حشره چیست؟ — ویژگی ها، جدول رده بندی، انواع بال و تغذیه

حشرات بزرگ‌ترین گروه در قلمرو حیوانات هستند. دانشمندان تخمین می‌زنند که بیش از ۱ میلیون گونه حشره در این سیاره وجود داشته باشد که در محیط‌های زیادی از آتشفشان‌ها تا یخچال‌های طبیعی زندگی می‌کنند. در رابطه با حشرات، مطالبی در کتاب‌های درسی چهارم و نهم مطرح شده است. در این مقاله از مجله فرادرس ما در ابتدا به تعریف حشرات و ویژگی‌های آن‌ها پرداخته‌ایم و سپس اصول رده‌بندی حشرات، انواع آن‌ها و آناتومی و ساختار بدنی آن‌ها و همچنین اهمیت آن‌ها برای طبیعت و انسان را بررسی کرده‌ایم.

حشره چیست؟

حشرات بزرگ‌ترین گروه در شاخه بندپایان هستند. حشرات دارای اسکلت بیرونی کیتینی، بدن سه قسمتی (سر، سینه و شکم)، سه جفت پای مفصلی، چشم مرکب و یک جفت آنتن هستند. حشرات متنوع‌ترین گروه جانوران روی کره زمین هستند، به این معنی که بیش‌ترین تعداد گونه‌ها را دارند. تعداد کل گونه‌های موجود بین شش تا ده میلیون تخمین زده می‌شود. بیشتر آن‌ها در خشکی زندگی می‌کنند، اما برخی در آب شیرین در حال زندگی هستند و تعداد کمی را می‌توان در اقیانوس‌ها یافت.

در خشکی، حشرات را می‌توان در بالای درختان یا در اعماق خاک فعال یافت، این جانوران روز و شب پرواز می‌کنند، یا روی زمین حرکت می‌کنند.

ویژگی حشرات چیست؟

تقریباً هر کجا را که بگردید، یک یا ده‌ها مورد از موجودات شش پا به نام حشرات را خواهید یافت. دسته حشرات بسیار متنوع، شامل مورچه‌ها، زنبورها، مگس‌ها، سوسک‌ها و بسیاری موارد دیگر است. همه این موجودات دارای بدنی متشکل از سه بخش سر، سینه و شکم هستند که در یک اسکلت بیرونی سخت محصور شده‌اند. همه حشرات همچنین دارای یک جفت آنتن، چشم مرکب و سه جفت پای مفصلی هستند. در ادامه ویژگی‌های حشرات را بررسی می‌کنیم.

• دلایل موفقیت حشرات عبارتند از اندازه کوچک آن‌ها، که هم پنهان شدن را آسان‌تر می‌کند و هم نیاز کلی انرژی را کاهش می‌دهد. داشتن رژیم غذایی گسترده از غذاهای طبیعی و مصنوعی، اسکلت بیرونی سخت و محافظ، داشتن بال‌ها که به آن‌ها کمک می‌کند تا به محیط‌های امن، خاک و جفت مناسب برسند. داشتن توانایی خارق العاده برای تولیدمثل از ویژگی‌هایی است که به موفقیت حشرات کمک کرده است.
• همه حشرات دارای شش پا (سه جفت پا) و بدنی هستند که به سه قسمت مجزا تقسیم می‌شود: ۱) سر که حاوی دهان و بیشتر اندام‌های حسی است. ۲) قفسه سینه پر از عضله بوده که بستر را برای پاها فراهم می‌کند. ۳) شکمی که اندام‌های مورد استفاده در هضم و تولیدمثل را در خود جای می‌دهد.
• هر سه قسمت بدن روی یک اسکلت خارجی متشکل از کیتین قرار دارند و با پروتئینی به نام اسکلروتین پوشیده شده‌اند که باعث سختی و استحکام آن می‌شود. کیتین سخت، انعطاف‌پذیر و نفوذپذیر است. این همان ماده در پوسته خرچنگ است. ۵۳۰ میلیون سال پیش توسط سخت‌پوستان ساخته شد و دارای ترکیب شیمیایی مشابه سلولز است. یکی از اشکالات اسکلت خارجی این است که هنگام رشد حشرات باید از بین برود. پوست‌اندازی به فرآیند ریختن یک اسکلت خارجی و رشد اسکلت دیگر اشاره دارد. انرژی و زمان صرف‌شده در پوست‌اندازی یکی از مواردی است که اندازه حشرات را محدود می‌کند.

• بیشتر حشرات دارای آنتن‌هایی هستند که می‌توانند مولکول‌ها یا بوها را تشخیص دهند. اکثرا حشرات ناشنوا هستند. آن‌هایی که می‌توانند بشنوند عموماً حشرات صداساز مانند سیکاداها و جیرجیرک‌ها هستند. بسیاری از آن‌ها همچنین دارای یک قسمت دهانی بلند هستند که در نوک آن قرار دارد و می‌تواند مانند یک مته مینیاتوری در اعماق یک گیاه یا حیوان رانده شود یا مانند نی برای مکیدن شهد و مایعات از آن استفاده شود.
• حشرات ریه ندارند در عوض آن‌ها به نای خود و سیستم لوله‌هایی که به هر قسمت از بدن می‌روند برای جذب اکسیژن و دفع دی‌اکسیدکربن تکیه می‌کنند. لوله‌ها که به منافذی به نام اسپیراکل متصل هستند در فواصل کوتاه به خوبی کار می‌کنند اما با طولانی شدن کارایی خود را از دست می‌دهند. به همین دلیل است که اندازه حشرات بزرگ نیست و در واقع عامل اصلی محدودکننده اندازه حشرات سیستم تنفسی آن‌ها است.
• پاها از بخش‌هایی تشکیل شده است که توسط مفاصل گوی - کاسه‌ای به هم متصل شده‌اند. ماهیچه‌هایی که پاها را حرکت می‌دهند به سطح داخلی اسکلت بیرونی متصل می‌شوند.

چرخه زندگی حشرات

اکثر حشرات دارای سه مرحله زندگی هستند: تخم، نابالغ و بالغ. از آنجایی که حشرات دارای پوشش بدن سفت و سختی هستند که اسکلت بیرونی نامیده می‌شود، نمی‌توانند به سادگی با افزایش حجم اندازه خود را افزایش دهند. همانطور که حشره رشد می‌کند، پوشش بدن به صورت دوره‌ای ریخته می‌شود و در فرآیندی به نام پوست‌اندازی، با پوشش بزرگ‌تر جایگزین می‌شود.

مرحله بین پوست‌اندازی در حشرات نابالغ، «اینستار» (Instar) نامیده می‌شود. اکثر حشرات بین ظهور از مرحله تخم تا زمانی که بالغ می‌شوند چندین بار (۴ تا ۸) پوست‌اندازی می‌کنند. بیشتر حشرات در بزرگسالی پوست‌اندازی نمی‌کنند.

تغییر شکلی که حشرات با رشد متحمل می‌شوند «دگردیسی» (Metamorphosis) نامیده می‌شود. چرخه زندگی اکثر حشرات به یکی از سه نوع کلی تقسیم می‌شود:

• بدون دگردیسی
• دگردیسی ساده (تدریجی)
• دگردیسی کامل

در ادامه هر کدام از این حالات رشد حشرات را بررسی کرده‌ایم.

حشرات بدون دگردیسی

ابتدایی‌ترین حشرات، مانند دم فنری‌ها، بیدهای کاغذی (نقره‌ماهی‌ها) و فایربرات‌ها، در طول چرخه زندگی‌شان دچار دگردیسی کمی شده یا اصلاً تغییر نمی‌کنند. حشره شناسان به این حشرات به عنوان «متابولوس» از عبارات یونانی به معنای بدون دگردیسی اشاره می‌کنند. وقتی حشرات نابالغ متابولوس از تخم بیرون می‌آیند، شبیه نمونه‌های کوچک همتایان بالغ خود به نظر می‌رسند. آن‌ها به پوست‌اندازی و رشد تا رسیدن به بلوغ جنسی ادامه می‌دهند.

حشرات با دگردیسی ساده (تدریجی)

در اینجا دگردیسی با سه مرحله زندگی مشخص می‌شود: تخم، پوره و بالغ. حشره شناسان به حشراتی که دچار دگردیسی تدریجی می‌شوند به عنوان «هِمی متابولوس» (hemimetabolous) می‌گویند و ممکن است این نوع دگرگونی را به عنوان دگردیسی ناقص طبقه‌بندی کنند. حشرات نابالغ که معمولاً «پوره‌ها» (Nymphs) نامیده می‌شوند، از نظر ظاهری شبیه به بالغ، اما بدون بال هستند. در حشرات بالدار، پوره‌ها با پوست‌اندازی و رشد، بال‌های بیرونی ایجاد می‌کنند.

ظهور بال‌های کاربردی و کاملاً شکل‌گرفته در مرحله بزرگسالی چرخه زندگی رخ می‌دهد. پوره‌ها و بالغ‌ها تمایل دارند در یک زیستگاه زندگی کنند و از یک نوع گیاه به عنوان غذا تغذیه کنند. گروه‌های حشرات رایجی که این نوع دگردیسی در آن‌ها رخ می‌دهد شامل ملخ‌ها و جیرجیرک‌ها، آخوندک‌ها، ساس‌ها، نیم‌بالان و شته‌ها هستند.

دگردیسی کامل حشرات

اکثر حشرات در طول زندگی دچار دگردیسی کامل می‌شوند. هر مرحله از چرخه زندگی شامل تخم، لارو، شفیره و بالغ با ظاهری کاملاً متفاوت مشخص می‌شود. حشره شناسان حشراتی را که دچار دگردیسی کامل می‌شوند، «هولومتابولوز» (Holometabolous) می‌نامند. لارو حشرات هولومتابولوس هیچ شباهتی به همتایان بالغ خود ندارند. زیستگاه و منابع غذایی آن‌ها ممکن است کاملاً با بزرگسالان متفاوت باشد. مراحل مختلف چرخه زندگی حشرات هولومتابولوز شامل موارد زیر است:

• مرحله لاروی: لاروها معمولاً چندین بار رشد و پوست‌اندازی می‌کنند. برخی از راسته‌های حشرات نام‌های منحصربه‌فردی برای شکل لارو خود دارند به عنوان مثال لارو پروانه‌ها و بیدها کاترپیلار نام دارند. لارو مگس کرم‌مانند هستند و لارو سوسک به صورت کرم‌های گراب در می‌آیند. هنگامی که لارو برای آخرین بار پوست‌اندازی می‌کند، به شفیره تبدیل می‌شود.
• مرحله شفیرگی: مرحله شفیرگی معمولاً به عنوان مرحله استراحت در نظر گرفته می‌شود، اگرچه بسیاری از تغییرات فعال در داخل رخ می‌دهد و از دید پنهان است. در این مرحله بافت‌ها و اندام‌های لارو به طور کامل تجزیه شده، سپس به شکل بالغ سازماندهی می‌شوند.
• مرحله حشره بالغ: پس از تکمیل سازماندهی مجدد، شفیره پوست‌اندازی می‌کند تا یک جاندار بالغ با بال‌های عملکردی را نشان دهد. بیشتر گونه‌های حشرات جهان از جمله پروانه‌ها، بیدها، مگس‌های واقعی، مورچه‌ها، زنبورها و سوسک‌ها هولومتابولوس هستند.

چرخه های فصلی حشرات

تنوع قابل توجهی در میان گونه‌های حشرات در مدت زمان لازم برای تکمیل یک نسل وجود دارد. اکثر حشرات در آب و هوای معتدل چرخه کامل زندگی خود را در یک سال کامل می‌کنند. با این حال، استثناهای قابل توجهی برای این الگو وجود دارد، به عنوان مثال، چرخه زندگی سیکاداهای دوره‌ای از ۱۴ تا ۱۷ سال است. بسیاری از حشرات بیش از یک نسل در سال را تکمیل می‌کنند و تعداد نسل‌ها می‌تواند در سراسر محدوده جغرافیایی پایدار یا بسته به آب و هوا در محدوده جغرافیایی متفاوت باشند.

بسیاری از حشرات دارای مرحله زندگی هستند که در زمستان اتفاق می‌افتد. بسته به گونه، مرحله زمستان‌گذرانی می‌تواند تخم، مرحله نابالغ (پوره، لارو یا شفیره) یا بالغ باشد. در آب و هوای گرمسیری یا خشک به جای زمستان‌گذرانی، حشرات ممکن است در فصول خشک یا مرطوب وارد حالت سکون یا دیاپوز شوند. برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد حشره‌شناسی و دیدن ویدئو آموزشی آن می‌توانید به فرادرس زیر مراجعه کنید.

آناتومی بدن حشرات

ثابت شده است که حشرات موفق‌ترین بندپایان هستند. گونه‌های موجود در کلاس Insecta بسیار بیشتر از هر گروه دیگری از جانوران است. حشرات تنها بی‌مهرگان (حیوانات بدون ستون فقرات) با بال هستند. بیشتر موفقیت آن‌ها ناشی از توانایی آن‌ها در پرواز و تسخیر زیستگاه‌های جدید است. مطالعه حشرات را «حشره شناسی» (Entomology) می‌نامند و «حشره شناسان» (Entomologist) دانشمندانی هستند که به مطالعه حشرات می‌پردازند.

صرف نظر از اندازه، رفتار یا زیستگاه حشرات در سراسر جهان، ویژگی‌های فیزیکی مشترکی دارند. همه آن‌ها دارای یک اسکلت بیرونی بوده که شامل سر، سینه، شکم، سه جفت پا، آنتن‌ها و بال‌ها (در حشرات بال‌دار) است. در ادامه اسکلت حشرات و بخش‌های مختلف آن را بررسی می‌کنیم.

اسکلت بیرونی حشرات

حشرات دارای یک اسکلت به نام «اسکلت بیرونی» (Exoskeleton) هستند. این پوشش سخت از بدن محافظت و پشتیبانی می‌کند و از دو لایه تشکیل شده است. لایه بیرونی نازک، مومی شکل و مقاوم در برابر آب است. لایه داخلی بسیار ضخیم‌تر است و از کیتین ساخته شده است. بسته به نوع حشره ، اسکلت بیرونی می‌تواند کاملاً سخت و سفت باشد مانند سوسری یا زمانی که حشره در مرحله لاروی (کاترپیلار) خود قرار دارد یا اگر بدنی نرم دارد مانند یک مگس آبی، استحکام و ضخامت آن کمتر باشد.

اسکلت بیرونی غیر زنده است، بنابراین نمی‌تواند همراه با حشره زمانی که به شکل لاروی یا بالغ است رشد کند. حشرات اسکلت خارجی قدیمی خود را می‌ریزند، به اندازه لازم بزرگ‌تر می‌شوند و سپس منتظر می‌مانند تا اسکلت خارجی جدید سخت شود. به این حالت پوست‌اندازی می‌گویند و در طول عمر حشره بارها اتفاق می‌افتد. یکی از رایج‌ترین نشانه‌های پوست‌اندازی در فصل بهار است که پوسته‌های سیکاداها (اسکلت بیرونی) را روی درختان و حصارهای چوبی می‌بینیم.

