Hmyz

Hmyz(Insecta) jetřídašestinohýchživočichů zkmenečlenovců, kteří mají tělo rozdělené do tří článků (hlava, hruď a zadeček). Pro všechny druhy je charakteristické, že mají tři páry nohou, většinou mají složené oči, tykadla a jsou jedinými členovci, kteří umějí aktivně létat. Jedná se o nejrůznorodější skupinu živočichů na světě, která zahrnuje více než milión popsanýchdruhů, což na začátku 21. století představovalo více než polovinu všech známých druhů žijících organismů.Počet skutečně existujících druhů se odhaduje na 6–10 miliónů,a je tak možné, že představují více než 90 % všech živočišných druhů na Zemi.Hmyz můžeme nalézt téměř v každém prostředí naší planety, i když například jen ve velmi malém množství obýváoceány, kde mají převahukorýši. Nové druhy jsou objevovány převážně vtropických oblastech, ve kterých hmyz dosáhl největšírozmanitosti, ale občas jsou objeveny nové druhy např. i v Evropě.
Velikost dnešních druhů dospělého hmyzu se pohybuje od 0,139 mm uchalcidkydruhuDicopomorpha echmepterygisaž do 567 mm ustrašilkydruhuPhobaeticus chani.Nejtěžší zdokumentovaný současný druh hmyzu jekobylkaz roduDeinacridavážící 70 g. V minulosti žil i mnohem větší hmyz, největší známa je vážkaMeganeura monyiz obdobíkarbonu, která mělarozpětí křídelaž 750 mm. Názory naevolučnívztahy hmyzu k ostatním skupinám prodělaly v posledních letech řadu změn, skupinavzdušnicovcůse ukázala jakonepřirozenáa zároveň se ukázalo, že hmyz jako součástšestinohých(Hexapoda) je ve skutečnosti pouhou vnitřní skupinoukorýšů, která se specializovala na terestrický život. Korýši se tak ukázali jakoparafyluma nově stanovený taxon, který zahrnujekorýševčetně hmyzu, nese jménoPancrustacea.
Tato třída zahrnuje ze v současnosti popsaných druhů přibližně 5 100 druhů vážek, 2 000 druhů kudlanek, 20 000 druhů rovnokřídlých, 170 000 druhů motýlů, 120 000 druhů dvoukřídlých, 82 000 druhů ploštic, 350 000 druhů brouků a 110 000 druhů blanokřídlých (např. včely a mravenci). V současnosti je známo na územíČeské republikyzhruba 30 000 druhů hmyzu a v celéEvropěpřes 100 000 druhů.
Studium hmyzu (latinskyInsectacož znamená „dělený do sekcí“) se nazýváentomologiezřeckéhoεντομος, což opět znamená „vyřezaný do sekcí“. NázevInsectatedy vznikl na základě rozdělení těla na hlavu A (vznikla ze šesti tělových článků), hruď B (vznikla ze tří tělových článků) a zadeček C (z jedenácti viditelných článků). Dříve byl pro hmyz používán také názevHexapoda(řeckyšestinozí), který se však v současnosti používá pro vyšší skupinu (podkmen).
Dlouho nebylo zřejmé, jaký vztah má hmyz k dalším skupinám členovců. Na základě genetických studií bylo zjištěno, že je hmyz (resp.šestinozí) vnitřní skupinoukorýšů(hmyz je tedy pouze velmi specializovanou linií korýšů). Nejpříbuznějšími korýši jsou zřejmělupenonožci(Branchiopoda) neborakovci(Malacostraca), podle nejnovějších studií spíše obskurní skupinyCephalocaridaaRemipedia.
Další suchozemští členovci (jakostonožky,štířiapavouci) jsou někdy laiky zaměňováni za hmyz, protože jejich tělo se zdá být podobné hmyzímu – mají také spojené články, jako všichni členovci. Při bližším pohledu se však zjistí, že se liší od hmyzu například tím, že nemají šest nohou. Uvnitř podkmene Hexapoda se kromě hmyzu nachází ještě několik drobných skupin:chvostoskoci(Collembolla),hmyzenky(Protura) avidličnatky(Diplura).
Pravý hmyz se liší od ostatních členovců především tím, že je částečně „ektognátní“ („jevnočelistný“), což znamená, že má úplně nebo částečně odkryté ústní ústrojí vyčnívající z hlavové schránky a také tím, že zadeček (abdomen) má jedenáct článků. Proto je také pravý hmyz někdy uváděn právě pod názvemEctognatha. Mnoho hmyzích dospělců jeokřídleno. Část infratřídyNeopterase někdy dělí na Orthopteroida (s párovými přívěsky, tzv. cerky –Cercus) a Hemipteroida (bez párových přívěsků), někdy také nazývané nižší a vyšší Exopterygota.
Má článkované tělo podporovanéexoskeletonem, tvrdým vnějším pláštěm tvořenýmchitinemaproteiny. Tělo je rozděleno na hlavu (caput), hruď (thorax) a zadeček (abdomen).Hlava nese obvykle pár smyslovýchtykadel, pár složenýchočíaústní ústrojí. Hruď se skládá ze tří článků (předohruď – prothorax, středohruď – mesothorax a zadohruď – metathorax), každý článek hrudi nese jeden pár článkovaných nohou. Na středohrudi a zadohrudi se u většiny hmyzu nachází 2 páry křídel. Zadeček je složen z jedenácti částí, z nichž některé mohou být redukované nebo sloučené, a obsahujedýchací,vylučovacía reprodukční struktury.
