуковые записи и высокоскоростной инфракрасной видеографию НДТ-моли взаимодействия предполагают , что аппетитный тигр моли действительно защитить от нападения больших коричневых летучих мышей с использованием ультразвуковых щелчков , которые вареньем битой сонара.

Очень низкие звуки также производятся в различных видов жесткокрылых , перепончатокрылых , чешуекрылых , Mantodea и сетчатокрылых . Эти низкие звуки просто звуки , издаваемые движения насекомого. Через микроскопические стридуляционных структур , расположенных на мышцы насекомого и суставов, нормальные звуки движущихся насекомых усиливаются и могут быть использованы для предупреждения или взаимодействовать с другими насекомыми. Большинство звуковых решений насекомых также тимпанальные органы , которые могут воспринимать звуки в воздухе. Некоторые виды в полужесткокрылых , такие как corixids (вода лодочников), как известно, общаться с помощью подводных звуков. Большинство насекомых также способны ощущать вибрации , передаваемые через поверхность.

Сверчок в гараже с знакомым вызовом.

Связь с использованием поверхностно-колебательные сигналов иметь более широкое распространение среди насекомых из - за ограничения по размеру в производстве воздуха переносимых звуков. Насекомые не могут эффективно производить низкочастотные звуки, а высокочастотные звуки , как правило, более дисперсных в плотной среде (например , как листва ), так что насекомые , живущие в таких средах , взаимодействуют главным образом с использованием подложки переносимых колебаний. Механизмы производства колебательных сигналов являются столь же разнообразны , как и те , для создания звука у насекомых.

Некоторые виды используют вибрации для общения внутри членов одного и того же вида, например, чтобы привлечь помощников , как в песнях щит ошибка Nezara viridula . Вибрации также могут быть использованы для обмена данных между совершенно различными видами; lycaenid (паутинка крыльями бабочки) гусениц, которые myrmecophilous (живут в мутуалистических ассоциации с муравьями) общаться с муравьями на этом пути. Шипящий таракан Мадагаскар имеет возможность нажимать воздух через его дыхальце , чтобы сделать шипение как знак агрессии; мёртвые головы раздается шум, вынуждая воздух из их глотки , когда волнуется, что может также уменьшить агрессивное поведение работника мед пчелы , когда два находятся в непосредственной близости.

Химическая связь

Химические связи в животных полагаются на различные аспекты , включая вкус и запах. Хеморецепция является физиологической реакцией органа чувств (то есть вкус или запах) к химическому раздражителю , где химические вещества действуют как сигналы для регулирования состояния или активности клетки. Полухимический это сообщение несущего химикат , который предназначен для привлечения, отталкивается, и передают информацию. Типы полухимикаты включают феромоны и kairomones. Одним из примеров является бабочка Phengaris Arion , который использует химические сигналы как форма мимикрии , чтобы помочь в хищничества.

В дополнение к использованию звука для связи, широкий спектр насекомых развивались химические средства для связи . Эти химические вещества, называемые полухимикаты , часто получаемые из растительных метаболитов включают в виде привлекать, отталкивать и предоставлять другие виды информации. Феромоны , тип полухимического, используются для привлечения товарищей противоположного пола, для объединения конспецифические особей обоих полов, для сдерживания других лиц от надвигающейся, чтобы отметить след и вызвать агрессию окружающих лиц. Allomones пользу их производителя по эффекту , который они имеют на приемник. Kairomones пользу их приемник вместо их производителя. Synomones пользу производителя и получателя. В то время как некоторые химические вещества , которые ориентированы на людей одного и того же вида, другие используются для связи между видами. Использование запахов особенно хорошо известно, были разработаны в социальных насекомых.

Социальное поведение

Собор курган , созданный термитов ( Isoptera ).

