Насекомите са процъфтяваща група земни организми

Класът насекоми принадлежи към типа Arthropoda, където заедно със стоножките образуват подтип на трахеодишащите. Те се различават от близки групи членестоноги по следната комбинация от знаци: тялото е разделено на глава, гърди и корем, има три чифта ходещи крака, крилата са развити при повечето видове.

В момента науката познава около 1 милион вида насекоми, освен това годишно се описват от 3 до 10 хиляди нови видове. По този начин насекомите са най-голямата група организми, които в момента живеят на Земята. Те са повече от другите животни и растения взети заедно. Приблизителният брой видове насекоми е още по-впечатляващ. Според различни оценки тя варира от 3 до 30 милиона вида. Ентомолозите-систематисти имат огромна работа да опишат и класифицират това невероятно разнообразие. Повечето от откритията са направени в тропически райони, които са малко проучени и богати на насекоми, но в Сибир има достатъчно "бели петна", а списъкът с видовете сибирски насекоми се попълва всяка година.

Дърво зелен щит (Palomena prasina)

Има няколко причини за огромното видово разнообразие от насекоми. На първо място, това са типично земни организми, перфектно адаптирани към земните условия. Цялата организация на насекомите е свързана със защита от изсушаване и спестяване на влага. Епикутикула, тънък восъчен филм върху повърхността на кожата, който предотвратява изпаряването на водата. Трахеалното дишане по отношение на спестяването на влага е по-ефективно от белодробното, тъй като дихателните отвори (спиракулите) са много малки по размер и могат да се затварят. Отделителната система, представена от малпигиеви съдове, произвежда кристали на пикочната киселина, които свързват малко количество вода. В задните черва на насекомите има специални ректални жлези, които изсмукват вода от образуваните екскременти и я връщат в телесната кухина. Яйцата на много насекоми също са добре защитени от загуба на влага. По този начин насекомите се справят отлично с един от основните проблеми на живот в земната среда - защита от изсушаване.

Предците на насекомите вече са били земни организми, ето защо сред тях няма обитатели на моретата и океаните. Някои насекоми се свързват със сладководни водни басейни, където се развиват техните ларви (водни кончета, майски кончета, каменни мухи, копейки, някои бръмбари и двукрили), но се смята, че тази връзка с водната среда е вторична. Формирането на класа е станало преди около 350 милиона години – през девонския период. Еволюцията на насекомите протича бързо и вече в следващия, карбона, се формират всички съвременни разреди на насекомите.

Еволюцията на насекомите е тясно свързана с еволюцията на растенията. Развитието на земята вървеше успоредно с преселването на растенията от водни пътища към по-издигнати - планински. През периода Креда, с появата на цъфтящи покритосеменни растения, между тях и насекомите се формират близки отношения. Повечето съвременни цъфтящи растения се опрашват от насекоми. От друга страна, именно цъфтящите растения са основните хранителни обекти на фитофагните насекоми. Образуването и диференцирането на отделни групи насекоми вероятно е настъпило по време на прехода от живот в почвата и постелята към живот в по-висок слой - върху растителност. С това е свързано появата на полет.

Сред всички безгръбначни само насекомите имат крила и са усвоили въздушната среда. Летенето е ефективно и икономично средство за транспорт. За 78 метра полет пчелата изразходва толкова енергия, колкото за 3 метра "пешо". Способността на насекомите да се заселват е впечатляваща. Особено добре известни са миграциите на мигриращите скакалци, описани в Библията. Скакалците лесно пресичат Средиземно море, а рояци летящи скакалци са наблюдавани от кораби на хиляда километра от брега. В лабораторията скакалецът показа чудеса на издръжливост и летеше без кацане в продължение на 6 дни, въртейки лека въртележка, към която беше вързан с конец.

Може би най-известната е американската мигрираща пеперуда монарх, която прави редовни полети от САЩ до Мексико, където зимува и след това се връща в родината си, за да се размножава. Отделни копия на монарсите, подхванати от въздушни течения, прекосиха Атлантическия океан, те бяха открити на брега на Англия и Франция.

Активното или пасивното разпръскване с помощта на крила помага на насекомите да развият нови територии. Крилата са мощен фактор в видообразуването, тъй като допринасят за появата на изолирани популации, например на острови, които много бързо се разделят на независими видове.

