Älskar du att fånga fjärilar? Har du läst historien om The Very Hungry Caterpillar? Är du rädd för spindlar och kackerlackor? Jo, fjärilar, larver, spindlar, kackerlackor och deras många andra vänner tillhör en djurgrupp som kallas Insekter. Insekter är några av de vanligaste och mest fantastiska varelserna på jorden. Vår, sommar och höst är fyllda med surrande ljud och vackra fladdrande vingar.
I den här lektionen ska vi lära oss om insekter - deras kroppsstruktur, grundläggande inre anatomi, livscykler och deras strategier för att överleva under vintermånaderna.
Insekter är djur som har följande egenskaper: ingen ryggrad, en tredelad kropp, sex ben och antenner. Eftersom insekter inte har en ryggrad kan vi också kalla dem ryggradslösa djur. Insekter är en klass av ryggradslösa djur som ligger inom en filum som kallas leddjur. Bin, fjärilar, kackerlackor, flugor, trollsländor, myggor och myror är alla insekter. De har segmenterade kroppar och ben, tre par ben, och har vanligtvis två par vingar.
Låt oss kort förklara en antropod. En "antropod" är ett ryggradslöst djur som har ett exoskelett, en segmenterad kropp och förbundna bihang. Det inkluderar följande familjer av organismer:
Insekter kan särskiljas från spindlar och kräftdjur genom antalet par antenner - insekter har ett par antenner medan kräftdjur har två par och spindlar inte har några antenner. När det gäller ryggradslösa djur har insekter en unik egenskap - utvecklingen av vingar som tillåter flygning, och detta tros vara en primär orsak till den fantastiska framgången för insektsarterna på land.
Kroppen är indelad i tre distinkta regioner - huvud, bröstkorg och buk. Varje region är vidare uppdelad i segment.
I allmänhet,
Insekter är en mångfaldig grupp och har utvecklats i många olika former. Hos de mer avancerade insekterna kan segmenten smälta samman, särskilt i buken.
Nedanstående illustration visar insektens kroppsstruktur:
Det finns tre par gående ben på bröstkorgen, ett par till varje segment. Benen är ofta modifierade för att utföra en mängd olika uppgifter, t.ex. simning eller att hålla byten.
Nedanstående illustration visar en generaliserad struktur av ett insektsben:
De flesta vuxna insekter har två par vingar, ett på vardera av segment två och tre. Vingarna stöds av en serie ådror, mönstret av ådror är ett viktigt sätt att klassificera insekter.
Syn
Huvudet bär ett par sammansatta ögon. Dessa består av ett antal "individuella ögon" som var och en producerar en separat bild. Därför består den övergripande bilden som insekten ser av en serie prickar. Detta är snarare som en tv-bild, men med mycket sämre skärpa. Den här typen av öga är väldigt bra på att bedöma avstånd och rörelse. Därför har insekter som är aktiva rovdjur som trollsländor mycket välutvecklade ögon.
Nej. Spindlar tillhör familjen spindeldjur och insekter tillhör familjen insekter.
På grund av deras delade härkomst har både spindlar och insekter vissa gemensamma egenskaper. Men de två grupperna förgrenade sig för många miljoner år sedan och utvecklade många unika egenskaper som gör dem olika.
| Karakteristisk | Insekter | Spindlar |
| Antal ben | 6 | 8 |
| Kroppsdelar | Tre huvudkroppsdelar: huvud, bröstkorg och buk | Två huvudkroppsdelar: cephalothorax och buken; huvud och bröstkorg är sammansmälta för att bilda "cephalothorax" |
| Antal ögon | Sammansatta ögon | Ha flera par enkla ögon med varje par anpassat för en specifik uppgift |
| Antenner | Har två antenner | Inga antenner |
| Vingar | Ha vingar | Inga vingar |
Vet du att en fullvuxen larv har fler muskler än en människa?
Insekternas inre anatomi skiljer sig från ryggradsdjur (inklusive människor) på många sätt:
Matsmältnings-/utsöndringssystemet
Liksom ryggradsdjur har också insekter ett komplett matsmältningssystem som består av ett rör från munnen till anus, men det skiljer sig på ett mycket viktigt sätt. Insektens matsmältningssystem har tre huvudregioner - förtarm, mellantarm och baktarm.