Nervová soustava hmyzuje rozdělená na mozek a břišní (ventrální) nervovou pásku. Hlavový oddíl (vytvořený splynutím šesti původních článků v jednolitý celek) má šest párů tzv.ganglií. První tři páry splynuly v nadjícnový ganglion (mozek), zatímco tři následující páry vytvořily podjícnový ganglion.
Hrudní segmenty mají jeden ganglion na každé straně, ty jsou spojené do páru, tudíž vychází jeden pár na segment. Toto uspořádání je možno nalézt také v zadečku, ale pouze v jeho prvních osmi článcích. Mnoho druhů hmyzu má počet ganglionů redukovaný díky jejich sloučení nebo přeměně.Někteří švábi mají v zadečku právě šest ganglionů, kdežtosršeň obecná(Vespa crabro) má pouze dva v hrudi a tři v zadečku. A u některých druhů, jako je např.moucha domácí(Musca domestica) splynuly všechny tělové gangliony do jednoho velkého hrudního ganglionu.
Nervová soustava u hmyzu se nazývá žebříčkovitá.
Hmyz má kompletní trávicí systém. To znamená, že základem jejich trávicí soustavy je trubice probíhající od úst až po konečník, což kontrastuje s neúplnými trávicími systémy, které můžeme nalézt u jednodušších bezobratlých. Vylučovací systém se skládá zmalpighických trubicpro vylučování odpadních látek a zadních vnitřností proosmoregulaci. Vmalpighických trubicíchse z krve odnímají odpadní látky a jsou přeměňovány na moč, která se ukládá do zadního střeva. Koncovou částí střeva je hmyz schopen zpětně vstřebávat vodu spolu s draselnými a sodíkovými ionty. Proto hmyz většinou nevylučuje se svými výměšky i vodu, ale uskladňuje si ji v těle. Tento postup zpětného vstřebávání jim umožňuje odolávat horkému a suchému prostředí.
Většina hmyzích druhů má dva párykřídelumístěných na druhém a třetím hrudním článku. Hmyz je jedinou skupinou bezobratlých, u které se vyvinula schopnostletu, což mělo velký vliv na úspěch při jeho rozšiřování. Hmyz se dělí na dvě základní podtřídy, na okřídlený hmyz (Pterygota) a jejich bezkřídlé příbuzné (Apterygota). Let hmyzu není zatím úplně dokonale prozkoumán, spočívá na turbulentních aerodynamických efektech. Primitivní skupiny hmyzu využívají síly svalů působením přímo na strukturu křídla. Pokročilejší skupiny působí svaly na stěnu hrudi a poté na sklopná křídla nepřímo. Tyto svaly jsou schopny provádět kontrakci bez nervových popudů, což jim dovoluje rychleji tlouci (vizhmyzí let).
Jejich vnější kostra, pokožka, je tvořena dvěma vrstvami;epikutikulaje tenká a vosková, vodě odolná vrchní vrstva neobsahujícíchitin, vrstva pod ní se nazýváprokutikula. Ta je tvořená chitinem, je o hodně silnější než vrchní vrstva a je tvořena dvěma částmi. Vnější se nazývá exokutikula zatímco vnitřní je endokutikula. Tuhá a ohebná endokutikula je vystavena z početných vrstev vláknitého chitinu a proteinů, prokládaných křížem krážem jako v obložený chléb, zatímco exokutikula je sklerotizována. Exoskelet je tedy velmi lehký a přitom naprosto neproniknutelný.
Kdýcháníhmyz používá systémvzdušnic(trachejí) otevřených na straně hrudi a zadečkustigmaty(průduchy). Vzduch se dostává k vnitřním tkáním pomocí postupně se rozvětvující sítě tohoto tracheálního systému. Na každý tělový segment obvykle připadá jeden pár tracheálních trubic. Tak mají některé druhy vzdušnice v osmi segmentech zadečku a dvou hrudních segmentech (omezených na mesothorax a metathorax). Některé skupiny hmyzu mají redukovaný počet stigmat a některý létající hmyz nemá žádné průduchy v segmentech zadečku. Jedná se tu také o fyzikální limit týkající se tlaku na stěny vzdušnic, kterým jsou přes vyztužení chitinovými páskami schopny odolat bez zhroucení, a to je také jeden z důvodů, proč je hmyz tak relativně malý. Vzdušnice majísvalyřízené záklopky, umožňující hmyzu vyhnout se utopení pod vodou nebo zabránit vysušení. Průduchy mají často chloupky, které pomáhají filtrovat vstupující vzduch.
Madagaskarštísyčícíšvábipoužívají při ohrožení průduchy na hlasité vypouštění vzduchu.
Dýchání je primárně pasivní postup. Výměna vzduchu je regulována a kontrolována svaly a může být zvýšena. U vodního hmyzu se pak vyvinula další modifikace, která mu umožňuje dýchání pod vodou. Tak nalezneme u některých vodních brouků a jiného vodního hmyzu schopnost udržet si na zvláštním povrchu vzduchovou bublinu (fyzikální žábry). Další druhy využívají k dýchání objemově stálýplastronnebo dýchací trubičky. Především hmyzílarvy, které tráví svůj vývoj ve vodě, se zřekly dýchání pomocí vzdušnic a kyslík přijímajížábraminebo celým tělem.