Войническа буболечка (Pyrrhocoris apterus)

Струва си да се спомене скоростта на полет на насекомите. Ястребите от молец се считат за най-добрите летци, със заострени крила, опростено тяло и мощни мускули на крилата. Ястребите от молец са способни да летят със скорост от 50 километра в час на дълги разстояния. Ако сравним скоростта на полета и размера на тялото на насекомо, тогава такава относителна скорост ще бъде 5 пъти по-голяма от тази на съвременен реактивен самолет. Ястребите са способни да се реят във въздуха и като колибри смучат нектар от цветята с дългия си хобот, без да седят върху тях. По време на полет консумацията на кислород на пеперудите се увеличава 150 пъти в сравнение със състоянието на покой. Но все пак шампионите сред летящите насекоми са големите водни кончета, които в момента на преследване на плячка правят хвърляния със скорост от 100 километра в час.

Една от причините за видовото разнообразие на насекомите е малкият им размер. В сравнение с големите организми, те имат редица предимства, като например развитието на нови местообитания, спестяване на енергия и хранителни ресурси за тяхното развитие. Повечето насекоми и особено техните ларви водят потаен начин на живот. Малкият размер позволява активното използване на естествени кухини в почвата, постелята, под кората, в разлагащите се субстрати, както и преходът към живот в тъканите на живите растения и към паразитизъм. Развитието на нови екологични ниши води до бързо видообразуване.

Повечето общи размери на насекомите - от 3 до 20 мм. Най-малките, като крилчатите бръмбари, не надвишават 0,2 мм, което не е много по-голямо от ресничките на обувките. Гиганти от света на насекомите живеят в тропиците. Индонезийското пръчково насекомо се счита за най-дългото, достигайки 38 см, но тялото му не е по-дебело от пръст. Рекордът сред пеперудите принадлежи на бразилската агрипина, която достига размах на крилете 30 см. Тази нощна пеперуда има скромно сиво-бяло оцветяване. Великолепно оцветени пеперуди с птичи крила, живеещи на островите на Тихия океан и в Югоизточна Азия. Те с право се считат за най-големите дневни пеперуди, достигащи размах на крилете до 20-25 см. Един от най-големите бръмбари са африканските голиатски бронзи, с размерите на юмрук. Южноамериканските кухи бръмбари не са по-ниски от тях: Нептун, Херкулес и слон. Имената говорят сами за себе си. Твърди се, че слонският бръмбар е най-тежкото живо насекомо. Тежи над 100гр. Въпреки това, най-голямото насекомо, живяло някога на Земята, се счита за изкопаемо водно конче от карбона, което достига 1 метър в размах на крилата, а размерите на тялото достигат 60 см.

В Русия най-голямото насекомо живее в Далечния изток - това е реликтна мряна. Отделните мъжки на този бръмбар достигат 11 см заедно с впечатляващи челюсти. Техните месести бели ларви живеят в маси от мъртви брястове и други твърди дървета, така че обезлесяването води до тяхното унищожаване. Реликвата мряна в природата е рядко срещана и защитена от държавата.

Големите насекоми в района на Байкал включват пеперуди, платноходки, някои паунови очи и тъкачи на пашкули, земни бръмбари от рода стрелец, плувци, някои мряни (черна ела, трепетлика скрещяла и др.), майски бръмбар, голям боров пробивач, водни кончета, скакалци, ширококрил скакалец. Често големи и красиви насекоми са включени в Червените книги, но това не винаги е оправдано.

Малкият размер на насекомите се дължи на две основни причини. Първо, тялото им е затворено във външна хитинова обвивка, чиято маса трябва да се увеличава с нарастването на линейните размери. Мускулите, които привеждат тялото в движение, са затворени в тръбовидни крайници, ограничавайки границите на увеличаване на мускулната маса. Големите насекоми са непохватни и бавни, стават лесна плячка за хищници.

Червенокрил тополов листопад (Chrysomela populi)

Сред членестоноги само морските ракообразни (раци, омари, омари) достигат големи размери, които запазват „лекота на движение“ поради изтласкващото действие на водата. На второ място, трахеалната система на насекомите, състояща се от тънки въздушни тръби, напълно се грижи за осигуряването на тъканите с кислород.

