Owady (Insecta) to tchawkodyszne stawonogi. Cechuje je:

• obecność trzech par odnóży krocznych;

• zlanie się szczęk drugiej pary w wargę dolną;

• stała liczba segmentów odwłoka: 11;

• brak członowanych odnóży odwłokowych.

Jest to najliczniejsza grupa zwierząt: dotychczas opisano ponad 750 tys. gatunków współczesnych owadów, jednak ich rzeczywista liczba jest prawdopodobnie kilkukrotnie, a nawet kilkunastokrotnie większa.

Owady żyją we wszystkich środowiskach lądowych, a także wodnych. Ogromne bogactwo i różnorodność form wynika z wielu przystosowań w budowie i fizjologii tych zwierząt. Na sukces ewolucyjny owadów wpłynęły:

• niewielkie rozmiary ciała;

• segmentacja ciała;

• zdolność do lotu dzięki obecności skrzydeł;

• wykształcenie sztywnego szkieletu zewnętrznego w postaci chitynowego pancerza, który chroni i wzmacnia ciało;

• rozwinięcie systemu oddechowego (oddychanie za pomocą tchawek);

• wykształcenie pompy tłoczącej krew (rurkowatego serca);

• przekształcenie części odnóży w aparat gębowy, który umożliwia dokładną obróbkę pokarmu;

• rozwój układu nerwowego i narządów zmysłu;

• możliwość wydania dużej liczby potomstwa w krótkim czasie;

• rozwój złożony;

• zachowania obronne;

• różnorodność pokarmu.

Owady są znane od 415 mln lat, czyli od dewonu. Owady kopalne zachowały się w skałach osadowych jako skamieniałości, a także jako inkluzje w bursztynach. W Polsce najstarsze owady, pochodzące z karbonu, znaleziono w kopalni węgla kamiennego w Sosnowcu.

Owady są małymi zwierzętami. Ich wielkość waha się od dziesiątek milimetrów do 35 cm (tropikalne patyczaki).

Ciało owadów składa się z 20 segmentów tworzących trzy podstawowe części: głowę, tułów i odwłok. Segmentacja ciała stawonogów ma bardzo duże znaczenie ewolucyjne, ponieważ umożliwia specjalizację poszczególnych odcinków ciała.

Głowa zbudowana jest z sześciu segmentów i tworzy jednolitą puszkę głowową. U dorosłego owada (imagoimagoimago) znajdują się na niej członowane czułki (narząd dotyku i węchu). Wyróżnia się wiele rodzajów czułków, a różnice w budowie są ważną cechą identyfikacyjną. Owady porozumiewają się ze sobą dzięki odbierającym bodźce zapachowe receptorom umieszczonym na czułkach. Na głowie owada znajdują się także oczy złożone i pojedyncze (przyoczka) oraz narządy gębowegębowe narządy owadównarządy gębowe.

Tułów składa się z trzech segmentów: przedtułowia, śródtułowia i zatułowia, tworzących funkcjonalną całość. Na każdym z segmentów tułowia znajduje się jedna para odnóży. Na drugim i trzecim segmencie zwykle występują skrzydła.

Odnóża to ważny element lokomotoryczny. Są odpowiednio dostosowane do trybu życia gatunku i środowiska, w jakim on występuje. Służą nie tylko do przemieszczania się, ale również do chwytania i ataku. Na niektórych usytuowane są narządy zmysłów, takie jak smak czy węch, a także narządy strydulacyjnenarządy strydulacyjnenarządy strydulacyjne. Odnóża zanikły tylko u nielicznych grup owadów (np. u samic różnych gatunków czerwców – Coccinea).

REKma9VknIXCB1

Zdjęcie przedstawia dwa lewe skrzydła i lewą połowę ciała ważki widzianą od góry. Skrzydła są przezroczyste, błoniaste i bogato żyłkowane. Oba skrzydła są zbliżonych rozmiarów.

Zdolność do lotu jest jednym z czynników wpływających na sukces ewolucyjny owadów. Ich skrzydła są wyrostkami kutykuli osadzonymi na drugim i trzecim segmencie tułowia – nazywane są odpowiednio skrzydłami przednimi i tylnymi.