Oběhová soustava hmyzu je, stejně jako u jiných členovců, otevřená: funkci srdce zastává velká hřbetnícéva, která pumpuje krvomízu (hemolymfa) směrem dopředu k mozkovým gangliím, odkud se hemolymfa dostává dále do celého těla, kde volně omývá vnitřní orgány a je rozváděna i do křídel. Její zpětná cirkulace se zajišťuje pomocí otvorů po stranách hřbetní cévy. Ty se při uvolnění otevírají a nasávají hemolymfu zpět z tělní dutiny do hřbetní cévy. Hemolymfou jsou na rozdíl od krve rozváděny pouze živiny a nikoliv kyslík.
Podobně jako někteří jiní bezobratlí nedokáže hmyz syntetizovatcholesterola musí ho přijímat ve stravě. S několika málo výjimkami vyžadují také ve své stravě dlouhé řetězce mastných kyselin. Nedostatek těchto mastných kyselin vede u hmyzu k zpoždění jejich vývoje nebo k deformacím.
Některé skupiny hmyzu, jako např.Chironomidae, mají během svého larválního stadia v krvi pravé krevní barvivo podobnéhemoglobinu. Jejich průdušnice jsou následkem toho často redukovány, neboť jejich tělo může pohlcovat kyslík přímo z vody, což jim dovoluje žít např. v bahnu, kde je hladina kyslíku nízká.
U jistého druhuplošticjsou tři páry průduchů pokryty blánou citlivou na tlak, která jim pomáhá určit jejich polohu ve vodě. Poslední břišní průduch a přidružená průdušnice jisté motýlí housenky je upravena v průdušnicovou plíci adaptovanou na hemocytální výměnu plynů. Krátké tracheoly z této průdušnice končí v uzlech v buňkách bazální membrány.
Vhaemocoeluzadečku některých druhů hmyzu se nachází rozptýlená tkáň nazývanátukové tělísko. To má význam pro akumulaci energie a metabolické procesy a funguje u hmyzu podobně jakojátra.
Rozmnožování hmyzu je velice rozmanité. Většina hmyzu se rodí z vajíček, ale některé druhy hmyzu jsouvejcoživorodéneboživorodé.Obvykle se rozmnožují dospělci, ale existují i výjimky (jev zvanýpedogeneze). Nejčastěji hmyz podstupujepohlavní rozmnožování, ale někteří zástupci se poměrně pravidelně množípartenogeneticky(z neoplozených vajíček). Vajíčka hmyzu obecně obsahují velké množstvížloutku, látky bohaté naglykolipoproteinyvitelogeniny, a jsou obvykle obklopenypodpůrnými buňkami(nurse cells), jež rovněž vyživují vyvíjející seoocyt.
Následně vajíčka obvykle směřujívejcovodemven a prochází kolemspermatéky, kde jsou uskladněnyspermieod samce. Spermie se do samičího rozmnožovacího traktu dostanou buď vložením pohlavního orgánu (tzv.aedeagus), případně přes výživný „balíček“ spermií (tzv.spermatofor), jenž může být např. vložen do ústí samičí rozmnožovací soustavy. Po oplodnění se rozhoduje opohlavípotomků, přičemž existují nejméně tři systémyurčení pohlaví:heterogamicképohlaví může být jak samčí (typ Drosophila), tak samičí (typ Abraxas). Konečně např. ublanokřídlýchjsou samcihaploidnía samicediploidní.
Často se vyskytujesexuální dimorfismus, naopak velmi vzácněhermafroditismus.
Všechny druhy hmyzu podstupují během larválního vývoje a růstu několikerosvlékání(ekdyse).Vnější kostratvořená pevnoukutikulouneumožňuje totiž plynulý růst nedospělého jedince. Svlékání je proces, během kterého je těsná a růst omezujícíkutikulanahrazována větší, která se před svlékáním vytvoří pod dosavadní kutikulou. Při svlékáníchitinovýobal praskne alarvav poněkud větším, ale dosud měkkém kutikulárním obalu dosavadní těsnou kutikulu opouští. Po určité době se nová kutikula na vzduchu zpevní, ztuhne a stane se pevnou oporou těla.
Nedospělí jedinci některých druhů hmyzu (rovnokřídlí,švábi,termiti,jepice,vážky,ploštice) se nazývajínymfy. Z vajíčka vylíhlá nymfa je nymfou prvního instaru. Po prvním svlékání je z ní nymfa druhého instaru, po druhém svlékání třetího instaru atd. Nymfy se podobají dospělým jedincům (kromě nevyvinutých křídel). Tento postupný vývoj v dospělce se nazýváproměna nedokonalá(hemimetabolie). Jedinci ve vývoji neprocházejí stadiemkukly.
Vývojově pokročilejší druhy hmyzu postrádají ve stadiu larvy základy křídel a před vlastní proměnou procházejí stadiem kukly (brouci,vosy,včely,mravenci,dvoukřídlí, denní i nočnímotýli,chrostíci,blechy,síťokřídlí,srpice). V tomto klidovém stadiu nepřijímají potravu a nepohybují se z místa. V kukle probíhá hluboká vnitřní přestavba orgánů larvy v orgány dospělého hmyzu. Takový vývoj v dospělce se nazýváproměna dokonalá(holometabolie); vyznačuje se jí skupina hmyzu někdy označovanáEndopterygota. Druhům hmyzu patřícím do tohoto podřádu se z vajíček líhnou larvy připomínající lidově řečeno „červa“. Lze je rozdělit do pěti různých forem:vermiforma(červ),eruciforma(housenka),scarbaeiforma(ponrava),campodeiforma(podlouhlá, zploštěná, aktivní),elateriforma(drátovec). Larva roste a nakonec se zakuklí v zámotku (kokon) nebo kukle, jež mohou být různého druhu a vznikají z výměšků snovacích žláz ústících do ústní dutiny nebo přímo z výměšků slinných žláz. Jsou rozeznávány tři základní typy kukel: kukla mumiová (pupa obtecta), na níž je patrná hlava s tykadly isosákem, kukla volná (pupa liberačili pupa exarata), která má zřetelné základy nohou (více či méně odstávající od vlastní kukly) a kukla uzavřená (pupa coarctata), na které nejsou patrné žádné části těla. Puparium je vnější schránka kukly vytvořená z pokožky posledního instaru larvy některých dvoukřídlých. Ke kuklení dochází na zemi, v půdě, mezi vegetací, v různých částech rostlin, v odpadu aj. Larvy některých brouků si budují kukelní komůrky (např. v trouchnivějícím dřevě), ve kterých se zakuklí. Stadium kukly je ukončeno líhnutím dospělce čili imaga.