Förtarmen och baktarmen är fodrade med kitin, en polysackarid som gör insektens exoskelett. När en insekt fäller sin hud, fäller den också den inre slemhinnan i för- och baktarmen. Tarmfaunan ligger ofta i baktarmen (till exempel hos termiter). Om insekten förlitar sig på tarmmikroorganismer för att hjälpa matsmältningen, kan förlusten av tarmens inre slemhinna bli ett problem. Därför fylls tarmfaunan på med varje molt (avfall av hud).
Insekter har inga njurar. Istället tas metaboliskt avfall bort med malpighiska tubuli - som, liksom bakre tarmen, utgör det primära systemet hos insekter för jonisk, osmotisk och utsöndringsreglering genom vilken utsöndringsprodukter och giftiga föreningar transporteras.
Andningssystem (ventilation).
Insekter andas inte som vi gör. De använder inte blod för att transportera syre. De har inga lungor. Insekter tar in syre och driver ut koldioxid genom hål i deras kroppar som kallas spirakler. Dessa hål ansluter till förgrenade och sammanbindande rör, kallade luftstrupar. Insekter kan begränsa syreflödet genom att stänga sina spirakler. Faktum är att en anledning till att insekter är så tåliga är att de kan stänga sina spirakler och leva av det syre de redan har i luftstrupen.
Medan människor har en luftstrupe, har insekter ett helt luftrörssystem som transporterar syre till alla delar av deras kroppar och tar bort koldioxid. När insekten växer blir trakealrören längre för att nå central vävnad och blir bredare eller ökar i antal för att möta de extra syrebehoven i en större kropp.
Har du någonsin tänkt på varför inte insekter kan bli stora som en elefant?
För att de inte skulle kunna få tillräckligt med syre. Luft tränger in i luftstrupen genom diffusion. Luft kan bara färdas upp till 1 cm i sådana små rör. Så det är därför insekter inte kan bli större än några centimeter i diameter. Över denna storlek blir diffusionen av syre in i kroppsvävnaderna för ineffektiv för att insekten ska kunna leva. Om insekter skulle bli väldigt stora måste de utveckla lungor, gälar eller något annat. Det har dock inte hänt ännu.
Cirkulationssystemet
Precis som alla leddjur har insekter ett öppet cirkulationssystem till skillnad från vårt slutna cirkulationssystem. Medan vårt blod är instängt i blodkärl, flyter insektsblod som kallas hemolymfa fritt genom hela kroppen. De har inga vener eller artärer. Inuti deras exoskelett ligger en vätskefylld kroppshålighet som kallas hemocoel . Inuti denna kroppshåla finns organen alla suspenderade i den flytande hemolymfen, som är synonymt med blodet från högre organismer.
Har insekter hjärtan?
Ja, insekter har hjärtan. Hjärtat är det organ som är känt för att pumpa blod. Till skillnad från människor har de en något annorlunda struktur som pumpar blod över hela kroppen. De har ett långt hjärtliknande organ som kallas "dorsalkärlet" i buken som hjälper till att cirkulera hemolymfen genom kroppen. Det dorsala kärlet är upphängt i hemocoel av muskelligament. Varje kammare i det dorsala kärlet består av alärmusklerna som antingen drar ihop sig eller expanderar för att kontrollera hemolymfflödet. Samtidigt kallas den främre delen av ryggkärlet utan sådana muskler fästa för aorta. Insektens hjärtvägg har olika perforeringar som kallas ostia som fungerar som hemolymfas passager som kommer in från hemocoel. Hydrostatiskt tryck som skapas av muskelsammandragningar hjälper till att trycka hemolymfan från en plats till nästa, vilket hjälper den att flytta till huvudet och bröstkorgen.
Den största nackdelen med exoskelettet är att det inte kan expandera med tillväxt. För att växa måste exoskelettet fällas och ett nytt bildas. Den nya kommer att vara mjuk till en början, så kroppen kan expandera innan den här nya stelnar. Organismen växer för att fylla det utrymme som skapas innan smältning blir nödvändig igen.
