Кома́хи (Insecta) — класчленистоногихтварин з підтипу трахейнодихаючих. Найчисельніший і найрізноманітніший клас в усьому тваринному царстві: станом на серпень 2013 року було відомо 1 070 781вид комах, включно з 17 203 викопними видами[1]; однак науковці припускають, що загальна кількість існуючих видів комах складає від близько 2 мільйонів[2] до 5—6[3][4] і навіть 8[5] мільйонів видів. Список комах, занесених до Червоної книги України, включає 226 видів. Вивчає комах наука ентомологія.
Комахи — поширені на всьому суходолі, включаючи Антарктиду, тварини завдовжки від 0,2 мм до 64 см (паличникPhryganistria chinensis Zhao[6]).
Тіло комах складається з трьох відділів (тагм) — голови, грудей і черевця, кожен з яких складається з сегментів (сегменти голови злиті) і вкритий хітинізованими покривами. На голові є пара членистих вусиків (антени), ротові придатки, органи зору. До грудей кріпляться 3 пари членистих ніг і 1—2 пари крил. На кінці черевця розташовані статеві і хвостові придатки (церки), іноді жало. Органи виділення — головним чином, мальпігієві судини. Кровоносна система незамкнена. Функцію серця виконує спинна судина, функцію крові — гемолімфа. Органи дихання — трахеї (у водних — зябро-трахеї), що відкриваються назовні дихальцями. Органи чуття дуже різноманітні, в основі будови багатьох з них лежать так звані сенсили, розкидані по різних частинах тіла поодиноко або зібрані у великі скупчення. Є органи зору — фасеткові очі та прості вічка, слуху — тимпанальний апарат, дотику — чуттєві волоски, нюху — ямки і волоски, рівноваги — хордотональний апарат та ін.
Майже всі комахи роздільностатеві. Розвиток відбувається з (перетворенням), яке буває повним (коли личинка різко відрізняється від дорослої особини (імаго) і перетворюється на лялечку, з якої виходить доросла комаха), або неповним (личинка, що вийшла з яйця, має вигляд, близький до імаго, стадії лялечки нема).
Відомо 1-3 млн видів, поширених від Антарктиди до 84° північної широти. Більшість комах — наземні тварини, багато видів живе в землі, деякі в прісних водах, окремі — в морях. Більшість видів комах — фітофаги, є всеїдні (таргани), хижаки (поїдають інших комах, молюсків, червів тощо), копрофаги (гнойовики), кровосисні (комарі, воші, блохи).
До давньокрилих відносять бабок, одноденок і деякі вимерлі ряди. Новокрилих поділяють на надряди Endopterygota (комахи з повним перетворенням), Paraneoptera (воші, трипси, напівтвердокрилі), Orthopteroidea (тарганоподібні, прямокрилі).
Загальний план зовнішньої будови комах на прикладі травневого хруща. А — голова, В — груди, С — черевце. 1 — вусики, 2 — складне око, 3 — стегно, 4 — дві пари крил (у цьому випадку друга пара знаходиться під першою), 5 — голінка, 6 — лапка, 7 — кігтик, 8 — ротовий апарат, 9 — передньогруди, 10 — середньогруди, 11 — задньогруди, 12 — стерніти черевця, 13 — пігідій.
Голова утворюється з шести сегментів, що повністю зливаються у дорослої комахи. Перший і третій сегменти не мають придатків, другий несе пару вусиків (антен); на четвертому, п'ятому та шостому сегментах розвиваються парні частини ротового апарату — верхні щелепи (мандибули), нижні щелепи (максили) і нижня губа. Вусики за будовою і розміром дуже варіюють і є важливою систематичною ознакою. Вони можуть мати ниткоподібну, пластинчасту, булавоподібну та інші форми. Розвиток і форма щелеп і нижньої губи залежать від характеру живлення. Виділяють такі основні типи ротового апарату:
У багатьох дорослих комах, які не живляться ротові органи взагалі не розвинені (одноденки).
Комахи здатні рухати головою. Рухи ці в більшості випадків обмежені однією площиною (вертикальною або горизонтальною), і лише богомоли можуть повертати голову в декількох площинах.
Груди складаються з трьох сегментів, які несуть три пари членистих кінцівок. Залежно від способу пересування кінцівки можуть бути різних типів (див. статтю «Ноги комах»).