سر حشرات

سر قسمت بالایی بدن حشره است. بسیاری از اندام‌های حسی حشرات در اینجا قرار دارند. یک جفت آنتن به حشرات این امکان را می‌دهد که بو کنند، سطح یک جسم را متوجه شوند، گرما و سرما را حس کنند، به صداها گوش داده یا حرکت را تشخیص دهند. حشرات دارای یک جفت چشم مرکب هستند که هر کدام از هزاران عدسی تشکیل شده است. چشم‌های مرکب میدان دید وسیع‌تری را فراهم می‌کنند که واقعاً برای پرواز یا هنگام شکار طعمه مفید است. حشرات علاوه بر این ممکن است چشم‌های ساده‌ای به نام «اوسلی» (Ocelli) نیز داشته باشند که از یک عدسی تشکیل شده است. آن‌ها به حشرات اجازه می‌دهند تا نور و تاریکی را حس کنند. در این تصویر می‌توانید سه اوسلی را روی سر زنبور ببینید آن‌ها شبیه برجستگی‌های سیاه هستند.

قسمت‌های دهان حشره نیز روی سر قرار دارد. حشرات اجزای دهان را برای اهداف مختلف استفاده می‌کنند. حشراتی مانند سوسک‌ها و ملخ‌ها دارای قطعات دهانی هستند که به آن‌ها اجازه جویدن می‌دهد. پروانه‌ها و بیدها دارای پروبوسیس یا خرطوم هستند که به آن‌ها اجازه مکیدن مایعات را می‌دهد. حشراتی مانند پشه‌ها دارای قطعات دهانی هستند که غذای آن‌ها را سوراخ می‌کند. مگس‌های خانگی غذای خود را اسفنجی و نرم کرده و قبل از مکیدن آن را در بزاق حل می‌کنند.

قفسه سینه حشرات

قفسه سینه یا ناحیه میانی بدن حشره شامل بال‌ها و پاها است. هر شش پا به قفسه سینه متصل هستند. قفسه سینه همچنین حاوی ماهیچه‌هایی است که حرکت را کنترل می‌کنند. ناحیه سینه‌ای حشرات از سه بخش تشکیل شده و هر بخش دارای یک جفت پای مفصلی است. پاهای یک حشره متناسب با سبک زندگی و زیستگاه آن‌ها سازگار است. همه پاهای حشرات دارای پنج قسمت هستند. پاها می‌توانند دارای اشکال مختلفی بوده و سازگاری‌های متفاوتی برای کمک به حرکت حشره در زیستگاه منحصر به فرد خود داشته باشند. ملخ‌ها دارای پاهایی هستند که برای پریدن طراحی شده‌اند، در حالی که زنبورهای عسل دارای پاهایی با سبدهای مخصوص برای نگه داشتن گرده در هنگام حرکت زنبور عسل از گلی به گل دیگر هستند. انواع پاها در حشرات عبارتند از:

• پاهای باریک و بلند ساخته شده برای دویدن و حرکت سریع (سوسک‌ها)
• پاهای عقبی عضلانی ساخته شده برای پریدن (ملخ و کک)
• پاهای شکاری جلویی ساخته‌شده برای گرفتن و نگه داشتن طعمه (آخوندک)
• پاهای شناگر برای حرکت آسان در آب (حشرات و سوسک‌های پاروزن آبی)
• ساق‌های جلویی پهن و مسطح که برای حفر لانه‌ها ساخته شده‌اند (جیرجیرک).

اگر حشره بال داشته باشد، یک جفت بال جلو و یک جفت بال عقب به قفسه سینه متصل می‌شود. بال‌ها نیز در اشکال و اندازه‌های متفاوتی بوده و یکی دیگر از سرنخ‌های مهم برای کمک به شناسایی یک حشره هستند. پروانه‌ها و بیدها بال‌هایی از فلس‌های روی هم دارند که اغلب به رنگ‌های درخشان هستند. هنگام استراحت، حشرات مانند سوسک‌ها و آخوندک‌ها بال‌های خود را صاف روی بدن خود جمع می‌کنند. سایر حشرات بال‌های خود را به صورت عمودی نگه می‌دارند، مانند پروانه‌ها و دامزلی‌ها.

شکم حشرات

شکم قسمت پشتی یا انتهایی بدن حشره است. این جایی است که اندام‌های گوارشی، دفعی و تولید مثلی قرار دارند. شکم دارای ۹ تا ۱۱ بخش است. هر بخش دارای یک جفت مارپیچ یا منافذ در اسکلت بیرونی است. حشرات مارپیچ‌ها را باز می‌کنند تا هوا وارد شود اما برای جلوگیری از هدر رفتن آب آن‌ها را می‌بندند. اندام‌های جنسی حشره نیز در ناحیه شکم قرار دارند. غده‌هایی که برای علامت‌گذاری رد حشره یا جذب جفت، فرمون ترشح می‌کنند نیز در این منطقه هستند. حشرات آبزی روش‌های مشابهی برای جلوگیری از ورود آب به اسپیراکل‌ها دارند.

زیستگاه حشرات کجاست؟

حشرات موجودات سازگاری هستند که تقریباً در هر زیستگاه روی زمین زندگی می‌کنند. آن‌ها در بیابان‌های گرم، جویبارهای آب شیرین، جنگل‌های بارانی استوایی، بالای کوه‌های برفی و همچنین در باغ‌ها زندگی می‌کنند. در حالی که برخی از حشرات در آب زندگی می‌کنند، حدود ۹۷ درصد از زیستگاه حشرات در خشکی است.

آن‌ها ممکن است به مکان‌های مختلف پرواز کنند، اما هنوز هم عمدتاً در خشکی زندگی می‌کنند. از آنجایی که حشرات در سراسر جهان یافت می‌شوند، زیستگاه‌های مختلفی نیز دارند. در اینجا، ما به چند مورد از رایج‌ترین زیستگاه‌های حشرات و برخی از موارد غیرمعمول نیز خواهیم پرداخت.

لانه آبی

حشره‌ای که زیستگاهش در آب یا روی آب باشد به عنوان حشره آب‌زی شناخته می‌شود. حشرات زیادی وجود دارد مانند پشه‌ها، حشرات غول‌پیکر آب (یا گاز گیرنده انگشتان پا)، سنجاقک‌ها و عنکبوت‌های ماهی‌گیر که می‌توانید در آب پیدا کنید. بسیاری از حشرات زمانی که تخم یا لارو هستند در آب زندگی می‌کنند و سپس به زیستگاه خشکی می‌روند. برخی دیگر مانند سوسک‌های غواصی درنده، برای شکار غذا در زیر آب شیرجه می‌زنند. این یک منبع غذایی عالی برای آن‌ها است زیرا سایر حشرات نمی‌توانند با این تکنیک شکاری رقابت کنند.

کندو

زنبورهای عسل در کندوها زندگی می‌کنند. کندو یک زیستگاه پیچیده ساخته شده از موم و سازماندهی شده به شکل شش ضلعی‌های کوچک است که به زنبورها اجازه می‌دهد عسل خود را به طور منظم داخل آن‌ها ذخیره کنند. زنبورها پس از جمع‌آوری شهد از گل‌ها، آن را به کندو برمی‌گردانند، سپس این مایع مقداری تبخیر شده و به عسل تبدیل می‌شود. زنبورهای کارگر برای ساختن کندو غددی ساخته‌اند که از آن برای تبدیل عسل به موم استفاده می‌کنند. این همان چیزی است که آن‌ها در وهله اول برای ساختن کندو استفاده می‌کنند. عده‌ای از زنبورهای کارگر موم را بیرون می‌ریزند و سپس زنبورهای دیگر آن را می‌جوند و با موادی ترکیب کرده که بتوانند از آن برای ساخت کندو استفاده کنند.

کندوها را می‌توانید روی شاخه‌های درختان، در سوراخ‌ها و تنه درختان و حتی در شکاف‌های سنگ‌ها پیدا کنید. زنبورهای عسل در این مکان‌های مخفی لانه‌سازی کرده‌اند تا بتوانند از دید شکارچیان پنهان شوند. در مقیاس بزرگ‌تر، زنبورهای عسل دوست دارند در باغ‌ها، جنگل‌ها، علفزارها یا هر جایی که گیاهان گلدار زیادی وجود دارد زندگی کنند (تا بتوانند شهد جمع‌آوری کنند). حقایق جالب در مورد زنبورها شامل موارد زیر است:

• زنبورها رقص کوچکی دارند که به آن رقص واگل می‌گویند، این رقص برای گفتن جهت و محل غذا به زنبورهای دیگر استفاده می‌شود.
• زنبورهای عسل چهار بال دارند، نه دو بال. وقتی پرواز می‌کنند بال‌هایشان را به هم می‌چسبانند و وقتی پرواز نمی‌کنند آن‌ها را باز می‌کنند.
• یک کندو می‌تواند در یک فصل ۱۱ کیلوگرم عسل تولید کند، یعنی حدود ۲۴ کوزه. این مقدار زیادی عسل برای زیستگاه این حشرات کوچک است.
• گونه‌های زنبور بسیار متنوعی وجود دارند که عسل نمی‌سازند.

لانه درختی

درختان یک زیستگاه مناسب برای بسیاری از حشرات هستند. آن‌ها می‌توانند در میان شاخه‌ها و برگ‌ها و در هر شکاف یا حفره‌ای در پوست درخت زندگی کنند. به عنوان مثال، مورچه‌های بافنده در جنگل‌های جنوب صحرای آفریقا زندگی می‌کنند و زیستگاه خود (لانه) را از برگ‌ها می‌سازند. آن‌ها در سراسر درخت به دنبال برگ‌های مناسبی هستند که می‌توانند خم شوند و بدون پارگی یا شکستن شکل بگیرند. هنگامی که یک برگ مناسب توسط یک مورچه پیدا شد، مورچه‌های دیگر به هم می‌پیوندند و برگ را به شکل جیبی می‌کشند.

مورچه‌های بالغ برای اطمینان از سالم ماندن شکل برگ‌ها، نوعی ابریشم را از لارو خود جمع‌آوری می‌کنند که به عنوان یک چسب طبیعی عمل می‌کند. مورچه‌های بافنده با همکاری یکدیگر لانه‌ای از برگ‌ها می‌سازند که از آن‌ها در برابر شکارچیان و عناصر محافظت می‌کند. حقایق جالب در مورد مورچه‌ها را در ادامه بیان کرده‌ایم:

• مورچه می‌تواند ۲۰ برابر وزن بدن خود را بلند کند، این مانند یک کودک ۱۰ ساله است که می‌تواند ماشین را بلند کند.
• مورچه‌ها گوش ندارند، آن‌ها با دریافت ارتعاشات زمین از طریق پاهای خود آن را حس می‌کنند.
• زیستگاه حشرات یا لانه آن‌ها توسط مورچه ملکه سازماندهی شده است که می‌تواند سال‌ها زندگی کند. او همچنین در طول زندگی خود میلیون‌ها مورچه به دنیا می‌آورد.
• مورچه‌ها ریه ندارند. آن‌ها سوراخ‌های کوچکی در سراسر بدن خود دارند که از آن‌ها برای جذب اکسیژن استفاده می‌کنند. از همین سوراخ‌ها برای انتشار دی‌اکسید کربن نیز استفاده می‌شود.
• وقتی مورچه‌ها برای جمع‌آوری غذا بیرون می‌روند، ردی از فرمون‌ها به جا می‌گذارند تا راه بازگشت را بدانند.

لانه زیر زمینی

بسیاری از زیستگاه‌های حشرات در زیر زمین قرار دارند. یکی از این حشرات موریانه‌ها هستند: درست مانند زنبورها، آن‌ها زیستگاه کوچک خود را ایجاد می‌کنند. آن‌ها تپه‌هایی می‌سازند (معروف به تپه موریانه‌ها) که در بالا و زیر زمین امتداد دارند. در داخل این تپه‌ها، یک شبکه تونلی گسترده وجود دارد که از آن برای حرکت در اطراف و یافتن غذا استفاده می‌کنند. این تپه‌ها از خاک ساخته شده که این خاک‌ها توسط میلیون‌ها عضو در یک کلنی موریانه جمع‌آوری شده‌اند. موریانه‌ها می‌توانند در هر جایی که خاکی برای ساختن تپه وجود دارد زندگی کنند. به همین دلیل، آن‌ها تقریباً در همه جای جهان به غیر از قطب جنوب برفی یافت می‌شوند.

غذای حشرات چیست؟

دقیقاً مشخص نیست که چند نوع حشره وجود دارد، اما حدود ۶ میلیون تخمین زده می‌شود. برخی از حیوانات که اغلب با حشرات اشتباه گرفته می‌شوند عبارتند از: عنکبوت، حلزون و راب، کرم، هزارپا و صدپا. حشرات از انواع گیاهان، میوه‌ها، حشرات کوچک‌تر دیگر و سایر منابع غذایی تغذیه می‌کنند که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

حشرات گیاه خوار چه هستند؟

بیشتر حشرات از بخش‌های گیاهی مانند ساقه، برگ، دانه و گل تغذیه می‌کنند. کاترپیلارها (لاروهای پروانه‌ها و بیدها) به دلیل حجم زیاد برگ‌هایی که مصرف می‌کنند، جزو معروف‌ترین حشرات گیاه‌خوار هستند. کاترپیلارها باید مقادیر زیادی برگ بخورند تا برای مرحله شفیرگی و دگردیسی آماده شوند. به عنوان مثال کرم شاخدار تنباکو در عرض ۲۰ روز وزن خود را ده هزار برابر می‌کند. همچنین، در نتیجه رژیم‌های غذایی گیاهی بسیاری از حشرات، تکامل همزمان در بسیاری از گونه‌ها رخ داده است. تکامل همزمان وقتی صورت می‌گیرد که دو یا چند گونه فشارهای انتخابی ایجاد می‌کنند که بر تکامل یکدیگر تأثیر می‌گذارد. نمونه‌ای از این موضوع این است که چگونه بسیاری از گیاهان مکانیسم‌های دفاعی شیمیایی را برای جلوگیری از تغذیه حشرات از آن‌ها ایجاد کرده‌اند و بسیاری از حشرات متعاقباً در برابر آن سموم شیمیایی مقاومت نشان دادند.

همچنین روابط متقابل بسیار جالبی بین حشرات گیاه‌خوار و گیاهان وجود دارد. متقابل بودن زمانی است که هر دو طرف از رابطه سود می‌برند. نمونه‌ای از رابطه متقابل بین مورچه‌ها و گیاهان اقاقیا وجود دارد. گیاهان اقاقیا به مورچه‌ها پناهگاه و محافظت در داخل خارهای گیاه می‌دهند. مورچه‌ها از گیاه اقاقیا در برابر سایر گیاه‌خواران محافظت می‌کنند. مورچه‌ها همچنین برگ‌های گیاهان دیگر را کوتاه می‌کنند و مانع از ورود نور خورشید به اقاقیا می‌شوند.

حشرات میوه خوار

حشرات زیادی وجود دارند که میوه می‌خورند از جمله سوسک‌ها، شته‌ها، برخی از پروانه‌ها، حشرات، هورنت‌ها، زنبورها، برخی مگس‌ها و غیره. این حشرات اغلب از میوه‌های بسیار رسیده یا در حال پوسیدگی تغذیه می‌کنند. میوه منبع عالی کربوهیدرات‌ها بوده و سایر مواد مغذی را برای حشرات فراهم می‌کند. در حالی که برخی از حشرات می‌توانند مفید باشند، بسیاری از آن‌ها زمانی که در باغ‌ها و محصولات در مقیاس بزرگ یافت شوند، آفت محسوب می‌شوند. در نتیجه اختراع و استفاده از حشره کش‌ها رواج یافته است.

