חרקים

חֲרָקִים (שם מדעי: Insecta; ביחיד: חֶרֶק), הם מחלקה של בעלי חיים במערכת פרוקי-רגליים. קל לזהות אותם לפי צורת הגוף שמחולקת לשלושה חלקים, ראש, חזה, בטן ושלושת זוגות הרגליים (סך הכול 6 רגליים). התחום המדעי שעוסק בחקר החרקים נקרא אנטומולוגיה.

במחלקת החרקים מספר המינים הרב ביותר בעולם הטבע. למעלה ממיליון מינים שונים מתוארים בספרות המדעית ולפי הערכות שונות סביר להניח שמיני חרקים רבים טרם התגלו והמספר הכולל כנראה נע בין שישה לעשרה מיליון. סדרת החיפושיות כוללת כ-400,000 מינים שונים, ובכך היא הסדרה הגדולה ביותר בעולם הטבע. סדרת הדבוראים, שכוללת את הדבורים, הצרעות והנמלים, מונה בסך הכול כ-110,000 מינים. סדרות ידועות נוספות של חרקים הן הפרפראים (170,000 מינים), הזבובאים (120,000 מינים, כולל היתושים), הפשפשאים (40,000 מינים), הפרעושים (2,200 מינים) והתיקנאים (3,500 מינים). רבים סבורים בטעות שגם העכבישים הם חרקים; למעשה מדובר במחלקה המשתייכת, לצד החרקים, למערכת פרוקי-הרגליים. החרקים מתמיינים לחסרי כנפיים (קרויים גם חשוכי כנף) ולבעלי כנפיים. עם בעלי הכנפיים נמנים בעלי גלגול מלא ובעלי גלגול חסר.

מחלקת החרקים כוללת כמה מינים עמידים במיוחד; ניסויים הראו עמידות של נמלים ותיקנים לרמות של חום, קרינה ופגיעות אחרות אשר בעלי חיים אחרים לא מסוגלים לעמוד בהן. כושר ההישרדות הגבוה של החרקים הוא שאפשר את תפוצתם העצומה בכל חלקי כדור הארץ ואת התמיינותם למספר כה גדול של מינים.

החרקים הם נדבך חשוב במארג המזון בטבע. בעלי חיים רבים – עופות, דו-חיים ויונקים – ניזונים מחרקים. האדם ניזון אף הוא מחרקים, כבר מימי קדם (עוד לפני שהחל בציד של חיות גדולות יותר, כמו יונקים) ועד היום, בחברות מסוימות. חרקים רבים ניזונים מצוף ואבקת פרחים; בעוברם מפרח לפרח בחיפוש אחר צוף ואבקה הם משמשים כאחד האמצעים החשובים ביותר של האבקה, ולכן מינים רבים של צמחים תלויים בהם. נוסף על תפקידם החשוב במארג המזון, החרקים חשובים לטבע בכלל ולאדם בפרט בתור קוטלים טבעיים של מינים מזיקים לאדם, מאביקים בטבע ובחקלאות, מְפרקי פסולת אורגנית (למשל, גופות בעלי חיים), ומטייבי קרקע (למשל, טרמיטים, נמלים, זבליות).

בימינו חווה כדור הארץ הכחדה המונית של מיני חרקים רבים. בין השנים 1990–2020 הצטמצמה אוכלוסיית החרקים העולמית ב-27% לפי מחקר של אוניברסיטת מדינת מישיגן. הגורמים להכחדה מגוונים, ודומים בחלקם לגורמי ההכחדה של מחלקות אחרות – שינויי האקלים ובתוך כך שינויי תדירות העונות, צמצום אזורי מחיה – ובנוסף, הדברה כימית. בעקבות תפקידם החשוב של החרקים במערכת האקולוגית, משפיעה הכחדתם במישרין ובעקיפין על היבטים נוספים ורבים באקולוגיה, כיוון שניתן למצוא אותם בשלל נישות אקולוגיות.

 מקור השם 
מקור השם "חרק" במילה "חרוק" שפרושה דבר מה משונן או בעל חריצים. המילה מתייחסת לבטנם של החרקים, שעשויה פרקים פרקים (לרוב עשרה) המופרדים על ידי חריצים. זוהי בבואה של הלועזית: לטינית insectum, יוונית ἔντομον (מבוטא: éntomon).