У більшості комах до другого і третього сегментів грудей прикріплюються органи польоту — крила. Вони утворюються як вирости покривного епітелію і зміцнюються жилками. У примітивніших видів передні та задні крила однакові за будовою і функцією, яку вони виконують (бабки). У мух і комарів розвивається лише передня пара крил, у віялокрилих — задня. Нерідко передні крила виконують захисну функцію, перетворюючись на надкрила (напівтвердокрилі, жуки). Багато видів комах повторно втратили крила (блохи, воші), що пов'язано з особливостями їхньої життєдіяльності. Крила приводяться в рух літальними м'язами, що займають значний обсяг грудного відділу.
Черевце у різних груп комах складається з різної кількості сегментів (не більше дванадцяти). Воно майже завжди позбавлене кінцівок. На кінці черевця часто наявні придатки: церки, грифельки, яйцеклад (у самиць). Черевце комах позбавлене кінцівок або вони видозмінені на органи парування (у самців), яйцеклад (у самиць коників) чи жало (у ос і бджіл).
Хітиновакутикула в усіх наземних видів укрита тоненьким шаром воскоподібної речовини, яка перешкоджає випаровуванню води. На тілі комах є численні волоски, що виконують функцію органів дотику або слуху.
Фасеткові очі комах розташовані на першому сегменті голови. Нерідко є ще декілька простих очок (наприклад у медоносної бджоли). Багато видів мають гарний зір. Так, бджоли можуть розрізняти форму предметів і деякі кольори (червоний, жовтий, зелений, синьо-фіолетовий, ультрафіолетовий). На відміну від людських, очі бджіл чутливі до поляризованого світла. Усі комахи здатні сприймати коливання температури. Терморецептори локалізовані у них в особливих волосках на члениках ніг. У багатьох комах розвинені органи слуху, утворені волосками на ногах і черевці. Дуже добре розвинені органи хімічного чуття і нюху. Смаковірецептори містяться на ротових частинах і на лапках. Комахи чутливі до рівня вологості повітря та магнітних полів.
У ротову порожнину впадають протоки слинних залоз. У личинокметеликів на нижній губі є шовковичні залози, секрет яких швидко застигає на повітрі і який вони використовують для плетіння коконів. Ротова порожнина веде до стравоходу й далі до шлунка. Залозисті клітини кишківника виробляють травні ферменти, склад яких визначається характером їжі комахи. Травна система починається ротовою порожниною, в яку входять протоки слинних залоз. Травна частина складається з 3 відділів: передньої, середньої і задньої кишки; довжина і об'єм його залежать від роду їжі та її поживності.
Дихальна система представлена добре розвиненою мережею повітроносних трубок — трахей. Вони відкриваються на поверхню тіла невеличкими отворами — дихальцями. Вентиляція трахей у багатьох видів здійснюється рухом черевця. Деякі комахи (жуки водолюби, клоп гладун) що живуть під водою, періодично піднімаються на поверхню і запасають повітря під надкрилами, де воно утримується волосками з незмочуваною поверхнею.
Кровоносна система незамкнена. Безбарвна гемолімфа, яка циркулює в порожнині тіла комах, слугує для транспортування поживних речовин, продуктів обміну, гормонів. Рух гемолімфи забезпечується скороченнями спинної судини — серця.
Видільна система утворена мальпігієвими судинами — тонкими трубкоподібними виростами кишківника. Їхні вільні кінці лежать у порожнині тіла. Розчинні продукти обміну поглинаються клітинами стінок мальпігієвих судин і просвітами проходять у кишку. Пристосуванням для акумуляції води у комах є жирове тіло. Внаслідок окиснення жирової тканини виділяється велика кількість води.
Майже всі комахи роздільностатеві. Чоловічі статеві органи у багатьох комах представлені парними сім'яниками, сім'явивідними протоками і копулятивним органом, а жіночі — двома яєчниками та жіночими статевими шляхами У багатьох видів добре виражений статевий диморфізм: самці та самиці відрізняються за розмірами, забарвленням, розвитком крил, будовою ротового апарату. У більшості метеликів і жуківзапліднення зовнішньо-внутрішнє. У цьому випадку сперматозоїди виводяться в навколишнє середовище й вкриваються захисною оболонкою, що запобігає їхньому висиханню. Самиця підбирає їх за допомогою статевих придатків. Часто зустрічається внутрішнє запліднення, коли сім'яна рідина вводиться безпосередньо в статеві шляхи самиці. Іноді яйця розвиваються шляхом партеногенезу (попелиці, паличники).