حشره کش‌ها از قرن بیستم منجر به افزایش بهره‌وری کشاورزی شده‌اند. با این حال، آن‌ها پیامدهای شدید نیز داشته‌اند. حشره کش‌ها نه تنها جمعیت هدف را از بین می‌برند، بلکه می‌توانند اثرات زیست‌محیطی بیشتری به دلیل آلودگی و رواناب داشته باشند. این مواد شیمیایی از طریق رواناب منتقل می‌شوند، به عنوان مثال باران یا برف ذوب‌شده و آب‌های بزرگ‌تری را آلوده می‌کنند که می‌تواند برای اکوسیستم بزرگ‌تر و برای انسان مضر باشد. حشره کش‌ها همچنین اثرات منفی قابل توجهی بر روی جمعیت گرده افشان‌ها و گونه‌های پرندگانی که برای غذا به حشرات متکی هستند، داشته است.

حشرات گوشت خوار چه می خورند؟

حشرات گوشت‌خوار آن‌هایی هستند که رژیم غذایی شامل گوشت دارند. برخی از حشرات گوشت‌خوار حشرات دیگر را می‌خورند، برخی خون می‌نوشند و برخی مردار (گوشت حیوان در حال پوسیدگی) را می‌خورند. آخوندک‌ها و سنجاقک‌ها شناخته شده‌ترین حشرات برای خوردن سایر حشرات هستند. سنجاقک‌ها تقریباً به طور انحصاری گوشت‌خوار هستند و معمولاً پروانه‌ها، سنجاقک‌های کوچک‌تر، پشه‌ها و بیدها را می‌خورند.

آخوندک‌های نمازگزار انواع گونه‌های کوچک‌تر و مهره‌داران کوچک از جمله دوزیستانی مانند قورباغه‌ها، ماهی‌ها و خزندگانی مانند مارمولک‌ها را می‌خورند. معروف است، آخوندک‌های نمازگزار ماده، هم‌نوع‌خواری جنسی یعنی خوردن نرها برای جفت‌گیری با آن‌ها را انجام می‌دهند. بعد از اینکه ماده سر نر را خورد، نر همچنان قادر به جفت‌گیری است. یکی دیگر از حشرات گوشت‌خوار کاترپیلار هاوایی است. این کاترپیلارها از تله‌های ابریشمی برای گرفتن لیسه‌ها استفاده می‌کنند.

حشرات رایجی که از مردار تغذیه می‌کنند ۲۰۰ گونه مختلف از «سوسک مردار» (Carrion beetles)، مگس گوشتی و لارو مگس بادکنکی هستند. مگس‌های گوشتی گروهی از مگس‌ها هستند که لارو را در گوشت در حال پوسیدگی یا در زخم‌های باز حیوانات برای امرار معاش می‌گذارند. سوسک‌های مردار یک خانواده کامل از سوسک‌ها به نام Silphidae هستند. این سوسک‌ها در تمام مراحل تجزیه مردار از جمله تازه، بادکرده، در حال فساد و خشک، از آن تغذیه می‌کنند. کالیفریدها که اغلب مگس‌های بادکنکی نامیده می‌شوند نیز از مواد حیوانی در حال پوسیدگی تغذیه می‌کنند. آن‌ها توانایی بوییدن بافت مرده را تا فاصله ۳ کیلومتری دارند.

بسیاری از حشرات نیز از جمله برخی مگس‌ها و پشه‌ها از خون تغذیه می‌کنند. بسیاری از این حشرات خون‌خوار به شهدهای گیاهی نیز متکی هستند. حشرات از جمله مگس، پروانه و سوسک در علم پزشکی قانونی بسیار مفید هستند. حشره شناسان پزشکی قانونی حضور حشرات مختلف و سایر بندپایان را بر روی اجساد طی تحقیقات جنایی مطالعه می‌کنند. حضور گونه‌های خاص در مراحل مختلف رشد، اطلاعات مهمی را در مورد محل و زمان وقوع جرم ارائه می‌دهد.

سایر منابع غذایی حشرات

سرگین، مدفوع حیوانات، منبع غذایی رایج برای بسیاری از حشرات است. برخی از سوسک‌های سرگین که غلتک نامیده می‌شوند، مواد مدفوع را با چرخاندن آن به شکل یک توپ بزرگ جمع‌آوری می‌کنند. آن‌ها از این گلوله برای غذا و همچنین محفظه تولیدمثلی استفاده می‌کنند. سایر سوسک‌های سرگین که تونل‌ساز نامیده می‌شوند، سرگین پیدا می‌کنند و قبل از بازگشت برای غذا، آن را دفن می‌کنند. تونل‌سازها می‌توانند تا ۲۵۰ برابر وزن خود سرگین را در یک روز مدفون کنند. چندین نوع مگس نیز از فضولات حیوانات تغذیه می کنند.

انواع حس در حشرات

حشرات سیستم پیچیده‌ای از اندام‌های حسی دارند. موهای لمسی که روی شاخک‌ها، کف دست‌ها، پاها و تارسی متمرکز شده‌اند، تمام سطح بدن را می‌پوشانند. در ادامه در مورد انواع حس‌هایی که حشرات قادر به درک آن‌ها هستند صحبت کرده‌ایم.

بینایی حشرات

اگرچه چشم حشرات شفافیت کمتری نسبت به چشم انسان دارد، حشرات می‌توانند تصورات بصری کافی از محیط اطراف خود ایجاد کنند. حشرات دید رنگی خوبی دارند و ادراک رنگ (مانند مورچه‌ها و زنبورها) تا اشعه ماوراء بنفش گسترش می‌یابد، اگرچه اغلب در مادون قرمز گسترش نمی‌یابد. بسیاری از گل‌ها دارای الگوهایی از انعکاس فرابنفش هستند که برای چشم انسان نامرئی اما با چشم حشرات قابل مشاهده است.

شنیدن صدا در حشرات

اندام‌های بسیار حساس به نام «سنسیلا» (Sensilla) در اندام‌های شنوایی متمرکز هستند. این‌ها را می‌توان روی شاخک‌های پرپشت پشه نر یا اندام‌های تمپان در پاهای جلویی جیرجیرک‌ها یا در چاله‌های شکمی ملخ‌ها و بسیاری از پروانه‌ها یافت. در پروانه‌ها، این اندام‌های حساس می‌توانند صداهای بلند منتشر شده توسط خفاش‌ها را هنگام شکار با پژواک درک کنند. حشرات اندام‌های دریافت صدا را با اندام‌های تولیدکننده صدا تکمیل می‌کنند، که معمولاً (مانند جیرجیرک) غشای بال هستند که در پاسخ به حرکت یک میله سفت روی ردیفی از دندان‌های محکم می‌لرزند. گاهی اوقات (مانند سیکادا) یک تیمبال (غشاء) در دیواره قفسه سینه توسط ماهیچه‌ای که به سرعت منقبض می‌شود و به آن متصل است، در حال ارتعاش قرار می‌گیرد.

درک مواد شیمیایی در حشرات چگونه است؟

ادراک شیمیایی توسط سنسیلای دیواره نازک ممکن است با حس چشایی یا بویایی انسان قابل مقایسه باشد. Sensilum (جمع sensilla) اندام حسی بندپایان است که از کوتیکول اسکلت بیرونی بیرون زده یا گاهی در داخل یا زیر آن قرار دارد. بسیاری از گیرنده‌های شیمیایی حشرات بر اساس الگوهای رفتاری خاص تخصصی می‌شوند اگرچه در درک بوی گل و شیرینی شکر تقریباً مشابه انسان هستند. برای مثال زنبورهای عسل نسبت به ماده ترشح‌شده بدن ملکه که برای انسان بی‌بو است، بسیار حساس هستند. همچنین پروانه‌های کرم ابریشم نر با ردپای بی‌نهایت کوچکی از فرمون جنسی ماده هیجان‌زده می‌شوند، حتی در حضور بوهای عطر پراکنده در محیط که برای انسان بسیار قوی است آن‌ها رد فرومون را برای جفت‌گیری به راحتی تشخیص می‌دهند.

لمس در حشرات

موها به حشره در مورد محیط اطراف و وضعیت بدنش اطلاع می‌دهند (پدیده‌ای که به نام حس عمقی شناخته می‌شود). به عنوان مثال، تماس بین موهای پا و زمین، حرکت پروازی را مهار می‌کند و ممکن است در برخی از حشرات منجر به حالت استراحت شود. اندام‌های حس مکانیکی اصلاح‌شده در کوتیکول به نام اندام‌های «کمپانی شکل» (Campaniform)، فشارهای خمشی را در پوشش بدن تشخیص می‌دهند. چنین اندام‌هایی در بال‌ها وجود دارند و حشره را قادر می‌سازند تا حرکات پرواز را کنترل کند. اندام‌های کمپانی شکل، که به خوبی در هالترهای چماق مانند کوچک (بال‌های عقبی اصلاح شده دوپتران‌ها) توسعه یافته‌اند، به عنوان فشارسنج عمل می‌کنند و مگس را قادر می‌سازند تا تعادل خود را در پرواز کنترل کند.

انواع بال در حشرات

بال‌های حشرات در شناسایی و طبقه‌بندی گونه‌ها اساسی هستند، زیرا هیچ مجموعه‌ای از ساختارهای مهم در مطالعه حشرات وجود ندارد. هر دسته و خانواده حشرات دارای اشکال و ویژگی‌های بال متمایز هستند. در بسیاری از موارد، حتی گونه‌ها ممکن است با تفاوت رنگ و طرح از یکدیگر متمایز شوند. به عنوان مثال، فقط با موقعیت بال البته به میزان بسیار کمتر می‌توان گونه‌ها را شناسایی کرد.

اگرچه بیشتر حشرات در زمان استراحت بال‌های خود را جمع می‌کنند، سنجاقک‌ها و برخی از حشرات با بال‌های خود به صورت افقی در حال استراحت هستند، در حالی که گروه‌هایی مانند مگس‌ها، مگس‌های سنگی، مگس‌های توسکا و توری‌ها بال‌های خود را به شکل سقفی شیب‌دار روی پشت خود نگه می‌دارند. چند پروانه بال‌های خود را دور بدن خود می‌پیچند، در حالی که بسیاری از مگس‌ها و بیشتر پروانه‌ها بال‌های خود را مستقیماً به سمت بالا از پشت به هم می‌بندند.

بسیاری از اوقات شکل بال‌ها با نوع پرواز حشرات مرتبط است. بهترین حشرات پروازی معمولا بال‌های بلند و باریکی دارند. در بسیاری از گونه‌های Sphingidae (شب‌پره ابوالهول)، بال‌های جلویی بزرگ و نوک تیز هستند و با بال‌های عقبی کوچک مثلثی را تشکیل می‌دهند که بال‌های هواپیماهای سریع و مدرن امروزه الهام‌گرفته از آن‌ها است. ارتباط دیگر و احتمالاً مهم‌تر، اندازه و قدرت ماهیچه‌ها با سرعت و قدرت پرواز است.

در حشرات پرقدرت، بال‌ها برای تنش‌ها و آیرودینامیک پرواز سازگاری بیشتری دارند. رگه‌ها ضخیم‌تر، قوی‌تر و به سمت لبه جلویی (لبه پیشرو) به هم نزدیک‌تر و به سمت لبه عقب نازک‌تر و در عین حال انعطاف‌پذیرتر هستند. این باعث می‌شود بال حشره به صورت یک آئروفویل بسیار عالی ساخته شود که می‌تواند هم نیروی محرکه و هم بالابر را اعمال کند و در عین حال نیروی کشش را به حداقل برساند. آئروفویل شکل مقطع جسمی است که حرکت آن از طریق هوا قادر به ایجاد بالابری قابل توجهی است.

تغییر ضربان بال نیز ممکن است نه تنها در میان گونه‌های مختلف، بلکه حتی در بین افراد در زمان‌های مختلف رخ دهد. به طور کلی، فرکانس به نسبت بین قدرت عضلات بال و مقاومت بار بستگی دارد. پروانه‌های با بال‌های بزرگ و بدن سبک ممکن است فرکانس ضربان بال‌ها بین ۴ تا ۲۰ بار در ثانیه داشته باشند، در حالی که مگس‌ها و زنبورهای با بال‌های کوچک و بدن سنگین‌‌تر بیش از ۱۰۰ بار در ثانیه بال می‌زنند. پشه‌ها می‌توانند تا ۹۸۸ تا ۱۰۴۶ بار در یک لحظه بال بزنند. در جدول زیر انواع بال حشرات و رده‌هایی که دارای آن‌ها هستند نشان داده شده است.

جدول انواع بال در حشرات

رده بندی حشرات

طبقه‌بندی حشرات ضروری است تا بتوانیم آنچه را که در مورد آن‌ها می‌دانیم سازماندهی کنیم و روابط آن‌ها را با سایر حشرات مشخص کنیم. به عنوان مثال، همه اعضای یک گونه خاص از غذاهای مشابه تغذیه می‌کنند، ویژگی‌های رشدی مشابهی داشته و در محیط‌های مشابه وجود دارند. اغلب، گونه‌های حشرات بر اساس شباهت‌های ظاهری (مورفولوژی) طبقه‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال، مگس‌ها را می‌توان جدا از سایر حشرات بال‌دار تشخیص داد و طبقه‌بندی کرد زیرا آن‌ها فقط یک جفت بال دارند. سلسله مراتبی که برای طبقه‌بندی پروانه پشت الماسی (Plutella xylostella) و همچنین سایر گونه‌های حشرات به کار می‌رود به شرح زیر است:

• نژاد: شاخه بندپایان (Arthropoda)
• رده: حشرات (Insecta)
• راسته: پروانه سانان (Lepidoptera)
• خانواده: شب‌پره‌ها (Plutellidae)
• سرده (جنس): Plutella
• گونه: Plutella xylostella

این روش جهانی برای جلوگیری از سردرگمی در میان مناطق جغرافیایی جهان استفاده می‌شود. در نتیجه، Plutella xylostella به همان گونه حشره در ایالات متحده اطلاق می‌شود که در آسیا یا هر جای دیگری در جهان وجود دارد. با این حال، نام‌های رایج می‌توانند از مکانی به مکان دیگر متفاوت باشند. پنج دسته از متنوع‌ترین حشرات در ادامه بررسی شده‌اند.

قاب بالان

«قاب بالان» (Coleoptera)، هر عضوی از راسته حشرات قاب بال که از سوسک‌ها و شپشک‌‌ها تشکیل شده است را شامل می‌شود. این بزرگ‌ترین راسته حشرات است که حدود ۴۰ درصد از گونه‌های شناخته‌شده حشرات را تشکیل می‌دهد. در میان بیش از ۳۶۰۰۰۰ گونه از قاب‌بالان، بسیاری از بزرگ‌ترین و برجسته‌ترین حشرات وجود دارند که برخی از آن‌ها دارای رنگ‌های فلزی درخشان، الگوهای خودنمایی یا شکلی چشم‌گیر هستند.