Социальные насекомые , такие как термиты , муравьи и много пчел и осы , являются наиболее известными видами eusocial животных. Они живут вместе в крупных хорошо организованные колонии , которые могут быть настолько тесно интегрированы и генетически похожи , что колонии некоторых видов иногда считаются суперорганизмами . Иногда утверждается , что различные виды меда пчелы единственные беспозвоночные (и на самом деле один из немногих не-человеческих групп) эволюционировали систему абстрактной символической коммуникации , где поведение используется для представления и передачи определенной информации о чем - то окружающая среда. В этой системе связи, называется язык танца , угол , при котором пчелиные танцы представляют направление по отношению к солнцу, а длина танца представляет собой расстояние на посадку. Хотя , возможно , не столь значительные , как медоносные пчелы, шмели также потенциально имеют некоторые виды поведения социальных коммуникаций. Шмель земляной , например, демонстрирует более быстрое кривое обучение для посещения незнакомых, но полезные цветов, когда они могут увидеть конспецифический нагул на один и те же виды.

Только насекомые , которые живут в гнездах или колониях демонстрируют любой истинный потенциал для мелкомасштабной пространственной ориентации или самонаведения. Это может позволить насекомому безошибочно возвращаться в одно отверстие на несколько миллиметров в диаметре среди тысяч одинаковых отверстий , по- видимому , сгруппированных вместе, после поездки до расстояния нескольких километров. В явлении , известном как philopatry , насекомые, спящие показали способность вспомнить конкретное местоположение до года после последнего просмотра интересующей области. Несколько насекомых сезонно мигрируют на большие расстояния между различными географическими регионами (например, зимовками районами бабочки Монарх ).

Уход за молодыми

В eusocial насекомые строят гнезда, сторожевые яйца, и дают пищу для потомства очного (см эусоциальности ). Большинство насекомых, однако, ведут короткую жизнь , как взрослые, так и редко взаимодействуют друг с другом , за исключением спариваться или конкурировать за самку. Небольшое количество экспоната некоторой форма родительской заботы , где они будут , по крайней мере охранять свои яйца, а иногда продолжают охранять свое потомство до взрослой жизни, и , возможно , даже кормить их. Еще одна простой формой родительской заботы является построение гнезда (норки или фактической конструкции, любым из которых может быть простыми или сложными), положение магазина в нем, и отложить яйцо на те положения. Взрослый не контактирует с растущим потомством, но тем не менее , действительно обеспечивает пищу. Этот вид помощи является типичным для большинства видов пчел и различных видов ос.

передвижение

Рейс

Основное движение крыла насекомого в насекомом с косвенной схемой механизма полета дорсовентрального разреза через сегмент грудной клетки с
через крыла
б суставов
гр дорсовентральные мышцы
д продольных мышцы.

Насекомые являются единственной группой беспозвоночных иметь развитый полет. Эволюция крыльев насекомых было предметом дискуссий. Некоторые энтомологи предполагают , что крылья из paranotal долей, или расширения из экзоскелета насекомого под названием Nota , называется paranotal теории . Другие теории основаны на плевральное происхождении. Эти теории включают предположения , что крыла инициированных из модифицированных жабр, спиралевидных закрылков или из придатка epicoxa. Epicoxal теория предполагает крылья насекомых модифицируют epicoxal exites, модифицированный придаток у основания ног или тазика . В каменноугольного возраста, некоторые из меганевры стрекоз было столько же , сколько 50 см (20 дюймов) широкий размах крыльев. Появление гигантских насекомых было обнаружено, что согласуется с высоким атмосферным кислородом. Дыхательная система насекомых ограничивает их размер, однако высокая кислорода в атмосфере допускается большие размеры. Самые крупные летающие насекомые сегодня гораздо меньше , и включают в себя несколько видов моли , такие как мотылек Атлас и белая ведьма ( Совок Агриппины ).

Насекомое полет был предметом большого интереса аэродинамики частично из -за неспособности стационарных теорий объяснить подъем , порожденный крошечными крылами насекомых. Но крыла насекомых находятся в движении, с хлопая и вибрацию, в результате чего вспенивания и водоворотов , и неправильное представление , что физика говорит «шмели не могут летать» сохранялся на протяжении большей части двадцатого века.

В отличии от птиц , много мелких насекомых прокатились вдоль по господствующим ветрам , хотя многие из крупных насекомых , как известны, делают миграцию . Тли , как известно, транспортироваться на большие расстояния низкоуровневых струйных потоков . В качестве таких тонких, рисунков линий , связанных с сходящимися ветрами в пределах погоды радиолокационной съемки, как WSR-88D радиолокационной сеть, часто представляют собой большие группы насекомых.