Jiné druhy hmyzu s proměnou dokonalou procházejípolyembryonií, při níž se z oplodněného vajíčka vyvine velký počet jedinců, vždy však stejného pohlaví (např.řásnokřídlí, endoparazité v těle jiných druhů hmyzu – včel, vos, křísků, rybenek, švábů). U některých druhůmšic,bejlomoreka řásnokřídlých se vyskytujeneotenie. Další druhy se rozmnožujípartenogenezí(kobylka sága,cvrčík mravenčí). Unikátní životní cyklus má broukMicromalthus debilis. Některé druhy hmyzu se vyvíjejíhypermetamorfózoučili nadproměnou neboli hypermetabolií. Hypermetabolie je ontogenetický vývoj brouků čeledimajkovití(Meloidae) avějířníkovití(Rhipiphoridae): vajíčko – triungulin (pohyblivá larva) – (pseudotrichalis) – larva – pseudonymfa – prepupa – kukla – imago.
Mnoho druhů hmyzu má velmi citlivésmyslové orgány. Některý hmyz, jako např. včely, může vidět vultrafialovémspektru záření, zatímco samci můr mohou detekovat samičíferomonyna vzdálenost mnoha kilometrů. Chloupky na těle také slouží jako čidla, ale je třeba je čistit.
U některého hmyzu se také vyvinul smysl pro počet, zvláště je to zřetelné mezi soliterními vosami. Vosí matka pokládá vejce do jednotlivých buněk a každému z nich poskytuje přesně určený počet živých housenek, které slouží larvám po vylíhnutí jako potrava. Některé druhy vos připravují pro jednu buňku pět, jiné dvanáct a některé dokonce čtyřiadvacet housenek. Počet housenek se liší podle druhu vosy, ale také podle pohlaví larvy. Například samec vosy roduEumenesje menší než samice, a proto mu na rozdíl od ní dodává matka pouze pět housenek, zatímco budoucí samici připravuje do její buňky housenek deset. Matka vosa je tedy schopna rozlišovat mezi počtem housenek, které dodává do daných buněk, ale také mezi tím, zda buňka obsahuje samčí nebo samičí larvu.
Sociální hmyz, jakomravenciavčelyjsou nejdůvěrněji známíeusociálníživočichové. Žijí společně ve velkých koloniích, jejichž organizace je na takové výši, že tato společenství jsou někdy považována zasuperorganismus.
Většina druhů hmyzu je aktivnější v noci než ve dne.
Hmyz je jedinou skupinoubezobratlých, u které se vyvinula schopnost letu. Evoluce hmyzího křídla je předmětem odborné debaty. Někteří zastánci naznačují, že křídla jsou původem paradorzální, zatímco jiní navrhují, že se jedná o modifikované žábry. V době karbonu dosáhly některévážkyroduMeganeuraaž 75 cm rozpětí křídel. Dnešní největší létající hmyz je o hodně menší a zahrnuje několik druhůmůra dalších motýlů jako jsou napříkladmartináčovití.
Hmyzí let byl předmětem velkého zájmu z hlediska aerodynamiky, částečně vzhledem k nedostatečně propracované teorii, umožňující vysvětlení zdvihu generovaného malinkými hmyzími křídly.
Mnoho hmyzích dospělců používá svých šest nohou pro běh a jsou adaptováni natripedální chůzi. Tento způsob chůze umožňuje rychlý pohyb při maximálním zachování stability a byl studován především našvábech. Nohy při chůzi vytváří střídající se trojúhelníky, dotýkající se země. Při prvním kroku jsou střední pravá a přední a zadní levá noha opřeny o zem zatímco přední a zadní pravé nohy a s nimi střední levá noha jsou zvednuté a přesunují se do své nové pozice. Když se dotknou země, vytvoří nový stabilní trojhran, takže mohou být zvednuty další nohy a přesunuty a tak střídavě stále dál.
Nejznámější forma tripedální chůze je vidět u rychle se přesunujícího hmyzu a je možno si prohlédnout na přiloženém animovaném obrázku chůze berušky (Coccinellidae,Coccinella septempunctata). Přesto tento způsob pohybu není neměnný, hmyz ho může přizpůsobovat podle dané situace; například při pomalém postupu vpřed, otáčení se, vyhýbání se překážkám se může země dotýkat čtyři a více nohou. Hmyz také dokáže svou chůzi přizpůsobit ztrátě jedné nebo více končetin.Švábijsou nejrychlejším běhavým hmyzem a v plné rychlosti vlastně přechází v bipedální pohyb, čímž dosahují vysoké rychlosti vzhledem k jejich velikosti těla. Vzhledem k rychlosti švábů bylo zapotřebí k odhalení jejich způsobu chůze kameru s rychlostí natáčení několika set snímků za sekundu. Pomalejší pohyb vědci studovali na takových druzích jako jsou pakobylky z řáduPhasmatodea.
