Hmyz je prosperující skupina suchozemských organismů

Třída hmyzu patří do kmene Arthropoda, kde spolu se stonožkami tvoří podkmen tracheální-dýchači. Od blízkých skupin členovců se liší následující kombinací znaků: tělo je rozděleno na hlavu, hruď a břicho, jsou zde tři páry kráčejících nohou, křídla jsou u většiny druhů vyvinuta.

Věda v současné době zná asi 1 milion druhů hmyzu, navíc je ročně popsáno 3 až 10 tisíc nových druhů. Hmyz je tedy největší skupinou organismů, které v současnosti na Zemi žijí. Je jich více než jiných živočichů a rostlin dohromady. Odhadovaný počet druhů hmyzu je ještě působivější. Podle různých odhadů se pohybuje od 3 do 30 milionů druhů. Entomologové-systematici mají obrovskou práci popsat a klasifikovat tuto úžasnou rozmanitost. Většina objevů se odehrává v tropických oblastech, které jsou málo prozkoumané a bohaté na hmyz, nicméně „bílých míst“ je na Sibiři dostatek a seznam sibiřských druhů hmyzu se každoročně doplňuje.

Stromově zelený štít (Palomena prasina)

Existuje několik důvodů pro obrovskou druhovou rozmanitost hmyzu. Především se jedná o typicky suchozemské organismy, dokonale přizpůsobené pozemním podmínkám. Celá organizace hmyzu je spojena s ochranou před vysycháním a úsporou vlhkosti. Epikutikula, tenký voskový film na povrchu kůže, který zabraňuje odpařování vody. Tracheální dýchání z hlediska úspory vlhkosti je účinnější než dýchání plicní, protože dýchací otvory (spirakuly) jsou velmi malé a mohou se uzavřít. Vylučovací systém, reprezentovaný malpighickými cévami, produkuje krystaly kyseliny močové, které vážou malé množství vody. V zadním střevě hmyzu jsou speciální rektální žlázy, které sají vodu z vytvořených exkrementů a vracejí ji do tělní dutiny. Vajíčka mnoha hmyzu jsou také dobře chráněna před ztrátou vlhkosti. Hmyz si tedy skvěle poradí s jedním z hlavních problémů života v suchozemském prostředí – ochranou před vysycháním.

Předchůdci hmyzu byli již suchozemské organismy, proto mezi nimi nejsou žádní obyvatelé moří a oceánů. Některý hmyz je spojen se sladkou vodou, kde se vyvíjejí jeho larvy (vážky, jepice, potápky, chrostíci, někteří brouci a dvoukřídlí), ale toto spojení s vodním prostředím je považováno za druhotné. K vytvoření třídy došlo asi před 350 miliony let - v období devonu. Evoluce hmyzu probíhala rychle a již v dalším, karbonském období, vznikly všechny moderní řády hmyzu.

Evoluce hmyzu úzce souvisí s evolucí rostlin. Rozvoj pevniny šel souběžně s přesídlením rostlin z vodních cest do vyvýšenějších - vrchovin. V období křídy, s příchodem kvetoucích krytosemenných rostlin, se mezi nimi a hmyzem vytvořily úzké vztahy. Většina moderních kvetoucích rostlin je opylována hmyzem. Na druhé straně jsou to kvetoucí rostliny, které jsou hlavními potravními objekty fytofágního hmyzu. Ke vzniku a diferenciaci jednotlivých skupin hmyzu došlo pravděpodobně při přechodu z pobytu v půdě a stelivu k životu ve vyšší vrstvě - na vegetaci. S tím souvisí i vzhled letu.

Ze všech bezobratlých má pouze hmyz křídla a ovládl vzdušné prostředí. Létání je efektivní a ekonomický způsob dopravy. Na 78 metrů letu vydá včela tolik energie jako na 3 metry „na nohou“. Schopnost hmyzu usadit se je působivá. Obzvláště známé jsou migrace stěhovavých sarančat popsané v Bibli. Kobylky snadno překročí Středozemní moře a z lodí tisíc kilometrů od pobřeží byly pozorovány hejna létajících kobylek. V laboratoři kobylka prokázala zázraky vytrvalosti a létala bez přistání po dobu 6 dnů, otáčela se lehkým kolotočem, ke kterému byla přivázána nití.

Snad nejznámější je americký stěhovavý motýl monarcha, který pravidelně létá ze Spojených států do Mexika, kde přezimuje a poté se vrací do své domoviny rozmnožovat se. Samostatné kopie panovníků, zachycené vzdušnými proudy, překročily Atlantský oceán, byly nalezeny na pobřeží Anglie a Francie.