Практично в усіх комах у життєвому циклі присутня личинка — їм властивий розвиток із перетворенням. У разі розвитку з неповним перетворенням личинка веде такий самий спосіб життя, як і доросла особина — імаго. У разі розвитку з повним перетворенням личинка виходить з яйця на ранніх етапах розвитку. На стадії лялечки відбувається руйнування личинкових органів і формування органів імаго. Ріст комах супроводжується линянням. Доросла комаха не линяє.
Поширеність та місця проживання
Подібно до багатьох інших пустельних тварин, деякі комахи мають пісочне забарвлення. Ймовірно, воно відіграє маскувальну роль. На фото — пара жуків-довгоносиків Attactagenus albinus у Національному природному парку «Олешківські піски»
Комахи живуть в переважній більшості відомих наземних біотопів, зайнявши такі негостинні екосистеми, як вершини гір, глибокі печери, а також зароджуються екосистеми на недавно утворених островах вулканічного походження. Відомі й морські комахи, пов'язані з особливою родиною водомірок із відділу Напівтвердокрилі (крім них, у прибережних солоних водах зрідка поселяються інші, типово прісноводні клопи).
Вибірковість стацій (місць існування) є досить істотною і характерною властивістю комах. Кожен вид має свій набір стацій — в одних випадках різноманітний, в інших обмежений екологічними рамками і іноді зведеного до єдиного типу місцеперебування. Однак часто вид не обмежується заселенням тільки лише однією стації: проявляється закономірна зміна видами своїх місць існування. Зміна стацій може бути зональною, вертикальною, сезонною і річною.
Зональна зміна стацій властива багатьом трансзональним видам (тобто видам, ареал яких перетинає кілька природних зон): при просуванні на північ ареалу обираються сухіші, добре прогріті відкриті місцеперебування, в той час як при просуванні на південь заселяються більш зволожені і затінені стації, часто з густим рослинним покривом. Особливою формою зональної зміни стацій є зональна зміна ярусів — перехід в сухих частинах ареалу наземних видів до підземного способу життя. Вертикальна зміна стацій аналогічна зональній, але характерна для гірських умов. Якщо гірська система підпирається аридними ландшафтами — степами або пустелями, а низинна частина ареалу відсунута від гірської на північ, тоді з підвищенням рівня види переходять у зволоженіші стації. При контакті низинної і гірської частин ареалу підвищення вертикального рівня викликає переміщення видів з вологіших стацій в менш зволожені і більш відкриті.
Сезонна і річна зміни стацій є наслідком вимушених міграцій виду в результаті змін мікроклімату, погодних умов і стану рослинного покриву. Перша характерна для областей з жарким літом і полягає в переході в зволоженіші стації. Річна зміна стацій викликається відхиленням кліматичних показників від середньої норми і приводить в сухі роки до переміщення ряду видів у вологі стації і, навпаки, у вологі роки — до переміщення в сухі стації.
Обтічна форма тіла, гладенька спинна поверхня водолюба (Hydrophilus piceus) — адаптація до активного пересування жука у товщі води
Екологічною основою зміни стацій є суворе підпорядкування своєму екологічному стандарту. В результаті змінюється тип заселених стацій, що приводить в кінцевому підсумку до зміни екології виду, стимулює внутрішньовидову диференціацію і стає фактором еволюції. Нерідкі випадки, коли в різних зонах вид представлений різними підвидами або навіть диференціювався на два дуже близьких види.
Географічно збільшена стація являє собою ареал. Для багатьох комах відомі суцільні ареали, хоча в класі, як з'ясовується останнім часом, відносно висока частка видів-двійників, котрі часом розрізняються лише за біохімічними особливостями. Також, як і ареали інших тварин, ареал комах характеризується належністю до однієї або декількох зоогеографічних областей. Деякі дослідники вважають, що можна створити єдину детальну схему зоогеографічного районування, прийнятну для всіх комах. Інші вважають, що створення такої універсальної схеми неможливе, позаяк навіть така єдина в таксономічному відношенні група, як комахи, не являє собою чогось єдиного стосовно закономірностей географічного поширення. Тому безглуздо намагатися створити єдину зоогеографічну карту, а слід розробляти карти для окремих екологічних груп комах. Зокрема, така карта для реофільних амфібіотичних комах (більшість поденщин) абсолютно непорівнянна з картою для рослиноїдних наземних комах і суттєво відрізняється від карти лімнофільних амфібіотичних комах, як, наприклад, бабки. Для загальної характеристики розташування ареалів найрізноманітніших комах зазвичай використовують широко визнані назви великих розділів суші: Палеарктика, Неарктика, Голарктика, Амфіпацифічний сектор, Ефіопська область, Орієнтальна область, Арктогея, Неотропіки і Австралійська область.
