Hmyz. Obecná charakteristika, struktura, systematika | Biologie

Třída hmyzu je nejpočetnější skupinou členovců a vlastně ze všech živých organismů na Zemi. Existuje více než 1,5 milionu popsaných druhů hmyzu Nejdokonaleji ovládli zemi jako stanoviště, osídlili nejen povrch, ale i půdu, mnozí se přizpůsobili letu a někteří již podruhé přešli na vodní životní styl. . Hmyz si přitom osvojil různé způsoby krmení. Velikost těla se pohybuje od zlomků milimetru až po několik desítek centimetrů. Velké velikosti však nejsou pro hmyz typické kvůli přítomnosti exoskeletu a metody tracheálního dýchání.

Navzdory obrovské rozmanitosti a zjevnému rozdílu ve vnější struktuře má hmyz mnoho společných znaků, které jim umožňují kombinovat je do jedné třídy. Ve srovnání s jinými členovci dosáhli v procesu evoluce pokročilejšího vývoje, protože byli lépe přizpůsobeni životu na souši a zvládli téměř všechna zdejší životní prostředí. Lezou po zemi, žijí v půdě, létají a skáčou. Někteří se dokonce vrátili k životu ve vodě, ale stále dýchají vzduch.

Mezi hmyz patří brouci, motýli, kobylky, komáři, vážky, mouchy, včely, mravenci, švábi a mnoho dalších.

Obecná charakteristika hmyzu

Tělo hmyzu se skládá z hlavy, hrudníku a břicha. Mezi posledními dvěma částmi nemusí být žádné zúžení (například jako u brouků) nebo může být jedno (například jako u mravenců). Hlava a hrudník jsou spojeny pohyblivě. Hrudník se skládá ze tří segmentů, z nichž z každého vybíhá pár končetin. U většiny hmyzu vyrůstá pár křídel z posledních dvou segmentů hrudníku (jeden pár lze upravit na elytru). Počet břišních segmentů se pohybuje od 6 do 10 v závislosti na druhu. Vzhledem k tomu, že orgány pohybu jsou připojeny k hrudníku, má silné svaly. Většina vnitřních orgánů se nachází v břiše hmyzu.

Tělo je pokryto kutikulou obsahující chitin (stejně jako u všech členovců).

Počet kloubových nohou je 6 (3 páry). U většiny hmyzu chodí, ale u řady zástupců se dají upravit do speciálních úprav (např. u kobylky začaly skákat zadní nohy, u krtonožky se přední přeměnily na hrabací končetiny) .

Každá noha se skládá z několika segmentů (koxa, trochanter, femur, tibie, tarsus). U některých druhů hmyzu mohou být nohy upraveny tím, že plní nějakou jinou funkci než chůzi (pro skákání, kopání, plavání, uchopování). Například zadní nohy kobylky jsou mohutnější a delší a poskytují jim dobrý skok. A u kudlanek jsou přední nohy upraveny na úchopové končetiny, kterými chytá další hmyz.

Nachází se na hlavě jeden pár antén, vykonávající funkci orgánů hmatu a čichu.

Oči hmyzu jsou složité (fasetové), sestávají z mnoha jednoduchých očí (fazet). Takové oči tvoří mozaikový obraz (celkový obraz se skládá z malých částí).

ústní aparát sestává z horního a dolního pysku a párů horní a dolní čelisti. Kromě horního rtu jsou všechny ostatní části upravené končetinami. Horní ret je chitinózní výrůstek. Čelisti a rty jsou nejzřetelnější u hmyzu, který má ústní ústrojí hlodavého typu. V procesu evoluce a adaptace na různé potraviny však ústní aparát získal mnoho variací: piercing-sání, olizování-sání atd. Součástí složení ústního aparátu je i chitinózní formace dna dutiny ústní (a druh hmyzího jazyka).