Hmyzí chůze je předmětem zvýšeného zájmu také proto, že je možné ji použít jako alternativu k pohybu robotů pomocí kol. (Pohyb robotů)
Znakoplavka obecná, jak již název naznačuje, plave pod vodou naznak a má své nohy přizpůsobené k pádlování.
Velké množství hmyzu žije částečně nebo po celý život pod vodou. V mnoha případech nedospělá stádia hmyzu tráví svůj život ve vodě, zatímco dospělí jedinci ve vzduchu nebo na zemi, jiné druhy tráví pod či nad vodou pouze část svého dospělého života. Mnoho z těchto druhů se adaptovalo na pohyb pod vodou. Potápníci a vodní ploštice mají nohy přizpůsobené k pádlování. Některé larvy řádusíťokřídlýchse pohybují pomocí vody vytlačované z rektální komory.
Hmyz můžeme s výjimkouoceánůnalézt ve všech biotopech a částech Země. Největší rozmanitost hmyzích druhů se nachází vtropech, zatímco v extrémních biotopech, jako jsou např.polární krajiny,velehorynebo mořská pobřeží žije pouze malé množství vysoce specializovaných druhů. Tak lze nalézt např. vAntarktiděpakomáraBelgica antarcticanebo na mořské hladině k pohybu po ní přizpůsobenébruslařkypatřících do řáduplošticnebo komáry roduClunio.
Některé druhy jsou vysoce specializovány a mohou žít pouze jen v pro ně zvlášť vhodných biotopech, jiné druhy naopak mohou žít v nejrůznějších biotopech s výjimkou těch nejextrémnějších a jsou často rozšiřovány samotnými lidmi, takže z některých z nich se stalykosmopolitnídruhy. K poslední skupině hmyzu patří různé druhyšvábů,mravencůatermitů, ale i hmyz užitečný jako např.medonosné včely.
Většina hmyzu žije v půdě nebo na ní stejně jako na rostlinách nebo v nich. Při výpočtu počtu druhů hmyzu se vychází např. z toho, že každý tropický strom deštného pralesa tvoří sídlo pro přibližně 600 hmyzích druhů, přičemž při 50 000 druzích stromů tak vychází kolem 30 milionů druhů hmyzu. Také na mnohých druzích zvířat žije hmyz, zpravidla jakoektoparazitépodobně jakovšiablechy. Člověk při tom nepředstavuje žádnou výjimku, nejznámějšími lidskými parazity z hmyzí říše jsou vši. Vzácnými jsouendoparazité, cizopasící uvnitř živočichů. Patří sem především kdvoukřídlýmnáležejícístřečkovití, jejichž larvy cizopasí a vyvíjí se vhltanu(střeček hltanový), vchřípí(střeček ovčí), pod kůží nebo dokonce vžaludku(Gastrophilus intestinalis)býložravců.
Díky své rozmanitosti obsadil dnes hmyz každou, přiměřeně velkou,ekologickou niku. Velký počet druhů přitom hraje velkou roli při remineralizaci látek v půdě, na jejím povrchu či při rozkladu mrtvého dřeva a dalších organických struktur. K této skupině náleží také mrchožrouti, které lze nalézt na mrtvolách živočichů. Mnoho dalších druhů žije na různých částech rostlin, přičemž spektrum jejich výskytu sahá od kořínků dřevin až po listy a květy. Řada hmyzích druhů se živí sbíráním nektaru nebo pylu z květů rostlin a hraje tak velmi důležitou roli při opylování rostlin. Jiné druhy hmyzu žijí na houbách a živí se jimi. Velké skupiny hmyzu se živí lovem jiných hmyzích druhů nebo malých zvířat. Další skupinu představuje hmyz, který se živí částmi větších zvířat jako jsou chlupy, šupiny apod. K této skupině také náleží četný parazitický hmyz, který například saje krev zvířat nebo se vyvíjí v jejich živé tkáni.
Zvláštnost v rámci hmyzu představují různé formy společenského hmyzu. Tato forma společného života se vyvinula u termitů a různých druhůblanokřídlých(mravenci,včely,vosy). U těchto zvířat dochází k vybudování hmyzího společenství, ve kterém má každý jedinec svou určitou roli. Často jsou při tom vytvářeny kasty, jejichž členové jsou svým chováním a morfologií shodní. U mnohých druhů mravenců tak například nalezneme dělníky, vojáky a ošetřovatelky. Rozmnožování v těchto společenstvech zajišťuje pouze malé množství jeho členů, někdy pouze jediná královna, která klade oplodněná a neoplodněná vajíčka.
Vztahy hmyzu k ostatním skupinám živočichů zůstávají nejasné. Ačkoliv byl tradičně spojován do skupiny se stonožkami, objevily se důkazy, prokazující jejich bližší evoluční vazby kekorýšům. V teorii vzniku hmyzu tvoří skupinaPancrustacea, spolu se skupinamiRemipediaaMalacostraca, jeho přirozenou vývojovou větev.
Nehledě na některé slibnédevonskéfragmenty, fosilní otisky hmyzu se poprvé objevují až na počátkukarbonu, zhruba před 350 miliony lety. V té době již šlo o více než půltucet různých řádů vysoce specializovaného hmyzu. Z toho vyplývá, že s největší pravděpodobností se první hmyz na naší planetě objevil již v devonu. Výzkum výskytu zkamenělých otisků nejranějších forem hmyzu v současnosti stále pokračuje.
