Chrząszcz -Beetle

Chrząszcz Zakres czasowy:299-0  Ma PreꞒ Ꞓ O S D C P T J K Pg N Najwcześniejszy perm – obecny
Zgodnie z ruchem wskazówek zegara od góry po lewej: samica jelonka złotego ( Lamprima aurata ), chrząszcza nosorożca ( Megasoma sp.), ryjkowiec długonosy ( Rhinotia hemistictus ), chrząszcz kowboj ( Chondropyga dorsalis ) i gatunek Amblytelus
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Animalia
Gromada:	Stawonogi
Klasa:	Owady
(bez rankingu):	Endopterygota
Zamówienie:	Coleoptera Linneusz , 1758
Podgrania
Adephaga Archostemata Myksofaga Polifaga † Protokoły Zobacz podgrupy rzędu Coleoptera

Chrząszcze to owady z rzędu Coleoptera ( / k oʊ l iː ˈ ɒ p t ər ə / ) w nadrzędzie Endopterygota . Ich przednia para skrzydeł jest utwardzona w futerały, elytra , co odróżnia je od większości innych owadów. Coleoptera, z około 400 000 opisanych gatunków, jest największym ze wszystkich rzędów, stanowiąc prawie 40% opisanych owadów i 25% wszystkich znanych zwierzęcych form życia; nowe gatunki są często odkrywane, a szacunki sugerują, że łącznie istnieje od 0,9 do 2,1 miliona gatunków. Występują w prawie każdym środowisku z wyjątkiem morza i obszarów polarnych , oddziałują ze swoimi ekosystemami na kilka sposobów: chrząszcze często żywią się roślinami i grzybami , rozkładają szczątki zwierzęce i roślinne oraz zjadają inne bezkręgowce . Niektóre gatunki są poważnymi szkodnikami rolniczymi, takimi jak stonka ziemniaczana , podczas gdy inne, takie jak Coccinellidae (biedronki lub biedronki), zjadają mszyce , owady łuskowate , wciornastki i inne owady wysysające rośliny, które niszczą uprawy.

Chrząszcze zazwyczaj mają szczególnie twardy egzoszkielet , w tym elytra , chociaż niektóre, takie jak rove chrząszcze , mają bardzo krótką elytrę, podczas gdy chrząszcze blistrowe mają bardziej miękką elytra. Ogólna anatomia chrząszcza jest dość jednolita i typowa dla owadów, chociaż istnieje kilka przykładów nowości, takich jak adaptacje u chrząszczy wodnych , które wychwytują pęcherzyki powietrza pod elytrą do wykorzystania podczas nurkowania. Chrząszcze to endopterygoty , co oznacza, że ​​przechodzą całkowitą metamorfozę , z szeregiem widocznych i stosunkowo nagłych zmian w budowie ciała między wylęgiem a osiągnięciem dojrzałości po stosunkowo nieruchomym stadium poczwarki . Niektóre, takie jak jelonek rogacz , mają wyraźny dymorfizm płciowy , samce posiadają niezwykle powiększone żuwaczki , których używają do walki z innymi samcami. Wiele chrząszczy jest aposematycznych , z jasnymi kolorami i wzorami ostrzegającymi przed ich toksycznością, podczas gdy inne to nieszkodliwe batesowskie mimiki takich owadów. Wiele chrząszczy, także tych żyjących w miejscach piaszczystych, ma skuteczny kamuflaż .

Chrząszcze odgrywają ważną rolę w ludzkiej kulturze , od świętych skarabeuszy starożytnego Egiptu po sztukę żuka i wykorzystywane jako zwierzęta domowe lub zwalczające owady dla rozrywki i hazardu. Wiele grup chrząszczy ma jaskrawe i atrakcyjne kolory, co czyni je obiektami kolekcji i dekoracyjnymi ekspozycjami. Ponad 300 gatunków jest wykorzystywanych jako pokarm , głównie jako larwy ; Do powszechnie spożywanych gatunków należą mączniki mącznika i larwy chrząszcza nosorożca . Jednak główny wpływ chrząszczy na życie człowieka to szkodniki rolnicze, leśne i ogrodnicze . Poważne szkodniki obejmują wołka bawełnianego, stonki ziemniaczanej , chrząszcza kokosowego i chrząszcza kosodrzewiny . Jednak większość chrząszczy nie powoduje szkód ekonomicznych, a wiele z nich, takich jak chrząszcze jad i chrząszcze gnojowe , pomaga zwalczać szkodniki owadzie.

Etymologia

Coleoptera w Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe , Niemcy

Nazwa rzędu taksonomicznego, Coleoptera, pochodzi od greckiego koleopteros (κολεόπτερος), nadanego grupie przez Arystotelesa ze względu na elytra , utwardzone skrzydła przypominające tarczę, od koleos , pochwa i pteron , skrzydło. Angielska nazwa beetle pochodzi od staroangielskiego słowa bitela , little biter, spokrewnionego z bitan (ugryźć), co prowadzi do średnioangielskiego betylle . Inną staroangielską nazwą chrząszcza jest ċeafor , chafer , używany w nazwach takich jak cockchafer , od proto-germańskiego * kebrô ( „chrząszcz”; porównaj niemiecki Käfer , holenderski kever ).

Dystrybucja i różnorodność

Chrząszcze są zdecydowanie największym rzędem owadów: około 400 000 gatunków stanowi około 40% wszystkich dotychczas opisanych gatunków owadów i około 25% wszystkich zwierząt. Badanie z 2015 roku dostarczyło czterech niezależnych szacunków całkowitej liczby gatunków chrząszczy, co daje średnią ocenę około 1,5 miliona z „zaskakująco wąskim zakresem” obejmującym wszystkie cztery szacunki od minimum 0,9 do maksymalnie 2,1 miliona gatunków chrząszczy. W czterech szacunkach wykorzystano zależności między specyficznością gospodarza (1,5 do 1,9 miliona), stosunki z innymi taksonami (0,9 do 1,2 miliona), stosunki roślina:chrząszcz (1,2 do 1,3) oraz ekstrapolacje oparte na wielkości ciała według roku opisu (1,7 do 2,1 mln).

Chrząszcze występują w prawie wszystkich siedliskach, w tym w siedliskach słodkowodnych i przybrzeżnych, wszędzie tam, gdzie występuje liście wegetatywne, od drzew i ich kory po kwiaty, liście i pod ziemią w pobliżu korzeni - nawet wewnątrz roślin w galasach, w każdej tkance roślinnej, w tym martwej lub rozkładającej się te. Zadaszenia lasów tropikalnych mają dużą i zróżnicowaną faunę chrząszczy, w tym Carabidae, Chrysomelidae i Scarabaeidae.