Trávicí systém hmyzu ve svém obecném strukturním plánu odpovídá členovcům. Kromě dutiny ústní, do které ústí slinné žlázy, a jícnu se může vyskytovat i struma. Dále přichází na řadu malý žaludek, ve kterém se potrava drtí pomocí hřebíčku (tvrdé chitinózní útvary). Hlavní trávení potravy a její vstřebávání do hemolymfy probíhá ve středním střevě. Pro zvětšení povrchu má hmyz na hranici mezi střevem a žaludkem mnoho slepých procesů.

Dýchací systém se skládá pouze z průdušnice – rozvětvené trubice, které prostupují tělem. Otevírají se směrem ven na každém segmentu dvojicí otvorů – spirál.

Oběhový systém není uzavřen, stejně jako u všech členovců. Z cév se krev vlévá do tělesné dutiny a poté se opět shromažďuje v cévách. Krev je tlačena srdcem, které se nachází na dorzální straně břicha. Ze srdce proudí krev směrem k hlavě. Z hlavy proudí krev v břišním směru skrze prostory mezi orgány. Poté se znovu shromažďuje do cév vedoucích do srdce. Krev se podílí pouze na přenosu živin ze střev a odvádění škodlivých odpadních látek z buněk. Kyslík vstupuje do tkání těla hmyzu přímo z průdušnice. V nich se z tkání uvolňuje oxid uhličitý. Navzdory skutečnosti, že tracheální dýchací systém pro členovce je považován za pokročilejší a průdušnice prostupuje celým tělem hmyzu, tento typ dýchání brání hmyzu ve zvětšování. Velké tělo nemůže být plně zásobeno kyslíkem pomocí průdušnic.

Je představena vylučovací soustava Malpighianská plavidla, mající vzhled trubek slepě končících v tělní dutině. Na druhém konci ústí do zadního střeva. Stěnami malpighické cévy jsou z tělní dutiny, ve které proudí krev, filtrovány odpadní látky, které je třeba z těla odstranit. Opouštějí zadní střevo spolu s nestrávenými zbytky potravy. Tělo hmyzu izoluje nejvíce škodlivých látek v tzv. tukovém těle (jeho hlavní funkcí je ale ukládání živin).

Hmyz má ze všech členovců lépe vyvinutý nervový systém, i když jeho obecný strukturní plán zůstává stejný (suprafaryngeální ganglion, perifaryngeální prstenec, ventrální nervový provazec). Mnoho hmyzu vykazuje poměrně složité chování.

Podle typu vývoje se hmyz dělí do dvou velkých skupin: s úplnou transformací a s neúplnou transformací. První jmenované se vyznačují přítomností larválních stádií, která se liší jak strukturou, stanovištěm, tak způsobem krmení od dospělých pohlavně dospělých jedinců (imago). Tento vývoj umožňuje larvám a dospělcům krmit se a žít na různých místech, což snižuje konkurenci mezi nimi. Tak je tomu například u motýlů a brouků, u kterých je larva vzhledově podobná spíše červu než hmyzu. Mezi larválním a dospělým stádiem vzniká tzv. kukla, ve které dochází ke kardinálním přeměnám hmyzu. U hmyzu s neúplnou metamorfózou vycházejí vajíčka z vajíček, která se podobají dospělcům. S každým svlékáním se prostě zvětšují a vyvíjejí se některé jejich orgány. Jsou to například kobylky, vážky, švábi.

Mnoho hmyzu je opylovači kvetoucích rostlin. Během historického vývoje života na Zemi (evoluce) vstoupilo mnoho hmyzu do jakési symbiózy s kvetoucími rostlinami, staly se jejich opylovači a živili se jejich pylem a nektarem. Právě to určovalo jejich vnější stavbu (zejména stavbu ústního aparátu) a veškerou rozmanitost a krásu rostlinných květů. Evoluce těchto druhů hmyzu a rostlin, které opylovaly, probíhaly společně. Výsledkem je, že struktura květů určitého rostlinného druhu a určitého druhu hmyzu má strukturu kompatibilní pro opylení.