سوسک‌ها را اغلب می‌توان از روی دو جفت بالشان تشخیص داد. جفت جلویی به پوشش‌های شاخی قابی (elytra) تبدیل می‌شود که جفت عقب و قسمت اعظم شکم را پنهان می‌کند و معمولاً در یک خط مستقیم به پایین پشت می‌رسد. آن‌ها دارای قطعات دهان جویدنی هستند که ممکن است برای عملکردهای مختلف تغییر کرده و دگردیسی کامل را تجربه کنند. سوسک‌ها تقریبا در هر نوع زیستگاهی، از بیابان گرفته تا سیستم‌های آبی، وجود دارند و از مواد مختلف گیاهی و جانوری تغذیه می‌کنند. آن‌ها را می‌توان به هفت گروه زیر تقسیم کرد:

• «سرخرطومی‌ها» (Curculionidae): سرخرطومی‌ها به راحتی با دراز شدن سر به صورت پوزه و جویدن قطعات دهان در نوک پوزه تشخیص داده می‌شوند. آن‌ها اغلب دارای آنتن زانویی هستند.
• «سوسک‌های برگ» (Chrysomelidae): سوسک‌های برگ، گیاه‌خوار هستند که معمولاً بیضی شکل و اغلب رنگ‌های روشن دارند. آنتن‌ها واضح بوده، اما معمولاً کمتر از نصف طول بدن جانور هستند. آن‌ها شبیه سوسک‌های شاخ دراز هستند، با این تفاوت که شاخک‌ها معمولا کوتاه‌تر هستند و چشم‌ها بریدگی ندارند.
• «کفش‌دوزک‌ها» (Coccinellidae): کفش‌دوزک‌ها اغلب با رنگ‌بندی متمایز خال‌خالی و شکل بدن بیضی‌شان شناخته می‌شوند. سر معمولاً به طور جزئی یا به طور کامل توسط بخش قدامی پنهان می‌شود. آنتن آن‌ها کوتاه است و دارای سه تا شش قسمت است. بزرگسالان اغلب در توده‌های بزرگ، زمستان را طی می‌کنند.
• سوسک‌های ببری (Cicindelidae): سوسک‌های ببری بالغ اغلب دارای رنگ متالیک با الگوهای رنگی متمایز هستند. شکل مشخصه آن‌ها اغلب در شناسایی آن‌ها استفاده می‌شود. سر معمولاً به اندازه ضخامت بدن یا عریض‌تر است. آن‌ها آنتن‌های نخ مانند و پاهای بلند و باریک دارند. این حشرات بسیار سریع هستند و اغلب به سختی جمع‌آوری می‌شوند. چابکی و فک پایین قوی آن‌ها را به خوبی با سبک زندگی آن‌ها سازگاری دارد.

• سوسک‌های کلوخ کوب (Scarabaeidae): سوسک‌های اسکارابی سوسک‌های نسبتاً تنومندی هستند که اندازه آن‌ها بسیار متفاوت است. حدود ۱۴۰۰ گونه سوسک زمین‌کوب در آمریکای شمالی وجود دارد که بسیاری از آن‌ها آسیب قابل توجهی به گیاهان مختلف وارد می‌کنند. آنتن‌ها دارای ۸ تا ۱۱ بخش هستند و به صورت ورقه‌ای قرار گرفته‌اند که آن‌ها را قادر می‌سازد تا بخش‌های چوبی را محکم در کنار هم نگه دارند.
• سوسک‌های زمینی (Carabidae): کارابیدها شبیه سوسک‌های ببری هستند و گاهی در یک خانواده به حساب می‌آیند. سوسک‌های زمینی را می‌توان با داشتن سر باریک‌تر از ناحیه شکمی تشخیص داد. آن‌ها معمولا سیاه و براق هستند، اما تعداد کمی از گونه‌ها رنگ‌های روشن دارند. آن‌ها مانند سوسک‌های ببری، پاهای بلند و باریکی دارند. تقریباً همه گونه‌ها به صورت لارو و بالغ شکارچی هستند.
• «سوسک‌های شاخ بلند» (Cerambycidae): سوسک‌های شاخ‌بلند با داشتن آنتن‌هایی که معمولاً حداقل نصف طول بدن و اغلب بلندتر هستند شناسایی می‌شوند. بدن به طور معمول استوانه‌ای و کشیده است. چشم‌ها اغلب در اطراف آنتن‌ها، حالت بریده شده دارد. همه سوسک‌های شاخ‌بلند، گیاه‌خوار هستند و عمدتاً در مرحله لاروی در چوب لانه کرده و در بزرگسالی از گل تغذیه می‌کنند.

پرده بالان

این راسته حاوی بسیاری از حشرات مفید است، از پارازیتوئیدهای مهم آفات گیاهان زراعی تا گرده افشان گیاهان همه جزو راسته «پرده‌بالان» (Hymenoptera) هستند. آن‌ها همچنین سبک زندگی و رفتار جالبی از خود نشان می‌دهند. پرده‌بالان بال‌دار دارای دو جفت بال غشایی با رگه‌های نسبتاً کمی هستند. به طور کلی، آن‌ها دارای قطعات دهانی جویدنی هستند، اما ممکن است برای تشکیل ساختاری مانند تونکل (در زنبورها) اصلاح شوند. آنتن‌ها در این گروه نسبتا طولانی هستند.

شکم ممکن است به طور گسترده به قفسه سینه بچسبد یا به صورت باریک توسط پروپودیوم متصل شود. این یک راسته بزرگ با تنوع زیادی با توجه به خصوصیات مورفولوژیکی است. در ادامه انواع گروه‌های پرده‌بالان را بررسی می‌کنیم.

• «زنبورهای عسل» (Honey Bees): زنبورهای عسل با رنگ قهوه‌ای طلایی، دو جفت بال با دریچه بال مشخص و عدم وجود خار در استخوان درشت‌نی عقب شناخته می‌شوند. زنبورهای عسل همچنین دارای چشم‌های پرمو و قسمت‌های دهانی جویدنی هستند. زنبورهای عسل کارگر (ماده‌ها) یک سبد گرده به نام «کوربیکولا» (Corbicula) روی درشت‌نی پاهای عقب خود دارند.
• «زنبورهای بامبل» (Bumble Bees): شکل قوی و همچنین رنگ سیاه و زرد معمولا زنبورهای بامبل را از سایر حشرات خانواده Apidae متمایز می‌کند. آن‌ها نیز مانند زنبورهای عسل دارای یک سبد گرده و قطعات دهانی جویدنی هستند، اما فاقد مو در چشمان خود هستند.
• «زنبورهای بی‌عسل» (Wasps): در اینجا ما از واژه زنبور به معنای عام استفاده می‌کنیم. تعدادی خانواده مختلف وجود دارند که نام رایج زنبور را دارند، از جمله vespidae (جلیقه زردها، هورنت‌ها، زنبورهای کاغذی)، pompilidae (زنبورهای عنکبوتی) و sphecidae. این گروه زنبورها با شکل بدن متمایزشان (انقباض بین شکم و قفسه سینه) و رنگ‌های هشداردهنده شناخته می‌شوند. آن‌ها معمولاً بال‌ها، آنتن‌ها و قسمت‌های دهان جونده خوبی دارند.
• «مورچه‌ها» (Ants): مورچه‌ها حشرات بسیار رایج و گسترده‌ای هستند. آن‌ها به راحتی توسط لوب روی ساقه شکم و آنتن‌های آرنجی تشخیص داده می‌شوند. چندین زیر خانواده در Formicidae از جمله مورچه‌های ارتشی و مورچه‌های آتشین وجود دارند.

پروانه ها و بیدها

«پروانه‌ها و بیدها» (Lepidoptera) حشرات رایج و شناخته شده‌ای هستند. آن‌ها به راحتی با بال‌های فلس‌دار خود که اغلب رنگ‌های زیبایی تولید می‌کنند، شناسایی می‌شوند. بیشتر لاروها گیاه‌خوار هستند و از نظر اقتصادی اهمیت دارند. تقریباً تمام لپیدوپتراها دارای قطعات دهانی بلند خرطومی بلندی هستند که در صورت عدم استفاده می‌توانند به صورت پیچی، جمع ​​شوند. تعدادی سیستم طبقه‌بندی برای پروانه‌ها و بیدها وجود دارد که بسیاری از آن‌ها بر اساس اختصاصیت‌های بال، سر و پا هستند. در اینجا تعدادی از رایج‌ترین و شناخته‌شده ترین خانواده‌ها را معرفی می‌کنیم.

• «پروانه‌های دم پرستویی» (Swallowtail Butterflies): دم پرستویی‌ها از بزرگ‌ترین پروانه‌های رنگارنگ در آمریکای شمالی هستند. برخی از رایج‌ترین رنگ‌های پروانه‌های دم چلچله‌ای، سیاه و زرد هستند. آن‌ها با داشتن یک یا چند طرح دم‌مانند در بال عقبی مشخص می‌شوند.
• «پروانه های پا برسی» (Brush-footed Butterflies): این خانواده بزرگی است که نام آن‌ها به پاهای جلویی اشاره دارد که کوچک و بدون پنجه هستند و هنگام راه رفتن از آن‌ها استفاده نمی‌شود. به چندین زیرخانواده از جمله پروانه‌های پادشاه، نایب‌السلطنه‌ها، پوره‌های چوبی و غیره تقسیم می‌شود.
• «پروانه‌های گوگردی» (Sulfur Butterflies): گوگردی‌ها پروانه‌هایی با اندازه متوسط ​​هستند که معمولاً روی بال‌ها علامت‌های سیاهی دارند. رنگ آن‌ها معمولاً سفید، زرد یا نارنجی است.
• «شاپرکان جغدی» (Noctuid Moths): این بزرگ‌ترین خانواده در راسته Lepidoptera با نزدیک به ۳۰۰۰ گونه در آمریکای شمالی است. آن‌ها عمدتاً شب‌گرد هستند و اغلب جذب نورها می‌شوند. آن‌ها بال‌های جلویی باریک و بال‌های عقبی نسبتاً پهن دارند. آنتن‌ها معمولا بلند و باریک هستند. به جز پروانه‌های زیربال‌دار، این پروانه‌ها معمولاً دارای رنگی کدر هستند.
• «بازبیدان یا پروانه ابوالهول» (Sphinx/Hawk Moths): این پروانه‌ها، سنگین وزن با بال‌های جلویی بلند و باریک هستند. بدن آن‌ها دوک‌مانند است که هم به سمت جلو و هم به سمت عقب اشاره دارد. آنتن‌ها تا حدودی ضخیم می‌شوند و اغلب یک شکل چماق‌مانند تدریجی تشکیل می‌دهند. آن‌ها پروازکننده‌های قوی هستند و گاهی به آن‌ها پروانه مگس‌خوار می‌گویند.
• پروانه‌های علفی (Snout/Grass Moths): این یک خانواده بزرگ از پروانه‌های کوچک و ظریف است که کف لبی آن‌ها ساختاری پوزه مانند در جلوی سر ایجاد می‌کند. در حالت استراحت، بسیاری از گونه‌ها بال‌های خود را در اطراف بدن می‌چرخانند و به آن‌ها شکل لوله‌ای می‌دهند.

مگس ها یا دوبالان

این راسته حاوی «مگس‌های واقعی» (Diptera) است. این حشرات دارای یک جفت بال پروازی و یک جفت بال عقبی اصلاح شده به نام هالتر هستند که برای حفظ تعادل استفاده می‌شود. قسمت‌های دهان بزرگسالان ممکن است برای مکیدن، سوراخ کردن، برش اسفنجی یا نرم کردن باشد. افراد این راسته چشم‌های مرکب بزرگی دارند و آنتن‌ها در آن‌ها متغیر هستند. لاروها که معمولاً به عنوان انگل شناخته می‌شوند، بدون پا و کرم مانند هستند. این راسته دارای خانواده‌های مختلفی هستند که در ادامه توضیح داده شده‌اند.

• «پشه‌ها» (Mosquitoes): پشه‌ها مگس‌های شناخته شده‌ای هستند که بدنی باریک و پاهای بلند دارند. بزرگسالان را می‌توان با داشتن فلس در امتداد رگه‌های بال و خرطوم بلند از مگس‌های مشابه مانند «مگس‌‌ریزه‌ها» (midges) متمایز کرد. ماده‌ها در این گروه از خون تغذیه می‌کنند که برای رشد تخم‌ها به آن نیاز دارند و در نتیجه به عنوان ناقل در انتقال بسیاری از بیماری‌ها عمل می‌کنند. شاخک‌های نرها بسیار پرپشت است در حالی که شاخ‌های ماده‌ها فقط چند تار مو کوتاه دارند.
• «مگس‌های تاچینید» (Tachinid Flies): تاچین‌ها بدن نسبتاً بزرگ و تنومندی دارند. آن‌ها شبیه مگس‌های خانگی بوده، اما به طور معمول بزرگ‌تر هستند و موهای زیادی روی بدن خود دارند.
• «مگس‌های لاشه» (Blow Flies): مگس‌های دمنده شبیه تاچینیدها هستند با این تفاوت که آریستا پردار است و پوشش سپرمانند پشتی (postscutellum) آن رشد نکرده است. آن‌ها اغلب آبی، سبز یا مشکی متالیک هستند و لاشه‌خوارهای مهمی هستند.

نیم بالان

حشرات در این راسته از نظر اندازه، شکل و رنگ بسیار متنوع هستند. حدود ۶۰۰۰ گونه توصیف‌شده وجود دارد که اندازه آن‌ها از ۱ تا ۱۱۰ میلی‌متر متغیر است. نام Hemiptera به معنای نیم‌بال است و همه نیم‌بالان دارای ویژگی‌های زیر هستند:

• ۲ جفت بال دارند، اگرچه برخی از گونه‌ها ممکن است بدون بال باشند و برخی دیگر فقط بال‌های جلویی داشته باشند. بال‌ها عموماً غشایی هستند، اما در برخی گونه‌ها بال‌های جلویی ممکن است در پایه سخت شوند.
• سوراخ کردن یا مکیدن قطعات دهانی که به صورت یک لوله نوک‌تیز به نام پروبوسیس یا خرطوم ظاهر می‌شود که از قسمت زیرین سر امتداد می‌یابد.
• چشم مرکب به اشکال مختلف دارند.
• حداکثر 3 اوسلی در آن‌ها موجود است.
• آنتن‌ها متفاوت هستند و ممکن است کوتاه یا بلند و مشخص باشند.

جوان‌های نیم بالان شبیه بزرگسالان کوچک هستند. برخی از حشرات این گروه ممکن است با سوسک اشتباه گرفته شوند، اما می‌توان آن‌ها را با قسمت دهانشان تشخیص داد، زیرا سوسک‌ها دارای قسمت‌های دهانی فک پایین هستند در حالی که این حشرات دارای قطعات دهانی مکنده یا سوراخ‌کننده هستند. این راسته به ۳ زیرمجموعه تقسیم می‌شود که در ادامه توضیح داده شده‌اند.

• «ناجوربالان» (Heteroptera): این حشرات واقعی دارای بال‌های جلویی هستند که در پایه سخت شده و در نوک آن غشایی است. آن‌ها صاف روی شکم می‌نشینند و بال‌های عقبی غشایی را پنهان می‌کنند. سر و خرطوم می‌توانند به جلو خم شوند.
• «گردن‌پوزه‌ئیان» (Auchenorrhyncha): این حشرات جهنده دارای بال‌های جلویی هستند که از نظر بافت یکنواخت هستند و مانند چادر روی شکم نگه داشته می‌شوند. سر و خرطوم به سمت پایین و عقب هستند.
• «سینه‌بینیان» (Sternorrhyncha): شته‌ها، فلس‌‌دارها و حشرات آردآلود معمولاً بدنی نرم دارند و بیشتر گونه‌ها بدون بال هستند. سر آن‌ها و نقطه پروبوسیس به سمت پایین و پشت است. آن‌ها اغلب خود را با موم یا کف می‌پوشانند که از خشک شدن بدن نرم آن‌ها جلوگیری می‌کند.