Najcięższym chrząszczem, a nawet najcięższym owadem, jest larwa goliata Goliathus goliatus , która może osiągnąć masę co najmniej 115 g (4,1 uncji) i długość 11,5 cm (4,5 cala). Dorosłe samce chrząszczy goliata są najcięższymi chrząszczami w swoim dorosłym stadium, ważą 70-100 g (2,5-3,5 uncji) i mierzą do 11 cm (4,3 cala). Dorosłe chrząszcze słoniowe , Megasoma elephas i Megasoma actaeon często osiągają 50 g (1,8 uncji) i 10 cm (3,9 cala).

Najdłuższym chrząszczem jest chrząszcz Hercules Dynastes hercules , o maksymalnej całkowitej długości co najmniej 16,7 cm (6,6 cala), w tym bardzo długi róg pronotalny . Najmniejszym odnotowanym chrząszczem i najmniejszym wolno żyjącym owadem (stan na 2015 r.) jest chrząszcz Scydosella musawasensis , który może mierzyć zaledwie 325  μm długości.

• 

  Tytan chrząszcz , Titanus giganteus , tropikalny longhorn , jest jednym z największych i najcięższych owadów na świecie.

• 

  Scydosella musawasensis , najmniejszy znany chrząszcz: podziałka (po prawej) ma 50 μm.

• 

  Chrząszcz Herkules , Dynastes hercules ecuatorianus , najdłuższy ze wszystkich chrząszczy

• 

  opalizujący Protaetia cuprea żywiący się osetem

Ewolucja

Późny paleozoik i trias

Odbudowa skamieniałości i życia Moravocoleus permianus ( Tshekardocoleidae ) z wczesnego permu Republiki Czeskiej, przedstawiciel morfologii wczesnych chrząszczy

Najstarszym znanym chrząszczem jest Coleopsis , pochodzący z najwcześniejszego permu w Niemczech, około 295 milionów lat temu. Uważa się, że wczesne chrząszcze z permu, które są zgrupowane w „ Protocoleoptera ”, były ksylofagami (zjadające drewno) i drążyły drewno . Skamieniałości z tego okresu znajdowano na Syberii iw Europie, na przykład w złożach skamielin czerwonego łupka Niedermoschel koło Moguncji w Niemczech. Dalsze skamieniałości znaleziono w Oborze w Czechach i Tshekardzie na Uralu w Rosji. Jednak istnieje tylko kilka skamieniałości z Ameryki Północnej przed środkowym permem , chociaż zarówno Azja, jak i Ameryka Północna zostały zjednoczone z Euroameryką . Pierwsze odkrycia z Ameryki Północnej dokonane w formacji Wellington w Oklahomie zostały opublikowane w 2005 i 2008 roku. Najwcześniejsi przedstawiciele współczesnych linii rodowych chrząszczy pojawili się w późnym permie . W przypadku wyginięcia permu i triasu pod koniec permu większość linii „protokoleopterów” wymarła. Różnorodność chrząszczy nie powróciła do poziomu sprzed wyginięcia aż do triasu środkowego .

Jurajski

Rodzaje chrząszczy były głównie saprofagami ( detritivores ) w permie i triasie . W okresie jurajskim rozpowszechniły się rodzaje roślinożerne , a następnie mięsożerne . W kenozoiku rodzaje na wszystkich trzech poziomach troficznych stały się znacznie liczniejsze.

W okresie jurajskim ( 210 do 145 milionów lat temu ) nastąpił dramatyczny wzrost różnorodności rodzin chrząszczy, w tym rozwój i wzrost gatunków mięsożernych i roślinożernych. W tym samym czasie Chrysomeloidea zróżnicowała się, żywiąc się szeroką gamą żywicieli roślinnych, od sagowców i drzew iglastych po okrytozalążkowe . W pobliżu górnej jury liczba Cupedidae zmniejszyła się, ale wzrosła różnorodność wczesnych gatunków roślinożernych. Najnowsze chrząszcze roślinożerne żywią się roślinami kwitnącymi lub okrytozalążkowymi, których sukces przyczynił się do podwojenia gatunków roślinożernych w środkowej jurze . Jednak wzrost liczebności rodzin chrząszczy w kredzie nie koreluje ze wzrostem liczebności gatunków okrytozalążkowych. Mniej więcej w tym samym czasie pojawiły się liczne prymitywne ryjkowce (np . Curculionoidea ) i chrząszcze klakson (np . Elateroidea ). Pierwsze chrząszcze szlachetne (np . Buprestidae ) są obecne, ale do kredy pozostały rzadkie. Pierwsze chrząszcze skarabeusz nie były koprofagiczne, ale prawdopodobnie żywiły się gnijącym drewnem za pomocą grzyba; są wczesnym przykładem relacji mutualistycznej .

Istnieje ponad 150 ważnych stanowisk kopalnych z jury, z których większość znajduje się w Europie Wschodniej i Azji Północnej. Wybitne stanowiska to Solnhofen w Górnej Bawarii w Niemczech, Karatau w południowym Kazachstanie , formacja Yixian w Liaoning w północnych Chinach, a także formacja Jiulongshan i inne stanowiska kopalne w Mongolii . W Ameryce Północnej jest tylko kilka stanowisk ze skamieniałościami owadów jurajskich, a mianowicie osady wapieni muszlowych w basenach Hartford, Deerfield i Newark.

Kreda

Kreda była świadkiem fragmentacji południowego lądu, z otwarciem południowego Oceanu Atlantyckiego i izolacją Nowej Zelandii, podczas gdy Ameryka Południowa, Antarktyda i Australia oddalały się. Różnorodność Cupedidae i Archostemata znacznie się zmniejszyła. Drapieżne biegaczowate (Carabidae) i kusakowate (Staphylinidae) zaczęły się rozmieszczać w różne wzory; Carabidae występowały głównie w ciepłych regionach, podczas gdy Staphylinidae i chrząszcze Elateridae preferowały klimat umiarkowany. Podobnie drapieżne gatunki Cleroidea i Cucujoidea polowały na swoje ofiary pod korą drzew wraz z chrząszczami klejnotowymi (Buprestidae). Różnorodność chrząszczy szlachetnych gwałtownie wzrosła, gdyż były one głównymi konsumentami drewna, podczas gdy chrząszcze kózkowate ( Cerambycidae ) były raczej rzadkie: ich różnorodność wzrosła dopiero pod koniec górnej kredy. Pierwsze koprofagiczne chrząszcze pochodzą z górnej kredy i mogły żyć na odchodach roślinożernych dinozaurów. Znaleziono pierwsze gatunki, w których zarówno larwy, jak i dorosłe osobniki są przystosowane do wodnego trybu życia. Whirligig chrząszcze (Gyrinidae) były umiarkowanie zróżnicowane, choć inne wczesne chrząszcze (np. Dytiscidae) były mniej, przy czym najbardziej rozpowszechniony był gatunek Coptoclavidae , który żerował na larwach muchy wodnej. Przegląd paleoekologicznych interpretacji kopalnych chrząszczy pochodzących z bursztynów z okresu kredowego w 2020 r. sugeruje, że saproksyliczność była najczęstszą strategią żerowania, w której dominowały gatunki grzybożerne .