Druhy vývoje hmyzu

Samičky hmyzu kladou oplozená vajíčka, ze kterých se líhnou larvy. U některých druhů hmyzu však mohou být larvy podobné dospělcům (kobylky), zatímco u jiných nikoli (motýli, brouci). V prvním případě žijí larvy stejně jako dospělci, rostou, několikrát línají a stávají se dospělými. Ve druhém případě jsou larvy na rozdíl od dospělých. Vypadají jinak a jedí jinak. Motýlí larvy jsou tedy housenky, které se často živí zelenými částmi rostlin a mají hlodavou tlamu. Zatímco motýli jedí nektar a mají sací ústní ústrojí. Larva několikrát líná a pak se stává kuklou, která se nekrmí ani nehýbe. V kukle se z larvy vyvine dospělý hmyz.

Vývoj hmyzu, jehož larvy se podobají dospělcům, se nazývá neúplná metamorfóza. Hmyz s neúplnou metamorfózou prochází ve svém vývoji třemi stádii – vajíčko, larva a dospělý hmyz (imago). Vývoj hmyzu, jehož larvy se liší od dospělých jedinců, se nazývá úplná metamorfóza. Hmyz s úplnou metamorfózou prochází ve svém vývoji čtyřmi stádii – vajíčko, larva, kukla a imago.

Úplný vývoj konverze má řadu výhod. Larvy takového hmyzu jedí jinou potravu a nesoutěží o ni s dospělými. Larvy nebo kukly mohou tolerovat nepříznivé podmínky prostředí.

Nejběžnější řády hmyzu

Hmyz je nejpočetnější třídou zvířat, existuje více než 1 milion druhů. Existuje asi 40 řádů hmyzu, které se dělí do dvou skupin – hmyz s neúplnou proměnou a hmyz s úplnou proměnou. Příklady hmyzích řádů s neúplnou transformací jsou Orthoptera, Homoptera a Hemiptera. Příklady řádů s úplnou transformací jsou Coleoptera, Diptera, Lepidoptera, Hymenoptera.

Vlastnosti řádu Orthoptera

Zástupci: kobylky, sarančata, cvrčci.

• Kousací ústní ústrojí.
• Křídla prvního páru jsou úzká s podélnou žilnatinou, křídla druhého páru vějířovitá.
• Zadní nohy jsou skokového typu (ne pro každého).
• Mnozí umí vydávat zvuky a vnímat je (kobylky vydávají zvuky předními křídly a jejich sluchový orgán je na nohou).

Vlastnosti řádu Homoptera

Zástupci: mšice, měděnky, štítový hmyz. Mšice žijí na výhoncích stromů, keřů a trav, vytvářejí shluky. Na listech ovocných stromů je obvykle hodně měděných hlav.

• Živí se rostlinnou šťávou.
• Piercing-sání ústní části s proboscis.
• Dva páry měkkých průhledných křídel (ne pro každého).

Vlastnosti řádu Hemiptera (chyby)

Zástupci: ploštice zelené, ploštice vodní, štěnice.

• Vedou suchozemský nebo vodní životní styl.
• Piercing-sání úst.
• Pár polotuhých horních křídel a pár membránových spodních křídel.
• Jsou vyvinuty pachové žlázy.

Vlastnosti řádu Coleoptera (brouci)

Zástupci: slunéčko sedmitečné, nosatci, hnojník, střevlík, chroust.

• Pevná přední křídla chrání zadní membránová křídla před poškozením.
• Ústa jsou hlodavého typu.

Vlastnosti řádu Diptera

Zástupci: mouchy, komáři.

• Jeden pár membránových křídel. Zadní jsou upraveny do ohlávek.
• Ústní aparát je piercing-sání nebo lízání.
• Beznohé larvy, které se vyvíjejí v půdě, vodě, rostlinných a živočišných zbytcích.