اهمیت حشرات برای انسان چیست؟

حشرات به طرق مختلف خدمات مفیدی به انسان و محیط زیست ارائه می‌دهند. آن‌ها حشرات آفت را کنترل می‌کنند، محصولاتی را که ما به عنوان غذا به آن‌ها تکیه می‌کنیم گرده‌افشانی می‌کنند و زباله‌ها را تمیز می‌کنند تا دنیا پر از سرگین نشود. حشرات دارای مزایای مختلفی برای انسان هستند که در ادامه آن‌ها را بررسی کرده‌ایم.

نقش حشرات در کنترل بیولوژیکی آفات

مبارزه بیولوژیکی روشی برای کاهش جمعیت آفات با استفاده از شکارچیان و پارازیتوئیدها است. هنگامی که آفات یک محصول را تهدید می‌کنند، می‌توان این حشرات مفید را رها کرد تا آفت را بخورند و از آسیب بیشتر جلوگیری کنند. در برخی موارد، حشراتی که علف‌های هرز خاصی را می‌خورند، رها می‌شوند تا از گسترش علف‌های هرز جلوگیری کنند. بین شکارچیان و انگل‌ها و پارازیتوئیدها تفاوت‌هایی وجود دارد.

• حشرات شکارچی: برای تکمیل رشد خود به بیش از یک میزبان نیاز دارند و هنگامی که از آن تغذیه می‌کنند میزبان را می‌کشند. مثال: کفشدوزک‌ها قاتل شته‌ها هستند و از آن‌ها تغذیه می‌کنند.
• انگل‌ها: برای تکمیل رشد خود فقط به یک میزبان نیاز دارد، اما به ندرت میزبان را می‌کشند. مثال: شپش.
• پارازیتوئیدها: برای تکمیل رشد خود فقط به یک میزبان نیاز دارد اما تقریباً همیشه میزبان را در این فرآیند می‌کشد (که شبیه به شکارچیان است، اما شکارچیان به میزبان‌های زیادی نیاز دارند).

حشرات خوراکی هستند

عمل خوردن حشرات، حشره‌خواری، برای ما بد به نظر می‌رسد، اما حشرات برای ده‌ها هزار سال به عنوان منبع غذایی برای مردم خدمت کرده‌اند. حشره‌خواری اکنون در اکثر کشورها به صورت نادر وجود دارد، اما هنوز در بخش‌هایی از آمریکای مرکزی و جنوبی، آفریقا و آسیا انجام می‌شود. بیش از ۱۴۰۰ گونه خوراکی حشرات وجود دارد که محبوب‌ترین آن‌ها جیرجیرک و کرم آرد است. در زیر طعم برخی از حشرات توسط افراد توصیف شده‌اند.

• جیرجیرک برشته شده خشک، طعمی شبیه تخمه آفتابگردان دارد.
• حشره راست بال کاتیدید مانند آووکادوی برشته شده است.
• کرم درخت خرما مانند سوپ بیکن با پایانی جویدنی و شیرین است.
• شفیره مورچه بافنده عملاً هیچ طعمی ندارد.
• حشره غول‌پیکر آبی، به طرز شگفت‌آوری، مانند یک آبنبات شور و میوه‌ای است.

اهمیت حشرات در پزشکی

هزاران سال است که از حشرات یا مواد شیمیایی استخراج شده از آن‌ها برای کمک به ما در مسائل پزشکی استفاده می‌شود. به این روش انتوموتراپی می‌گویند. برخی از مثال‌های استفاده از حشرات را در ادامه بررسی کرده‌ایم.

لارودرمانی

زخم در حیوان یا انسان می‌تواند منجر به عفونت شود. اگر این زخم‌ها درمان نشوند، می‌توانند انواع خاصی از مگس‌ها را جذب کنند که ممکن است تخم‌های خود را در زخم بگذارند. حشره‌هایی که از تخم‌ها بیرون می‌آیند از بافت مرده زخم تغذیه کرده و آن را تمیز می‌کنند. از زمان مایاها و شاید قبل از آن، اثرات مفید لارو حشرات بر بهبود زخم‌های عفونی شناخته شده است.

در مورد انسان‌ها، لاروها در صورت عدم درمان برای مدت طولانی راه خود را در زخم‌ها پیدا می‌کردند. این شرایط اغلب در میدان جنگ اتفاق می‌افتاد. اما جراحان مشاهده کردند که زخم‌های دارای لارو سریع‌تر و با عوارض کمتری نسبت به زخم‌های مشابهی که فاقد لارو بودند، بهبود می‌یابند.

زنبوردرمانی

«زنبوردرمانی» (Apitherapy) بیشتر به عنوان درمان با زهر زنبور عسل شناخته می‌شود. زهر زنبور عسل ترکیب پیچیده‌ای از آنزیم‌ها، پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه است که ترشح کورتیزول (هورمونی که بدن در هنگام استرس ترشح می‌کند) را شبیه‌سازی می‌کند. مطالعات نشان می‌دهد که سم زنبور عسل ممکن است علائم بیماری‌های روماتیسمی مانند آرتیت روماتوئید، نقرس، استئوآرتریت، بورسیت، تاندونیت، نورالژی پس از تبخال، اسکارهای دردناک یا کلوئیدی، ام اس، فیبرومیالژیا و سندرم خستگی مزمن بهبود بخشد.

مورچه های بخیه زننده

هنگامی که پوست عمیقا بریده می‌شود، معمولاً برای بستن زخم به بخیه نیاز است. در برخی فرهنگ‌ها از مورچه‌ها برای بخیه زدن زخم‌ها استفاده می‌شد. آن‌ها بله‌های پوست بریده شده را کنار هم نگه می داشتند، مورچه‌ای را با آرواره‌های بزرگ (مانند مورچه‌های ارتشی یا برگ‌بر) می‌گرفتند، دهانش را روی زخم می‌گذاشتند و منتظر می‌شدند تا گاز بگیرد. سپس بدن مورچه برداشته می‌شد و سر باقی می‌ماند و دهان مورچه پوست را به هم می‌چسباند.

اهمیت حشرات در گرده افشانی

بیش از ۷۵ درصد از گیاهان گلدار و ۷۵ درصد محصولات ما برای حمل گرده از یک گل به گل دیگر به حیوانات متکی هستند. بیشتر این گرده افشان‌ها حشرات هستند. بسیاری از ما با شنیدن کلمه گرده‌افشان به زنبور عسل فکر می‌کنیم. اما این فقط زنبورهای عسل نیستند که گیاهان را گرده‌افشانی می‌کنند، سایر زنبورها (زنبورهای بومی)، پروانه‌ها، بیدها، سوسک‌ها و مگس‌ها نیز این وظیفه ضروری را انجام می‌دهند. ارزش خدمات گرده‌افشانی ارائه شده توسط زنبورهای بومی و سایر حشرات به لحاظ اقتصادی بسیار زیاد است.

در طی چند سال گذشته، در سراسر جهان تعداد حشرات گرده‌افشان کاهش یافته است. تنها در آمریکای شمالی، جمعیت زنبورهای عسل و زنبورهای بومی به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. تصور می‌شود که این کاهش در نتیجه از بین رفتن زیستگاه، استفاده از آفت‌کش‌ها و آلودگی باشد. احیای زیستگاه با کاشت انواع مختلف گیاهان گلدار و بهبود روش‌های استفاده از حشره کش‌ها به احیای جمعیت زنبور عسل کمک می‌کند.

نقش حشرات در تولید محصولات مفید

حشرات تولیدکننده محصولات مفید بسیاری برای انسان هستند، از عسل تولیدشده توسط زنبور عسل تا ابریشمی که از شفیره پروانه گرفته می‌شود همگی سالیان سال مورد استفاده انسان بوده است. در ادامه انواع محصولات تولید شده توسط حشرات را بررسی می‌کنیم.

تولید رنگ کوشینال

برای صدها سال، رنگ قرمز بسیار غلیظی از نوع خاصی از حشره فلس کوشینال، استخراج می‌شود. حشرات فلس کوشین از کاکتوس تغذیه می‌کنند و توسط یک پوسته مومی سخت پوشیده شده‌اند که به محافظت از آن‌ها در برابر شکارچیان کمک می‌کند. آن‌ها همچنین برای کمک به دور نگه داشتن شکارچیان، اسید کارمینیک تولید می‌کنند. اسید کارمینیک وقتی از حشره استخراج می‌شود (با له کردن حشره) پارچه‌ها را به رنگ قرمز روشن تا زرشکی رنگ می‌کند. اگر با مواد شیمیایی تصفیه شود، رنگ‌دهی آن می‌تواند شدیدتر شود. کوشین به طور سنتی برای رنگ کردن پارچه‌ها استفاده می‌شده است، اما اکنون برای رنگ دادن به لوازم آرایشی و مواد غذایی نیز استفاده می‌شود.

تولید نوعی رزین طبیعی

یکی دیگر از حشرات فلس‌دار به نام شپشک لاک‌ساز، شیره درختان را می‌مکد و ماده چسبنده‌ای را که از درختان خراشیده می‌شود دفع می‌کند که از خشک شدن به پودر تبدیل می‌شود. پس از آماده شدن برای استفاده، پودر در اتیل الکل حل می‌شود تا شلاک درست شود. شلاک کاربردهای زیادی دارد اما بیشتر به عنوان پوشش چوبی شناخته می‌شود. علاوه بر خاصیت براق‌کنندگی موجب جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت نیز شده و برای محافظت از سطوح در مقابل آب استفاده می‌شود.

تولید عسل

همانطور که می‌دانید این ماده شیرینی است که توسط زنبورهای عسل از شهد گیاهان تهیه می‌شود. زنبورهای عسل حشرات بسیار سخت‌کوشی هستند و باید از بیش از ۲ میلیون گل بازدید کنند تا بتوانند شهد کافی برای تولید تنها نیم کیلو عسل به دست آورند. زنبورها عسل را در شانه کندوی خود می‌سازند و ذخیره می‌کنند. از این عسل ذخیره شده در زمانی که گل‌ها رشد نمی‌کند به عنوان غذای افراد کندو استفاده می‌شود.

زنبورداران عسل اضافی را از کندو می‌گیرند، آن را از شانه بیرون می‌آورند و برای فروش در بطری می‌ریزند. عسل نه تنها برای غذا استفاده می‌شود، بلکه برای درمان بریدگی‌ها برای جلوگیری از عفونت یا تسکین گلودرد کاربردهای دارویی دارد. همچنین در محصولات زیبایی و به عنوان یک تقویت‌کننده اثر استفاده می‌شود.

تولید ابریشم

این ماده توسط غدد بزاقی برخی از حشرات تولید می‌شود، در درجه اول کاترپیلارها که از آن برای محافظت از خود هنگام ورود به شفیره آسیب‌پذیر استفاده می‌کنند تا از کرم به پروانه یا بید تبدیل شوند. در حالی که کاترپیلارها ابریشم تولید می‌کنند، حشره مورد علاقه برای تولید ابریشم، پروانه ابریشم غول‌پیکر با نام علمی Bombyx mori، از چین است.

تولید ابریشم یا نوغان‌سازی (پرورش کرم ابریشم) یک فرآیند درگیرکننده است. این کار با پرورش کاترپیلارها پس از بیرون آمدن از تخم شروع می‌شود و آن‌ها با برگ‌های توت تغذیه می‌شوند تا زمانی که رشد کنند و آماده شفیره شدن شوند و پیله‌های خود را ببافند. پس از شکل‌گیری پیله‌ها، آن‌ها را جمع‌آوری کرده و به عنوان ماده اولیه برای ایجاد پارچه در یک قابلمه آب جوش می‌ریزند. هر پیله از چندین هزار متر از یک نخ بسیار ظریف ساخته شده است. این نخ‌های ریز به هم تابیده می‌شوند تا نخ بزرگ‌تری را تشکیل دهند که می‌توان آن را رنگ کرده و برای بافتن پارچه استفاده کرد. برای تولید نیم کیلو ابریشم به بیش از دو هزار کرم ابریشم نیاز است.

نقش حشرات در بازیافت

دنیایی را تصور کنید که در آن برگ‌هایی که از درخت می‌ریزند یا مدفوع جانوران هرگز ناپدید نمی‌شوند. به زودی محلی برای زندگی انسان و سایر موجودات باقی نمی‌ماند. اما حشرات زیادی وجود دارند که از این منابع تغذیه می‌کنند و آن‌ها را به مواد مغذی تجزیه می‌کنند که این فعالیت‌ها سپس به رشد گیاهان کمک می‌کند. این حشرات را «ساپروفاژ» (Saprophages) می‌نامند که از واژه یونانی (sapros) به معنی «پوسیده» و (phagein) به معنی «خوردن یا بلعیدن» گرفته شده است. انواع حشرات به روش‌های زیر به چرخه تجزیه و بازیافت مواد در طبیعت کمک می‌کنند.

حشرات تغزیه کننده از بافت مرده گیاهی

برخی از حشرات از بافت‌های گیاهی مرده یا در حال مرگ تغذیه می‌کنند. بسیاری از گونه‌های ساکن در خاک و چوب وجود دارند که برگ‌ها را خرد کرده یا در چوب مرده تونل حفر می‌کنند. این به مواد گیاهی کمک می‌کند تا به سرعت پوسیده شوند. با گذشت زمان، پوسیدگی باعث ایجاد هوموس (نوعی خاک غنی از مواد آلی) می‌شود.

حشرات تغذیه کننده از مردار

حشرات زیادی هستند از جمله سوسک‌ها، مگس‌ها، زنبورها و مورچه‌ها که جذب مردار می‌شوند و از آن تغذیه می‌کنند. در حضور جسد یک جاندار، گونه‌های مختلف ظاهر می‌شوند و برای مدت زمان محدودی از بدن مرده تغذیه می‌کنند، اما این حشرات به سرعت گوشت در حال پوسیدگی را می‌خورند یا دفن می‌کنند. مگس‌های دمنده معمولاً اولین حشراتی هستند که به حیوان مرده می‌رسند و اولین کسانی هستند که تکامل را کامل می‌کنند و می‌روند. گونه‌های دیگر در طول زمان در یک توالی نسبتا قابل پیش‌بینی با تجزیه بدن دنبال می‌شوند. این تغییر در ترکیب گونه‌ای ساپروفاژها را «جانشینی جانوران» (Faunal succession) می‌نامند. این جانشینی می‌تواند به حشره‌شناسان پزشکی قانونی کمک کند تا زمان مرگ را هنگام یافتن جسد مشخص کنند.

حشرات تغذیه کننده از سرگین

برخی از حشرات از مدفوع حیوانات دیگر تغذیه می‌کنند. این حشرات کوپروفاژ (مدفوع خوار) هستند و بیشتر مگس‌ها و سوسک‌های سرگین را شامل می‌شوند. سوسک‌های سرگین تخم‌های خود را روی مدفوع می‌گذارند و لاروها از آن تغذیه می‌کنند. سوسک‌های سرگین بسته به نحوه استفاده از مدفوع به سه دسته تقسیم می‌شوند شامل:

• تونل‌سازها (پاراکوپریدها): تونل‌هایی می‌سازند که در آن توپ‌های مدفوع می‌غلتانند.
• ساکنین (اندوکپریدها): معمولاً در مدفوع و زیر آن زندگی می‌کنند.
• غلتک‌ها (تلکوپریدها): گلوله‌های مدفوع درست می‌کنند و آن‌ها را به سوراخی کم عمق می‌غلتانند و سپس روی آن تخم می‌گذارند.

فواید بی‌شماری در مدفوع‌خواری حشرات وجود دارد. آن‌ها با حذف سریع مدفوع از پوشش گیاهی به رشد گیاهان کمک می‌کنند. بدون سوسک‌های سرگین، چراگاه غیرقابل استفاده می‌شود، زیرا دفع مدفوع زمان زیادی طول می‌کشد. تونل زدن سوسک سرگین به رساندن هوا به ریشه گیاهان مرتعی کمک کرده و به جذب آب باران کمک می‌کند.