Ходьба

Пространственная и временная картина степпинга ходьбы пустыни муравьев, выполняющих перемен- штатив походки. Скорость записи: 500 кадров в секунду, скорость воспроизведения: 10 кадров в секунду.

Многие взрослые насекомые используют шесть ног при ходьбе и приняли трехногую походку . Трехногий походка позволяет быстро ходить , а всегда иметь стабильную позицию и широко изучены в тараканами и муравьями . Ноги используются в альтернативных треугольниках касаются земель. Для первого шага, средняя правая нога , и передние и задние левые ножки находятся в контакте с землей и переместить насекомое вперед, в то время как передние и задняя правая нога и средняя левая нога поднимаются и перемещаются вперед в новое положение. Когда они касаются земли , чтобы сформировать новый устойчивый треугольник остальные ноги могут быть подняты и перенесенный в свою очередь , и так далее. Чистая форма трехногих походок видна на насекомых , двигающихся на высоких скоростях. Тем не менее, этот тип локомоции не является жестким и насекомые могут адаптироваться различные походки. Например, при движении медленно, поворачиваясь, избегая препятствий, подъем или скользкой поверхности, четыре (тетрапод) или более футов (волны походка) может касаться земли. Насекомые могут также адаптировать свою походку , чтобы справиться с потерей одного или нескольких конечностей.

Тараканы являются одними из самых быстрых бегунов насекомых и, на полной скорости, принять двуногое бежать , чтобы достичь высокой скорости пропорционально их размеру тела. Как тараканы двигаться очень быстро, они должны быть записаны на видео нескольких сотен кадров в секунду , чтобы показать свою походку. Более уравновешенный локомоции видно на насекомых палки или трости ( привиденьевые ). Несколько насекомых эволюционировали ходить по поверхности воды, особенно членов Водомерки семьи, широко известный как Водомерки. Несколько видов океанских фигуристов в роду Halobates даже живут на поверхности открытого океана, среду обитания , которая имеет несколько видов насекомых.

Использование в робототехнике

Насекомое ходьба представляет особый интерес в качестве альтернативной формы локомоции роботов . Изучение насекомых и двуногих оказывает существенное влияние на возможные методы роботизированных транспорта. Это может позволить новых роботов , которые будут разработаны , которые могут пересекать местности , что роботы с колесами могут быть не в состоянии справиться.

плавание

Backswimmer Гладыш обыкновенной воды, показывая его весло как адаптация задней ног

Большое количество насекомых живут либо часть или всю свою жизнь под водой. Во многих из более примитивных порядков насекомых, незрелые стадии проводятся в водной среде. Некоторые группы насекомых, как и некоторые жуки воды , у водных и взрослых.

Многие из этих видов имеют приспособления , чтобы помочь в под-водой локомоции. Водные жуки и водные ошибки имеют ноги , приспособленные к лопастным-подобным структурам. Dragonfly наяда использовать реактивное движение, принудительно выталкивание воды из их ректальной камеры. Некоторые виды , как в Водомерке способны ходить по поверхности воды. Они могут сделать это , потому что их когти не на кончиках ног , как в большинстве насекомых, но утоплены в специальный паз дальше вверх по ноге; это предотвращает клешни от прокалывания поверхностной пленки воды. Другие насекомые , такие как стафилиниды Stenus , как известно, испускают pygidial секреции желез , которые уменьшают поверхностное натяжение делая возможным для них , чтобы двигаться по поверхности воды с помощью Марангони движения (также известного под немецким термином Entspannungsschwimmen ).

экология

Насекомое экологии является научным исследованием того , как насекомые, по отдельности или в обществе, взаимодействовать с окружающей средой или экосистемой . Насекомые играют одну из самых важных ролей в их экосистемах, которая включает в себя множество функций, такие как поворот почвы и аэрацию, навозной захоронении, борьба с вредителями, опыление и питание диких животных. Пример является жуки , которые являются поглотителями , которые питаются мертвыми животными и упавших дерева , и , таким образом , перерабатывают биологические материалами в формы , нашли полезный другими организмами . Эти насекомые и другие, несут ответственность за большую часть процесса , с помощью которого верхний слой почвы создается.