Moltningsprocessen kallas "ecdysis", och steget mellan på varandra följande molter kallas "instar". När vuxen ålder har uppnåtts, stannar tillväxten och den vuxna insekten moler inte igen. Det betyder att de stadier som inträffar före den vuxna är de där tillväxten sker.
Det finns två olika typer av en insekts livscykel - ofullständig metamorfos och fullständig metamorfos. Metamorfos är en biologisk process som involverar plötsliga och abrupta fysiska förändringar i en organism efter födseln.
Även känd som hemimetabolism, detta visas av de mindre utvecklade insekterna. Livscykeln visar bara tre stadier: ÄGG - NYMF - VUXEN
Dessa insekter börjar som ägg, som vanligtvis är mycket små. När ägget kläcks kommer en larv eller nymf ut. Nymfer är bara babyinsekter. För det mesta ser nymfen ut som den vuxna, men den är mindre, kan ha olika färger och har inga vingar. Nymfen växer genom stadier som kallas instars och tappar huden (epicuticle) i varje stadium (ecdysis). Vingarna utvecklas under nymfstadierna som vingknoppar. Dessa växer sig större vid varje på varandra följande instar. De är helt formade vid den slutliga molningen in i vuxen ålder. Slutligen förvandlas den till en mogen vuxen med vingar. Vingarna utvecklas därför utanför kroppen och ungarna liknar vuxna men har externt utvecklande vingar, och de genomgår blygsamma förändringar mellan omogna och vuxna, utan att gå igenom ett puppstadium.
Vissa insektsnymfer är vattenlevande, vilket betyder att de lever i vatten. Dessa nymfer har vanligtvis gälar och ser väldigt annorlunda ut än de vuxna de kommer att förvandlas till. Nymfer som lever i vatten kallas najader.
Denna livscykel har nackdelen att både nymfer och vuxna ofta delar samma matkälla. Därför kan de vara i direkt konkurrens med varandra om mat. Fördelen är att den sårbara puppfasen (chrysalis) undviks.
Vissa insekter som har en livscykel av ägg-nymf-vuxna är kackerlackor, trollsländor och gräshoppor.
Även känd som holometabolism, detta visas av de mer högutvecklade insekterna. Livscykeln visar fyra stadier: ÄGG - LARV - PUPA - VUXEN
Dessa insekter börjar som ägg, som är mycket små. Ägget kläcks och en larv kommer ut. Larven ser ut som en mask och är i tillväxtfasen. Den äter för att bli mycket större. Den är i allmänhet väldigt annorlunda än den vuxna. Vanligtvis använder larven och vuxna olika födokällor. Därför konkurrerar de inte direkt. Detta är en klar fördel eftersom fler individer av arten kan matas.
När larven har växt förvandlas den till en puppa. Puppan kan vanligtvis inte röra sig eller äta. Det är ett skede av intern omorganisation. Det finns inga synliga tecken på utsidan av kroppen på aktiviteten inombords. På grund av detta kallas puppfasen "vilostadiet". Det är en speciell tid när insekten förvandlas till en vuxen som kommer att se väldigt annorlunda ut än larven eller puppan. Under puppfasen bryts de inre organen ner och bildar en "soppa". Denna "soppa" fungerar sedan som mat för speciella tillväxtknoppar att utvecklas. Dessa bildar den vuxna kroppen. När omorganisationen är klar är den vuxne redo att komma ut. När yttre förhållanden är lämpliga uppstår den slutliga molten och den vuxna insekten kommer fram. Malpuppa stannar i kokonger. När kokongen öppnar sig kommer den vuxna insekten ut. Vingar utvecklas internt under det omogna stadiet, precis innan den slutliga molten inträffar.
Alla fjärilar har "fullständig metamorfos". För att växa till vuxen går de igenom fyra stadier: ägg, larv, puppa och vuxen. Varje stadie har olika mål - till exempel behöver larver äta mycket och vuxna måste fortplanta sig.
Nedanstående illustration visar den fullständiga metamorfosen av en fjäril:
Andra insekter som visar fullständig metamorfos är skalbaggar, bin, getingar, myror, nattfjärilar och flugor.
Klassen Insecta är uppdelad i 2 underklasser, närmare bestämt Apterygota och Pterygota.
