Vabzdžiai

Vabzdžių kūnai

Vabzdžiai turi egzoskeletą (skeletą iš išorės). Jų skeletai sudaryti iš plonų, tvirtų gabalėlių arba plokštelių, panašių į šarvus, pagamintų iš chitino. Visos šios dalys kartu sudaro kietą sluoksnį aplink vabzdžio kūną. Egzoskeletas apsaugo vabzdį.

Vabzdžio kūną sudaro trys pagrindinės dalys: galva, krūtinės ląsta ir pilvas. Ant galvos yra sudėtinės vabzdžio akys, dvi antenos (jos jaučia ir užuodžia kvapą) ir burna.

Ant krūtinės vabzdžiai turi sparnus ir kojas. Visi vabzdžiai turi šešias kojas (tris poras sujungtų kojų) ir paprastai keturis sparnus (dvi poras).

Pilvukas yra galinė vabzdžio dalis. Pilvelio viduje yra skrandis, širdis ir ekskrecinė sistema, kurioje iš vabzdžio pasišalina kūno atliekos. Be to, pilvelio galinėje dalyje bitės turi ir dygliuką.

Vabzdžių anatomija A- Galva B- Krūtinė C- Pilvas 1. antenos2. akytės (apatinės) 3. akytės (viršutinės) 4. sudėtinė akis 5. Smegenys (smegenų ganglijos) 6. Prothorax7. Nugarinė kraujagyslė8. Trachėjos vamzdeliai (liemuo su spirale) 9. Mesothorax10. Metathorax11. Priekinis sparnas12. Užpakalinis sparnas13. Vidurinis žarnynas (skrandis) 14. Nugarinis vamzdelis (širdis) 15. Kiaušidė16. Užpakalinis žarnynas (žarnynas, tiesioji žarna ir išangė)17. Analinė anga18. Kiaušintakiai19. Nervų kordas (pilvo ganglijos)20. Malpigijaus vamzdeliai21. padų pagalvėlės22. nagai23. padas24. blauzdikaulis25. šlaunikaulis26 . trochanteris27. priekinis žarnynas (pasėlis, skilvelis) 28. krūtinės ląsta29. kaktikaulis30. seilių liauka31. poezofaginis gangliumas32. burnos ertmės dalys .

Fiziologija

Kaip mūsų raumenys jungiasi su kaulais, kad galėtume vaikščioti ir atsistoti, taip ir vabzdžių raumenys jungiasi su egzoskeletu, kad jie galėtų vaikščioti ir judėti. Jų raumenys yra vidinėje skeleto pusėje.

Vabzdžiai yra šaltakraujai, o tai reiškia, kad jie negali kontroliuoti savo kūno temperatūros. Tai reiškia, kad vabzdžiams nepavyksta išgyventi šalčio, bent jau lauke. Žiemą daugelis vabzdžių pereina į vadinamąją diapauzę, kuri yra vabzdžių žiemos miego variantas. Kai kurie vabzdžiai, pavyzdžiui, tarakonai, negali pereiti į diapauzę ir, jei lauke per šalta, jie žūsta. Todėl tarakonai mėgsta gyventi šiltuose žmonių namuose.

Kvėpavimo ir kraujotakos sistemos

Vabzdžiai kvėpuoja be plaučių. Yra vidinių vamzdelių ir maišelių sistema, per kurią dujos sklinda arba yra aktyviai pumpuojamos. Oras įsiurbiamas pro pilvelio šonuose esančias angas, vadinamas spiracelėmis. Deguonis į audinius, kuriems jo reikia, patenka per trachėjas (8 elementas schemoje).

Daugelio vabzdžių lervos gyvena vandenyje. Daugelis jų turi žiaunas, kurios gali išgauti vandenyje ištirpusį deguonį. Kitos turi pakilti į vandens paviršių, kad gautų oro, kuris gali būti sulaikytas arba įkalintas specialiose jų kūno dalyse.