Оборона и хищничество

Возможно , одной из самых известных примеров мимикрии, то наместник бабочки (вверху) появляется очень похожа на вредном вкус бабочка Монарх (внизу).

Насекомые в основном мягкие насыщенные, хрупкие и почти беззащитные по сравнению с другими, более крупными формами жизни. Незрелые стадии небольшие, двигаются медленно или неподвижны, и поэтому все этапы подвергаются хищничества и паразитизма . Насекомые , то есть различные стратегии обороны , чтобы избежать нападений хищников или паразитоидов . Они включают в себя маскировку , мимику , токсичность и активную защиту.

Камуфляж является важной стратегией защиты, которая включает в себя использование окраски или формы , чтобы вписаться в окружающую среду. Этот вид защитной окраски является общим и широко распространен среди семейств жуков, особенно те , которые питаются дерево или растительность, такие , как многие из листоедов (семейство Chrysomelidae ) или долгоносиков . В некоторых из этих видов, ваяния или различных цветных чешуек или волосков заставляют жука напоминать птичий помет или другие несъедобные предметы. Многие из тех , которые живут в песчаных средах сливаться с окраской подложки. Большинство phasmids известны для эффективного тиражирования форм палок и листьев, а также органов некоторых видов (например, О. macklotti и Palophus Центавра ) покрыты в мшистый или покрытый лишайником выростов , которые дополняют их маскировку. Некоторые виды имеют способность изменять цвет , как их окружение сдвига ( Б. scabrinota , Т. саЩогтс ). В дальнейшем поведенческой адаптации в дополнение crypsis , ряд видов были отмечены для выполнения качательное движение , где тело качались из стороны в сторону , что , как полагают, отражают движение листьев или веток качающимися на ветру. Другой метод , с помощью которого палки насекомые избежать хищников и напоминают веточки является изображая смерти ( каталепсии ), где насекомое попадает в неподвижное состояние , которое может поддерживаться в течение длительного периода. Ночные кормления привычка взрослых также помогает привиденьевой в остальном скрыто от хищников.

Другая защита , которая часто использует цвет или форму , чтобы обмануть потенциальных противников является мимикрия. Ряд жуков - усачей (семейство Cerambycidae) имеет поразительное сходство с осами , что помогает им избегать хищников , даже если жуки на самом деле безобидных. Бейтс и мюллеровые мимика комплексы обычно встречается в чешуекрылом. Генетический полиморфизм и естественный отбор приводят к иным съедобных видов (имитатор) , получающих преимущество выживания путем напоминающие несъедобных видов (модели). Такой комплекс мимикрии упоминается как Бейтс и наиболее широко известный по мимикрии в limenitidine наместника бабочкой из несъедобной danaine монарха . Более поздние исследования обнаружили , что наместник, на самом деле более токсичен , чем монарх , и это сходство следует рассматривать как случай мюллеровой мимикрии. В мюллеровой мимикрии, несъедобные виды, как правило , в пределах таксономического порядка, считают выгодным походить друг на друга таким образом , чтобы уменьшить частоту дискретизации хищниками , которые должны узнать о несъедобности насекомых. Таксоны от токсического рода Heliconius формирует один из наиболее хорошо известных мюллеровых комплексов.

Химическая защита является еще одним важным защита найдены среди видов жесткокрылых и чешуекрылых, как правило , рекламируемого яркие цвета, такие как бабочка Монарх . Они получают их токсичность по секвестрации химических веществ из растений , которые они едят в их собственные ткани. Некоторые чешуекрылыхи производят свои собственные токсины. Хищники , которые едят ядовитые бабочки и мотыльки могут заболеть и рвоте силой, обучение не есть эти типы видов; это на самом деле основа мюллеровой мимикрии. Хищник , который ранее съел ядовитую чешуекрылых может избежать других видов с аналогичными отметками в будущем, тем самым экономя много других видов , а также. Некоторые жужелицы из семейства жужелиц могут распылять химикаты из брюшка с большой точностью, чтобы отразить хищник.