Vznik hmyzích křídel zatím zůstává nejasný, od nejranějších forem okřídleného hmyzu je aktuálně známo, že to byli schopní letci. Některé zaniklé druhy hmyzu měly další pár křidélek, připevněných k první části hrudníku, úhrnem měly tedy tři páry. Před tím, než se u hmyzu objevila křídla, nic nenasvědčovalo tomu, že by se mohl stát jednou z nejúspěšnějších skupin živočichů.
V pozdním karbonu a raném permu hmyzí řády zahrnují několik nynějších velmi starých skupin a množství prvohorních forem. V této době žily také obří vážky, které byly největšími zástupci hmyzu v jeho historii. Jednalo se například o obří rodyMeganeuraaMeganeuropsiss rozpětím křídel až přes 70 cm.Také jejich nymfy musely dosahovat úctyhodných rozměrů. Tyto ohromné rozměry lze přičíst vyšší atmosférické hladině kyslíku oproti dnešku, která dovolovala zvýšenou účinnost dýchání. Dalším faktorem mohla být absence létajících obratlovců.
Největší druhové množství hmyzu se vyvinulo během obdobípermu, které začalo před 270 miliony let. Mnoho skupin raných forem hmyzu vyhynulo běhemvelkého permského vymírání, největšího úbytku druhů v historii Země, asi před 252 miliony let. Velkou evoluční explozí prošel hmyz v průběhutriasuna počátku druhohorní éry (asi před 238 až 237 miliony let), jak ukazují unikátní objevy z Číny.
Již v období jury a křídy se objevují mnohé moderní typy hmyzu, například parazitické blechy (rodPseudopulex), vši, klíšťata aj. Pozoruhodně úspěšníblanokřídlíse objevují vkřídě, největší rozmanitosti druhů pak dosahují později, vtřetihorách(kenozoiku). Velké množství druhů této úspěšné skupiny souvisí s rozvojemkvetoucích rostlin, což je silný příkladkoevoluce.
Mnoho moderního hmyzu se vyvinulo během třetihor; hmyz z této doby často nacházíme zalitý vjantaru, mnohdy v dokonalém stavu. Studiumfosiliíhmyzu se nazývápaleoentomologie.
Toto je seznamřádůa vyššíchtaxonůhmyzu.
Uvnitř kmeneHexapodaje několik skupin, jako např.chvostoskoci, často pokládáno za hmyz, přestože někteří autoři je považují vzhledem k jinému evolučnímu původu za odlišné od hmyzu. Podobný případ se může týkat i zbytku skupinyEntognatha;ProturaaDiplura.
Pravý hmyz, patřící do třídy Insecta, se odlišuje od ostatních členovců tím, že je jevnočelistný (Ectognatha) a má zadeček složený z maximálně jedenácti článků. Tento původní počet se však vyskytuje pouze v embryonálním stadiu, v dospělosti je celkový počet zadečkových článků značně variabilní. Pravý hmyz se proto také někdy označuje jako Ectognatha. Mnoho druhů hmyzu jsou jako dospělci okřídleni.
Jak je vidět výše, hmyz je rozdělen do dvou podtříd; Apterygota (bezkřídlí) a Pterygota (křídlatí), ale to se může poměrně brzy změnit. Apterygota je tvořena dvěma řády: Archaeognatha (chvostnatky) a Thysanura (šupinušky). V navrhovaném třídění Archaeognatha vytváří Monocondylia, zatímco Thysanura a Pterygota jsou seskupeny společně jako Dicondylia. Je dokonce možné, že Thysanura samotná nenímonofyletická, vytváří příbuznou skupinu Lepidotrichidae, což je sesterská skupina ke skupině Dicondylia (Pterygota + zbytek skupiny Thysanura).
Také v infratřídě Neoptera můžeme pravděpodobně v brzké době očekávat reorganizaci. V současnosti se Neoptera dělí do dvou nadřádů Exopterygota a Endopterygota. Ale i když Endopterygota budemonofyletický, zdá se že Exopterygota může býtparafyletickýa rozdělený mezi menší přirozené skupiny – Paraneoptera, Dictyoptera, Orthopteroidea a do dalších skupin (Grylloblattodea + Mantophasmatodea a Plecoptera + Zoraptera + Dermaptera). Phasmatodea a Embioptera byly navrhovány k vytvoření skupiny Eukinolabia, zatímco Strepsiptera a Diptera jsou někdy seskupeny společně ve skupině Halteria. Paraneoptera se ukazuje být více úzce spřízněna s nadřádem Endopterygota, než se zbytkem nadřádu Exopterygota. V současnosti ještě není docela jasné, jak blízce si jsou zbývající skupiny Exopterygote příbuzné a jestli jsou sdruženy v nějaké větší jednotce. Pouze další výzkum může přinést na tyto otázky odpovědi.
Na základě molekulárně biologických analýz se fylogenetické představy stále vyvíjejí a v tradiční výše uvedený systém tak obsahuje nepřirozené taxony, včetně některých zavedených řádů. Jako parafyletické se nově ukázaly taxony bezkřídlí (Apterygota), šupinušky (Thysanura), Exopterygota, a v původním pojetí také Endopterygota (vzhledem k Amphiesmenoptera; v širším pojetí je proto upřednostňován název Holometabola), švábi (Blattodea) vzhledem ke všekazům, srpice (Mecoptera) vzhledem k blechám a pisivky (Psocoptera) vzhledem ke vším a všenkám; vši a všenky (Phthiraptera) jsou pak dokonce skupinou polyfyletickou. Podle některých studií by mohly být parafyletické i rybenky (Zygentoma) a strašilky (Phasmatodea) v současném pojetí, nepřirozeným by mohl být i vyšší taxon Antliophora (dvoukřídlí, blechy a srpice).