Aktivní nebo pasivní rozptýlení pomocí křídel pomáhá hmyzu rozvíjet nová území. Křídla jsou silným faktorem speciace, protože přispívají ke vzniku izolovaných populací, například na ostrovech, které se velmi rychle oddělují do samostatných druhů.

Štěnice (Pyrrhocoris apterus)

Za zmínku stojí rychlost letu hmyzu. Můra jestřábi jsou považováni za nejlepší letce, se špičatými křídly, aerodynamickým tělem a silnými křídlovými svaly. Jestřábi můry jsou schopni létat rychlostí 50 kilometrů za hodinu na velké vzdálenosti. Pokud porovnáme rychlost letu a velikost těla hmyzu, pak taková relativní rychlost bude 5krát větší než u moderního proudového letadla. Jestřábi se dokážou vznášet ve vzduchu a stejně jako kolibříci sají nektar z květů svými dlouhými nosy, aniž by na nich seděli. Během letu se spotřeba kyslíku motýlů zvyšuje 150krát ve srovnání s klidovým stavem. Ale přesto jsou přeborníky mezi létajícím hmyzem velké vážky, které v okamžiku pronásledování kořisti dělají vrhy rychlostí 100 kilometrů za hodinu.

Jedním z důvodů druhové rozmanitosti hmyzu je jeho malá velikost. Oproti velkým organismům mají řadu výhod, jako je rozvoj nových biotopů, úspora zdrojů energie a potravy pro jejich rozvoj. Většina hmyzu, a zejména jeho larev, vede tajnůstkářský způsob života. Malá velikost umožňuje aktivně využívat přirozené dutiny v půdě, podestýlce, pod kůrou, v rozkládajících se substrátech i přechod k životu v pletivech živých rostlin a k parazitismu. Rozvoj nových ekologických nik vede k rychlé speciaci.

Většina běžné velikosti hmyzu - od 3 do 20 mm. Nejmenší, jako jsou například perlokřídlí brouci, nepřesahují 0,2 mm, což není o mnoho větší než nálevníky. Obři hmyzího světa žijí v tropech. Indonéský tyčový hmyz je považován za nejdelší, dosahuje 38 cm, ale jeho tělo není tlustší než prst. Rekord mezi motýly patří lopatkovec brazilský agrippina, který dosahuje rozpětí křídel 30 cm. Tato noční můra má skromné ​​šedobílé zbarvení. Nádherně zbarvení birdwing motýli žijící na ostrovech Tichého oceánu a v jihovýchodní Asii. Jsou právem považováni za největší denní motýly, dosahující rozpětí křídel až 20-25 cm. Jedním z největších brouků jsou africké goliášské bronzy o velikosti pěsti. Jihoameričtí dutí brouci nejsou o nic horší než oni: Neptun, Herkules a slon. Jména mluví sama za sebe. Sloní brouk je prý nejtěžší žijící hmyz. Váží přes 100 g. Za největší hmyz, který kdy na Zemi žil, je však považována fosilní vážka z období karbonu, která v rozpětí křídel dosahovala 1 metr a tělesné rozměry dosahovaly 60 cm.

V Rusku žije největší hmyz na Dálném východě - jde o reliktní parmu. Jednotliví samci tohoto brouka dosahují 11 cm spolu s působivými čelistmi. Jejich masité bílé larvy žijí v tabulkách mrtvých jilmů a jiných tvrdých dřev, takže odlesňování vede k jejich zničení. Relikt parmy v přírodě je vzácný a chráněný státem.

Mezi velký hmyz v oblasti Bajkalu patří motýli, plachetnice, někteří paví očka a snovači kokonů, střevlíci z rodu lukostřelec, plavci, některé parmy (jedle černá, vrzač osika atd.), májový brouk, zavíječ borový, vážky skalní, kobylky, kobylka širokokřídlá. Často je to velký a krásný hmyz, který je součástí červených knih, ale to není vždy oprávněné.

Malá velikost hmyzu je způsobena dvěma hlavními důvody. Za prvé, jejich tělo je uzavřeno ve vnějším chitinózním obalu, jehož hmota by se měla zvětšovat s růstem lineárních rozměrů. Svaly, které uvádějí tělo do pohybu, jsou uzavřeny v tubulárních končetinách, což omezuje hranice nárůstu svalové hmoty. Velký hmyz je nemotorný a pomalý, stává se snadnou kořistí predátorů.

Topolový brouk červenokřídlý ​​(Chrysomela populi)

Z členovců dosahují velkých rozměrů pouze mořští korýši (krabi, humři, langusty), kteří si zachovávají „snadnost pohybu“ díky tlačení vody. Za druhé, tracheální systém hmyzu sestávající z tenkých vzduchových trubic se zcela stará o zásobování tkání kyslíkem.