Najczęstszy typ tego narządu to skrzydła błoniaste, występujące np. u motyli, u których są one pokryte pigmentowanymi łuskami, dzięki czemu przybierają przeróżne barwy.

U wielu gatunków jedna lub obie pary skrzydeł wtórnie zanikły (wszy, pchły, wszoły) lub są silnie zredukowane i niewystarczające do latania, tak jak u biegaczowatych (np. biegacza złocistego – Carabus auratus) i żukowatych (np. żuka wiosennego – Trypocopris vernalis).

Niekiedy jedna z par skrzydeł jest przekształcona, np. w pokrywy (u chrząszczy), które są silnie stwardniałe i nie biorą czynnego udziału w locie, jednak odgrywają ważną rolę, zwiększając powierzchnię nośną, albo w półpokrywy (u pluskwiaków różnoskrzydłych) czy przezmianki (np. u muchówek).

Odwłok u dorosłych owadów jest zbudowany z 11 segmentów. Nie ma na nich odnóży, natomiast na ostatnich dwóch pierścieniach mogą znajdować się różnego typu przysadki odwłokowe. Są nimi np.: wyrostki rylcowe u owadów bezskrzydłych, odnóża rzekome (od 2 do 8 par) u gąsienic motyli i gąsienic rzekomych rośliniarek, pokładełko przekształcone w żądło u żądłówek (Aculeata), metamerycznie rozmieszczone skrzelotchawki u niektórych larw owadów wodnych, cęgi u skorków oraz syfony i wyrostek kaudalny u mszyc. W odwłoku znajdują się narządy wewnętrzne (żołądek, serce, cewki Malpighiego). Ostatnie segmenty przekształcone są w narządy rozrodcze.

Szkielet zewnętrzny jest utworzony z wielowarstwowego chitynowego oskórka (kutykuli), pełniącego funkcję ochronną. Oskórek stanowi szkielet zewnętrzny i stanowi miejsce przyczepu mięśni.

R1HtoHs5EFsBA1

Zdjęcie przedstawia muchówkę siedzącą na zielonym liściu. Jej odwłok jest ubarwiony w czarno‑żółte paski, przypominające ubarwienie osy.

Niektóre owady swoją budową upodabniają się do innych zwierząt, które ze względu na swą jadowitość albo trujący lub odrażający smak nie są atakowane przez drapieżniki. Zjawisko to zwane jest mimetyzmem.

RkfQDAhxs9qsQ1

Zdjęcie przedstawia ćmę siedzącą na pniu drzewa. To narożnica zbrojówka. Jej skrzydła i tułów są ubarwione tak, że przypominają szary pień z kremowymi sękami.

Inną metodą ochrony u owadów (ale też innych zwierząt, rzadziej roślin) jest mimikra, czyli upodobnienie się barwą, deseniem, kształtem ciała lub innymi cechami do podłoża albo innych organizmów, np. do suchych lub żywych liści (m.in. modliszki, pluskwiaki zgarbowate), do suchych lub zielonych gałązek roślin (patyczaki i wiele gąsienic motyli, np. paziowatych, miernikowcowatych) lub nawet do odchodów ptaków (gąsienice motyla Papilio menestheus). Zdarza się również, że grupa organizmów upodabnia się do innego organizmu – to tzw. mimikra grupowa. Przykładem są niektóre gatunki pluskwiaków, które zespołowo upodabniają się do kwiatostanów roślin.

Owady są rozdzielnopłciowe (z wyjątkiem np. niektórych czerwców) i w większości jajorodne. Samice mają specjalny narząd służący do składania jaj – pokładełko.

Stawonogi te składają ogromną liczbę jaj. Na przykład mucha domowa (Musca domestica) w ciągu swojego życia, które trwa około miesiąca, składa średnio 750 jaj, ale potrafi też złożyć ich aż 2000. To strategia, która zapewnia gatunkowi przetrwanie.

Niektóre owady rozmnażają się również przez partenogenezępartenogenezapartenogenezę (np. niektóre mszyce, prostoskrzydłe, galasówki, chrząszcze). U części błonkówek spotykana jest poliembrioniapoliembrioniapoliembrionia.