Трахеолите, крайните разклонения на трахеята, не надвишават 1 µm в диаметър. Ясно е, че дифузията на кислород през такива тънки тръби е трудна. Колкото по-голямо е насекомото, толкова по-дълга е трахеята му и толкова по-дълъг е пътят на кислорода до тъканите. Според прост физичен закон, интензитетът на дифузия на газовете се увеличава с повишаване на температурата. Това е една от причините най-големите насекоми да живеят в тропиците.

Външният скелет на насекомите служи не само за закрепване на мускулите и защита на вътрешните органи. Той изпълнява рецепторни функции, тъй като за разлика от скелета на гръбначните животни е в пряк контакт с външната среда. Огромно разнообразие от сенсили, които съставляват сетивните органи на насекомите, е производно на проста структура на кожата - косъм или четина. Оцветяването и скулптурата на обвивката на насекомите са безкрайно разнообразни. Като цяло еволюцията на насекомите се дължи до голяма степен на външния им скелет. Това до известна степен може да обясни изключителното видово разнообразие на насекомите и тяхната лесна адаптивност към условията на околната среда.

Наличието на хитинов външен скелет на насекоми води до факта, че растежът им е придружен от линеене. Освен това ларвите се различават, понякога много силно, по структура от възрастните (възрастните). Следователно преходът от ларвния стадий към имагиналния е свързан със значителни пренареждания, които се наричат ​​трансформация или метаморфоза. При насекоми с непълна метаморфоза ларвите са подобни на възрастните, но имат рудименти на крила и недоразвити полови придатъци. Такива ларви обикновено живеят заедно с възрастни и се хранят с една и съща храна. При насекоми с пълна трансформация ларвите са разнообразни по структура, рязко се различават от възрастните и водят предимно скрит начин на живот, хранейки се с храна, различна от възрастната. Развитието на нови екологични ниши и разделянето на "задълженията" на ларвите и възрастните при насекоми с пълна метаморфоза допринесоха за еволюционния напредък на тази група. Нищо чудно, че повече от 70% от живите видове принадлежат към насекоми с пълна трансформация.

И така, насекомите са перфектно адаптирани към земните условия и много напълно са усвоили повърхността на земята. Разпространени са от тропиците до полярната тундра, от дълбоките пещери до ръба на вечния сняг в планините. Насекомите овладяха сладката вода и въздушния океан. В екосистемите те живеят на всички нива от почвата до короните на дърветата.

По отношение на изобилието и биомасата насекомите заемат много важно място в природата. В благоприятни за съществуването им ландшафти тяхната биомаса е 100-300 кг на хектар. За сравнение, същият хектар птици представлява 300-500 g, а големите тревопасни бозайници от 1 до 10 kg. Ако вземем средното тегло на едно насекомо като 10 mg, тогава за всеки жител на Земята има 300 kg насекоми.

Големият брой насекоми се дължи на тяхната висока плодовитост и перфектен набор от адаптации за оцеляване в голямо разнообразие от условия. Почти всички вещества от органичен произход се използват от насекоми за храна. Следователно насекомите, като един от най-важните компоненти в земните екосистеми, играят огромна роля в преноса на материя и енергия, използват почти всички вещества, доставяни от растения и животни, и сами служат като храна за много гръбначни и безгръбначни животни. Тяхната роля в процеса на образуване на почвата е огромна.

Практическото значение на насекомите не може да бъде надценено. Всяка година 1/5 от реколтата на планетата отива за изхранване на армията от вредители. Стотици хиляди хектари гори са унищожени от вредители като сибирски и цигански молци, корояди, мряни, а златните бръмбари развалят строителната дървесина. Различни кръвопийци пренасят смъртоносни болести и дразнят хората и животните с ухапванията си.

но полезната роля на насекомите също е огромна. Не можем да приберем много култури без опрашители. Огромна армия от хищници и паразити ограничава размножаването на насекоми вредители и биологичният метод за борба с използването им обещава големи перспективи. Човек получава мед, восък, коприна, лакове, багрила, много ценни лекарства от насекоми. И накрая, не бива да забравяме за естетическата роля на насекомите, украсяващи природата. Стана модерно да се украсяват домовете с изсушени пеперуди, но още по-приятно е да видите тези същества да пърхат в дивата природа.

V.г.Шиленков
От книгата „Дивата природа на Байкал. - Иркутск: Издателство Иркут. ун-та, 2002" и по материали от сайта "Зоологически екскурзии около Байкал"