حشرات چگونه نور تولید می کنند؟

سوسو زدن حشره های شب‌تاب (کرم‌های شب‌تاب) در هوای تاریک و روشن تایید می‌کند که تابستان فرا رسیده است. شما ممکن است آن حشرات نورانی را در دستان خود گرفته باشید و از میان انگشتان خود نگاه کنید تا درخشش آن‌ها را تماشا کنید و متعجب باشید که چگونه آن کرم‌های شب‌تاب جذاب نور تولید می‌کنند. در ادامه در مورد آن به طور کامل توضیح داده‌ایم.

بیولومینسانس در کرم شب تاب

کرم شب‌تاب نور را به روشی مشابه نحوه عملکرد چوب براق ایجاد می‌کند. نور ناشی از یک واکنش شیمیایی یا نورتابی شیمیایی است. هنگامی که یک واکنش شیمیایی تولیدکننده نور در یک موجود زنده رخ می‌دهد، دانشمندان این ویژگی را بیولومینسانس می‌نامند. بیشتر موجودات بیولومنسنت در محیط‌های دریایی زندگی می‌کنند، اما کرم شب‌تاب از جمله موجودات زمینی هستند که قادر به تولید نور هستند.

اگر به یک کرم شب‌تاب بالغ نگاه کنید، می‌بینید که دو یا سه قسمت آخر شکم متفاوت از بقیه به نظر می‌رسند. این بخش‌ها شامل اندام تولیدکننده نور است، ساختاری کارآمد که نور را بدون از دست دادن انرژی گرمایی تولید می‌کند. اگر تا به حال یک لامپ رشته‌ای را بعد از چند دقیقه لمس کرده باشید، می‌دانید که داغ است. اگر اندام نور کرم شب‌تاب گرمای مشابهی از خود ساطع می‌کرد، این حرارت به مرگ او منجر می‌شد.

آنزیم لوسیفراز عامل درخشش کرم های شب تاب

در کرم شب‌تاب، واکنش شیمیایی که باعث درخشش آن‌ها می‌شود به آنزیمی به نام لوسیفراز بستگی دارد. نام این آنزیم (Luciferase) از دو بخش لوسیفر از لاتین lucis به معنی نور و ferre به معنی حمل می‌آید. بنابراین، لوسیفراز به معنای آنزیمی است که حامل نور است. بیولومینسانس کرم شب‌تاب نیازمند حضور کلسیم، آدنوزین تری‌فسفات (ATP)، ماده شیمیایی لوسیفران و آنزیم لوسیفراز در اندام نوری است. هنگامی که اکسیژن به این ترکیب از مواد شیمیایی وارد می‌شود، واکنشی را ایجاد کرده که نور تولید می‌کند. دانشمندان اخیراً کشف کردند که اکسید نیتریک نقش کلیدی در اجازه دادن به اکسیژن برای ورود به اندام نوری کرم شب‌تاب و شروع واکنش دارد.

در غیاب اکسید نیتریک، مولکول‌های اکسیژن به میتوکندری روی سطح سلول‌های اندام نوری متصل می‌شوند و نمی‌توانند برای تحریک واکنش وارد اندام شوند، بنابراین هیچ نوری تولید نمی‌شود. در صورت وجود اکسید نیتریک، این ماده به جای اکسیژن به میتوکندری متصل می‌شود و در نتیجه به اکسیژن اجازه می‌دهد تا وارد اندام شود، با سایر مواد شیمیایی ترکیب شده و نور تولید می‌کند.

این بیولومینسانس علاوه بر اینکه نشانگر گونه‌ای برای جذب جفت است، سیگنالی برای شکارچیان کرم شب‌تاب مانند خفاش‌ها نیز بوده که طعم تلخی خواهند داشت. در مطالعه‌ای که در آگوست ۲۰۱۸ در مجله Science Advances منتشر شد، محققان دریافتند که خفاش‌ها وقتی کرم‌های شب‌تاب می‌درخشند، کمتر کرم آن‌ها را می‌خوردند.

انواع حالات تولید نور در کرم های شب تاب

شب‌تاب‌های مولد نور با طرح و رنگی که مختص گونه‌هایشان است چشمک می‌زنند و از این الگوهای فلاش می‌توان برای شناسایی آن‌ها استفاده کرد. یادگیری تشخیص گونه‌های کرم شب تاب در منطقه شما مستلزم آگاهی از طول، تعداد و ریتم فلاش‌های آن‌ها، فاصله زمانی بین چشمک زدن آن‌ها، رنگ نوری که تولید می‌کنند، الگوهای پروازی ترجیحی آن‌ها و زمان شب که معمولاً چشمک می‌زنند است. سرعت الگوی فلاش کرم شب‌تاب با آزاد شدن ATP در طی واکنش شیمیایی کنترل می‌شود. رنگ (یا فرکانس) نور تولیدشده احتمالاً تحت تأثیر pH است. نرخ فلاش یک کرم شب‌تاب با دما نیز متفاوت خواهد بود. دمای پایین‌تر باعث کاهش سرعت فلاش می‌شود.

حتی اگر در الگوهای فلاش برای کرم شب‌تاب در منطقه خود به خوبی مسلط هستید، باید مراقب تقلیدکنندگان احتمالی باشید که سعی در فریب دادن کرم شب‌تاب خود دارند. ماده کرم شب‌تاب به دلیل توانایی خود در تقلید از الگوهای فلاش گونه‌های دیگر شناخته شده است، ترفندی که آن‌ها برای فریب دادن نرهای ناآگاه به گونه‌های نزدیک‌تر به کار می‌برند تا بتوانند یک وعده غذایی آسان را بدست آورند. برخی از کرم شب تاب‌های نر نیز می‌توانند الگوهای فلاش گونه‌های دیگر را کپی کنند.

لوسیفراز در تحقیقات زیست پزشکی

لوسیفراز یک آنزیم ارزشمند برای تحقیقات زیست‌پزشکی، به ویژه به عنوان نشانگر بیان ژن است. هنگامی که یک قطعه ژنی با لوسیفراز برچسب‌گذاری می‌شود، محققان می‌توانند یک ژن در حال کار یا وجود یک باکتری را ببینند. به دلیل ارزش آن به عنوان یک ابزار تحقیقاتی، لوسیفراز در آزمایشگاه‌ها تقاضای زیادی دارد و برداشت تجاری کرم شب‌تاب زنده، بر جمعیت کرم شب‌تاب در برخی مناطق تأثیر منفی گذاشت. با این حال، دانشمندان با موفقیت ژن لوسیفراز یک گونه کرم شب‌تاب Photinus pyralis را در سال ۱۹۸۵ شبیه‌سازی کردند که تولید لوسیفراز مصنوعی در مقیاس بزرگ را ممکن ساخت.

چگونه حشرات را دور کنیم؟

حشرات موزی یک خانه خوب را دوست دارند به همان دلایلی شما دوست دارید. آن‌ها غذا، آب و سرپناه می‌خواهند. اگر بتوانند این‌ها را در خانه شما پیدا کنند، به خانه شما نقل مکان می‌کنند. حشراتی که معمولا در داخل خانه‌ها یافت می‌شوند عبارتند از: مورچه‌ها، سوسک‌ها، گوش‌خیزک‌ها، فایربرات‌ها، مگس‌ها، صدپاهای خانگی، ماهی نقره‌ای و غیره. صاحبان حیوانات خانگی گاهی اوقات مجبورند با پشه‌ها و کنه‌ها در خانه دست و پنجه نرم کنند. هر یک از این آفات می‌توانند در زمان‌های مختلف سال خود را نشان دهند و برخی از آن‌ها در مناطق خاصی از کشورها بیشتر از سایرین مشکل‌ساز هستند. در ادامه روش‌های مختلفی برای رهایی از شر حشرات را بیان کرده‌ایم.

آشپزخانه را تمیز نگه دارید

شما با استفاده کردن از پیشخوان آشپزخانه برای یک میان وعده، حشرات مختلفی که عاشق غذاهای مختلف (از جمله آرد، غلات، مخلوط‌های پخت، کراکر، ماکارونی خشک، میوه‌های خشک، آجیل، ذرت بوداده و حتی ادویه‌ها) هستند را به آشپرخانه خود دعوت می‌کنید. مورچه‌ها دنبال چیزهای شیرین می‌روند. شب‌پره‌های هندی (با نام مستعار پره غلات) عاشق برنج، آرد، غلات و آجیل هستند. سوسک‌های آرد طیف وسیعی از مواد غذایی از جمله آرد، مخلوط کیک، میوه‌های خشک، آجیل، شکلات و ادویه‌ها را ترجیح می‌دهند.

اطمینان حاصل کنید که غذای شما در ظروف در بسته نگه‌داری می‌شود و بسته‌های کوچکی را خریداری کنید که در مدت زمان کوتاه‌تری مصرف شوند. کف زمین و پیشخوان خود را تمیز و پاک از خرده‌های غذا نگه دارید. برای اینکه از ورود حشرات به آرد جلوگیری کنید، می‌توانید آن را در فریزر نگه‌داری کنید. غذای حیوان خانگی خود را نیز می‌توانید در یخچال نگه‌داری کنید. حشراتی مانند پروانه هندی، آن را نیز می‌خورند.

درزها و شیارها را ببندید

شکاف‌های کوچک در اطراف درب ورودی و پارگی‌های صفحه‌های پنجره را ببندید. این قسمت‌ها با عنوان تابلوهایی خوش آمدید خواهد بود که حشرات را به خانه شما دعوت می‌کنند. در حالی که به نظر می‌رسد تقریباً غیرممکن است که همیشه حشرات موزی را از بین ببرید، در اینجا چند راه آسان برای کمک به کمیاب کردن آن‌ها وجود دارد. به توری پنجره‌ها، کناره‌های پنجره‌ها و درهای خود نگاهی دقیق بیندازید. اگر شکاف یا سوراخی دیدید، آن‌ها را درزبندی یا تعمیر کنید. با بستن و مهر و موم کردن اطراف در و پنجره‌ها خود نه تنها از ورود بادهای سرد و اتلاف انرژی جلوگیری می‌کنید بلکه از ورود حشرات مزاحم نیز ممانعت خواهید کرد. شکاف‌ها و منافذ کوچک مانند درهای کاملاً باز برای حشرات بهترین گزینه ورود هستند.

به طور منظم خانه را تمیز و جارو کنید

نظافت خوب، به دور نگه داشتن حشرات کمک می‌کند، به خصوص در آشپزخانه که خرده‌های غذا می‌تواند انباشته شود. سطل‌های زباله را به طور منظم خالی کنید و هر هفته جاروبرقی بکشید. فراموش نکنید که فاضلاب سینک و وان حمام خود را تمیز کنید. مگس‌های فاضلاب در آنجا زندگی می‌کنند و برای جستجوی غذا به بیرون پرواز می‌کنند. برای جلوگیری از ایجاد مشکل این آفات به طور منظم از یک پاک‌کننده فاضلاب استفاده کنید. از تل‌انبار کردن مجلات، روزنامه‌ها و جعبه‌ها اجتناب کنید، سوسک‌ها دوست دارند در آن‌ها بنشینند.

فضای بیرون را عاری از زباله نگه دارید

هیزم‌های تل‌انبار شده، سطل‌های کمپوست و زباله‌های حیاط، مکان‌های خوبی برای اختفای حشرات هستند که ممکن است در داخل خانه حرکت کنند. قبل از اینکه هیزم بیاورید، آن را بررسی کنید تا حشراتی روی ‌آن‌ها در حال راه رفتن نباشند. مناطقی از آب راکد را در حیاط خانه خود که می تواند محل پرورش پشه ها باشد، بردارید. فضاهای خاک‌برداری شده را عاری از علف‌های هرز و بقایای گیاهی که می‌توانند آفات حشرات را در خود جای دهند، نگه دارید و شاخه‌های گیاه را از پایه خانه خود دور نگه دارید.

مناطق مرطوب را خشک کنید

حشرات نه تنها به دنبال غذا، بلکه در جستجوی آب نیز هستند. برخی از آفات مهاجم خانه مانند ماهی نقره‌ای، دم فنری و صدپا ترجیح می‌دهند در مکان‌های مرطوب قرار بگیرند. اطمینان حاصل کنید که کولر، ماشین لباسشویی و خشک‌کن شما همه به درستی کار می‌کنند. در مناطقی از خانه که همیشه مرطوب هستند، مانند زیرزمین، یک دستگاه رطوبت‌گیر قرار دهید و فراموش نکنید که اتاق زیر شیروانی یا انباری را بررسی کنید تا از خشک بودن آن مطمئن شوید.

از مواد طبیعی برای دور کردن حشرات استفاده کنید

راه‌هایی برای خلاص شدن از شر حشرات رایج خانگی بدون تماس با آفات وجود دارد. در اینجا شش مرحله آسان برای دفع حشرات خانه شما آورده شده است که طبیعی بوده و مزایای دیگری نیز علاوه بر دفع حشرات دارند.

• استفاده از روغن نعناع: گیاهان نعناع و روغن نعناع علاوه بر بوی فوق‌العاده‌ای که در خانه ایجاد می‌کنند، به طور طبیعی مورچه‌ها، عنکبوت‌ها، پشه‌ها و حتی موش‌ها را دفع می‌کنند. ۱۰ تا ۱۵ قطره اسانس نعناع را در لیوان پر آب مخلوط کنید سپس آن را در یک ظرف اسپری ریخته، تکان دهید و در نواحی اطراف درها، دریچه‌ها و پنجره‌ها اسپری کنید.
• استفاده از زمین دیاتومه: زمین دیاتومه که از جلبک‌های تک‌سلولی فسیل‌شده له‌شده ساخته شده است، به انسان آسیب نمی‌رساند، اما برای حشرات با اسکلت بیرونی (از جمله ساس، مگس، حشرات بدبو، عنکبوت، سوسک و گوش‌خیز) کشنده است و در عرض ۴۸ ساعت پس از تماس با زمین دیاتومه، حشرات در اثر کم‌آبی می‌میرند.
• استفاده از روغن چریش: این روغن که محصول درخت چریش است، بیش از ۲۰۰ گونه حشره را می‌کشد، اما به انسان و حیات وحش آسیبی نمی‌رساند. برای کمک به کنترل شته‌ها، تریپس و مگس‌های سفید، روغن چریش را روی گیاهان داخلی اسپری کنید.
• استفاده از کاغذ مگس و تله حشرات: برای پروانه‌ها، مگس‌ها و صدپاها، سعی کنید از چوب‌های چسبنده گیاه خانگی استفاده کنید که حشره را از طریق بو و رنگ جذب می‌کند و سپس حشرات را به دام می‌اندازد.
• استفاده از «پیرترین» (Pyrethrin): این حشره‌کش که از گل داوودی استخراج می‌شود، بر سیستم عصبی حشره تأثیر می‌گذارد. برای از بین بردن سریع آن‌ها، پیرترین را روی پشه‌ها، پروانه‌ها، مگس‌ها، کک‌ها یا هر گونه حشره با بدن‌های سخت اسپری کنید.
• استفاده از اسطوخودوس (لاوندر): رایحه شگفت‌انگیز گیاهان اسطوخودوس شب‌پره، کک، مگس و پشه را دفع می‌کند. کیسه‌های اسطوخودوس خشک را در کمد قرار دهید یا آن را بخشی از روش نظافتی خود قرار دهید و مخلوطی از ۵ تا ۱۰ قطره اسانس اسطوخودوس را در ۱ لیوان آب در اطراف خانه‌تان اسپری کنید تا حشرات را از خود دور کنید.