U owadów rozróżnia się:

• rozwój prosty, bez przeobrażeniaprzeobrażenieprzeobrażenia (ametaboliaametaboliaametabolia) – występujący u owadów z rzędu przerzutek (Archaeognatha) i rybików (Zygentoma);

• rozwój złożony, z przeobrażeniem (metabolia) – występujący w podgromadzie owadów uskrzydlonych (Pterygota).

Ametabolia to proces rozwoju pozazarodkowego przebiegający bez stadium larwalnego, w którym osobniki młodociane wylęgłe z jaja przypominają osobniki dorosłe, a ich rozwój polega na wzroście i osiąganiu dojrzałości płciowej. W metabolii stadia młodociane przechodzą przeobrażenie, zarówno morfologiczne jak i anatomiczne. Zmianie ulega także tryb i środowisko życia. Przeobrażenie związane jest ze zmianą sposobu odżywiania oraz wykształceniem skrzydeł u postaci dorosłej (imago). Imago nie rośnie ani nie ulega linieniulinienielinieniu.

Wyróżnia się dwa typy rozwoju z przeobrażeniem:

• hemimetabolięhemimetaboliahemimetabolię (przeobrażenie niezupełne) – występującą np. u ważek (Odonata), jętek (Ephemeroptera), pluskwiaków (Hemiptera), szarańczaków (Acridoidea);

• holometabolięholometaboliaholometabolię (przeobrażenie zupełne) – występującą np. u motyli (Lepidoptera), chrząszczy (Coleoptera), muchówek (Diptera), błonkówek (Hymenoptera).

Pojawienie się w ewolucji owadów przechodzących rozwój z przeobrażeniem zupełnym związane jest z pojawieniem się przystosowań do różnych siedlisk. Imago i larwy zazwyczaj występują w odmiennych środowiskach. Mają również inną bazę pokarmową, dzięki czemu nie konkurują o zasoby pożywienia.

Wśród owadów o rozwoju złożonym występuje duże zróżnicowanie larw i poczwarek. Wyróżnia się trzy typy larw:

• gąsienica – charakterystyczna dla motyli (Lepidoptera) i niektórych błonkówek;

• pędrak – występujący u chrząszczy (Coleoptera);

• czerw – występujący u muchówek (Diptera) i niektórych błonkówek (Hymenoptera).

Typy poczwarek to:

• zamknięta – powstaje z gąsienicy; występuje u motyli (Lepidoptera);

• otwarta – powstaje z pędraka; występuje u chrząszczy (Coleoptera) i błonkówek (Hymenoptera);

• baryłkowata – powstaje z czerwia; występuje u muchówek (Diptera).

RdHKJUuBT0VjQ

Zdjęcie przedstawia żółtą, owłosioną gąsienicę na cienkiej gałęzi. Z lewej strony występuje pędzelek dłuższych włosków, w kolorze różowo‑czerwonym.

R1VCPulDfRzZm

Zdjęcie przedstawia pokryty włoskami kokon. Wewnątrz niego znajduje się poczwarka.

RYCm3d7rIuSj7

Zdjęcie przedstawia szarą ćmę. Na skrzydłach widoczny jest szaro‑brązowy wzór. Motyl ma pierzaste czułki, umiejscowione na głowie. Tułów pokryty jest włoskami.

R10d7Low2qSGb

Zdjęcie przedstawia trzy pędraki chrabąszcza majowego. Są białe, grube, charakterystycznie zgięte w podkowę. Z przodu ciała są pomarańczowe. Tego samego koloru są odnóża. Koniec ciała jest ciemnobrązowy.

R1Bi8ljXuJ7yW

Zdjęcie przedstawia poczwarkę chrabąszcza. Jest pomarańczowa, w całości pokryta grubym, lśniącym oskórkiem.

R3cyfZumLSuGu

Zdjęcie przedstawia chrabąszcza. Jego czułki, pokrywy skrzydłowe i odnóża są brunatne. Tułów jest brązowy, pokryty włoskami.