Wiele skamielin na całym świecie zawiera chrząszcze z kredy. Większość z nich znajduje się w Europie i Azji i należy do strefy klimatu umiarkowanego w okresie kredowym. Dolnokredowe stanowiska obejmują złoża skamieniałości Crato w basenie Araripe w Ceará w północnej Brazylii, a także leżącą nad nimi formację Santana; ten ostatni znajdował się wówczas w pobliżu równika. W Hiszpanii ważne miejsca znajdują się w pobliżu Montsec i Las Hoyas . W Australii na uwagę zasługują złoża skamieniałości Koonwarra z grupy Korumburra, South Gippsland , Victoria. Główne stanowiska z górnej kredy to Kzyl-Dzhar w południowym Kazachstanie i Arkagala w Rosji.

kenozoiczny

Skamieniały chrząszcz z eocenu (50 milionów lat temu) Messel , który zachowuje swój kolor strukturalny

Skamieniałości chrząszczy są obfite w kenozoiku; do czwartorzędu (do 1,6 miliona lat temu) gatunki kopalne są identyczne z żywymi, natomiast z późnego miocenu (5,7 miliona lat) skamieniałości są nadal tak bliskie współczesnym formom, że najprawdopodobniej są przodkami gatunków żywych. Duże wahania klimatu w czwartorzędzie spowodowały, że chrząszcze zmieniły swoje rozmieszczenie geograficzne tak bardzo, że obecna lokalizacja daje niewiele wskazówek na temat biogeograficznej historii gatunku. Oczywiste jest, że izolacja geograficzna populacji musiała być często przerywana, ponieważ owady przemieszczały się pod wpływem zmieniającego się klimatu, powodując mieszanie się puli genów, szybką ewolucję i wymieranie, zwłaszcza na średnich szerokościach geograficznych.

Filogeneza

Bardzo duża liczba gatunków chrząszczy stwarza szczególne problemy przy klasyfikacji . Niektóre rodziny zawierają dziesiątki tysięcy gatunków i należy je podzielić na podrodziny i plemiona. Ta ogromna liczba sprawiła, że ​​biolog ewolucyjny JBS Haldane zażartował, gdy niektórzy teologowie zapytali go, co można wywnioskować o umyśle chrześcijańskiego Boga z dzieł Jego Stworzenia: „Niezwykłe zamiłowanie do chrząszczy”. Polyphaga jest największym podrzędem, zawierającym ponad 300 000 opisanych gatunków w ponad 170 rodzinach, w tym kusakowatych (Staphylinidae), chrząszczy skarabeuszy ( Scarabaeidae ), chrząszczy bąbelkowatych (Meloidae), jelonkowatych (Lucanidae) i ryjkowcowatych ( Curculionidae ). Te grupy chrząszczy wielożernych można rozpoznać po obecności sklerytów szyjnych (stwardniałych części głowy używanych jako punkty przyczepu mięśni) nieobecnych w innych podrzędach. Adephaga zawiera około 10 rodzin w dużej mierze drapieżnych chrząszczy, w tym biegaczowatych (Carabidae), chrząszczy wodnych ( Dytiscidae ) i chrząszczy wirujących (Gyrinidae). U tych owadów jądra są rurkowate, a pierwszy mostek brzuszny (płyta egzoszkieletu ) jest podzielony przez tylne biodra (podstawowe stawy nóg chrząszcza). Archostemata składa się z czterech rodzin chrząszczy żywiących się głównie drewnem, w tym chrząszczy siatkowatych (Cupedidae) i chrząszcza telefonicznego . Archostematy mają odsłoniętą płytkę zwaną metatrochantyną przed segmentem podstawnym lub kość biodrową tylnej nogi. Myxophaga zawiera około 65 opisanych gatunków w czterech rodzinach, w większości bardzo małych, w tym Hydroscaphidae i rodzaju Sphaerius . Chrząszcze myksofagi są małymi i przeważnie żerują na glonach. Ich narządy gębowe charakteryzują się brakiem wichury i ruchomym zębem na lewej żuchwie.

Spójność morfologii chrząszczy , w szczególności posiadanie przez nie elytry , od dawna sugerowała, że ​​Coleoptera jest monofiletyczna , chociaż pojawiły się wątpliwości co do rozmieszczenia podrzędów , a mianowicie Adephaga , Archostemata , Myxophaga i Polyphaga w tym kladzie . Uważa się, że pasożyty o skręconych skrzydłach, Strepsiptera , są grupą siostrzaną chrząszczy, które oddzieliły się od nich we wczesnym permie .

Molekularna analiza filogenetyczna potwierdza, że ​​Coleoptera są monofiletyczne. Duane McKenna i in. (2015) wykorzystali osiem genów jądrowych dla 367 gatunków ze 172 ze 183 rodzin Coleoptera. Podzielili Adephaga na 2 klady, Hydradephaga i Geadephaga, podzielili Cucujoidea na 3 klady i umieścili Lymexyloidea w Tenebrionoidea. Polifagi pojawiają się do dziś z triasu. Wydaje się, że większość zachowanych rodzin chrząszczy pojawiła się w kredzie. Kladogram oparty jest na McKennie (2015). Liczbę gatunków w każdej grupie (głównie nadrodzinach) podano w nawiasach i pogrubioną czcionką, jeśli przekracza 10 000. Tam, gdzie to możliwe, podaje się angielskie nazwy zwyczajowe. Daty powstania głównych grup są zaznaczone kursywą w milionach lat temu (mya).

Morfologia zewnętrzna

Budowa ciała chrząszcza z wykorzystaniem chrabąszcza . A: głowa, B: klatka piersiowa, C: brzuch. 1: antena, 2: oko złożone, 3: kość udowa, 4: elytron (pokrywa skrzydła), 5: piszczel, 6: stęp, 7: pazury, 8: narządy gębowe, 9: przedtułowia, 10: mesothorax, 11: śródstopie, 12 : sternity brzuszne, 13: pygidium.