Термофільний напівводний жук Zaitzevia thermae (з родини річковики, Elmidae) здатний мешкати в термальних джерелах. У штаті Монтана (США) він виявлений в незвично теплих водах — до 29 °C.
Встановлення походження класу комах стикається з певними труднощами. Ключова проблема полягає у відсутності скам'янілостей, за якими можна було б встановити філогенетичні відносини комах.
Традиційно на основі морфологічних порівнянь (особливо трахеальних дихальних систем) найближчими родичами комах вважали багатоніжок. Згідно з цією точкою зору обидві групи об'єднували в таксон «неповновусі» (Atelocerata).
Однак побудова філогенезу на основі послідовностей генів і недавні морфологічні дослідження свідчать, що комахи ближчі до ракоподібних, ніж до багатоніжок. Прихильники цієї філогенетичної гіпотези об'єднали ракоподібних і комах в єдиний таксон Pancrustacea. Ця гіпотеза також не беззаперечна. Ракоподібні відомі з відкладень раннього кембрію (близько 511 млн років), у той час як комахи з'являються в палеонтологічному літописі тільки в ранньому девоні (близько 410 млн років). Таким чином, гіпотеза про походження ракоподібних і комах від єдиного спільного предка породжує часовий проміжок близько 100 млн років, протягом якого комахи повинні були існувати. Відсутність останків комах в палеонтологічному літописі протягом зазначеного періоду зазвичай пояснюється тим, що вони не збереглися до наших днів. Новітні морфологічні порівняння і філогенетичні реконструкції на основі геномних послідовностей вказують, що комахи є нащадками ракоподібних, а не сестринським таксоном. Це висновок добре узгоджується з палеонтологічними даними. Однак морфологічні та молекулярні дані не узгоджуються при визначенні найближчих родичів комах серед ракоподібних: морфологічні дані вказують на спорідненість комах з вищими ракоподібними, а молекулярні — з зяброногими. Відповідно до останньої гіпотези еволюційна гілка комах відокремилася від ракоподібних в пізньому силурі — ранньому девоні. Ця оцінка узгоджується і з палеонтологічними даними, і з оцінкою на основі молекулярного годинника.
Комахи освоїли земну поверхню, ґрунт, повітря. Деякі види повторно заселили прісні водойми (клопи-водоміри, деякі їздці), меншість проникла в моря (деякі двокрилі). Розміри комах варіюють у дуже широких межах. Самці тропічного жука-геркулеса досягають 17 см, а самиці всього 8 см, найбільшим жуком вважається Вусач-титан гігантський — 17-18 см, деякі види паличників — до 30 см[7], а найбільшим з них є фобетікус Чана, який досягає 357 мм у довжину, а з випростаними передніми ногами — усі 567 мм[8]. Розмах крил метелика совки агріппи — 28 см. Найменші комахи — до 0,3 мм завдовжки.
17-річна періодична цикада M. septendecimCамець жука-оленя L. cervus
Найкоротша тривалість життя імаго серед комах у метелика Соленобія (Solenobia triquetrella) із родини Чохлоніски (Psychidae). Живе самиця Соленобії всього кілька хвилин.
↑Nielsen E. S. and Mound L. A. Global Diversity of Insects: The Problems of Estimating Numbers. In: Raven, P. H. and Williams, T. (eds). Nature and Human Society: The Quest for a Sustainable World. — Washington, DC: National Academy Press, 2000. — P. 213—222.
↑Raven P. H., Yeates D. K. 2007. Australian biodiversity: threats for the present, opportunities for the future. Australian Journal of Entomology, 46: 177—187.
↑Hammond P. M. The current magnitude of biodiversity pp. p. 113—128. In: Heywood, V. H. (ed.). Global biodiversity assessment. — Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1995.
.jpg)