Tracheoly, koncové větve trachey, nepřesahují průměr 1 µm. Je jasné, že difúze kyslíku přes tak tenké trubičky je obtížná. Čím větší hmyz, tím delší průdušnici a delší cestu kyslíku do tkání. Podle jednoduchého fyzikálního zákona se intenzita difúze plynů zvyšuje s rostoucí teplotou. I proto žije největší hmyz v tropech.

Vnější kostra hmyzu slouží nejen k uchycení svalů a ochraně vnitřních orgánů. Plní receptorové funkce, protože na rozdíl od kostry obratlovců je v přímém kontaktu s vnějším prostředím. Obrovská škála sensilla, která tvoří smyslové orgány hmyzu, je derivátem jednoduché struktury kůže - chlupu nebo štětiny. Zbarvení a plastika skořápky hmyzu jsou nekonečně rozmanité. Obecně je vývoj hmyzu z velké části způsoben jeho vnější kostrou. To do jisté míry může vysvětlit výjimečnou druhovou rozmanitost hmyzu a jeho snadnou adaptabilitu na podmínky prostředí.

Přítomnost chitinózní vnější kostry hmyzu vede k tomu, že jejich růst je doprovázen línáním. Kromě toho se larvy liší, někdy velmi silně, strukturou od dospělců (dospělců). Proto je přechod z larválního stadia do imaginárního spojen s výraznými přestavbami, kterým se říká transformace nebo metamorfóza. U hmyzu s neúplnou metamorfózou jsou larvy podobné dospělým, ale mají základy křídel a nedostatečně vyvinuté sexuální přívěsky. Takové larvy obvykle žijí společně s dospělci a živí se stejnou potravou. U hmyzu s úplnou přeměnou jsou larvy různorodé ve struktuře, výrazně se liší od dospělých jedinců a vedou převážně skrytý způsob života, živí se jinou potravou než ve stádiu dospělosti. K evolučnímu pokroku této skupiny přispěl vývoj nových ekologických nik a rozdělení „povinností“ larev a dospělců u hmyzu s úplnou metamorfózou. Není divu, že více než 70 % žijících druhů patří k hmyzu s úplnou přeměnou.

Hmyz je tedy dokonale přizpůsoben suchozemským podmínkám a velmi plně ovládl povrch země. Jsou distribuovány od tropů po polární tundru, od hlubokých jeskyní až po okraje věčného sněhu v horách. Hmyz ovládl sladkou vodu a vzduch oceán. V ekosystémech žijí ve všech vrstvách od půdy po koruny stromů.

Pokud jde o početnost a biomasu, hmyz zaujímá v přírodě velmi významné místo. V krajině příznivé pro jejich existenci je jejich biomasa 100-300 kg na hektar. Pro srovnání, na stejný hektar ptáků připadá 300–500 g a velcí býložraví savci od 1 do 10 kg. Pokud vezmeme průměrnou hmotnost hmyzu jako 10 mg, pak na každého obyvatele Země připadá 300 kg hmyzu.

Vysoký počet hmyzu je způsoben jeho vysokou plodností a dokonalý soubor adaptací pro přežití v široké škále podmínek. Téměř všechny látky organického původu používá hmyz k potravě. Hmyz proto jako jedna z nejpodstatnějších složek suchozemských ekosystémů hraje obrovskou roli při přenosu hmoty a energie, využívá téměř všechny látky dodávané rostlinami a živočichy a sám slouží jako potrava pro mnoho obratlovců a bezobratlých. Jejich role v procesu tvorby půdy je obrovská.

Praktický význam hmyzu nelze přeceňovat. Každý rok jde 1/5 úrody planety na krmení armády škůdců. Statisíce hektarů lesů ničí škůdci jako sibiřská a cikánská můra, kůrovec, parmy a zlatí brouci kazí stavební dřevo. Různí pijavici přenášejí smrtelné nemoci a otravují lidi a zvířata svými kousnutími.

ale užitečná role hmyzu je také obrovská. Bez opylovačů nemůžeme sklidit mnoho plodin. Obrovská armáda predátorů a parazitů omezuje reprodukci hmyzích škůdců a biologická metoda boje proti jejich použití slibuje skvělé vyhlídky. Člověk dostává od hmyzu med, vosk, hedvábí, laky, barviva, mnoho cenných léků. Nakonec bychom neměli zapomínat na estetickou roli hmyzu zdobícího přírodu. Stalo se módou zdobit domácnosti sušenými motýly, ale ještě příjemnější je vidět tyto tvory vlající ve volné přírodě.

PROTI.G.Shilenkov
Z knihy „Divočina Bajkalu. - Irkutsk: Nakladatelství Irkut. un-ta, 2002" a na základě materiálů z lokality "Zoologické výlety po Bajkalu"