Chrząszcze charakteryzują się na ogół szczególnie twardym egzoszkieletem i twardymi skrzydłami przednimi ( elytra ), które nie nadają się do latania. Prawie wszystkie chrząszcze mają żuwaczki poruszające się w płaszczyźnie poziomej. Narządy gębowe rzadko są przyssawkowe, choć czasami są zredukowane; szczęki zawsze mają nogogłazki. Czułki mają zwykle 11 lub mniej segmentów, z wyjątkiem niektórych grup, takich jak Cerambycidae (chrząszcze kózkowate) i Rhipiceridae (chrząszcze cykady). Coxae nóg są zwykle umiejscowione w jamie biodrowej. Struktury narządów płciowych są teleskopowane do ostatniego segmentu brzucha we wszystkich istniejących chrząszczach. Larwy chrząszczy często można pomylić z larwami innych grup endopterygotycznych. Egzoszkielet chrząszcza składa się z licznych płytek, zwanych sklerytami , oddzielonych cienkimi szwami. Taka konstrukcja zapewnia opancerzoną obronę przy zachowaniu elastyczności. Ogólna anatomia chrząszcza jest dość jednolita, chociaż poszczególne narządy i przydatki różnią się znacznie wyglądem i funkcją w wielu rodzinach z rzędu. Jak wszystkie owady, ciała chrząszczy dzielą się na trzy sekcje: głowę, klatkę piersiową i brzuch. Ponieważ jest tak wiele gatunków, identyfikacja jest dość trudna i opiera się na cechach, takich jak kształt czułków, wzory stępu i kształty tych małych segmentów na nogach, narządach gębowych i blaszkach brzusznych (mostek, opłucna, biodra). . W wielu gatunkach dokładną identyfikację można przeprowadzić jedynie poprzez zbadanie unikalnych struktur męskich narządów płciowych.

Głowa

Widok z przodu głowy Lamia textor

Głowa, posiadająca aparaty gębowe wystające do przodu lub czasami skierowane w dół, jest zwykle mocno zesklerotyzowana i czasami bardzo duża. Oczy są złożone i mogą wykazywać niezwykłe zdolności adaptacyjne, jak w przypadku wodnych chrząszczy wirujących ( Gyrinidae ), gdzie są rozdzielone, aby umożliwić widok zarówno powyżej, jak i poniżej linii wodnej. Nieliczne chrząszcze Longhorn ( Cerambycidae ) i ryjkowce oraz niektóre świetliki ( Rhagophthalmidae ) mają podzielone oczy, podczas gdy wiele ma oczy karbowane, a kilka ma przyoczki , małe, proste oczy zwykle dalej z tyłu głowy (na wierzchołku ) . ; są one częstsze u larw niż u dorosłych. Organizacja anatomiczna złożonych oczu może być zmodyfikowana i zależy od tego, czy gatunek jest głównie zmierzchowy, czy też jest aktywny w trybie dziennym lub nocnym. Ocelli można znaleźć u dorosłego chrząszcza dywanowego ( Dermestidae ), niektórych kusakowatych ( Omaliinae ) i Derodontidae .

Polyphylla fullo ma charakterystyczne wachlarzowate czułki , jedną z kilku odrębnych form przydatków wśród chrząszczy.

Czułki chrząszcza to przede wszystkim narządy percepcji sensorycznej, które mogą wykrywać ruch, zapach i substancje chemiczne, ale mogą być również wykorzystywane do fizycznego wyczuwania otoczenia chrząszcza. Rodziny chrząszczy mogą wykorzystywać anteny na różne sposoby. Na przykład, gdy poruszają się szybko, tygrysie chrząszcze mogą nie widzieć zbyt dobrze i zamiast tego trzymać sztywno przed sobą czułki, aby uniknąć przeszkód. Niektóre Cerambycidae wykorzystują czułki do balansowania, a chrząszcze pęcherzowe mogą wykorzystywać je do chwytania. Niektóre gatunki chrząszczy wodnych mogą wykorzystywać czułki do zbierania powietrza i przepuszczania go pod ciałem podczas zanurzenia. Podobnie niektóre rodziny używają czułków podczas godów, a kilka gatunków używa ich do obrony. U cerambycyda Onychocerus albitarsis czułki posiadają struktury wstrzykujące jad stosowane w obronie, co jest niespotykane wśród stawonogów . Anteny różnią się znacznie formą, czasami między płciami, ale często są podobne w obrębie każdej rodziny. Anteny mogą być maczugowe , nitkowate , zagięte , ukształtowane jak sznur koralików , grzebieniowe (z jednej lub obu stron, dwupektynowe) lub ząbkowane . Fizyczna zmienność czułków jest ważna dla identyfikacji wielu grup chrząszczy. Curculionidae mają czułki kolankowate lub kolankowate. Czułki przypominające pióra zwisające są formą ograniczoną znalezioną w Rhipiceridae i kilku innych rodzinach. Silphidae mają główkowate czułki z kulistą głową na czubku. Scarabaeidae zazwyczaj mają blaszkowate czułki z segmentami końcowymi rozciągniętymi w długie, płaskie struktury ułożone razem. Carabidae zazwyczaj mają czułki nitkowate. Czułki znajdują się między okiem a żuchwami, a u Tenebrionidae czułki wznoszą się przed wcięciem, które przełamuje zwykle okrągły zarys oka złożonego. Są one podzielone na segmenty i zwykle składają się z 11 części, pierwsza część nazywa się głazem, a druga to szypułka. Pozostałe segmenty są wspólnie nazywane wić.

Chrząszcze mają aparaty gębowe , takie jak koniki polne . Żuchwy wyglądają jak duże szczypce na przodzie niektórych chrząszczy. Żuchwy to para twardych, często przypominających zęby struktur, które poruszają się poziomo, aby chwytać, miażdżyć lub kroić jedzenie lub wrogów (patrz obrona poniżej). Wokół pyska większości chrząszczy znajdują się dwie pary wyrostków przypominających palce, palpi szczękowej i wargowej, które służą do przenoszenia pokarmu do pyska. U wielu gatunków żuchwy są dymorficzne płciowo, przy czym żuchwy samców są znacznie powiększone w porównaniu z żuchwami samic tego samego gatunku.

Tułów

Klatka piersiowa jest podzielona na dwie dostrzegalne części, pro- i pterothorax. Pterothorax jest połączeniem mezo- i metathorax, które są powszechnie rozdzielone u innych gatunków owadów, chociaż elastycznie łączą się z przedtułowia. Patrząc od dołu, klatka piersiowa jest tą częścią, z której wyrastają wszystkie trzy pary nóg i obie pary skrzydeł. Brzuch to wszystko za klatką piersiową. Patrząc z góry, większość chrząszczy wydaje się mieć trzy wyraźne sekcje, ale jest to zwodnicze: na górnej powierzchni chrząszcza środkowa sekcja jest twardą płytką zwaną przednią częścią klatki piersiowej; tylna część tułowia zakryta jest skrzydłami chrząszcza . Ta dalsza segmentacja jest zwykle najlepiej widoczna na brzuchu.

Acilius sulcatus , chrząszcz nurkujący z tylnymi nogami przystosowanymido pływania

Nogi

Wielosegmentowe nogi kończą się od dwóch do pięciu małych segmentów zwanych tarsi. Podobnie jak wiele innych rzędów owadów, chrząszcze mają pazury, zwykle jedną parę, na końcu ostatniego segmentu stępu każdej nogi. Podczas gdy większość chrząszczy używa nóg do chodzenia, nogi są różnie przystosowane do innych celów. Chrząszcze wodne, w tym Dytiscidae (chrząszcze nurkujące) , Haliplidae i wiele gatunków Hydrophilidae , nogi, często ostatnia para, są zmodyfikowane do pływania, zazwyczaj z rzędami długich włosów. Samce chrząszczy nurkujących mają na przednich łapach przyssawki, którymi chwytają samice. Inne chrząszcze mają rozszerzone odnóża kopalin i często mają kolce do kopania. Gatunki z takimi przystosowaniami znajdują się wśród skarabeuszy, biegaczowatych i chrząszczy błazenków ( Histeridae ). Tylne nogi niektórych chrząszczy, takich jak pchełki (w obrębie Chrysomelidae) i ryjkowce (w obrębie Curculionidae), mają powiększone kości udowe, które pomagają im skakać.