RJh4hkW4vwz2D

Zdjęcie przedstawia kolejne etapy przepoczwarczenia larwy w poczwarkę. Z lewej strony widać białą, mięsistą larwę. Jej ciało zbudowane jest z pierścieniowatych segmentów. Druga faza przedstawia larwę tak samo zbudowaną jak pierwsza i tej samej wielkości, lecz w kolorze kremowym. W kolejnej fazie obserwujemy dalszą zmianę barwy larwy – jest ona w kolorze jasnobeżowym. W następnej, czwartej fazie barwa larwy jest miodowa, a segmenty ciała nie są już tak wyraźnie zaznaczone. W ostatniej, piątej fazie larwa ma kolor ciemnobrązowy i segmenty ciała nie są już tak wyraźnie zaznaczone.

RmuoSvpQbAhSc

Zdjęcie przedstawia muchę siedzącą na zielonym liściu. Jej złożone oczy są koloru pomarańczowego. Tułów lśni na niebiesko. Skrzydła są przezroczyste.

Duża liczba larw i różne rodzaje poczwarek świadczą o przystosowaniu owadów do różnych środowisk, w których egzystują. Zmienność, jaka charakteryzuje stadia larwalne, pozwala zwiększyć ich adaptację do zmian w otoczeniu, a tym samym zwiększyć przeżywalność.

Więcej informacji na temat rozmnażania i rozwoju owadów znajdziesz w e‑materiałach:

• Przeobrażenie zupełne i niezupełne owadówPp2HOKybKPrzeobrażenie zupełne i niezupełne owadów;

• Rozmnażanie i rozwój stawonogówP14WHK5FVRozmnażanie i rozwój stawonogów;

• Neurohormonalna kontrola przeobrażenia owadówPsCXFTepCNeurohormonalna kontrola przeobrażenia owadów.

Sposób odżywiania i rodzaj pokarmu owadów zależą od środowiska, w którym żyją. Większość owadów jest roślinożerna: żywi się liśćmi, a także korzeniami roślin, łykiem lub drewnem drzew, pyłkiem i nektarem kwiatów. Inne gatunki, np. karaczany, są wszystkożerne. Niektóre owady, takie jak pchły i wszy, są pasożytami kręgowców i odżywiają się krwią.

Aparaty gębowe owadów są przystosowane do rodzaju spożywanego przez nie pokarmu:

• aparat gębowy gryzący przystosowany jest do pobierania pokarmu o stałej konsystencji;

• aparat gębowy gryząco‑liżący przystosowany jest do pobierania pokarmu płynnego, np. nektaru kwiatowego, natomiast zachowane silne żuwaczki umożliwiają odrywanie, rozdrabnianie i ugniatanie pokarmu lub innych substancji (np. wosku);

• aparat gębowy liżący przystosowany jest do zlizywania z powierzchni pokarmów o konsystencji płynnej;

• aparat gębowy ssący, dzięki obecności trąbki ssącej, przystosowany jest do pobierania pokarmu płynnego, np. nektaru kwiatowego;

• aparat kłująco‑ssący przystosowany jest do przebijania tkanek roślinnych (np. u mszyc) lub zwierzęcych (np. u komarów, wszy i pcheł), a następnie wysysania z nich płynów.

Więcej informacji znajdziesz w e‑materiale pt. Aparaty gębowe owadówPwDugWuxxAparaty gębowe owadów.

W przypadku owadów przechodzących przeobrażenie zupełne larwa zwykle odżywia się innym rodzajem pokarmu niż postać dorosła tego samego gatunku. U motyli pożywieniem gąsienic są głównie liście i inne części miękkie roślin, natomiast dorosłe osobniki odżywiają się nektarem kwiatowym. Na przykład paź królowej (Papilio machaon) ma ssący aparat gębowy do pobierania płynnego pokarmu w postaci nektaru, natomiast jego larwa ma aparat gębowy typu gryzącego i przez 6 tygodni, jakie dzielą ją od stadium poczwarki, odżywia się liśćmi roślin baldaszkowatych, m.in. marchwią ogrodową i koprem.

RXxUpmDNq6XSu

Zdjęcie przedstawia trzy jasnoszare gąsienice zjadające zielone liście krzewu morwy.