Apterygota - De är insekter som aldrig haft vingar någon gång i sin evolutionära historia. Medan vissa andra insekter, som loppor, också saknar vingar, härstammar de från bevingade insekter men har förlorat dem under evolutionens gång. Exempel: silverfiskar, eldsnäckor, hoppande borststjärtar.
Pterygota - De är en underklass av insekter som inkluderar bevingade insekter. Det inkluderar också ordnar som är sekundärt vinglösa (det vill säga insektsgrupper vars förfäder en gång hade vingar men som har tappat dem som ett resultat av efterföljande evolution).
Inom Pterygota är underklassen uppdelad i ytterligare två divisioner beroende på vilken typ av metamorfos som uppvisas av insekter i varje grupp:
Kingdom - Djur
Filum - Arthropoda
Klass - Insecta
Beställningar - Nedan är de 9 beställningarna av insekter
1. Beetle Order - Coleoptera
2. Mantid & Cockroach Order - Dictyoptera
3. True Fly Order - Diptera
4. Mayfly Order - Ephemeroptera
5. Butterfly & Moth Order - Lepidoptera
6. Myr-, bi- och getingordning - Hymenoptera
7. Dragonfly Order - Odonata
8. Gräshoppa & släktingar - Orthoptera
9. Stick & Leaf Insect Order - Phasmida
När vintern kommer och vi ser inga flugor som surrar omkring, spindlar som spinner sina nät eller myror som söker föda. Undrar du någonsin var alla dessa insekter försvinner på vintern?
Eftersom insekter är kallblodiga varelser är de känsliga för vinterns kalla temperaturer. Kylan saktar inte bara ner och gör dem lättare att byta för hungriga fåglar, utan temperaturer under noll kan döda. För att överleva vintermånaderna har insekter olika strategier. Processen genom vilken en insekt passerar vintersäsongen kallas övervintring.
Migration – Ett sätt att undvika kallt väder är att migrera till ett varmare klimat och återvända efter vintern. Det bästa exemplet är monarkfjärilen i Nordamerika. Monarkfjärilar vandrar söderut från Nordamerika varje år och övervintrar i Mexiko eller Kalifornien. På våren vandrar dessa tillbaka igen.
Hibernate - Många arter av insekter övervintrar under vintermånaderna. Men bara vuxna insekter kan övervintra. Vissa övervintrade insekter gräver ner sig i jorden eller lövströ. Detta hjälper dem att undvika inte bara kylan, utan också de kyliga vindarna och hungriga fåglars näbbar. Exempel på övervintrade insekter inkluderar nyckelpigor, kackerlackor utomhus, vissa arter av getingar och skalbaggar. Honungsbin övervintrar också i sina bikupor under vintern och bildar värmealstrande kluster när temperaturen sjunker.
Övervintra i olika livscykelstadier - För många insekter tillåter vissa stadier av deras livscykel dem att övervintra under de kalla månaderna. Till exempel kan de övervintra som larver, nymfer, puppor eller till och med ägg.
Övervintrar som larver. Många insekter klarar vintern framgångsrikt som omogna larver. Skyddet av tunga höljen av lövströ eller liknande skydd skyddar den ulliga björnlarven, medan andra insekter ersätter vattnet i sina kroppar med glycerol, en typ av frostskyddsmedel. Vissa larver borrar helt enkelt djupare ner i jorden för att undkomma kylan.
Övervintrar som nymfer. Det är inte många insekter som är aktiva på vintern, men nymfer av trollsländor, majflugor och stenflugor lever i vatten i dammar och bäckar, ofta under isen. De äter aktivt och växer hela vintern för att dyka upp som vuxna tidigt på våren.
Övervintrar som ägg. Mindre antal insekter lägger ägg som överlever vintern. De mest framträdande insekterna i den här kategorin är bönmantider och de destruktiva majsrotmaskarna.
Övervintrar som puppor. Vissa insekter övervintrar i puppstadiet och kommer sedan fram som vuxna på våren. Mal i silkesmaskfamiljen, Saturniidae, kan hittas fästa vid matväxtgrenar som puppor på vintern.
Frystolerans
Vissa insekter kan överleva isbildning i sina vävnader.