Skrzydełka

Startujący chrząszcz w kratkę Trichodes alvearius , ukazujący twardą elytrę (przednie skrzydła przystosowane jako futerały) trzymane sztywno z dala od skrzydeł lotnych

Przednie skrzydła chrząszczy nie są wykorzystywane do lotu , lecz tworzą elytry, które zakrywają tylną część ciała i chronią tylne skrzydła. Elytry to zazwyczaj twarde struktury przypominające skorupę, które muszą być uniesione, aby umożliwić tylnym skrzydłom poruszanie się do lotu. Jednak u żuków żołnierskich ( Cantharidae ) elytry są miękkie, dzięki czemu ta rodzina zyskała miano skóroskrzydłych. Inne chrząszcze miękkoskrzydłe obejmują chrząszcza siecioskrzydłego Calopteron disrepans , który ma kruche skrzydła, które łatwo pękają, aby uwolnić chemikalia do obrony.

Skrzydła lotne chrząszczy są skrzyżowane z żyłami i są składane po wylądowaniu, często wzdłuż tych żył, i przechowywane poniżej elytry. Charakterystyczna jest fałda ( jugum ) błony u podstawy każdego skrzydła. Niektóre chrząszcze utraciły zdolność latania. Należą do nich niektóre biegaczowate (Carabidae) i niektóre prawdziwe ryjkowce (Curculionidae), a także gatunki zamieszkujące pustynie i jaskinie innych rodzin. Wielu łączy ze sobą dwie elytry, tworząc solidną tarczę nad brzuchem. W kilku rodzinach utracono zarówno zdolność latania, jak i elytry, jak w przypadku świetlików ( Phengodidae ), gdzie samice przez całe życie przypominają larwy . Obecność elytry i skrzydeł nie zawsze wskazuje na to, że chrząszcz będzie latał. Na przykład chrząszcz wrotycz pospolity porusza się między siedliskami, mimo że fizycznie jest zdolny do lotu.

Brzuch

Brzuch to sekcja za śródstopiem , składająca się z szeregu pierścieni, każdy z otworem do oddychania i oddychania, zwanego przetchlinką , składających się z trzech różnych segmentowanych sklerytów: tergumy, opłucnej i mostka. Tergum u prawie wszystkich gatunków jest błoniasty lub zwykle miękki i ukryty za skrzydłami i elytrą, gdy nie jest w locie. Opłucna jest zwykle niewielka lub u niektórych gatunków ukryta, a każdy opłucny ma pojedynczą przetchlinkę. Mostek to najszerzej widoczna część brzucha, będąca mniej lub bardziej zesklerotyzowanym segmentem. Sam brzuch nie ma żadnych przydatków, ale niektóre (na przykład Mordellidae ) mają przegubowe płaty mostka.

Anatomia i fizjologia

Systemy ciała żuka

Układ trawienny

Układ pokarmowy chrząszczy przystosowany jest przede wszystkim do diety roślinożernej. Trawienie ma miejsce głównie w przednim jelicie środkowym , chociaż w grupach drapieżnych, takich jak biegaczowate , większość trawienia zachodzi w uprawie za pomocą enzymów jelita środkowego. W Elateridae larwy są pokarmami płynnymi, które trawią pokarm pozaustnie poprzez wydzielanie enzymów. Przewód pokarmowy składa się w zasadzie z krótkiej, wąskiej gardła , poszerzonej ekspansji, wola i słabo rozwiniętego żołądka . Po nim następuje jelito środkowe, którego wymiary różnią się między gatunkami, z dużą ilością kątnicy oraz jelito tylne o różnej długości. Zazwyczaj kanalików Malpigha jest od czterech do sześciu .

System nerwowy

Układ nerwowy chrząszczy zawiera wszystkie typy występujące u owadów, różniące się między różnymi gatunkami, od trzech zwojów piersiowych i siedmiu lub ośmiu brzusznych, które można odróżnić, do tego, w którym wszystkie zwoje piersiowe i brzuszne są połączone, tworząc złożoną strukturę.

Układ oddechowy

Przetchlinki Dytiscus (po prawej) w górnej części odwłoka, zwykle pokryte elytrą, stykają się z pęcherzykiem powietrza, gdy chrząszcz nurkuje.

Jak większość owadów, chrząszcze wdychają powietrze ze względu na zawarty w nim tlen i wydychają dwutlenek węgla przez system tchawicy . Powietrze dostaje się do organizmu przez przetchlinki i krąży w hemoceelu w układzie tchawicy i tchawicy , przez których ściany mogą dyfundować gazy.

Nurkujące chrząszcze, takie jak Dytiscidae , podczas nurkowania niosą ze sobą pęcherzyk powietrza. Taka bańka może być zamknięta pod elytrą lub przy ciele przez wyspecjalizowane hydrofobowe włosy. Bańka zakrywa przynajmniej część przetchlinek, umożliwiając przedostanie się powietrza do tchawicy. Funkcją bańki jest nie tylko przechowywanie zapasu powietrza, ale także działanie jako fizyczne skrzela . Powietrze, które zatrzymuje, styka się z natlenioną wodą, więc gdy spożycie przez zwierzę wyczerpuje tlen w bańce, więcej tlenu może dyfundować w celu jego uzupełnienia. Dwutlenek węgla jest lepiej rozpuszczalny w wodzie niż tlen lub azot, więc łatwo dyfunduje szybciej niż w. Azot jest najbogatszym gazem w bańce i najmniej rozpuszczalnym, dlatego stanowi względnie statyczny składnik bańki i działa jako stabilne medium do gromadzenia się i przechodzenia gazów oddechowych. Okazjonalne wizyty na powierzchni wystarczą chrząszczowi, aby przywrócić strukturę bańki.

Układ krążenia

Podobnie jak inne owady, chrząszcze mają otwarty układ krążenia , oparty na hemolimfie , a nie krwi. Podobnie jak u innych owadów, segmentowe serce przypominające rurkę jest przymocowane do grzbietowej ściany hemocoel . Ma sparowane wloty lub ujścia w odstępach wzdłuż swojej długości i krąży hemolimfę z głównej jamy hemocelu i na zewnątrz przez przednią jamę w głowie.