опыление

Европейский мед пчелы проведения пыльцы в пыльцы корзины обратно в улей

Опыление это процесс , с помощью которого пыльца переносится в воспроизводстве растений, тем самым обеспечивая оплодотворение и половое размножение . Большинство цветущих растений требуют животное , чтобы сделать транспортировку. В то время как другие животные включены в качестве опылителей, большинство опыление осуществляется насекомыми. Поскольку насекомые обычно получают выгоду для опыления в виде энергии богатого нектара это является большим примером мутуализма . Различные цветочные черты (и их комбинации) , которые привлекают дифференциально один тип опылителей или иначе известны как опыления синдромов . Они возникли через сложные адаптации растений и животных. Опылители найти цветы через яркие окраски, в том числе ультрафиолетового и привлекающих феромонов . Изучение опыления насекомыми известно как антэкология .

паразитизм

Многие насекомые являются паразитами других насекомых , таких как паразитоид оса. Эти насекомые известны как энтомофагов паразитов . Они могут быть полезны в связи с их опустошениями вредителей , которые могут уничтожить посевы и другие ресурсы. Многие насекомые имеют паразитические отношения с людьми , такими , как комар. Эти насекомые , как известно, распространяются болезни , такие как малярия и желтая лихорадка и из - за таких, комары косвенно вызывают больше смертей людей , чем любое другое животное.

Отношения с людьми

Как вредители

Многие насекомые считаются вредителями людьми. Насекомые обычно рассматриваются как вредители включают те , которые паразитируют ( например , вши , клопы ), передачи заболеваний ( комары , мухи ), повреждения структуры ( термиты ), или уничтожить сельскохозяйственные товары ( саранча , долгоносики ). Многие энтомологи принимают участие в различных формах борьбы с вредителями, как и в исследованиях для компаний , чтобы производить инсектициды , но все больше и больше полагаются на методы биологической борьбы с вредителями , или биоуправления. Biocontrol использует один организм , чтобы уменьшить плотность населения другого организма-вредителя-и считается ключевым элементом комплексной борьбы с вредителями .

Несмотря на большом количестве усилий направлено на борьбу с насекомыми, человеческие попытки убить вредитель с инсектицидами могут иметь неприятные последствия. Если используется небрежно, яд может убить все виды организмов в области, в том числе естественных хищников насекомых, такие как птицы, мыши и других насекомоядные. Эффекты DDT использования «s пример того, как некоторые инсектициды могут угрожать дикую природу за пределами предполагаемых популяций насекомых - вредителей.

В ролях полезных

Потому что они помогают цветковых растений к перекрестному опылению , некоторые насекомые имеют решающее значение для сельского хозяйства. Это европейская медоносная пчела собирает нектар , а пыльца собирает на своем теле.
Robberfly с добычей, в Hoverfly . Насекомоядные отношения , такие как они помогают контролировать популяции насекомых.

Хотя насекомые - вредители привлекают наибольшее внимание, многие насекомые являются полезными для окружающей среды и человека . Некоторые насекомые, как осы , пчелы , бабочки и муравьи , опыляют цветущие растения . Опыление является мутуалистическими отношениями между растениями и насекомыми. Как насекомые собирают нектар с разных растений одного и того же вида, они также распространяются пыльца от растений , на которых они ранее укусили. Это значительно повышает способность растений к перекрестному опылению , который поддерживает и , возможно , даже улучшает их эволюционную пригодность . Это в конечном счете , влияет на людей , так как обеспечение здоровых культур имеет решающее значение для сельского хозяйства . Так же , как опыление муравьи помогают с распределением семян растений. Это способствует распространению растений, что увеличивает разнообразие растений. Это приводит к общему улучшению состояния окружающей среды. Серьезной экологической проблемой является снижение популяций опылителей насекомых, а также ряд видов насекомых в настоящее время культивируют в основном для управления опыления , чтобы иметь достаточное количество опылителей в поле, саду или оранжерее в цвету время. Другое решение, как показано в Делавэре, было поднять местные растения , чтобы помочь поддержать родные опылитель , как Л. vierecki . Насекомые также производят полезные вещества , такие как мед , воск , лак и шелк . Пчелы культивируют люди на протяжении тысяч лет для меда, хотя договаривающиеся для опыления сельскохозяйственных культур становятся все более значимым для пчеловодов . Шелкопряда имеет большое влияние человеческой истории, так как шелк управляемой торговли установили отношения между Китаем и остальным миром.