حشرات چگونه نفس می کشند؟

حشرات نیز مانند انسان برای زندگی به اکسیژن نیاز دارند و دی‌اکسید کربن را به عنوان یک محصول زائد تولید می‌کنند. با این حال، اینجاست که شباهت بین سیستم تنفسی حشرات و انسان به پایان می‌رسد. حشرات نه ریه دارند و نه اکسیژن را از طریق سیستم گردش خون به روشی که انسان انجام می‌دهد منتقل می‌کند. در عوض، سیستم تنفسی حشرات متکی به یک تبادل گاز ساده است که بدن حشره را با اکسیژن غوطه‌ور کرده و ضایعات دی‌اکسید کربن را دفع می‌کند.

سیستم تنفسی حشرات

برای حشرات، هوا از طریق یک سری منافذ خارجی به نام «اسپیراکل» (Spiracles) وارد سیستم تنفسی می‌شود. این مارپیچ‌ها که در برخی از حشرات به عنوان دریچه‌های عضلانی عمل می‌کنند، به سیستم تنفسی داخلی منتهی می‌شوند که از مجموعه‌ای از لوله‌های شبکه‌ای متراکم به نام نای تشکیل شده است. برای ساده کردن مفهوم سیستم تنفسی حشرات، آن را مانند یک اسفنج در نظر بگیرید. این اسفنج دارای سوراخ‌های کوچکی است که به آب داخل آن اجازه می‌دهد تا آن را مرطوب کند. به طور مشابه، منافذ مارپیچ اجازه می‌دهد تا هوا وارد سیستم داخلی نای شود و بافت‌های حشره را با اکسیژن شستشو دهد. دی‌اکسید کربن که یک ضایعات متابولیک است از طریق اسپیراکل‌ها از بدن خارج می‌شود.

رابط گاز - آب در نای

لوله‌ها به سلول‌های بدن ختم می‌شوند. گازها با انتشار در داخل سیستم لوله‌ای حرکت می‌کنند. هنگامی که حشره فعالیت کمتری دارد، انتهای نای حاوی مایع است. انتهای نای جایی است که سیال و گاز به هم می‌رسند (رابط مایع/گاز)، که تبادل گازها اتفاق می‌افتد (اکسیژن جذب و دی اکسید کربن خارج می‌شود). با افزایش فعالیت، مایع از لوله نای خارج می‌شود. این بدان معنی است که تبادل گازها در نزدیکی سلول‌ها اتفاق می‌افتد. در حالت عضله پروازی خسته، رابط تبادلی درون سلول‌های عضلانی قرار دارد.

انتشار به تنهایی نیازهای تنفسی حیوان را برآورده نمی‌کند. گازها تا حد زیادی با پمپاژ بخش‌های بدن حرکت می‌کنند. سیستم تنفسی یک حشره برای موجودات کوچک بسیار کارآمد است. با افزایش اندازه بدن، کارایی کاهش می‌یابد. وقتی قطر بدن از حدود ۳ سانتی‌متر بیشتر شود، نیازهای تنفسی برآورده نمی‌شود. از این رو این سیستم تنفسی حشرات است که اندازه بدن آن‌ها را محدود می‌کند. توجه داشته باشید که هیچ سیستم حمل و نقلی مانند خون در حرکت اکسیژن یا دی اکسید کربن در بدن نقش کاربردی و کاملی در جانوران ندارد.

چگونه حشرات تنفس را کنترل می کنند؟

حشرات می‌توانند تا حدودی تنفس را کنترل کنند. آن‌ها می‌توانند از طریق انقباضات عضلانی مارپیچ‌های خود را باز و بسته کنند. به عنوان مثال، حشره ای که در یک محیط بیابانی زندگی می‌کند، می‌تواند دریچه‌های مارپیچ خود را بسته نگه دارد تا از از دست دادن رطوبت جلوگیری کند. این کار با انقباض عضلات اطراف اسپیراکل انجام می‌شود. برای باز کردن اسپیراکل، عضلات شل می‌شوند.

حشرات همچنین می‌توانند با پمپاژ ماهیچه‌ها، هوا را به سمت لوله‌های تراشه هدایت کنند و بدین ترتیب اکسیژن‌رسانی را تسریع کنند. در موارد گرما یا استرس، حشرات حتی می‌توانند هوا را با باز کردن متناوب مارپیچ‌های مختلف و استفاده از ماهیچه‌ها برای انبساط یا انقباض بدن خود تخلیه کنند. با این حال، سرعت انتشار گاز یا سیلابی شدن حفره داخلی با هوا قابل کنترل نیست. با توجه به این محدودیت، تا زمانی که حشرات با استفاده از سیستم مارپیچ و لوله به تنفس خود ادامه می‌دهند، از نظر تکامل، احتمالاً بزرگ‌تر از آنچه اکنون هستند نمی‌شوند.

حشرات آبزی چگونه نفس می کشند؟

در حالی که اکسیژن در هوا فراوان است (۲۰۰۰۰۰ قسمت در میلیون)، در آب به میزان قابل توجهی کمتر در دسترس است (۱۵ قسمت در میلیون در آب خنک و روان). با وجود این چالش تنفسی، بسیاری از حشرات حداقل در برخی از مراحل چرخه زندگی خود در آب زندگی می‌کنند. چگونه حشرات آبزی در هنگام غوطه ور شدن اکسیژن مورد نیاز خود را دریافت می‌کنند؟ برای افزایش جذب اکسیژن در آب، همه حشرات آب‌زی به جز کوچک‌ترین حشرات از ساختارهای نوآورانه‌ای مانند سیستم‌های آبشش و ساختارهایی شبیه به غواصی انسان و تجهیزات غواصی استفاده می‌کنند تا اکسیژن را به داخل بکشند و دی‌اکسید کربن را خارج کنند. در ادامه انواع این ساختارها را بررسی می‌کنیم.

حشرات با آبشش

بسیاری از حشرات ساکن آب دارای آبشش‌های لوله‌ای هستند که امتداد لایه‌ای بدنشان است که آن‌ها را قادر می‌سازد تا مقادیر بیشتری از اکسیژن را از آب دریافت کنند. این آبشش‌ها اغلب روی شکم قرار دارند، اما در برخی از حشرات در مکان‌های عجیب و غریب و غیرمنتظره یافت می‌شوند. به عنوان مثال، برخی از مگس‌های سنگی دارای آبشش‌های مقعدی هستند که شبیه مجموعه‌ای از رشته‌ها هستند که از انتهای عقبی آن‌ها امتداد یافته است. پوره‌های سنجاقک دارای آبشش‌هایی در داخل راست روده خود هستند.

هموگلوبین می‌تواند اکسیژن را به دام بیندازد. لاروهای حشرات غیرگزنده از خانواده Chironomidae و چند گروه حشرات دیگر، درست مانند مهره‌داران، هموگلوبین دارند. این لاروهای اغلب کرم خونی نامیده می‌شوند زیرا هموگلوبین آن‌ها را با رنگ قرمز روشن آغشته می‌کند. کرم‌های خونی می‌توانند در آبی با سطح اکسیژن بسیار کم رشد کنند. کرم‌های خونی با موج‌دار کردن بدن خود در کف گل‌آلود دریاچه‌ها و برکه‌ها، می‌توانند هموگلوبین را با اکسیژن اشباع کنند. وقتی حرکت آن‌ها متوقف می‌شود، هموگلوبین اکسیژن آزاد می‌کند و آن‌ها را قادر می‌سازد حتی در آلوده‌ترین محیط‌های آبی تنفس کنند. این منبع اکسیژن پشتیبان ممکن است فقط چند دقیقه طول بکشد، اما معمولاً به اندازه کافی طولانی است تا حشره به سمت آب دارای اکسیژن بیشتری حرکت کند.

حشرات دارای سیستم اسنورکل

برخی از حشرات آب‌زی، مانند حشرات دم‌موشی، از طریق ساختاری شبیه غواصی با هوای سطحی ارتباط برقرار می‌کنند. تعداد کمی از حشرات مارپیچ‌های اصلاح شده‌ای دارند که می‌توانند قسمت‌های غوطه‌ور شده گیاهان آب‌زی را سوراخ کرده و از کانال‌های هوا در ریشه یا ساقه‌شان اکسیژن بگیرند.

حشرات غواص

برخی از سوسک‌های آب‌زی و حشرات واقعی می‌توانند با حمل یک حباب هوای موقت با خود شیرجه بزنند، دقیقاً مانند غواصی که یک مخزن هوا حمل می‌کند. برخی دیگر، مانند سوسک‌های تفنگی، یک لایه هوای دائمی در اطراف بدن خود نگه می‌دارند. این حشرات آب‌زی توسط شبکه‌ای مشبک از موها محافظت می‌شوند که آب را دفع می‌کند و هوای ثابتی را برای آن‌ها فراهم می‌کند تا از آن اکسیژن بگیرند. این ساختار فضایی که پلاسترون نامیده می‌شود، آن‌ها را قادر می‌سازد تا برای همیشه در زیر آب بمانند.

حشرات چگونه حرکت می کنند؟

حشرات استاد حرکت هستند، سوسک‌ها می‌دوند، زنبورها ازدحام می‌کنند، پروانه‌ها پرواز می‌کنند، آخوندک‌ها حمله می‌کنند، سوسک‌های غواصی شنا می‌کنند، کرم‌ها می‌خزند، سنجاقک‌ها مانند دارت حرکت می‌کنند، حشره ها به هم می‌پیچند، قایق‌رانان آبی پارو می‌زنند، لارو پشه می‌چرخد، کک‌ها می‌پرند، فرفره‌ها می‌چرخند، در واقع حشرات انواع حرکات مختلف که بسیاری از جانداران قادر به انجام آن‌ها نیستند  را انجام می‌دهند. در ادامه انواع حرکات حشرات را بررسی کرده‌ایم.

راه رفتن و دویدن حشرات

یک اسکلت بیرونی می‌تواند برای یک حیوان کوچک، همانند چمدانی ناخوشایند، حجیم و دست و پا گیر باشد. برای جبران، بیشتر حشرات دارای سه جفت پا هستند که به صورت جانبی در یک حالت پهن قرار گرفته‌اند. مرکز جرم بدن پایین است و به خوبی در محدوده حمایت برای ثبات بهینه است. هر پا هم به عنوان پایه‌ای برای تحمل وزن بدن و هم به عنوان اهرمی برای تسهیل حرکت عمل می‌کند.

با سرعت راه رفتن بسیار آهسته، یک حشره هر بار فقط یک پا را حرکت می‌دهد و پنج پای دیگر را در تماس با زمین نگه می‌دارد. در سرعت‌های متوسط، ممکن است دو پا به طور همزمان بلند شوند، اما برای حفظ تعادل، حداقل یک پا از هر بخش بدن همیشه ثابت می‌ماند. این منجر به یک الگوی موج مانند از حرکات پا می‌شود که به عنوان «راه رفتن متاکرونال» ( The metachronal gait) شناخته می‌شود. هنگام دویدن، یک حشره سه پا را به طور همزمان حرکت می‌دهد. این راه رفتن سه پایه است، به این دلیل که حشره همیشه سه پا در تماس با زمین دارد: پاهای جلو و عقب در یک طرف بدن و پای وسط در طرف مقابل. بنابراین تصادفی نیست که حشرات دقیقاً شش پا دارند. حداقلی که برای سه پایه‌های تکیه‌گاه متناوب لازم است.

هماهنگی حرکات پا توسط شبکه‌هایی از نورون‌ها تنظیم می‌شود که می‌توانند خروجی ریتمیک را بدون نیاز به سیگنال‌های زمان‌بندی خارجی تولید کنند. به چنین شبکه‌هایی مولد الگوی مرکزی یا CPG می‌گویند. حداقل یک CPG در هر پا وجود دارد. شبکه‌های منفرد از طریق نورون‌های داخلی به یکدیگر متصل می‌شوند و خروجی هر CPG در صورت نیاز با بازخورد حسی از پاها اصلاح می‌شود. فقط حیواناتی با بدنه سفت و سخت می‌توانند از راه رفتن سه پایه برای حرکت استفاده کنند.

حشرات با بدن نرم، درست مانند کرم‌ها دارای اسکلت هیدرواستاتیک هستند. آن‌ها با انقباضات پریستالتیک بدن حرکت می‌کنند، پایه‌های عقبی را به سمت جلو می‌کشند تا سطح زیرین (که روی آن راه می‌روند) را بگیرند و سپس قسمت منتهی به بخش جلوی بدن را به جلو هل می‌دهند. این نوع حرکت در لارو پروانه‌های هندسی بسیار جالب است. در حالی که سطح زیرین را با شش پای قفسه سینه خود می‌گیرند، شکم را به سمت قفسه سینه خم می‌کنند، سطح زیرین را با پایه‌های خود می‌گیرند و سپس انتهای قدامی را تا آنجا که ممکن است گسترش می‌دهند. این الگوی متمایز حرکت، نام مستعاری مانند «کرم‌های اینچ» (Inchworms)، «کرم‌های خاردار» (Spanworms) و «کرم‌های اندازه‌گیری» (Measuring worms) را برای آن‌ها به ارمغان آورده است.

پرواز حشرات

پرواز حشرات تا همین اواخر برای دانشمندان یک رمز و راز باقی مانده بود. اندازه کوچک حشرات، همراه با فرکانس بالای ضربان بال آن‌ها، مشاهده مکانیک پرواز را برای دانشمندان تقریباً غیرممکن کرده است. اختراع فیلم پرسرعت به دانشمندان اجازه داد تا حشرات را در حال پرواز ثبت کنند و حرکات آن‌ها را با سرعت بسیار کم تماشا کنند. چنین فناوری، حرکت را در عکس‌های فوری میلی‌ثانیه‌ای با سرعت فیلم‌برداری تا ۲۲۰۰۰ فریم در ثانیه ثبت می‌کند. بنابراین، به لطف این فناوری جدید، در مورد نحوه پرواز حشرات چه آموخته‌ایم؟ اکنون می‌دانیم که پرواز حشرات شامل یکی از دو حالت ممکن است: مکانیسم پرواز مستقیم یا مکانیسم پرواز غیر مستقیم. در ادامه هر کدام از این حالات را بررسی می‌کنیم.

پرواز حشرات از طریق مکانیسم پرواز مستقیم

برخی از حشرات از طریق عمل مستقیم عضله در هر بال به پرواز می‌رسند. یک مجموعه از ماهیچه‌های پرواز درست در داخل پایه بال و مجموعه دیگر کمی خارج از پایه بال متصل می‌شوند. هنگامی که اولین مجموعه از عضلات پروازی منقبض می‌شود، بال به سمت بالا حرکت می‌کند. مجموعه دوم ماهیچه‌های پروازی حرکت بال را به سمت پایین ایجاد می‌کند. دو مجموعه ماهیچه‌های پروازی پشت سر هم کار می‌کنند، انقباضات متناوب برای حرکت دادن بال‌ها به بالا و پایین، بالا و پایین. به طور کلی، حشرات بدوی‌تر مانند سنجاقک و سوسک از این عمل مستقیم برای پرواز استفاده می‌کنند. ماهیچه‌های پروازی مستقیم در حشرات مانند سنجاقک و سوسک یافت می‌شود. بال‌ها حول یک نقطه محوری به بالا و پایین می‌چرخند.