Suaugę vabzdžiai skrisdami sunaudoja daug deguonies. Jis reikalingas skrydžio raumenims - aktyviausiam biologijoje žinomam audiniui. Skrydžio raumenys deguonį naudoja labai sparčiai: Kiekvienam kubiniam centimetrui audinio per valandą tenka 100 kubinių centimetrų deguonies. Esant tokiai sistemai, didžiausias raumens skersmuo (ir vis tiek sunaudoti deguonies tokiu greičiu) yra apie 0,5 cm. Net ir turėdami specialius papildomus susitarimus, vabzdžiai negali būti didesni nei maždaug 11 cm ilgio. Didžiausi vabzdžių kūnai yra maždaug tokio pat dydžio kaip pelės.

Kai kurie vabzdžiai taip pat naudoja molekulę, vadinamą hemocaninu, kuri atlieka tą patį darbą kaip ir stuburinių gyvūnų hemoglobinas (tačiau ne taip efektyviai). Vabzdžių kraujotakos sistema neturi venų ar arterijų. Kraujas vadinamas hemolimfa ir juda erdvėje, vadinamoje hemoceliu. Organai yra hemokole ir yra maudomi hemolimfoje. Širdis yra tik vienas vamzdelis, kuris pulsuoja (spaudžia).

Kaip auga vabzdžiai

Vabzdžiai pradeda gyvenimą nuo kiaušinėlio. Paprastai kiaušinėlius deda vabzdžio patelė (motina), tačiau kelios rūšys gimdo gyvai (kiaušinėliai vystosi motinos viduje). Kiaušinėliai yra maži, tačiau juos paprastai galima pamatyti plika akimi.

Nors suaugėliai yra didesni, norint įžiūrėti detales, reikia didinamojo stiklo arba binokulinio mikroskopo. Profesionalus entomologas vabzdžiams atpažinti naudoja binokuliarinį mikroskopą ir spausdintą žinyną. Vabzdžių yra per daug, kad kas nors galėtų juos visus įsiminti, todėl dauguma entomologų specializuojasi tik vienoje ar dviejose rūšyse.

Išsiritus kiaušinėliams, gali vykti dviejų rūšių vystymasis. Kai kurių vabzdžių metamorfozė yra vadinamoji "nepilna metamorfozė". Tai reiškia, kad iš kiaušinio išsirita mažas vabzdys, vadinamas nimfa, kuris atrodo beveik taip pat kaip suaugęs vabzdys. Kai nimfa auga, jos išvaizda nesikeičia, o keičiasi tik jos dydis. Ji pereina keletą stadijų, vadinamų instarais. Taip auga ir žiogai.

Kitiems vabzdžiams būdinga visiška metamorfozė, t. y. iš kiaušinėlio išsiritusi maža lervutė labai skiriasi nuo suaugusio vabzdžio. Vabzdžiai, kuriems metamorfozė baigta, paprastai iš kiaušinėlio išsirita kaip lerva, kuri paprastai atrodo kaip kirminas. Lerva minta maistu ir didėja, kol virsta lėliukėmis. Drugelių lėliukės (daugiskaitos žodis pupa) dažnai būna kokonų viduje. Kokono viduje vabzdys pakeičia savo išvaizdą ir dažnai užsiaugina sparnus. Kai kokonas atsiveria, iš jo išsirita suaugęs vabzdys. Daugelio vabzdžių metamorfozė būna visiška, pavyzdžiui, vabalų, drugelių ir kandžių, musių. Suaugusio vabzdžio vystymosi stadija vadinama imago.

Maldininko nimfa atrodo taip pat kaip ir suaugęs maldininkas, bet yra daug mažesnė.


Tarakonų trachėjos sistema. Didžiausios trachėjos eina per visą kūno plotį ir šiame paveikslėlyje yra horizontalios. Mastelio juosta: 2 mm


Trachėjos sistema šakojasi į vis mažesnius vamzdelius. čia jie aprūpina tarakonų pasėlius. Mastelio juosta: 2 mm

Evoliucijos istorija

Vabzdžių kilmė

Seniausia žinoma vabzdžių fosilija yra devono periodo Rhyniognatha, iš 396 mln. metų senumo Rhyniekerto. Jis paviršutiniškai galėjo būti panašus į šiuolaikinį sidabrinį vabzdį. Ši rūšis jau turėjo sparnuotiems vabzdžiams būdingo tipo žandikaulius, o tai leidžia manyti, kad tuo metu jau galėjo išsivystyti sparnai. Taigi pirmieji vabzdžiai galėjo atsirasti anksčiau, silūro laikotarpiu.

