Насекомые

Насекомые (Insecta) — класс (а по некоторым современным классификациям — надкласс) животных типа членистоногих. Это процветающая и чрезвычайно богатая видами группа древних животных, известная с девонского периода. Филогенетически насекомые близки к многоножкам; вместе они образуют группу неполноусых (Atelocerata), которая, по‑видимому, произошла от предков, сходных с кольчатыми червями и перешедших к жизни в почве. Значительная часть современных высших насекомых возникла и эволюционировала в тесной связи с цветковыми растениями.

Насекомые демонстрируют фантастическое разнообразие размеров, окраски, строения и адаптаций:

Размеры: Длина самых крупных (тропические палочники) — 20 — 33 см, самых мелких (например, наездники‑трихограммы) — около 0,2 мм.
Покровы: Тело насекомых имеет наружный хитиновый скелет (кутикулу), к которому крепится мускулатура.
Окраска: Определяется пигментами в кутикуле или подстилающем её слое (гиподерме). У бабочек окраска крыльев дополнительно создаётся за счёт сложной микроструктуры чешуек.

Строение тела

Тело сегментировано и чётко подразделено на три отдела: голову, грудь и брюшко.

Голова

Образована слиянием нескольких передних сегментов. На голове расположены:

Органы зрения: Парные сложные (фасеточные) глаза и простые глазки.
Органы осязания и обоняния: Одна пара усиков (антенн).
Ротовой аппарат: Исходный, примитивный тип — грызущий. У форм, питающихся жидкой пищей (нектар, кровь), он преобразован в сосущий, колюще‑сосущий или лижущий аппарат, часто с хоботком.

Грудь

Состоит из трёх сегментов: передне‑, средне‑ и заднегруди. На груди расположены:

Конечности: Три пары членистых ног — ключевой признак класса (отсюда второе название — шестиногие, Hexapoda).
Крылья: У большинства взрослых (имаго) высших насекомых развиты две пары крыльев (на среднем и заднем сегментах груди). У некоторых (например, мух) вторая пара редуцирована.

Брюшко

Исходно состоит из 11 сегментов, но у многих групп их число сокращено до 5 — 6. На брюшке могут находиться:

Половые придатки: Копулятивный орган у самцов, яйцеклад у самок.
Церки: Парные придатки на конце брюшка, выполняющие осязательную функцию.

Внутреннее строение и физиология

Дыхательная система: Большинство дышит атмосферным воздухом через систему разветвлённых трахей. У водных личинок часто развиты вторичные жабры.
Пищеварительная система: Состоит из трёх отделов: передней, средней и задней кишки.
Выделительная система: Представлена в основном мальпигиевыми сосудами — тонкими трубочками, выводящими продукты обмена в кишечник.
Кровеносная система: Незамкнутая. Гемолимфа (аналог крови) свободно омывает внутренние органы.
Нервная система: Состоит из головного мозга, подглоточного ганглия и брюшной нервной цепочки (исходно из парных ганглиев в каждом сегменте).
Органы чувств: Помимо глаз, представлены многочисленными сенсиллами (волосками, щетинками) на теле и конечностях. Некоторые насекомые (кузнечики, ночные бабочки) имеют тимпанальные органы слуха.
Железы: Хорошо развиты. Помимо пищеварительных, есть железы, выделяющие воск (пчёлы), шёлк (гусеницы), феромоны, яды и репелленты.
Эндокринная система: Нейросекреторные клетки и специальные железы (кардиальные, прилежащие тела, переднегрудные) выделяют гормоны (например, ювенильный и экдизон), которые регулируют рост, линьку, метаморфоз, половое созревание и диапаузу.
Жировое тело: Рыхлая ткань, заполняющая пространство между органами. Служит для запасания питательных веществ и обезвреживания продуктов метаболизма.

Размножение и развитие

Насекомые — раздельнополые животные, для многих характерен яркий половой диморфизм. Широко распространён партеногенез (развитие из неоплодотворённой яйцеклетки), а у тлей он сочетается с живорождением.

Большинство насекомых откладывает яйца — от нескольких штук до миллионов (у матки термитов). Постэмбриональное развитие происходит с метаморфозом (превращением). Выделяют два основных типа:

Неполное превращение (группа Hemimetabola): Из яйца выходит личинка (нимфа), в целом похожая на взрослое насекомое, но без крыльев. Она растёт, линяет и постепенно превращается в имаго. Характерно для тараканов, кузнечиков, клопов.
Полное превращение (группа Holometabola): Между активной личинкой (например, гусеницей) и взрослой стадией (имаго) присутствует стадия куколки. В этот период происходит кардинальная перестройка организма. Характерно для жуков, бабочек, мух, перепончатокрылых.

Рост возможен только во время линек. Длительность развития — от нескольких дней до многих лет (у некоторых жуков‑дровосеков). Важную роль в жизненном цикле многих видов играет диапауза — состояние физиологического покоя, позволяющее пережить неблагоприятные условия.

Классификация и разнообразие

Ранее насекомых делили на два подкласса: первичнобескрылых (Apterygota) и крылатых (Pterygota). Современные системы чаще выделяют:

Скрытночелюстные (Entognatha): Ротовые органы втянуты в головную капсулу. Сюда относят ногохвосток, двухвосток и бессяжковых.
Наружночелюстные (Ectognatha): Ротовые органы наружные. Включают щетинохвосток и всех крылатых насекомых.

Известно около 1 млн видов насекомых, но истинное их число, вероятно, составляет 1,5 — 2 млн. В странах СНГ зарегистрировано от 80 до 100 тысяч видов.

Экология и значение

Насекомые — преимущественно наземные животные, заселившие все материки и широты, кроме ледяных пустынь Арктики, Антарктики и высокогорий. Многие прекрасно летают. Есть и вторичноводные формы, обитающие в пресных водоёмах и даже в океане.

Их поведение часто сложно и включает поиск пищи, заботу о потомстве, строительство гнёзд, разделение функций в общественных колониях (пчёлы, муравьи, термиты).

Роль в природе и для человека

Фитофаги: Большинство насекомых питается растениями. Многие являются серьёзными вредителями сельского и лесного хозяйства.
Санитары: Сапрофаги, некрофаги и копрофаги (жуки‑навозники, могильщики, личинки многих мух) ускоряют круговорот веществ, разлагая остатки растений, трупы и экскременты.
Опылители: Неоценима роль насекомых (пчёл, шмелей, бабочек) в опылении цветковых растений.
Хищники и паразиты: Многие виды (божьи коровки, жужелицы, наездники) регулируют численность других беспозвоночных и используются для биологической защиты.
Переносчики болезней: Некоторые виды (комары, мухи, вши) переносят возбудителей опасных заболеваний человека и животных.
Промышленное значение: Человек разводит насекомых для получения мёда, воска, шёлка, шеллака и других продуктов.

Современный контекст

В последние десятилетия наблюдается резкое сокращение численности и разнообразия насекомых по всему миру. Основные причины — разрушение естественных местообитаний, интенсивное использование пестицидов в сельском хозяйстве, световое загрязнение и изменение климата. Это вызывает серьёзную тревогу у учёных, так как насекомые — фундаментальное звено большинства наземных экосистем. В Красную книгу СССР (издание 1984 года) были внесены 202 вида насекомых. Сегодня многие страны ведут собственные Красные книги и программы по охране энтомофауны.

Наука, изучающая насекомых, называется энтомологией.