 מורפולוגיה והצלחה אבולוציונית 
ממוזער|שמאל|300px|מורפולוגיה של חיפושית
לחרקים התאמות שונות שסייעו להם להצליח מבחינה אבולוציונית:
 שלד חיצוני נוקשה – את כל החרקים מצפה קוטיקולה נוקשה העשויה כיטין (פוליסכריד) וחלבונים וציפוי שעווה עליו. הקוטיקולה איפשרה את התפתחותם האבולוציונית ויציאתם מהמים, היא הגנה עליהם מפני טורפים, היא איפשרה לחרקים לתמוך בגוף – כאשר לא היה עוד כוח העילוי של המים, וגם עזרה להם למנוע אובדן מים באידוי – על ידי ציפוי השעווה שבה. ישנו חיסרון מסוים בקוטיקולה הנוקשה המגבילה את הגידול בממדי הגוף, ולכן הם אינם גדלים ברציפות אלא בשלבים כשבכל שלב הם משילים את הכיסוי החיצוני שתחתיו גדל כיסוי חדש.
 מִפְרוּק – השלד החיצוני הנוקשה עלול להגביל את תנועת הגוף, אולם במהלך האבולוציה התפתח בחרקים, ובכל קרוביהם פרוקי הרגליים, מבנה של מפרקים. בחיבור בין מפרק למפרק עובי הקוטיקולה קטן יותר, וביחד עם השרירים שמחוברים למפרקים, הם מאפשרים לחרקים לנוע. מהמפרקים שבאזור החזה יוצאות רגליים פרוקות שהתמחו בתנועה. וברוב החרקים, גם כנפיים שמאפשרות לחרקים להגיע לסביבות מחיה מגוונות ולמקורות מזון מגוונים (החרקים הם חסרי החוליות היחידים שיש מהם בעלי כנפיים).
 התמחות של חלקי גוף – גוף החרק בנוי משלוש חטיבות: ראש, חזה, בטן.
 בראש נמצא הפה, וריכוז של אברי חישה במחושים, הרגישים בעיקר לריח, והראש הוא הקובע את כיוון התנועה של החרק.
 החזה הוא מקום צמיחתם של אברי התנועה: הרגליים והכנפיים. לפרקי החזה מחוברים שלושה זוגות רגליים ולרוב שני זוגות כנפיים. לחרקים טיפוסי רגליים שונים המותאמות לדרך התנועה ולסביבת המחיה – רגלי ריצה (תיקן אמריקאי), רגלי קפיצה (חרגול), רגלי שחייה (שחיינית), רגלי חפירה (ערצב) ורגלי טרִיפה (גמל שלמה).
 בבטן נמצאות מערכות העיכול, ההפרשה והרבייה.
 איברי חישה – לחרקים איברי חישה משוכללים כגון עיניים מפותחות ומחושים, המאפשרים התמצאות במרחב וראייה מרחבית המגיעה מכיוונים רבים.
 מבנה הנשימה – החרקים נושמים בעזרת צינורות נשימה הנקראים טרכיאות. בצידי גוף החרק נמצאים פתחי הטרכאות, חורים זעירים רבים, כמעט מיקרוסקופיים שנקראים ביחיד spiracule וברבים spiraculi (ספירקולי). כל טרכאה מסתעפת בתוך הגוף לצינורות דקים יותר, טרכאות-משנה, המובילים ישירות לרקמות השונות. האוויר נכנס אפוא במישרין מהחוץ לרקמות ולתאי הגוף. החמצן עובר מהאוויר שבטרכאות ישר לתוך התאים, ולא מובל על ידי נוזל כמו אצל בעלי חיים בעלי חוליות, ובכללם האדם. מערכת זו של נשימה מאפשרת פעילות צורכת אנרגיה רבה, דבר שחשוב מאוד לדוגמה בבריחה מפני טורפים או בהשגת מזון על ידי טריפה. אולם לצורה הזו של מעבר החמצן יש גם חיסרון: ככל שמרחק הדיפוזיה של החמצן גדל, מהירות הגעתו לתאים יורדת. בחרקים, החמצן עובר בדיפוזיה את כל אורך הטרכאה, וזה מרחק גדול. לשם השוואה, באדם החמצן מגיע עם הדם ועובר בדיפוזיה לתאים מרחק של 2–3 מיליוניות מטר בערך. מרחק הדיפוזיה הגדול של החמצן במערכת הנשימה של החרקים הוא הסיבה לכך שחרקים לא יכולים להיות בעלי גוף גדול. הגודל המרבי שלהם, הוא זה של חיפושית גוליית, שיכולה לחיות רק באקלים הלח במיוחד של היער הטרופי. חרק שיהיה גדול יותר, לא יוכל להתקיים.
 מחזור חיים – מחזור החיים של כל החרקים כולל לפחות שלושה שלבים: ביצה, זחל ובוגר. בדרך כלל הזחל מתמחה באכילה ובגדילה ואילו הבוגר מתמחה בתפוצה ורבייה. בחרקים בעלי גלגול חסר דומה שלב הזחל, הנקרא נימפה, לצורה הבוגרת של החרק, אך קטן ממנה ולרוב חסר כנפיים. בחרקים בעלי גלגול מלא, קיים שלב נוסף בין הזחל לבוגר – הגולם. במהלך ההתגלמות, מתארגנות מחדש הרקמות בגופו של החרק וחלקיו השונים מתעצבים מחדש. בקבוצה זו הזחל והבוגר שונים משמעותית, מה שמאפשר ניצול משאבים שונים בזמנים שונים. חלוקה כזו במחזור החיים מאפשרת הסתגלות לסביבה משתנה, לדוגמה בשינוי במקורות המזון בין עונות השנה.