Sparnų kilmė

2008 m. mokslininkai aptiko, jų manymu, seniausią pasaulyje žinomą primityvaus skraidančio vabzdžio viso kūno atspaudą - 300 mln. metų senumo pavyzdį iš karbono periodo.

Vabzdžių skrydžio ištakos lieka neaiškios, nes atrodo, kad pirmieji šiuo metu žinomi sparnuotieji vabzdžiai sugebėjo skraidyti. Kai kurie išnykę vabzdžiai turėjo papildomą sparnų porą, prisitvirtinančią prie pirmojo krūtinės ląstos segmento, iš viso tris poras. Atrodo, kad vabzdžiai nebuvo itin sėkminga gyvūnų grupė, kol neišsivystė sparnai.

Viršutinio karbono ir apatinio permo vabzdžių rūšys apima ir gyvas grupes, ir daugybę dabar išnykusių paleozojaus grupių. Šioje epochoje kai kurių milžiniškų į drakonus panašių formų sparnų ilgis siekė nuo 55 iki 70 cm (nuo 22 iki 28 colių), taigi jie buvo daug didesni už bet kurį gyvą vabzdį.

Šį gigantizmą galėjo lemti didesnis deguonies kiekis atmosferoje, dėl kurio padidėjo kvėpavimo efektyvumas. Kitas veiksnys galėjo būti skraidančių stuburinių trūkumas. Daugelis ankstyvųjų grupių išnyko per permo ir triaso periodo išnykimą, didžiausią masinį išnykimą Žemės istorijoje, maždaug prieš 252 mln. metų.

Vabzdžių rūšys

Įvairių rūšių vabzdžius galima suskirstyti į grupes, vadinamas būriais. Yra daugybė vabzdžių rūšių. Toliau išvardyti didžiausi vabzdžių būriai:

• Vabalų (Coleoptera būrys) priekinės sparnų poros virsta kietu apvalkalu, kad apsaugotų užpakalinius sparnus.
• Drugelių ir kandžių (Lepidoptera būrys) sparnai yra dideli, dažnai spalvingi.
• Musės (Diptera būrys) turi tik du sparnus.
• Skruzdės, bitės ir vapsvos (Hymenoptera būrys) kartais turi dyglius ir kartais gyvena didelėmis kolonijomis (kaip skruzdėlynai).
• Tikrieji vabalai (Hemiptera būrys) turi ilgą ir siaurą burną, panašią į geriamojo vandens šiaudelį. Tokia burna vadinama snapu.
• Žiogai (Orthoptera būrys) paprastai gali šokinėti kojomis. Minta žole ir grūdiniais augalais.
• Odonatos, skraiduolės ir drugiai yra pagrindiniai kitų vabzdžių plėšrūnai. Tiek vandens nimfos, tiek skraidantys suaugėliai yra mėsėdžiai.
• Phasmatodea - lazdeliniai ir lapiniai vabzdžiai - tai būrys, kurio pagrindą sudaro tik maskuotė. Jai priklauso ilgiausias pasaulyje vabzdys - Čano megastikas.

Vorai, skorpionai ir panašūs gyvūnai nėra vabzdžiai, jie yra arachnidai. Arachnidai yra nariuotakojai, turintys keturias poras kojų. Stonkojai taip pat yra nariuotakojai, bet ne vabzdžiai: jie priklauso pošeimiui, vadinamam Myriapoda.

Vabalas (boružėlė arba boružėlė). Raudona dalis yra kietoji priekinė sparnų pora, arba elytros.

Taksonomija

Šioje taksonomijoje išvardytos kai kurios geriau žinomos vabzdžių grupės.