Pevnou podporu nemá ani pozice hmyzu vefylogenetickém stromu členovců. V dřívějších studiích vycházeli jako sesterská skupinalupenonožci/žábronožci, v novějších převládajíveslonožci(Remipedia) čiXenocarida(veslonožci +volnohlavci(Cephalocarida)).
Současné (r. 2016) představy o příbuznostirecentníchskupin shrnuje následujícífylogenetický strom, který ukazuje oba taxony používané jako synonymum pro hmyz (v širším smyslušestinohých– Hexapoda, v užším smyslujevnočelistných– Ectognatha); nepřirozené (parafyletickéčipolyfyletickéskupiny jsou označeny (P).
Mnoho druhů hmyzu je lidmi považováno za škodlivé. Do skupiny škodlivého hmyzu jsou zahrnováni parazité (komáři,vši,štěnice), přenašeči chorob (komár,moucha), ničitelé staveb (termiti) nebo škůdci na zemědělských plodinách (saranče,mandelinka). Mnohoentomologůse zapojuje do různých forem hubení hmyzíchškůdců, ať již často používanýmiinsekticidynebo stále více se rozvíjejícími metodamibiokontroly.
I když obtížný hmyz přitahuje největší pozornost, jiné druhy působí naopak na lidi a životní prostředí blahodárně. Některé druhy jsouopylovačikvetoucích rostlin (např.vosy,včely,motýli,mravenci). Opylování je vzájemný obchod mezi rostlinami, které je potřebují ke své reprodukci, a opylovači, kteří si za ně berou odměnu v podoběnektaruapylu. V současnosti začíná být vážným problémem životního prostředí pokles populací opylovačů z řad hmyzu, který je využíván také k opylování polí,sadůaskleníkovýchrostlin v doběkvětu.
Hmyz také produkuje užitečné suroviny jako je např.med,vosk,lakapřírodní hedvábí. Včely medonosné byly chovány po tisíciletí hlavně kvůli medu, i když v současnosti stále více vstupuje do popředí jejich úloha při opylování zemědělských rostlin. Přírodní hedvábí, produkt housenekbource morušového, mělo v minulosti veliký vliv na rozvoj obchodu mezi Čínou a zbytkem světa. Larvy much (červi) byly dříve přikládány na rány, aby bylo zabráněno nebo zastaveno vytvářenísněti, protože požírají pouze rozkládající se maso. Tento způsob ošetřování ran se znovu objevuje v některých nemocnicích. Dospělí hmyzí jedinci jako např.cvrčcinebo různé druhy larev se také běžně používají jako rybářská návnada.
V některých částech světa je hmyz využíván jako výživná potrava (entomofágie), zatímco v jiných je jeho konzumacetabu. Existuje mnoho zastánců rozvoje tohoto druhu lidského stravování, které je především bohaté na bílkoviny. Přestože nelze zcela vyloučit otravu hmyzem v lidském potravním řetězci, je již hmyz přítomen v mnoha potravinách, hlavně v zrnech. Mnozí si neuvědomují, že ve většině zemí není podíl hmyzu v potravinách zakázán, pouze je omezen různými množstevními limity. Podle antropologaMarvina Harriseje konzumace hmyzu tabu v kulturách, kde získávání bílkovin nevyžaduje velkou práci (drůbeží velkochovy nebo velkofarmy dobytka).
Ačkoliv je to k nevíře, hmyz se celkem tradičně konzumoval i v Evropě. Obvykle tomu tak bylo v průběhu hladomoru, války nebo ekonomické krize. Česká chroustová polévka se dokonce objevila v roce 1937 v kuchařce (Luiya Ondrážková, Kuchařská kniha, 6. doplněné vydání, 1937). Polévku z chroustů ovšem jedli i Francouzi v 19. století. Jako příklad uvedeme konkrétní recept. Francouzská chroustová polévka (19. století): Na rozpuštěném másle usmažte libru chroustů (bez křídel a nožiček), poté je zavařte do kuřecího vývaru a přidejte telecí jatýrka, podávejte k topince s pažitkou.
Výborní jsou chrousti 10 minut vaření s citronovou šťávou na čerstvě usmažených palačinkách.
Některé druhy hmyzu jsou také chovány vteráriích. Příkladem mohou býtmravenci, kteří se chovají v tzv.formikáriích. Ti patří meziblanokřídlý hmyza jsou blízcí příbuzní včel, vos a sršní. Dalším oblíbeným terarijním hmyzem jsoustrašilky,kobylky, různíbrouci, larvy a různý hmyz, sloužící jako potrava proplazychované doma. V posledních letech se také rozvíjí chovmotýlůve velkých sklenících, který slouží pro návštěvníky a přibližuje jim tvary a barvy motýlů z různých končin naší Země.
Také v lékařském průmyslu jsou využívány různé druhy hmyzu, známým příkladem jsou španělské mušky (brouci puchýřníci) nebo i některémajky, které produkují látkukantaridin. Jako vědecká pokusná zvířata se používajíoctomilky obecné, různé pakobylky a druhy brouků. Různé druhy červů, především larvy různých much nebo brouků hrají v současnosti důležitou roli při vyšetřování vražd v kriminalistice. Kromě toho jsou různé druhy hmyzu využívány k produkcibarviv,lakůnebovosků, z nichž nejznámější ješelak.