ממדי גופם של מיני החרקים השונים מגוונים מאוד, החל ממין מסוים של צרעה (Dicopomorpha echmepterygis) שאורך גופה עומד על כ-0.139 מילימטרים, ועד מין מסוים של מקלון (Phobaeticus serratipes) שיכול להגיע לאורך של 55 סנטימטרים. המין הכבד ביותר הוא אחד ממיני החגבאים, Deinacrida, שמגיע למשקל של 70 גרמים, אולם גם מינים אחרים, דוגמת חיפושית גוליית (Goliathus) ממשפחת הזבליתיים או החיפושית T. giganteus ממשפחת היקרוניתיים מגיעים למשקל נכבד.

 המיון הטקסונומי של מחלקת החרקים 
ממוזער|250px|שפרירית
ממוזער|250px|זבוב הבית
שמאל|ממוזער|250px|פרפר.
שמאל|ממוזער|250px|ממשפחת העינפזיים
ממוזער|250px|זוג נמלים נלחמות
ממוזער|250px|גמל שלמה
תת-מחלקה Monocondylia
 סדרה נַתְרָנָאִים Archaeognatha
תת מחלקה Dicondylia
סדרה זנבזיפאים (Zygentoma)
תת-מחלקה בעלי-כנף (חרקים-מכונפים) Pterygota
אינפרא מחלקה עילאי-כנף Neoptera
 על-סדרה בעלי גלגול מלא (Endopterygota או Holometabola)
 סדרה חיפושיות Coleoptera
 סדרה זְבוּבָאִים Diptera
 סדרה דְּבוֹרָאִים Hymenoptera
 סדרה פרפראים Lepidoptera
 סדרה זנב-עקרבאים Mecoptera
 סדרה פרעושאים Siphonaptera
 סדרה מְנִיפָאִים Strepsiptera
 סדרה שעירי-כנף Trichoptera
 על-סדרה רקומי-כנף Neuropterida
 סדרה כנפתנאים Megaloptera
 סדרה מרושתי-כנף (ארינמלאים) Neuroptera
 סדרה אֲרִינַחֲשָאִים Raphidioptera
 על-סדרה Paraneoptera
 סדרה שׁוֹנֵי-כָּנָף Hemiptera
 סדרה כינים Phthiraptera
 סדרה תְּרִיפְּסָאִים Thysanoptera
 על-סדרה Polyneoptera
 סדרה תיקנאים Blattodea
 סדרה צַבְתָנָאִים Dermaptera
 סדרה אמבאים Embioptera
 סדרה Grylloblattodea
 סדרה גמלי-שלמה Mantodea
 סדרה Mantophasmatodea
 סדרה חַגְבָאִים Orthoptera
 סדרה מַקְלוֹנָאִים Phasmida
 סדרה גדותאים Plecoptera
 סדרה Zoraptera
 אינפרא-מחלקה קדומי-כנף Palaeoptera
 סדרה בַּרְיוֹמָאִים Ephemeroptera
 סדרה שַׁפִּירָאִים Odonata

 הגדרת מחלקת החרקים 
ההגדרה המדויקת אילו סדרות כלולות תחת מחלקת החרקים נתונה לפירושים שונים, לרוב הדיון סובב סביב הקבוצות הבאות:
+שם עממישם מדעיחלוקהקפזנבאיםCollembolaחשוכי כנף