• Archaeognatha (šokinėjantys šeriai)
• Thysanura (sidabrinės žuvelės)
• Palaeoptera (vabzdžiai, kurie negali sulenkti sparnų virš pilvo)
• Ephemeroptera (gegužiukai)
• Odonata
• Anisoptera (skraiduolės)
• Zygoptera (dygliukės)
• Neoptera (vabzdžiai, kurie gali sulenkti sparnus virš pilvo)
• Exopterygota sensu stricto
• Caloneurodea (išnykęs)
• Titanoptera (išnykę)
• Protorthoptera (išnykę)
• Plecoptera (akmeninės muselės, apie 1700 rūšių)
• Embioptera (voragyviai, apie 300 rūšių)
• Orthoptera (žiogai, vikšrai ir skėriai)
• Zoraptera (viena gentis, apie 30 rūšių, panašios į termitus)
• Dermaptera (auskarai)
• Dictyoptera
• Notoptera ~tentative~
• Grylloblattidae (ledo vikšrai)
• Mantophasmatidae (atrasti 2001 m., (gladiatoriai)
• Phasmatodea (lazdeliniai vabzdžiai, apie 2500 rūšių)
• Blattaria (tarakonai)
• Isoptera (termitai)
• Mantodea (mantidės)
• Parapneuroptera
• Psocoptera (knygnešiai)
• Thysanoptera (tripsai)
• Phthiraptera (utėlės)
• Hemiptera (tikrieji vabalai, 80 000 rūšių)
• Endopterygota arba Holometabola (850 000 gyvų rūšių vienuolikoje būrių)
• Hymenoptera (skruzdėlės, bitės, vapsvos, pjūkleliai)
• Vabalai (Coleoptera)
• Strepsiptera (parazitai, kurie dažniausiai gyvena kitų vabzdžių viduje)
• Raphidioptera (gyvalazdės)
• Megaloptera
• Neuroptera (tinkliniai sparnuotieji vabzdžiai, pavyzdžiui, skruzdėdos)
• Mecoptera (skorpionpilviai, gali būti blusos)
• Siphonaptera (blusos)
• Diptera (tikrosios musės)
• Trichoptera (kandys)
• Lepidoptera (kandys ir drugeliai)

Vabzdžiai ir žmonės

Kenkėjai žmonėms gali būti žalingi įvairiais būdais. Kai kurie jų yra parazitai, pavyzdžiui, utėlės ir patalinės blakės. Kai kurie iš šių parazituojančių vabzdžių gali platinti ligas, pavyzdžiui, uodai platina maliariją.

Kiti kenkėjai vabzdžiai tiesiogiai nekenkia žmonėms. Termitai ir kai kurie vabalai minta mediena, o kartais ir pastatais, pavyzdžiui, namais. Tačiau termitai taip pat padeda suskaldyti medžius ir šakas, kurios nukrenta ant miško paklotės. Daugelis vabzdžių minta žemės ūkioproduktais (augalais, skirtais žmonėms valgyti). Vienas iš kenkėjų vabzdžių, mintančių žemės ūkio augalais, pavyzdžių - žoliniai skėriai.

Kai kurie vabzdžiai mums yra naudingi. Bitės gamina medų. Kai kurių kandžių lervos gamina šilką, kurį žmonės naudoja drabužiams siūti. Kai kuriose pasaulio dalyse žmonės iš tikrųjų valgo vabzdžius. Vabzdžių valgymas maistui vadinamas entomofagija.

Augalus apdulkina daugybė bičių ir musių. Tai reiškia, kad vabzdžiai padeda augalams subrandinti sėklas, pernešdami žiedadulkes iš vieno žiedo į kitą. Kai kurie gerieji vabzdžiai minta kenkėjais, pavyzdžiui, boružėlės (arba boružėlės ar boružiukai) minta amarais. Daugelis vabzdžių minta negyvais augalais ir gyvūnais.

Pesticidai

Kenkėjams naikinti žmonės dažnai naudoja nuodus, vadinamus insekticidais. Insekticidai ne visada veikia. Kartais kenkėjai vabzdžiai tampa atsparūs insekticidams, t. y. insekticidai jiems nebepadeda. Kolorado bulvių vabalas ir deimantinė kandis yra vabzdžiai, atsparūs daugeliui insekticidų.

Insekticidai naikina ne tik kenkėjus vabzdžius; kartais sunaikinama ir daug naudingų vabzdžių. Kai sunaikinami naudingi vabzdžiai, pavyzdžiui, tie, kurie minta kenkėjais, kenkėjai gali sugrįžti gausiau nei anksčiau, nes naudingi vabzdžiai jų nebesuėda.