Specjalistyczne narządy

Różne gruczoły są wyspecjalizowane w różnych feromonach, które przyciągają partnerów. Feromony z gatunku Rutelinae są produkowane z komórek nabłonkowych wyścielających wewnętrzną powierzchnię wierzchołkowych segmentów brzusznych; Feromony Melolonthinae na bazie aminokwasów są produkowane z odwracalnych gruczołów na wierzchołku brzucha. Inne gatunki wytwarzają różne rodzaje feromonów. Dermestidy wytwarzają estry , a gatunki Elateridae wytwarzają aldehydy i octany pochodzące z kwasów tłuszczowych . Aby zwabić partnera, świetliki ( Lampyridae ) wykorzystują zmodyfikowane komórki ciała tłuszczowego z przezroczystymi powierzchniami wspartymi odblaskowymi kryształami kwasu moczowego do wytwarzania światła przez bioluminescencję . Produkcja światła jest wysoce wydajna, poprzez utlenianie lucyferyny katalizowane przez enzymy ( lucyferazy ) w obecności adenozynotrójfosforanu (ATP) i tlenu, co powoduje wytwarzanie oksylucyferyny , dwutlenku węgla i światła.

Narządy bębenkowe lub narządy słuchu składają się z błony (tympanonu) rozciągniętej na ramie wspartej workiem powietrznym i powiązanymi neuronami czuciowymi, występują w dwóch rodzinach. Kilka gatunków z rodzaju Cicindela (Carabidae) ma narządy słuchu na powierzchniach grzbietowych pierwszych segmentów brzusznych pod skrzydłami; dwa plemiona z Dynastinae (w obrębie Scarabaeidae ) mają narząd słuchu tuż pod tarczami pronotalnymi lub błonami szyjnymi. Obie rodziny są wrażliwe na częstotliwości ultradźwiękowe, a silne dowody wskazują, że działają one w celu wykrywania obecności nietoperzy za pomocą ich ultradźwiękowej echolokacji.

Reprodukcja i rozwój

Chrząszcze należą do nadrzędu Endopterygota i dlatego większość z nich przechodzi całkowitą metamorfozę . Typowa forma metamorfozy u chrząszczy przechodzi przez cztery główne etapy: jajo , larwa , poczwarka , imago lub osobnik dorosły. Larwy są powszechnie nazywane pędrakami , a poczwarka czasami nazywana jest poczwarką. U niektórych gatunków poczwarka może być zamknięta w kokonie zbudowanym przez larwę pod koniec ostatniego stadium larwalnego . Niektóre chrząszcze, takie jak typowi członkowie rodzin Meloidae i Rhipiphoridae , idą dalej, przechodząc hipermetamorfozę , w której pierwsze stadium rozwojowe przyjmuje postać triunguliny .

Gody

Punctate flower chafers ( Neorrhina punctata , Scarabaeidae) gody

Niektóre chrząszcze mają skomplikowane zachowania godowe. Komunikacja feromonowa jest często ważna w lokalizowaniu partnera. Różne gatunki używają różnych feromonów. Chrząszcze skarabeusze, takie jak Rutelinae , wykorzystują feromony pochodzące z syntezy kwasów tłuszczowych , podczas gdy inne skarabeusze, takie jak Melolonthinae , wykorzystują aminokwasy i terpenoidy. Innym sposobem, w jaki chrząszcze znajdują partnerów, są świetliki (Lampyridae), które są bioluminescencyjne , z organami wytwarzającymi światło w jamie brzusznej. Samce i samice prowadzą złożony dialog przed kryciem; każdy gatunek ma unikalną kombinację wzorców lotu, czasu trwania, składu i intensywności wytwarzanego światła.

Przed kryciem samce i samice mogą poruszać się lub wibrować przedmiotami, na których się znajdują. W Meloidae samiec wspina się na grzbiet samicy i głaszcze czułkami po głowie, nogogłach i czułkach. W Eupompha samiec rysuje czułki wzdłuż swojego podłużnego wierzchołka. Nie mogą w ogóle łączyć się w pary, jeśli nie wykonają rytuału przedkopulacyjnego. To zachowanie godowe może być różne w rozproszonych populacjach tego samego gatunku. Na przykład krycie rosyjskiej populacji chrząszcza wrotycz pospolitego ( Chysolina graminis ) poprzedzone jest skomplikowanym rytuałem polegającym na stukaniu czułkami samicy w oczy, przedplecze i czułki, co nie jest widoczne w populacji tego gatunku w Stanach Zjednoczonych . Królestwo .

Rywalizacja może odgrywać rolę w rytuałach godowych gatunków, takich jak grzebiące chrząszcze ( Nicrophorus ), owady walczące o ustalenie, które mogą łączyć się w pary. Wiele samców chrząszczy jest terytorialnych i zaciekle broni swoich terytoriów przed intruzami samców. U takich gatunków samiec często ma rogi na głowie lub tułowiu, co sprawia, że ​​jego długość ciała jest większa niż u samicy. Kopulacja jest na ogół szybka, ale w niektórych przypadkach trwa kilka godzin. Podczas kopulacji plemniki są przenoszone na samicę w celu zapłodnienia komórki jajowej.

Koło życia

Cykl życiowy jelonka rogacza obejmuje trzy stadia rozwojowe .

jajko

Zasadniczo wszystkie chrząszcze składają jaja, chociaż niektóre myrmekofilne Aleocharinae i niektóre Chrysomelinae , żyjące w górach lub na obszarach subarktycznych, są jajożyworodne , znosząc jaja niemal natychmiast. Jaja chrząszczy na ogół mają gładką powierzchnię i są miękkie, chociaż Cupedidae mają twarde jaja. Jaja różnią się znacznie między gatunkami: jaja są zwykle małe u gatunków z wieloma stadiami larwalnymi (stadia larwalne) oraz u tych, które składają dużą liczbę jaj. Samica może w ciągu swojego życia złożyć od kilkudziesięciu do kilku tysięcy jaj, w zależności od zakresu opieki rodzicielskiej. Obejmuje to proste składanie jaj pod liściem, a także opiekę rodzicielską zapewnianą przez chrząszcze skarabeusze , które przechowują, karmią i chronią swoje młode. Attelabidae rolują liście i składają jaja w rolce dla ochrony.

Larwa

Larwa jest zwykle głównym etapem żerowania w cyklu życiowym chrząszczy . Larwy mają tendencję do żarłocznego żerowania po wyjściu z jaj. Niektóre żywią się zewnętrznie roślinami, takimi jak niektóre chrząszcze liściaste, podczas gdy inne żywią się swoimi źródłami pożywienia. Przykładami karmników wewnętrznych są większość chrząszczy Buprestidae i Longhorn. Larwy wielu rodzin chrząszczy są drapieżne, podobnie jak osobniki dorosłe (chrząszcze biegaczowate, biedronki, kusanice). Okres larwalny różni się w zależności od gatunku, ale może trwać nawet kilka lat. Larwy chrząszczy skórnych ulegają odwróconemu rozwojowi, gdy są głodzone, a później odrastają do wcześniej osiągniętego poziomu dojrzałości. Cykl można powtarzać wielokrotnie (patrz Biologiczna nieśmiertelność ). Morfologia larw jest bardzo zróżnicowana pomiędzy gatunkami, z dobrze rozwiniętymi i zesklerowanymi głowami, rozróżnialnymi segmentami piersiowymi i brzusznymi (zwykle dziesiąty, czasem ósmy lub dziewiąty).