Vlastnosti řádu Lepidoptera (motýli)

• Šupinatý kryt křídel.
• Sací ústní ústrojí jsou stočená.
• Péřovitá (u nočních) nebo kyjovitá (u denních motýlů) tykadla.
• Larvy motýlů jsou housenky. Mají tělesné výrůstky – nepravé nohy. Ústa jsou hlodavého typu.

Vlastnosti řádu Hymenoptera

Zástupci: včely, vosy, mravenci, jezdci.

• Dva páry membránových průhledných křídel.
• Ústní ústrojí hlodá nebo olizuje.
• Samice mají na konci břicha vejcovod, který je u některých druhů přeměněn na bodnutí a je spojen s jedovatými žlázami.
• Červovité, nejčastěji beznohé, larvy.

Hmyz – škůdci polí a zahrad

Mezi hmyzem je mnoho škůdců zemědělských rostlin pěstovaných na polích a zahradách.

Saranče stěhovavé ničí pole a požírá celé rostliny. Po invazi sarančat nezbylo ze zemědělských polí doslova nic. Kobylky se rozmnožují v rákosových houštinách na jižních řekách. Samice sarančat, kladoucích vajíčka do země, vylučují i ​​sliz, který se po zmrazení mění v tzv. vaječné tobolky. Na jaře z vajíček vylézají larvy. Po několika svlecích se z larev vyvinou křídla a promění se v saranče schopné letu.

V půdě žije krtonožka. V hlubinách půdy vytvářejí samice krtonožců hnízda a kladou tam vajíčka. Krtonožci žvýkají kořeny rostlin a jedí jejich hlízy a kořenové plodiny. Dochází tak k poškození rostlin.

Různé druhy mšic sají šťávu z výhonků, což způsobuje kroucení a zasychání listů a ohýbání stonků. Rostliny napadené mšicemi mohou zemřít. Mšice se rychle rozmnožují a vystřídají několik generací v jedné sezóně.

Obiloviny jsou poškozeny škůdcem. Rozpouští obsah zrn se slinami a odsává jejich nutriční obsah. Zavíječ řepný se živí řepou a jeho larvy se živí kořenovými plodinami. Brambořík Colorado a jeho larvy jedí bramborové vršky. Housenky motýla zelí jedí listy zelí.

Hmyz je přenašečem lidských patogenů

Hmyz sající krev je často přenašečem patogenů, které způsobují onemocnění lidí a zvířat.

Moucha domácí a moucha podzimní mohou přenášet patogeny úplavice, cholery a dalších nemocí. Mouchy přenášejí bakterie a vajíčka červů na jídlo na nohou.

Maláričtí komáři přenášejí patogeny malárie. Komár malárie nedrží své tělo rovnoběžně s povrchem, jako běžný komár, ale pod úhlem. Kromě toho jsou komáři pijači krve. Jejich larvy se vyvíjejí ve vodě. Aby se snížil počet komárů, močály se odvodňují a v řekách a jezerech se chovají ryby, které pojídají larvy a kukly komárů. Dospělí komáři sežírají hmyzožravými ptáky a vážkami.

Vši a blechy jsou také pijavice krve. U lidí vši způsobují svědění a mohou přenášet patogeny tyfu. Blechy se živí krví zvířat a mohou také přenášet patogeny moru.

Velikosti hmyzu jsou různé a pohybují se od 1-2 mm do 15-30 cm. Nejmenší hmyz jsou perlokřídlí (0,25 mm) a chalcidové (0,2 mm), největším hmyzem je paličák (do 330 mm). Objemově největším hmyzem je tesařík s délkou těla 160 mm a šířkou 60 mm.