Některé druhy hmyzu, zvláštěbrouci, jsoumrchožroutia živí se uhynulými živočichy nebo padlými stromy, čímžrecyklujíbiologický materiál do podoby vhodné pro jinéorganismy. Staří Egypťané dokonce broukavrubouna posvátného(scarabea) uctívali jako symbol znovuzrození.
Ačkoliv nejsou moc známí, nejužitečnějším hmyzem jsou hmyzožravci, tj. hmyz, který se živí jiným hmyzem. Některé druhy hmyzu, jako např. kobylky, se mohou tak rychle množit, že by v určitém ročním období mohly doslova pokrýt zemi. Přesto existuje mnoho druhů hmyzu, které se živí vajíčky kobylek a některé dokonce i samotnými dospělými jedinci. Tuto roli v přírodě přisuzujeme především ptactvu, ale méně atraktivní hmyz je v tomto ohledu o hodně důležitější. Za všechny škůdce hmyzu je možné jmenovat např.parazitickévosy, jejichž larvy se vyvíjejí v tělech svých hmyzích hostitelů a hrají tak význačnou roli v regulaci populace některých hmyzích druhů.Slunéčka(dospělci i larvy) jsou užitečná tím, že dokážou masivně likvidovat škodící mšice, některéploštice(např. kněžice) vysávají škodlivé housenky motýlů (včetně známého běláska zelného), vosy a zejménasršněchytají obtížný dvoukřídlý hmyz (mouchy a ovády), kterým krmí své larvy.
Lidské pokusy regulovat škodlivé druhy hmyzu pomocíinsekticidůvětšinou selhávají, protože se škodlivým hmyzem jsou systematicky tráveny i užitečné druhy živočichů, kteří se jimi živí.
Apokalyptické vize poklesu počtu hmyzu nejsou na místě,protože o hmyzu víme stále málo.Změny populace v jedné lokalitě neodpovídají změnám v jiných místech.
Ve výtvarném umění se pak uplatňují také tvarově a barevně zajímavé druhy hmyzu, jako např. motýli, vážky či brouci. Nejstarší zobrazení hmyzu se nachází v jižníFranciiv jeskyni s názvemMisař. Stáří maleb se odhaduje na 22 000 let. Známými malíři, kteří zobrazovali hmyz, byli napříkladHieronymus Boschse svými personifikacemi hmyzu,Gerrit van Honthorsts malbami na téma „lov blech při světle svíce“ neboMurillos dílem znázorňujícím matku, která vybírá vešky z hlavy svého dítěte. V Čechách byli milovníky hmyzu, především motýlůHollaraŠvabinský.
V literatuře existuje mnoho děl, zvláště pro děti a mládež, jejichž hlavními hrdiny jsou příslušníci hmyzí říše. Z českých děl jsou známy především knihy pro děti s hmyzími hrdiny odOndřeje Sekory, jako např.Ferda MravenecneboČmelák Aninka. Velice populární jsou dodnes takésvětluškyz knihyJana KarafiátaBroučci. Karafiátova kniha s ilustracemiJiřího Trnkyinspirovala celou řadu adaptací a stále patří do zlatého fondu české dětské literatury. Pohled na různé lidské vlastnosti zobrazil prostřednictvím hmyzího světaKarel Čapekv dramatuZe života hmyzu. Na motivy tohoto díla navazuje i filmHmyzJana Švankmajera.
Jedním z nejznámějších filmů přibližujících svět hmyzu z lidského hlediska je francouzský snímekMikrokosmos, oceněný čtyřmi Cézary. Dalšími zajímavými filmy jsou britský film z roku 2003Království hmyzu 3Dnebo francouzský filmVálka termitů. Častěji se však hmyz objevuje v hraných filmech jako přírodní síla ohrožující člověka – viz např. filmyRoj,Moucha,Hvězdná pěchota,Marabunta – mravenci útočí,Mumieapod.
Ještě známější jsou kreslené snímky. Celovečerní film, ve kterém jsou hrdiny mravenci, je např. film z roku 1998Mravenec Z, ze stejného rokuŽivot broukaaneboMravenčí polepšovnaz roku 2006. Jedním z nejznámějších jeVčelka Májanatočená na motivy knihyWaldemara Bonselse. Z českých animovaných krátkometrážních snímků jsou zřejmě nejznámější večerníčkovské série, jako např. animovaný loutkový seriálBroučci(1967) podle Karfiátovy stejnojmenné knihy (František Filipovský,Karel Höger,Libuše Havelková,Jiřina Bohdalová,Karolina Slunéčková,Jaroslav Marvan,Blanka Waleská,Aťka Janoušková,Drahomíra Fialková),Jak Ťuk a Bzuk putovali za sluníčkemz roku1978,O cvrčkoviz roku1983,Příběhy včelích medvídkůz roku1984aJak Ťuk a Bzuk nechtěli, aby pršeloz roku1994a opět KarafiátoviBroučci(1995).
Známý je také československý televizní filmJána RoháčeTraja chrobáci, který získal roku1978hlavní cenu v kategorii pořadů pro děti na festivalu vMnichově.
Ve vážné hudbě má i v současné době nespornou popularitu skladbaN. A. Rimského KorsakovaLet čmeláka. Z moderní hudby je asi nejznámější název skupinyThe Beatles.
Brouk se také nazývá jeden z nejpopulárnějších automobilových vozů historie, německýVolkswagen Käfer.
V tomto článku byl použitpřekladtextu z článkuInsectana anglické Wikipedii.
Periodika