Насекомоядные насекомых, или насекомые , которые питаются другими насекомыми, являются полезными для людей , если они едят насекомых , которые могут привести к повреждению сельского хозяйства и человеческих структур. Так , например, тлей питаются культуры и вызвать проблемы для фермеров, но коровки питаются тлей, и могут быть использованы в качестве средства , чтобы значительно уменьшить популяции тлех вредителей. В то время как птицы , возможно , более заметные хищники насекомых, насекомые сами составляют подавляющее большинство потребления насекомых. Муравьи также помогают населению контроля животных, потребляя мелкие позвоночные. Без хищников , чтобы держать их в узде, насекомые могут пройти почти невозможно остановить взрывы населения .

Насекомые также используются в медицине, например , личинки мух ( опарышей ) ранее использовались для лечения ран , чтобы предотвратить или остановить гангрену , так как они потребляют только мертвую плоть. Эта процедура находит современное применение в некоторых больницах. В последнее время насекомые также привлекли к себе внимание в качестве потенциальных источников лекарственных препаратов и других лекарственных веществ. Взрослые насекомые, такие как сверчки и личинки насекомых различных видов, также широко используются в качестве рыболовной приманки.

В исследовании

Распространенное fruitfly дрозофила является одним из наиболее широко используемых микроорганизмов в биологических исследованиях.

Насекомые играют важную роль в биологических исследованиях. Так , например, из - за его малого размера, короткое время генерации и высокой плодовитостью , общий плодовой мушки дрозофилы является модель организма для исследований в генетике высших эукариот . Дрозофилы была существенная частью исследований в принципы , как генетическая связь , взаимодействие между генами , хромосомной генетика, развитие , поведение и эволюция . Поскольку генетические системы хорошо законсервированы среди эукариот, понимание основных клеточных процессов , как репликация ДНК или транскрипции в плодовых мушек может помочь понять эти процессы в других эукариот, включая человека. Геном из дрозофилы был секвенирован в 2000 году, что отражает важную роль организма в биологических исследованиях. Было установлено , что 70% летучий геном похоже на геном человека, поддерживая теорию эволюции.

Пища

В некоторых культурах, насекомых, особенно фритюре цикады , считаются деликатесами , в то время как в других местах , где они являются частью нормальной диеты. Насекомые имеют высокое содержание белка для их массы, а некоторые авторы предлагают свой потенциал в качестве основного источника белка в человеческом питании . В большинстве стран первого мира, тем не менее, энтомофагия (поедание насекомых), является табу . Так как невозможно полностью устранить насекомых - вредителей из пищевой цепи человека, насекомые непреднамеренно присутствует во многих продуктах, особенно зерна. Безопасности пищевых продуктов законы во многих странах не запрещают части насекомых в пищу, а ограничить их количество. Согласно культурным материалист антрополог Марвин Харрис , поедание насекомых является табу в культурах , которые имеют другие источники белка , такие как рыбы или скота.

Из - за обилие насекомых и озабоченность во всем мире нехватки продовольствия, то Продовольственная и сельскохозяйственная организация в Организации Объединенных Наций считает , что миру , возможно , придется в будущем, считает перспективы едят насекомых в качестве пищи штапеля. Насекомые известны своими питательными веществами, имеющие высокое содержание белка, минералов и жиров и едят одну треть мирового населения.

В культуре

Жуки - скарабеи провели религиозную и культурную символику в Древнем Египте , Греции и некоторых шаманских культурах Старого Света. Древние китайцы считали цикада как символ возрождения и бессмертия. В месопотамской литературе, эпическая поэма Гильгамеша есть намеки на стрекоза , которые означают невозможность бессмертия. Среди аборигенов в Австралии из Arrernte языковых групп, медовые муравьев и witchety личинок служили в качестве личных клановых тотемов. В случае «Сан -» куст-мужчин в Калахари , это богомол , что имеет большое культурное значение , включая создание и дзэн , как терпение в ожидании.

Смотрите также

Рекомендации

Список используемой литературы

  • Шинери, Майкл (1993), Насекомые Великобритании и Северной Европы (3 - е изд.), Лондон, и т.д .: HarperCollins, ISBN  978-0-00-219918-6

дальнейшее чтение

внешняя ссылка