Насекомые: общая характеристика класса¶

Насекомые (лат. Insecta) — класс беспозвоночных членистоногих животных, характеризующийся наличием трёх пар конечностей, разделением тела на голову, грудь и брюшко, а также трахейным дыханием. Это самая многочисленная группа живых организмов на Земле: по состоянию на начало XXI века описано более 1 миллиона видов, что превышает число видов всех остальных животных вместе взятых. По оценкам энтомологов, реальное разнообразие класса может достигать 5–10 миллионов видов.

¶Строение и физиология

Тело насекомых покрыто хитиновой кутикулой, образующей наружный скелет (экзоскелет). Кутикула защищает внутренние органы, препятствует потере влаги и служит местом прикрепления мышц. У многих видов наружный скелет несёт волоски, щетинки или чешуйки, выполняющие сенсорные и защитные функции.

Голова несёт пару усиков (антенн), сложные фасеточные глаза и ротовой аппарат. Строение ротовых органов отражает тип питания: выделяют грызущий (жуки, гусеницы), сосущий (бабочки), колюще-сосущий (комары, клопы), лижущий (мухи) и другие типы аппаратов. Грудь состоит из трёх сегментов (передне-, средне- и заднегрудь), каждый несёт по паре конечностей. На средне- и заднегруди у крылатых форм расположены две пары крыльев — производных складок кутикулы. Брюшко обычно состоит из 9–11 сегментов и лишено конечностей; на его конце расположены половые придатки.

Внутреннее строение характеризуется следующими особенностями:

• Кровеносная система незамкнутая; гемолимфа (аналог крови) циркулирует преимущественно по спинному сосуду — сердцу, откуда изливается в полость тела.
• Дыхание осуществляется через систему трахей — тонких трубочек, пронизывающих всё тело и доставляющих кислород непосредственно к клеткам.
• Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами — слепыми трубочками, впадающими в кишечник.
• Нервная система состоит из головного мозга (надглоточного ганглия) и брюшной нервной цепочки.

¶Жизненный цикл и развитие

Большинству насекомых свойственно половое размножение с внутренним оплодотворением. Развитие делится на два основных типа:

Неполное превращение (гемиметаболия) — из яйца выходит личинка (нимфа), внешне похожая на взрослую особь, но с недоразвитыми крыльями и половой системой. Постепенно, через серию линек, нимфа превращается во взрослое насекомое (имаго). Характерно для тараканов, прямокрылых, клопов, стрекоз.

Полное превращение (голометаболия) — из яйца выходит червеобразная личинка, совершенно не похожая на имаго. Личинка многократно линяет, затем окукливается; внутри куколки происходит гистолиз (распад тканей) и гистогенез (формирование органов взрослого насекомого), после чего из куколки выходит имаго. Такой цикл свойственен жукам, бабочкам, перепончатокрылым, мухам и другим отрядам.

Продолжительность жизни варьирует от нескольких часов (имаго подёнок) до нескольких десятилетий (личинки жуков-златок и дровосеков в древесине).

¶Классификация

Класс насекомых традиционно делится на два подкласса: первичнобескрылые (Apterygota) — щетинохвостки, ногохвостки (ныне выделяемые в отдельный класс) — и крылатые (Pterygota). Крылатые, в свою очередь, подразделяются на насекомых с неполным превращением и с полным превращением.

Крупнейшие отряды по числу описанных видов:

• Жесткокрылые, или жуки (Coleoptera) — около 400 тысяч видов.
• Чешуекрылые, или бабочки (Lepidoptera) — около 180 тысяч видов.
• Перепончатокрылые (Hymenoptera) — пчёлы, осы, муравьи, наездники — около 150 тысяч видов.
• Двукрылые (Diptera) — мухи, комары — около 150 тысяч видов.

¶Экология и поведение

Насекомые освоили практически все среды обитания: от полярных пустынь до тропических лесов, от почвы до пещер и пресных водоёмов (личинки стрекоз, жуков-плавунцов). В морях обитают лишь единичные виды (водомерки-галотусы).

По типу питания выделяют фитофагов (питаются растениями), зоофагов (хищники и паразиты), сапрофагов (потребители мёртвой органики), некрофагов (падальщики) и копрофагов. Многие виды узкоспециализированы: например, гусеницы некоторых бабочек питаются листьями единственного вида растений.

Насекомые демонстрируют сложные формы поведения: общественные виды (муравьи, пчёлы, термиты) образуют колонии с разделением функций между кастами, используют химическую коммуникацию (феромоны) и звуковые сигналы. Многие виды совершают сезонные миграции: репейница, божьи коровки, саранча.

¶Значение в природе и жизни человека

В экосистемах насекомые выполняют ключевые функции: они опыляют около 80 % цветковых растений, участвуют в почвообразовании (муравьи, термиты, жуки-навозники), служат пищей для множества позвоночных — птиц, рептилий, амфибий, млекопитающих. Сапрофаги и некрофаги утилизируют органические остатки, обеспечивая круговорот веществ.

Для человека насекомые имеют двоякое значение. С одной стороны, это важнейшие сельскохозяйственные помощники: медоносная пчела производит мёд и опыляет культурные растения, тутовый шелкопряд даёт шёлк, наездники и хищные жуки используются как агенты биологической борьбы с вредителями. С другой стороны, многие виды являются вредителями сельскохозяйственных культур (колорадский жук, саранча, плодожорка) и переносчиками опасных заболеваний (малярийные комары, вши, блохи, мухи цеце). Кровососущие насекомые (комары, слепни, мошки) наносят ущерб животноводству и рекреации.

Человечество издавна использует насекомых и продукты их жизнедеятельности: мёд, воск, шёлк, шеллак, кармин (краситель из кошенили). В ряде стран практикуется энтомофагия — употребление насекомых в пищу; около 2 миллиардов человек регулярно включают их в рацион. В современной науке плодовая муха дрозофила — один из ключевых модельных организмов генетики; насекомые используются в судебной энтомологии для установления времени смерти, а также как биоиндикаторы состояния окружающей среды.

¶Охрана

Несмотря на обилие, многие виды насекомых находятся под угрозой исчезновения из-за уничтожения естественных местообитаний, применения пестицидов и изменения климата. Наблюдается глобальное сокращение биомассы летающих насекомых в Европе и Северной Америке, достигающее в некоторых регионах 75 % за последние десятилетия. В Красную книгу Российской Федерации внесено более 100 видов насекомых, включая жука-оленя, аполлона, дыбку степную и других. Для сохранения разнообразия создаются особо охраняемые природные территории и программы разведения редких видов в неволе.