Apterygotaבעלי גפי פה

פנימיות

EntognathaדוזנבאיםDipluraקדם-זנבאיםProturaנתרנאיםArchaeognathaבעלי גפי פה

חיצוניות

EctognathaזנבזיפאיםZygentomaבעלי-כנףPterygotaבעלי כנף

Pterygotaבעלי כנף

(חרקים אמיתיים)

Pterygota
הגישה המכלילה כוללת את כל קבוצות שש-רַגְלִים (Hexapoda) כשייכות לחרקים. לפי גישה זו החרקים חולקו באופן מסורתי לחשוכי כנף (Apterygota) ובעלי-כנף (Pterygota). אולם חוקרים מודרניים הראו שקבוצת חשוכי הכנף אינה מונופילטית ולכן אינה מהווה טקסון מוצלח. הגישה המקובלת יותר כוללת בעלי שש רגליים עם גפי פה חיצוניות (Ectognatha) אשר כוללת את שְלוש הקבוצות האחרונות ברשימה. גישה מחמירה יותר כוללת רק בעלי שש רגליים הנמצאים על הענף האבולוציוני שפיתח כנפיים (Pterygota). קבוצה זו נקראת גם קבוצת החרקים האמיתיים.

חרקים והאדם
ממוזער|250px|חיפושית מושית השבע מועילה לאדם בהיותה מדביר טבעי של כנימות המזיקות לחקלאות. בנוסף היא נחשבת לחיפושית יפה וחמודה בגלל המראה שלה וצבעיה העזים.
בין החרקים לאדם שוררים יחסים מורכבים.

לחרקים תפקיד חשוב במערכת האקולוגית ולפיכך השפעה עקיפה משמעותית על האדם, בעקבות יכולתם להאביק גידולים חקלאיים, לפרק פסולת, או להעשיר את הקרקע בחומרי הזנה. החרקים כונו על ידי האקולוג האמריקאי, אדוארד א' וילסון, "הדברים הקטנים שמניעים את העולם". נכון לשנת 2019, 75% מגידולי החקלאות בעולם תלויים במאביקים, וגידולים אלה אחראים לכ-35% מהתוצרת החקלאית העולמית. מחקר משנת 2006 בדק קבוצות מסוימות של חרקים בסביבתם הטבעית, ובדק רק חלק מהפעולות האקולוגיות שהם מבצעים, והעריך שהשווי של תרומתם של חרקים אלו בלבד לכלכלה האמריקאית נע סביב 57 מיליארד דולר בשנה.

במחקר משותף של חוקרים מאוסטרליה, סין ווייטנאם, שפורסם בשנת 2019, הציגו החוקרים מסקנתם ש־40% ממיני החרקים נמצאים תחת איום של הכחדה בעתיד הקרוב, והסדרות המאוימות במיוחד הן הפרפראים, הדבוראים והחיפושיות. המחקר מצא שארבעה טקסונים של חרקים המתקיימים בסביבת מחיה מימית כבר איבדו את מרבית האוכלוסייה שלהם. מפרסמי המחקר תלו את הסיבה העיקרית לכך בהשתלטות האדם על בתי הגידול של החרקים לצורך הסבתם לחקלאות, וסיבות נוספות שהוזכרו הן מזהמים אגרו-כימיים, מינים פולשים ושינוי אקלים. על פי תצפיות ומחקרים משנים אלו, אוכלוסיית החרקים העולמית יורדת ב-2.5% מדי שנה, קצב שאם יימשך יביא להכחדה של מרבית החרקים בתוך מאה שנים, אם כי הערכות עתידיות אלו נחשבות מוגזמות בעיני חוקרים אחרים. מספר ממצאים, כמו מחקר שפורסם בשנת 2019 באוסטרליה, מראים שישנם מינים של בעלי חיים ששינויי האקלים, לצד מאמצי השימור של האדם, דווקא גורמים לשגשוגם ולתפוצה המונית שלהם. ההסכמה של החוקרים היא שישנה בעיה ושראוי לתת עליה את דעתנו.

מן הצד השני, סוגים ספציפיים של חרקים, כמו התיקן הגרמני, עוברים בעקבות הדברות שונות תהליכי אבולוציה מואצים, שגורמים לדורות האחרונים של תיקנים אלו לפתח עמידות לכל שיטות ההדברה המוכרות נכון לשנת 2019.