پرواز حشرات از طریق مکانیسم پرواز غیر مستقیم

در اکثر حشرات، پرواز کمی پیچیده‌تر است. ماهیچه‌های پروازی به جای حرکت مستقیم بال‌ها، شکل قفسه سینه را تغییر می‌دهند که به نوبه خود باعث حرکت بال‌ها می‌شود. هنگامی که عضلات متصل به سطح پشتی قفسه سینه منقبض می‌شوند، ترگوم (قطعات کیتینی پشتی) را به سمت پایین می‌کشند. همانطور که ترگوم حرکت می‌کند، پایه‌های بال را به سمت پایین می‌کشد و بال‌ها نیز به نوبه خود به سمت بالا بلند می‌شوند. مجموعه دیگری از ماهیچه‌ها که به صورت افقی از جلو به پشت قفسه سینه کشیده شده و سپس منقبض می‌شوند. قفسه سینه دوباره تغییر شکل می‌دهد، ترگوم بالا می‌رود و بال‌ها به سمت پایین کشیده می‌شوند. این روش پرواز به انرژی کمتری نسبت به مکانیسم عمل مستقیم نیاز دارد، زیرا خاصیت ارتجاعی قفسه سینه در هنگام شل شدن ماهیچه‌ها آن را به شکل طبیعی خود باز می‌گرداند.

حرکات بال حشرات

در بیشتر حشرات، بال‌های جلو و عقب به صورت پشت سر هم کار می‌کنند. در طول پرواز، بال‌های جلو و عقب به هم قفل می‌شوند و هر دو به طور همزمان به سمت بالا و پایین حرکت می‌کنند. در برخی از راسته‌های حشرات، به ویژه Odonata، بال‌ها به طور مستقل در طول پرواز حرکت می‌کنند. با بلند شدن بال جلو، بال عقب پایین می‌آید. پرواز حشرات به چیزی بیش از یک حرکت ساده بالا و پایین بال‌ها نیاز دارد. بال‌ها به جلو و عقب نیز حرکت می‌کنند و به گونه‌ای می‌چرخند که لبه جلویی یا انتهایی بال به سمت بالا یا پایین کشیده شود. این حرکات پیچیده به حشره کمک می‌کند تا به بلند شدن، کاهش کشش و انجام مانورهای آکروباتیک کمک کند.

شنا و اسکیت در حشرات

بسیاری از سوسک‌های آب‌زی (گونه‌های Coleoptera) و حشرات (گونه‌های Hemiptera) از پاهای میانی یا عقبی خود به عنوان پارو برای شنا یا غواصی استفاده می‌کنند. این پاها معمولاً صاف می‌شوند یا با استفاده از موهای بلند و سفت مجهز می‌شوند تا عملکرد و کارایی آن‌ها در آب بهبود یابد. لاروهای بدون پا و شفیره پشه‌ها، میگ‌ها و مگس‌های دیگر (دوپترا) با چرخاندن، منقبض کردن یا موج‌دار کردن بدن خود موفق به شنا می‌شوند.

نایادهای سنجاقک (گونه Odonata) دارای یک سیستم رانش جت هستند: آن‌ها می‌توانند با انقباض عضلات شکم و بیرون راندن یک مقدار آب از محفظه رکتوم که آبشش‌های تنفسی آن‌ها را در خود جای داده است، خود را به جلو برانند. تعداد کمی از حشرات آب‌زی، مانند حشره های آبی، دارای حلقه‌ای از موهای آب‌گریز در نوک پاهای خود هستند. این موها از شکستن کشش سطحی آب توسط پاهای حشره جلوگیری می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد روی سطح آب اسکیت کنند.

خزیدن در حشرات

لارو حشرات ممکن است قادر به راه رفتن باشند، اما بسیاری از آن‌ها می‌خزند. علاوه بر شش پای قفسه سینه، در بسیاری از حشرات لاروها می‌توانند پاهای کاذب یا پیشروها را از شکم خود بیرون بزنند. در کرم چند پروانه و بیدها موجی از انقباض عضلانی را از عقب به جلو، با پاهای کاذب و سپس پاهای قفسه سینه به نوبه خود به سمت جلو پیش می‌روند و با رسیدن موج به آن‌ها از عقب‌ترین پاها شروع می‌شوند. لارو حشره در همولنف فشار هیدرواستاتیک ایجاد می‌کند، به طوری که لارو تحت فشار قرار می‌گیرد و زمانی که عضلات در دیواره بدنه یک قطعه منقبض می‌شود، این فشار افزایش می‌یابد و با فشار هیدرواستاتیکی پاهای کاذب بیرون زده می‌شود (پیاهای کاذب اساسا قابلیت بادشدن دارند).

عضلات تخصصی دیواره بدن فشار داخلی را حفظ می‌کنند. حرکات کرم اینچ یا حلقه‌ای ممکن است کمک کند: قوسی شدن کاترپیلار به جلو آوردن پاهای کاذب کمک می‌کند، جلو می‌رود و سپس با صاف کردن بدنه، قسمت جلویی که حامل پاهای واقعی در سینه است جلو می‌رود. یکی از ویژگی‌های بارز ماهیچه‌های حشرات، به ویژه ماهیچه‌های لارو‌ها، انقباض شدید یا ابرانقباض است.

تفاوت های عضلات مهره داران و حشرات

در ماهیچه‌های مهره‌داران، هر فیبر عضلانی حاوی میوفیبریل‌ها، بسته‌های فیبر پروتئینی اکتین و میوزین است و رشته‌های موازی با محور طولانی آن را می‌سازد. پل‌های متقاطع متحرک و اهرمی بین میوزین و رشته‌های اکتین همسایه زمانی که عضله منقبض می‌شود، رشته‌ها را روی یکدیگر می‌کشد و کوتاه کردن ماهیچه را موجب می‌شود. با توجه به ساختار بافت ماهیچه‌ای در مهره‌داران ماهیچه‌های آن‌ها نمی‌توانند بیش از ۵۰ درصد منقبض شوند.

در ماهیچه‌های حشرات، با این حال، نوارهای z سوراخ شده و دارای منافذی هستند که انتهای میوزین از طریق آن‌ها می‌گذرد و رشته‌ها می‌توانند عبور کنند. بنابراین سارکومر می‌تواند بسیار بیشتر کوتاه شود و به طول کوتاه‌تر از طول رشته‌های میوزین برسد. این ماهیچه‌ها می‌توانند ۷۶ درصد کوتاه شوند که پدیده‌ای به نام ابرانقباض است. این ابرانقباض تا حدی انعطاف‌پذیری زیاد بدن بسیاری از لاروهای حشرات را توضیح می‌دهد و به آن‌ها در حرکت کمک می‌کند.

یکی دیگر از ویژگی‌های عجیب ماهیچه‌های حشرات این است که تعداد رشته‌های اکتین بیشتری در اطراف هر رشته میوزین دارند. در ماهیچه مهره‌داران، هر میوزین توسط شش اکتین و هر اکتین توسط سه میوزین احاطه شده است. نسبت اکتین: میوزین 2:1 است. در حالی که در بیشتر ماهیچه‌های پروازی حشرات، هر میوزین نیز توسط شش اکتین احاطه شده است، اما هر اکتین تنها با دو میوزین مجاور احاطه شده است (نسبت 3:1). در برخی از عضلات پای حشرات ممکن است به همین تعداد باشد به عنوان ۱۲ اکتین در اطراف هر میوزین. در ابتدا تصور می‌شد که این باعث افزایش نیروی انقباضی (قدرت و استحکام) با ایجاد امکان تشکیل پل‌های متقابل بیشتر می‌شد. با این حال، اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که عضله حشره است از نظر قدرت در واحد سطح مقطع مشابه با ماهیچه مهره‌داران، گاهی اوقات کمی کمتر است.

حرکت بالا رفتن در حشرات

پای حشره یک وسیله مکانیکی قابل توجه است. پنج بخش تارسوس (استخوان قوزک پا) می‌تواند خم شود تا وزن حشره را بگیرد و قسمت جلویی تارسوس تجهیزات ویژه‌ای برای گرفتن سطوح مختلف دارد. پیش‌تارسوس یک جفت چنگال (پنجه‌های پیش‌مچی) و بین آن‌ها معمولاً یک بالشتک جمع شونده به نام آرولیوم وجود دارد. از پنجه‌ها برای گرفتن یک سطح ناهموار استفاده می‌شود، در حالی که آرولیوم به کمک ترشحات روغنی برای گرفتن سطوح صاف استفاده می‌شود. این به بیشتر حشرات اجازه می‌دهد تا از دیوارها و سقف‌ها یا از ساقه گیاهان و زیر برگ‌ها بالا بروند. مورچه‌ها را در نظر بگیرید، آن‌ها می‌توانند تا ۱۰۰ برابر وزن بدن خود را قبل از جدا کردن پاهای خود تحمل کنند.

مکانیسم‌هایی که توسط آن آرولیوم سطوح بسیار صاف را می‌گیرد کاملاً شناخته نشده است. به نظر می‌رسد که ترشحاتی وجود دارند که مانند چسب ساده عمل می‌کنند. واضح است که نیروهای بین مولکولی باید دخیل باشند. شکل در زیر آناتومی پیش‌تارسوس مورچه را به صورت خارجی در نمای جلویی و از داخل در نمای جانبی نشان می‌دهد. وقتی حشره قدمی برمی دارد، توالی زیر رخ می‌دهد:

• پنجه‌ها با سطح تماس یافته و جمع می‌شوند.
• اگر سطح را نگیرند (یعنی سطح خیلی صاف باشد) آرولیوم به طور کامل جمع شده و سپس باز می‌شود و گسترش می‌یابد و مانوبریوم را آشکار می‌کند.
• آرولیوم با سطح تماس یافته و به کمک ترشح غدد می‌چسبد.
• همانطور که آرولیوم تخلیه و جدا می‌شود و پا از سطح بلند می‌شود پنجه‌ها باز می‌شوند.

مهاجرت حشرات چیست؟

اگر داستان معروف پروانه‌های سلطنتی نبود، احتمالاً بیشتر مردم متوجه مهاجرت حشرات نمی‌شدند. البته همه حشرات مهاجرت نمی‌کنند، اما شاید تعجب کنید که بدانید تعداد آن‌ها چقدر است. این حشرات در حال حرکت عبارتند از انواع ملخ، سنجاقک، ساس‌ها، سوسک و البته پروانه و بیدها. مهاجرت همان حرکت نیست. صرفاً جابجایی از مکانی به مکان دیگر لزوماً رفتار مهاجرتی نیست. برخی از جمعیت حشرات پراکنده می‌شوند، به عنوان مثال، در یک زیستگاه پخش می‌شوند تا از رقابت برای منابع درون جمعیت جلوگیری کنند. حشرات همچنین گاهی اوقات محدوده خود را گسترش می‌دهند و منطقه وسیع‌تری از زیستگاه مجاور مشابه یا مشابه را اشغال می‌کنند.

حشره شناسان مهاجرت را از انواع دیگر حرکت حشرات متمایز می‌کنند. مهاجرت شامل برخی یا همه این رفتارها یا مراحل خاص است:

• حرکت مشخص به دور از محدوده خانه فعلی. به عبارت دیگر، اگر شبیه رفتار مهاجرتی باشدمی‌تواند مهاجرت در نظر گرفته شود. حشرات مهاجر با یک ماموریت حرکت می‌کنند و به طور مداوم از محدوده موجود خود دور می‌شوند و به سمت محدوده جدیدی می‌روند.
• حرکت مستقیم. نسبت به سایر انواع حرکت، حشرات در طول مهاجرت در جهت نسبتاً ثابتی حرکت می‌کنند.
• عدم پاسخ به محرک‌ها. حشرات مهاجر بر رسیدن به جایی که می‌روند تمرکز می‌کنند و تمایل دارند چیزهایی را که آن‌ها را در محدوده خانه‌شان مشغول کرده است نادیده بگیرند. آن‌ها با اولین نشانه وجود گیاهان میزبان مناسب یا جفت‌های پذیرا حرکت خود را متوقف نمی‌کنند.
• تغییرات متمایز در رفتار قبل و بعد از مهاجرت. حشرات آماده مهاجرت ممکن است فعالیت‌های تولیدمثلی را متوقف کنند و عادات تغذیه خود را تغییر دهند. برخی از آن‌ها برای ارزیابی و استفاده از جریان باد هنگام خروج به بالای درخت صعود می‌کنند. ملخ‌ها که معمولاً حشرات منفرد هستند و برای مهاجرت تبدیل به گروه می‌شوند.
• تغییرات در نحوه تخصیص انرژی در بدن حشرات. حشرات مهاجر دچار تغییرات فیزیولوژیکی شده که توسط نشانه‌های هورمونی یا محیطی ایجاد می‌شود. شته‌ها که معمولاً فاقد بال هستند، ممکن است نسلی بال‌دار تولید کنند که قادر به پرواز باشد. در چندین نوع ملخ‌های گروهی بال‌های بلند و نشانه‌های چشم‌گیری ایجاد می‌کنند. پروانه‌های مونارک قبل از سفر طولانی خود به مکزیک وارد حالت دیاپوز تولیدمثل می‌شوند.

انواع مهاجرت حشرات

برخی از حشرات به طور قابل پیش‌بینی مهاجرت می‌کنند، در حالی که برخی دیگر گهگاه در پاسخ به تغییرات محیطی یا سایر متغیرها این کار را انجام می‌دهند. اصطلاحات زیر گاهی برای توصیف انواع مهاجرت استفاده می‌شود.

• «مهاجرت فصلی» (Seasonal migration): مهاجرتی که با تغییر فصل اتفاق می‌افتد. پروانه‌های مونارک در شرق آمریکای شمالی به صورت فصلی مهاجرت می‌کنند.
• «مهاجرت تولیدمثلی» (Reproductive migration): مهاجرت به یا از یک مکان جداگانه تولید مثلی را مهاجرت تولیدمثلی می‌گویند. پشه‌های شوره‌زار پس از ظهور در بزرگ‌سالی از محل پرورش خود مهاجرت می‌کنند.
• «مهاجرت مخرب» (Irruptive migration): مهاجرتی که به طور غیرقابل پیش‌بینی رخ می‌دهد و ممکن است کل جمعیت را درگیر نکند. پروانه‌های نقاشی‌شده مهاجرانی فریبنده هستند. مهاجرت آن‌ها اغلب با الگوهای آب و هوای ال نینو مرتبط است. ال نینو باعث می‌شود که جریان فورانی اقیانوس آرام به سمت جنوب حرکت کند و به سمت شرق گسترش یابد. در طول زمستان، این حالت منجر به شرایط مرطوب‌تر از حد معمول در جنوب ایالات متحده و شرایط گرم‌تر و خشک‌تر در شمال می‌شود.
• «مهاجرت کوچ‌نشینی» (Nomadic migration): مهاجرتی که شامل حرکت تدریجی به دور از محدوده خانه است، اما نه به یک مکان جایگزین خاص، را مهاجرت کوچ‌نشینی می‌گویند. مهاجرت ملخ‌ها به سمت کوچ‌نشینی گرایش دارد.

وقتی به مهاجرت فکر می‌کنیم، اغلب تصور می‌کنیم که شامل حرکت حیوانات به شمال و جنوب می‌شود. با این حال، برخی از حشرات به جای تغییر عرض جغرافیایی، به ارتفاعات مختلف مهاجرت می‌کنند. به عنوان مثال، با مهاجرت به قله کوه در ماه‌های تابستان، حشرات می‌توانند از منابع زودگذر در یک محیط کوهستانی استفاده کنند.