RfIGHrpYAWAH7

Zdjęcie przedstawia dorosłą stonkę ziemniaczaną na zielonej łodydze rośliny. Ubarwienie chrząszcza jest żółto‑czarne w pionowe paski.

R1ZlG5Uozzzxu

Zdjęcie przedstawia brązowo‑szarego motyla siedzącego na źble trawy.

Owady zamieszkują praktycznie wszystkie środowiska lądowe kuli ziemskiej, a także wody słodkie. Sporadycznie żyją w morzu, wykazując często zdumiewającą wręcz zdolność do życia w ekstremalnych warunkach. Wiele owadów to gatunki synantropijnegatunki synantropijnegatunki synantropijne, przystosowane do życia w środowisku zmodyfikowanym przez człowieka.

RqITXEWUptOee

Zdjęcie przedstawia karaczana zwróconego bokiem. Jego ciało jest brunatnobrązowe. Ma cienkie, członowane odnóża. Na głowie znajdują się długie czułki. Tułów i odwłok prusaka pokrywają podłużne skrzydła.

RWaifSp5qLgWa

Zdjęcie przedstawia ziarna zbóż, wśród których znajdują się liczne, niemal dwukrotnie mniejsze od ziaren owady. To wołki zbożowe. Mają wydłużone, ciemnobrązowe ciało, zakończone cienkim ryjkiem. Nie mają skrzydeł.

R1dbDln6SoT7B

Zdjęcie przedstawia trzy rybiki cukrowe w metalowym pojemniku. To srebrzyste, bezskrzydłe owady. Mają nitkowate czułki oraz trzy długie szczecinki na końcu odwłoka.

Owady są zwierzętami zmiennocieplnymi. W celu utrzymania optymalnej temperatury ciała wykazują liczne przystosowania.

W środowisku ciepłym ciała owadów chronione są przed nadmierną utratą wody oraz szkodliwym działaniem promieni UV dzięki obecności chitynowego naskórka.

W celu przetrwania okresu zimowego owady wykształciły przystosowania fizjologiczne i behawioralne. Większość owadów zimą zapada w stan anabiozy – sen zimowy. Wówczas wszystkie procesy życiowe zostają maksymalnie spowolnione, aby możliwe było przeżycie w skrajnych warunkach środowiskowych. W zależności od gatunku owady zimują w różnych stadiach życiowych:

• w postaci jaj – np. jaja kwieciaka gruszowca (Anthonomus piri) zimują w pąkach kwiatowych lub liściowych;

• jako larwy – np. gąsienice kuprówki rudnicy (Euproctis chrysorrhoea) zimują w gniazdach z suchych liści połączonych przędzą;

• jako poczwarki – np. piętnówka kapustnica (Mamestra brassicae) zimuje zakopana w ziemi;

• jako osobniki dorosłe – np. stonka ziemniaczana zimuje zakopana w ziemi lub w ściółce, a kwieciak jabłkowiec (Anthonomus pomorum) zimuje na drzewach, skryty w załamaniach kory.

Niektóre owady: termity, mrówki, część os i pszczół wykształciły, jako niemal jedyne w świecie zwierząt, zróżnicowane i funkcjonujące jako swego rodzaju „superorganizmy” społeczeństwaspołeczeństwa owadówspołeczeństwa (kolonie), dzięki którym bronią swojego terytorium, chronią potomstwo i skuteczniej zdobywają pokarm.

Mrówki spędzają zimę ukryte w najgłębszej części gniazda. U os społecznych i trzmieli zimę przeżywają jedynie zapłodnione samice, które następnie rodzą potomstwo na wiosnę. Pszczoły tworzą w ulach kłąb – skupisko pozostających w ciągłym ruchu osobników, zapewniających odpowiednią temperaturę pszczelej królowej. Przez cały okres zimy pszczoły nie wydalają kału. Dzięki temu nie zanieszczyszają odchodami gniazda, którego nie opuszczają w okresie zimy. Defekacja następuje dopiero wiosną, podczas tzw. oblotu oczyszczającego.

Więcej informacji na temat owadów społecznych znajdziesz w e‑materiale pt. Społeczności owadzieP14JuQYaqSpołeczności owadzie.

Słownik