– Frystoleranta insekter är de som kan överleva genom att frysas fast. De kan kontrollera var iskristaller bildas i deras kroppar, så att iskristaller inte skadar cellerna och organen. När vädret blir varmare smälter kristallerna och insekten blir aktiv igen. Detta används i riktigt kalla områden.
– Frysintoleranta insekter är de som använder speciella "frostskyddskemikalier" för att hindra sig från att frysa. Dessa frysskyddskemikalier arbetar med andra komponenter i insektens kroppsvätskor för att förhindra isbildning inuti kroppen. Detta finns i svala till milt kalla klimat.
Insekter uppvisar två typer av beteende - medfödda och inlärda.
Många insekter uppvisar "sociala" beteenden ( t.ex. utfodring, föräldravård av ungarna och gemensamma boplatser). Alla termiter, myror och olika bin och getingar är de insekter som bäst uppvisar socialt beteende. Eusocialitet är en extrem form av socialt beteende som finns hos bara ett fåtal typer av insekter och kännetecknas av följande:
Insekter kan kommunicera på olika sätt. Till exempel frisätter myror hormoner som kallas "feromoner" som känns av och reagerar på av andra myror. Har du märkt hur en grupp myror går i en rak linje? Detta beror på att den första myran som upptäcker maten lämnar ett spår av feromon som känns av andra myror som sedan följer den för att nå maten. En annan intressant kommunikationsmetod är honungsbinas vippdans. När ett arbetsbi upptäcker en bra källa till nektar eller pollen (notera att pollensporerna dammar av detta bis rygg), kommer hon att återvända till kupan för att utföra en vickande dans för att låta sina bokamrater veta var den ligger.
Vanligtvis signalerar varmt väder insekter som orsakar allergier från stickande och bitande. Det finns några andra buggar som orsakar en allergisk reaktion som astma utan att bita eller sticka dig.
Här är några olika typer av insekter som kan orsaka en allergisk reaktion:
1. Stickande insekter – När de sticker dig injicerar de ett giftigt ämne som kallas gift. Hos vissa människor kan detta gift orsaka en mild reaktion som försvinner inom några timmar eller dagar; hos vissa andra personer kan detta orsaka en livshotande reaktion. Exempel inkluderar getingar, gula jackor, bin och bålgetingar.
2. Hushållens skadedjur – Detta inkluderar kackerlackor och dammkvalster som är ansvariga för allergi och astma. Till skillnad från kackerlackor är dammkvalster inte synliga för blotta ögat.
3. Bitande insekter - De vanligaste exemplen på bitande insekter är myggor, vägglöss, loppor och flugor. Insektsbett kan orsaka smärta, klåda, rodnad och mindre svullnad i området runt bettet. Insektsbett är sällan livshotande.
Tecken på en allergisk reaktion mot insekter
Den normala reaktionen på ett insektsstick eller bett är smärta, rodnad, klåda och mindre svullnad i området runt bettet eller sticket. Detta avtar inom några timmar eller dagar. Vissa insekter som kackerlackor eller dammkvalster som inte sticker eller biter orsakar en annan typ av allergisk reaktion. Personen kan hosta, nysa eller få kliande ögon, mun, svalg, näsa eller täppt, rinnande näsa. Dessa symtom liknar en vanlig förkylning. Om personen är astmatisk kan det utlösa en astmaanfall.
Hos vissa personer kan insektsbett eller stick orsaka en livshotande allergisk reaktion (anafylaxi). Om dessa symtom inte behandlas omedelbart kan det leda till döden. Några symtom på livshotande allergisk reaktion är:
En person kan reagera på insektsgift och orsaka en giftig reaktion. Symtomen på en toxisk reaktion liknar de på en allergisk reaktion. Dessa inkluderar illamående, feber, kramper, yrsel, svimning, chock och död.
Giftiga insekter
Orden Hymenoptera inkluderar familjer av giftiga insekter, kända som honungsbin, humlor, getingar, bålgetingar, gula jackor och myror. Kvinnliga insekter har gift i deras bakre buk. Bett och stick från denna grupp kan orsaka allergiska reaktioner och ibland snabb död av anafylaktiska reaktioner.