בתרבות האנושית לחרקים שונים דימוי שונה. חלק מהחרקים – הפרפרים, למשל – נחשבים כסמל ליופי; אחרים נחשבים בדרך כלל למעוררי סלידה. יש חרקים – דבורת הדבש, למשל – המשמשים את האדם זה אלפי שנים, וזוכים לדימוי של חרוצים, בדומה לנמלה, המואנשת לעיתים קרובות בספרות. מקרב החיפושיות, מושית השבע זוכה לחיבה מיוחדת משני טעמים: היותה מדביר טבעי של כנימות המזיקות לחקלאות, והמראה שלה, שנחשב לחמוד ויפה. לעומתם, חרקים רבים – הזבוב, היתוש והתיקן (ג'וק) – הם מטרד עבור רוב האנשים, שעלול להיות רציני בשל יכולתם של חרקים אלו להעביר מחלות. חרקים אחרים, כגון הארבה (כינוי לחגבים שמתאגדים בקבוצות גדולות), ניזונים מגידולים חקלאיים ומסבים נזק כלכלי רב לאדם, ומוזכרים במיתולוגיה היוונית ובהגדה של פסח.

 חרקים והיכולת לחוות הנאה וסבל 

ממצאים מדעיים רבים מרמזים על יכולתם של חרקים לחוות הנאה וסבל. בין ממצאים אלו ניתן לציין את היכולת של חרקים להתמכר למשככי כאבים, לעבור התניה חיובית ולעבור התניה שלילית.

הממצאים אודות התניה אופרנטית נחשבים לממצאים מרכזיים בדיון, לאור החשיבות שמיוחסת להם על ידי חוקרים רבים בתחום כמעידים על חוויית כאב. לפי חלק מהחוקרים בתחום, התניה אופרנטית היא הראיה החשובה והמהימנה ביותר לחוויית כאב.

כיוון אחר של ראיות נשען על המבנים המוחיים. על פי חלק מהחוקרים, מבנים במערכת העצבים של החרקים מבצעים פונקציות אנלוגיות לחוויות סובייקטיביות בקרב בעלי חוליות. ממצאים מעין אלו מובילים אותם למסקנה שהמוח של החרקים תומך ביכולתם לחוות חוויה סובייקטיבית.

עם זאת, לא קיים קונצנזוס מדעי בסוגיה, ואין תמימות דעים בקרב החוקרים על כך שהראיות מצביעות על חוויה סובייקטיבית של חרקים. חלק מהחוקרים טוענים שלפי ההתנהגות של חרקים, וכן לפי מערכת העצבים הפשוטה שלהם, האפשרות שהם אינם חשים כאב סובייקטיבי היא האפשרות הסבירה יותר.

קיימת הסכמה רחבה שהידע המדעי היום לא מאפשר לספק תשובה חד-משמעית, אלא רק להצביע על האפשרות הסבירה יותר לאור הממצאים הקיימים. מאחר שלסוגיה הזו יש חשיבות עבור כללי האתיקה המחקרית, וכן בשל העובדה שעדיין אין תשובה חד-משמעית על השאלה, ישנם חוקרים שמציעים, בינתיים, להעניק יחס הומאני יותר לחרקים על פי עקרון הזהירות המונעת.

 גלריה 

נדידה

גם חרקים מבצעים נדידה, הגדולה בכמותה יותר מאשר נדידת העופות. החרקים שאינם שורדים את הנדידה נופלים ומשמשים כמדשני קרקע.

ראו גם
 חרקים פולשים בישראל
 בית מלון לחרקים
 יחסי גומלין בין חרקים לאדם

 לקריאה נוספת 

 רוב דאן, מבקיעים דרך, נשיונל ג'יאוגרפיק, גיליון 148, ספטמבר 2010
 אליזבט קולברט, אנחנו נתגעגע, נשיונל ג'יאוגרפיק ישראל, מאי 2021 – על היעלמות החרקים
 דרור בורשטיין, עולם קטן: דיוקנאות של חרקים, הוצאת בבל, 2022

 קישורים חיצוניים 







 דבורים, חרקים, וחשיפה לטבע, בפודקאסט הגורם האנושי, 11 ביוני 2023


 Fauna Europaea : Insecta
 Animal Diversity Web : Insecta
 Tree of Life Web Project: Insecta

 ביאורים 

 הערות שוליים 

*
קטגוריה:בעלי חיים שתוארו ב-1758
קטגוריה:טקסונים שתוארו בידי קארולוס לינאוס
קטגוריה:שש-רגלים
קטגוריה:מחלקות בעלי חיים