V těle jsou tři části:

1. Hlava se skládá ze zkratky a 4 segmentů, srostlých. Hlava obsahuje tykadla, mandibuly, maxily, nepárové labrum, jednoduché oči a složené oči. Ústní aparát je tvořen třemi páry čelistí a zahrnuje horní ret (labrum). Některé druhy mají hypofarynx (nepárový výrůstek hltanu) jako součást svého ústního aparátu. Ústní aparát může být různý: hryzací (ortoptera, švábi), sání (motýli), hlodavě-lízací (včely, čmeláci), piercing-sání (komáři), olizování (mouchy). Ústní aparát může být zmenšený (imago jepice). Antény mohou být kolenního nebo prstencového typu.
2. Hrudník se skládá z prothorakálního, mezotorakálního a metahrudního segmentu. Hrudník je zcela vyplněn svaly a šlachami, protože je centrem lokomoce. Každý segment má pár hrudních nohou. Střední a zadní hrudní segment nesou křídla. Hrudní noha se skládá ze segmentů: coxa, trochanter. stehno, palička, tlapa. Mezi všemi končetinami členovců představují nohy nejdokonalejší orgán pohybu. Původním typem nohou je chůze a běh. Od nich dochází k přechodu ke specializovaným typům nohou: uchopení, kopání, plavání atd. Obvykle jsou dva páry křídel. Křídlo tvoří dvě vrstvy kůže pokryté kutikulou. Žíly křídel fungují jako nosná struktura. Primitivním druhům chybí křídla (stříbrná rybka). Přední pár křídel lze upravit na elytru.
3. Břicho se obvykle skládá z 10 segmentů a telsonu. Břicho obsahuje většinu vnitřních orgánů. Někdy se segmenty mohou sloučit nebo nést přívěsky: doteky, cerci, gonopodie, vejcovody.

Vnější obaly jsou reprezentovány chitinózní kutikulou, hypodermis a bazální matrix. Kutikula je třívrstevná, různé vrstvy se podílejí na tvorbě háčků, trnů, hrbolků, štětin, chlupů, šupin.

Vnitřní stavba hmyzu

Trávicí systém se skládá ze tří částí:

1. Předžaludko je lemováno kutikulou a u většiny druhů se skládá z hltanu, jícnu, obilí a žaludku. K přední části se připojují slinné žlázy, které produkují trávicí enzymy, a arachnoidální neboli hedvábné žlázy. V tomto úseku dochází k mechanickému zpracování a částečnému trávení potravy.
2. Ve střední části střeva se potrava tráví a vstřebává. Střední střevo je schopné tvořit slepé výrůstky – pylorické přívěsky, které fungují jako trávicí žlázy a zajišťují vstřebávání potravy. Ve středním střevě se vytváří peritrofická membrána – speciální film, který obaluje potravu.
3. Někdy se zadní střevo dělí na tenké střevo, tlusté střevo a konečník. V zadní části jsou rektální žlázy, které podporují úplnější absorpci vlhkosti.

„Struktura a životní procesy hmyzu“
Autorská pomoc s tématem práce
Slevy na vaši první objednávku
Shromáždil více než 72 000 autorů akademických prací

Vylučovací systém Představují ho malpighické cévy, které ústí do střeva na hranici středního a zadního úseku. Hlavním vylučovaným produktem jsou krystaly kyseliny močové. Hmyz žijící na vlhkých místech nebo ve vodě má mnoho malpighických tubulů (až 150), které plní doplňkovou funkci osmoregulace. Druhy žijící v aridních podmínkách mají 1-2 páry malpighických tubulů srostlých s konečníkem a zajišťujících zadržování vlhkosti v těle. Vylučovací funkci plní buňky tukového tělesa a perikardiální buňky, tzv. zásobní ledviny. Metabolické produkty se mohou hromadit v kožní kutikule a být odstraněny spolu s exuvií během línání.

Funkce tukového těla:

• akumulace živin (bílkoviny, tuky, glykogen) a vlhkosti zajišťující růst hmyzu a metamorfózu;
• akumulace metabolických produktů (soli kyseliny močové atd.);
• Část tukového těla se může přeměnit na světélkující orgán (světlušky).