Scarabaeiform Larwa chrząszcza Herkulesa

Larwy chrząszczy można odróżnić od innych larw owadów po stwardniałych, często zaciemnionych głowach, obecności narządu gębowego do żucia i przetchlinek wzdłuż boków ciała. Podobnie jak dorosłe chrząszcze, larwy mają zróżnicowany wygląd, szczególnie między rodzinami chrząszczy. Chrząszcze z nieco spłaszczonymi, bardzo ruchliwymi larwami obejmują biegaczowate i biegaczowate; ich larwy są opisane jako campodeiform. Niektóre larwy chrząszczy przypominają stwardniałe robaki z ciemną główką i maleńkimi nogami. Są to larwy elateriform, które można znaleźć w rodzinach chrząszczy kleszczowatych (Elateridae) i ciemkowatych (Tenebrionidae). Niektóre larwy elateriform chrząszczy są znane jako wireworms. Chrząszcze w Scarabaeoidea mają krótkie, grube larwy opisane jako scarabaeiform, bardziej znane jako pędraki.

Wszystkie larwy chrząszczy przechodzą przez kilka stadiów rozwojowych między kolejnymi wylinkami . U wielu gatunków larwy po prostu powiększają się z każdym kolejnym stadium larwalnym w miarę spożywania większej ilości pokarmu. Jednak w niektórych przypadkach zachodzą bardziej dramatyczne zmiany. Wśród pewnych rodzin lub rodzajów chrząszczy, szczególnie tych, które wykazują pasożytniczy tryb życia, pierwsze stadium rozwojowe ( planidium ) jest wysoce mobilne w poszukiwaniu żywiciela, podczas gdy kolejne stadia larwalne są bardziej osiadłe i pozostają na żywicielu lub w jego obrębie. Jest to znane jako hipermetamorfoza ; występuje w Meloidae , Micromalthidae i Ripiphoridae . Na przykład chrząszcz pęcherzykowaty Epicauta vittata (Meloidae) ma trzy odrębne stadia larwalne. Jej pierwszy etap, triungulin , ma dłuższe nogi, aby udać się w poszukiwaniu jaj konika polnego. Po tygodniowym żerowaniu linieje do drugiego stadium zwanego biegaczowatym, które przypomina larwę biegaczowatego chrząszcza . Po kolejnym tygodniu linieją i przybierają wygląd larwy skarabeowatej — stadium skarabeowatego. Jej przedostatnim stadium larwalnym jest pseudopoczwarka lub larwa skórzasta, która zimuje i przepoczwarza się do następnej wiosny.

Okres larwalny może się znacznie różnić. Żywiący się grzyb gronkowcowy Phanerota fasciata przechodzi trzy linienia w ciągu 3,2 dnia w temperaturze pokojowej, podczas gdy Anisotoma sp. (Leiodidae) kończy stadium larwalne w owocniku śluzowca w ciągu 2 dni i prawdopodobnie reprezentuje najszybciej rosnące chrząszcze. Chrząszcze skórzaste Trogoderma inclusum mogą pozostawać w stanie rozwiniętej larwy w niesprzyjających warunkach, nawet zmniejszając swój rozmiar między wylinkami. Podobno larwa przeżyła 3,5 roku w zamkniętym pojemniku.

Pupa i dorosły

Eburia quadrigeminata może żyć nawet 40 lat w twardym drewnie , na którym żeruje larwa.

Podobnie jak w przypadku wszystkich endopterygotów, larwy chrząszcza przepoczwarzają się iz tych poczwarek wyłaniają się w pełni ukształtowane, dojrzałe płciowo dorosłe chrząszcze lub imago . Poczwarki nigdy nie mają żuchw (są adektyczne). U większości poczwarek przydatki nie są przyczepione do ciała i mówi się, że są zadrażnione ; u kilku chrząszczy (Staphylinidae, Ptiliidae itp.) przydatki są zrośnięte z ciałem (określane jako poczwarki obtect ).

Dorosłe osobniki mają niezwykle zmienną długość życia, od tygodni do lat, w zależności od gatunku. Niektóre chrząszcze wiercące w drewnie mogą mieć wyjątkowo długie cykle życia. Uważa się, że kiedy larwy chrząszcza zaatakowały meble lub drewno domów, to drewno już zawierało larwy, gdy zostało po raz pierwszy przetarte. Regał brzozowy sprzed 40 lat wypuścił dorosłą Eburia quadrigeminata ( Cerambycidae ), podczas gdy Buprestis aurulenta i inne Buprestidae pojawiły się aż 51 lat po wyprodukowaniu przedmiotów z drewna.

Zachowanie

Lokomocja

Photinus pyralis , świetlik, w locie

Elytra pozwala chrząszczom zarówno latać, jak i poruszać się po ograniczonych przestrzeniach, robiąc to, składając delikatne skrzydła pod elytrą, gdy nie latają, i rozkładając skrzydła tuż przed startem. Rozwijanie i składanie skrzydeł jest obsługiwane przez mięśnie przymocowane do podstawy skrzydła; tak długo, jak utrzymuje się napięcie na żyłach promieniowych i łokciowych, skrzydła pozostają proste. U niektórych gatunków latających w ciągu dnia (np. Buprestidae , Scarabaeidae ) lot nie obejmuje dużych ilości unoszenia elytry, mając skrzydła metathorac wysunięte pod bocznymi krawędziami elytry. Wysokość osiągana przez chrząszcze w locie jest różna. Jedno z badań dotyczących wysokości lotu biedronek gatunków Coccinella septempunctata i Harmonia axyridis z wykorzystaniem radaru wykazało, że podczas gdy większość w locie nad pojedynczym miejscem znajdowała się na wysokości 150-195 m nad poziomem gruntu, niektóre osiągały wysokość ponad 1100 m.

Wiele żuków ma znacznie zmniejszoną elytrę i chociaż są zdolne do latania, najczęściej poruszają się po ziemi: ich miękkie ciała i silne mięśnie brzucha sprawiają, że są elastyczne, łatwo wkręcają się w małe pęknięcia.

Chrząszcze wodne stosują kilka technik zatrzymywania powietrza pod powierzchnią wody. Nurkujące chrząszcze (Dytiscidae) podczas nurkowania utrzymują powietrze między brzuchem a elytrą. Hydrophilidae mają pod powierzchnią włosy, które zatrzymują warstwę powietrza na ich ciele. Dorosłe pełzające chrząszcze wodne wykorzystują zarówno swoje elytry, jak i tylne biodra (podstawowy segment tylnych nóg) do zatrzymywania powietrza, podczas gdy chrząszcze wirujące po prostu niosą ze sobą pęcherzyk powietrza za każdym razem, gdy nurkują.