Oběhový systém u hmyzu není uzavřený. Hemolymfa cirkuluje tělními dutinami a omývá vnitřní orgány. Jeho pohyb zajišťuje práce srdce. Srdce je trubicovitý orgán umístěný na hřbetní straně těla. Je rozdělena na komory (maximální počet 8). Kontrakce srdce ze zadní komory do přední komory podporuje pohyb hemolymfy dopředu. Z aorty proudí krev do tělní dutiny.

Cirkulace hemolymfy je usnadněna:

• srdeční funkce;
• kontrakce perikardiální a perineurální bránice;
• některé další pulzátory.

Respirační systém reprezentovaný tracheálním systémem. Průdušnice jsou invaginace kůže, které se otevírají ven přes stigmata – spirakuly. Z vnitřní strany průdušnice tvoří intima taenidia – speciální ztluštění, která brání kolapsu průdušnice. Z koncových větví průdušnice vybíhají tracheoly, schopné pronikat do buněk. Maximální počet spirakul je 10. Průdušnice se mohou podílet na tvorbě vzduchových vaků, zlepšují ventilaci v průdušnicích a snižují měrnou hmotnost těla hmyzu.

U chrousta, včely a mouchy zabírají vzduchové vaky významnou část tělesné dutiny.

Pokud jsou v tracheálním systému spirakuly, pak je otevřený, pokud ne, pak je uzavřen. U některých druhů hmyzu dochází k výměně plynů přes kůži.

Nervový systém sestává z mozku – velkého mozkového ganglia a podjícnového ganglia, navzájem spojených pojivy.

Mozek se skládá ze tří částí:

1. Protocerebrum, nejvyvinutější přední část, zasahuje laterálně do optických laloků, inervuje oči a ocelli a acron. V této sekci jsou těla hub dobře vyvinutá.
2. Deutocerebrum inervuje tykadla.
3. Tritocerebrum inervuje horní ret.

Čím složitější je chování hmyzu, tím je mozek vyvinutější. Inervace hrudníku a břicha se provádí ventrálním nervovým řetězcem. Charakteristická je oligomerizace ganglií provazce ventrálního nervu. Vnitřní orgány jsou inervovány sympatickým nervovým systémem.

• neurosekreční buňky mozku;
• sousední srdeční těla;
• protorakální žlázy.

Různé smyslové orgány jsou vysoce vyvinuté a dělí se na:

1. Mechanoreceptory (hmatové orgány – tykadla, sluchové a seismické smyslové orgány – skolpofory).
2. Chemoreceptory jsou orgány chuti a čichu.
3. Termo- a hygroreceptory jsou umístěny na palpách a anténách.
4. Fotoreceptory představují orgány vidění: jednoduché oči nebo složené oči.

Reprodukční systém a rozmnožování. Hmyz jsou dvoudomá zvířata se sexuálním dimorfismem vyjádřeným u mnoha druhů. Mužský reprodukční systém se skládá z párových varlat a vas deferens, ejakulačního vývodu, přídatných žláz a aedeagu, kopulačního orgánu. U samic zahrnuje reprodukční systém párové vaječníky, vejcovod, vagínu a u některých druhů spermatéku a vejcovod.

Důležitým diagnostickým znakem v taxonomii je stavba genitálií hmyzu.

Vývoj u hmyzu je složitý a může probíhat přímo, s úplnou nebo neúplnou metamorfózou.

1. Přímý vývoj – ametabolismus (primordia řádu štětinkovitých, dvoukřídlých).
2. Vývoj s postupnou metamorfózou – hemimetabolie (mnoho křídlatého hmyzu).
3. Kompletní metamorfóza – holometabolismus (Hymenoptera, Diptera aj.).

Datum poslední aktualizace článku: 28.07.2025
podíl

• Telegram
• WhatsApp
• VKontakte
• Spolužáci
• Email