Komunikacja

Chrząszcze mają różne sposoby komunikowania się, w tym za pomocą feromonów . Chrząszcz górski emituje feromon, aby zwabić inne chrząszcze do drzewa. Masa chrząszczy jest w stanie pokonać chemiczną obronę drzewa. Po wyczerpaniu mechanizmów obronnych drzewa chrząszcze emitują feromon antyagregacyjny. Gatunek ten potrafi się komunikować, ale inne mogą używać dźwięku do obrony, gdy zostaną zaatakowane.

Opieka rodzicielska

Toczący łajno żuka gnojowego

Opieka rodzicielska znajduje się w kilku rodzinach chrząszczy, być może w celu ochrony przed niekorzystnymi warunkami i drapieżnikami. Rosus pospolity Bledius spectabilis żyje w słonych bagnach , więc przypływ zagraża jajom i larwom . Chrząszcz matczyny patroluje jaja i larwy, kopiąc je, aby nie dopuścić do zalania i uduszenia , a także chroni je przed drapieżnym chrząszczem biegaczowatym Dicheirotrichus gustavi i pasożytniczą osą Barycnemis blediator , która zabija około 15% larw.

Chrząszcze grzebiące są uważnymi rodzicami i uczestniczą we wspólnej opiece i karmieniu potomstwa. Oboje rodzice pracują nad zakopaniem zwłok małych zwierząt, aby służyły jako źródło pożywienia dla ich młodych i budują wokół nich komorę lęgową. Rodzice przygotowują tuszę i zabezpieczają ją przed konkurencją oraz przed wczesnym rozkładem. Po wykluciu się jaj rodzice oczyszczają larwy z grzybów i bakterii oraz pomagają larwom żerować, zwracając im pokarm.

Niektóre żuki gnojowe zapewniają opiekę rodzicielską, zbierając odchody roślinożerców i składając jaja w ramach tego zapasu żywności, co jest przykładem masowego zaopatrywania . Niektóre gatunki nie odchodzą po tym etapie, ale pozostają, aby chronić swoje potomstwo.

Większość gatunków chrząszczy po złożeniu jaj nie wykazuje zachowań związanych z opieką rodzicielską.

Podspołeczność, w której samice strzegą potomstwa, jest dobrze udokumentowana w dwóch rodzinach Chrysomelidae, Cassidinae i Chrysomelinae.

Euspołeczność

Eusocjalność obejmuje wspólną opiekę nad potomstwem (w tym opiekę nad potomstwem innych osobników), nakładanie się pokoleń w kolonii dorosłych oraz podział pracy na grupy reprodukcyjne i niereprodukcyjne. Niewiele organizmów poza Hymenoptera wykazuje takie zachowanie; jedynym chrząszczem, który to zrobił, jest wołek Austroplatypus incompertus . Ten australijski gatunek żyje w poziomych sieciach tuneli, w twardzieli drzew eukaliptusowych . Jest to jeden z ponad 300 gatunków chrząszczy Ambrosia drążących drewno, które rozprowadzają zarodniki grzybów ambrozji. Grzyby rosną w tunelach chrząszczy, dostarczając pokarm dla chrząszczy i ich larw; Potomstwo samicy pozostaje w tunelach i utrzymuje wzrost grzyba, prawdopodobnie nigdy się nie rozmnażając. Wspólna opieka nad czerwiem występuje również u chrząszczy bess ( Passalidae ), których larwy żerują na częściowo strawionych odchodach osobników dorosłych.

Karmienie

Hycleus sp. ( Meloidae ) żerujący na płatkach Ipomoea carnea

Chrząszcze są w stanie wykorzystać szeroką gamę źródeł pożywienia dostępnych w ich wielu siedliskach. Niektóre są wszystkożerne , żywią się zarówno roślinami, jak i zwierzętami. Inne chrząszcze są wysoce wyspecjalizowane w swojej diecie. Wiele gatunków chrząszczy liściastych, kózkowatych i ryjkowców jest bardzo specyficznych dla żywicieli, żywiąc się tylko jednym gatunkiem rośliny. Między innymi chrząszcze biegaczowate ( Staphylinidae ) są głównie mięsożerne i łapią i zjadają wiele innych stawonogów i drobne ofiary, takie jak dżdżownice i ślimaki. Podczas gdy większość drapieżnych chrząszczy to generaliści, kilka gatunków ma bardziej szczegółowe wymagania lub preferencje dotyczące zdobyczy. U niektórych gatunków zdolność trawienia zależy od symbiotycznego związku z grzybami - niektóre chrząszcze mają drożdże żyjące w jelitach, w tym niektóre drożdże wcześniej nieodkryte nigdzie indziej.

Rozkładająca się materia organiczna jest podstawową dietą wielu gatunków. Może to być od łajna , które jest spożywane przez gatunki koprofagiczne (takie jak niektóre chrząszcze skarabeusze w Scarabaeidae ), do martwych zwierząt, które są zjadane przez gatunki nekrofagiczne (takie jak padlinożerne , Silphidae ). Niektóre chrząszcze występujące w łajnie i padlinie są w rzeczywistości drapieżne. Należą do nich członkowie Histeridae i Silphidae , żerujący na larwach owadów koprofagicznych i nekrofagicznych . Wiele chrząszczy żywi się pod korą, niektóre żywią się drewnem, podczas gdy inne żywią się grzybami rosnącymi na drewnie lub ściółce. Niektóre chrząszcze mają specjalną mykangię , struktury do transportu zarodników grzybów.

Ekologia

Zakamuflowany chrząszcz kózkowaty , Ecyrus dasycerus

Adaptacje przeciw drapieżnikom

Chrząszcze, zarówno dorosłe , jak i larwy, są ofiarami wielu zwierzęcych drapieżników , w tym ssaków od nietoperzy po gryzonie , ptaki , jaszczurki , płazy , ryby , ważki , rabusie , mrówki , inne chrząszcze i pająki . Chrząszcze używają różnych adaptacji przeciw drapieżnikom, aby się bronić. Należą do nich kamuflaż i mimikra przeciwko drapieżnikom polującym za pomocą wzroku, toksyczności i zachowania obronnego.

Kamuflaż

Kamuflaż jest powszechny i ​​rozpowszechniony wśród rodzin chrząszczy, zwłaszcza tych żywiących się drewnem lub roślinnością, takich jak chrząszcze liściaste (Chrysomelidae, które często są zielone) i ryjkowce . U niektórych gatunków rzeźbienie lub różnokolorowe łuski lub włosy sprawiają, że chrząszcze, takie jak wołek awokado Heilipus apiatus , przypominają ptasie odchody lub inne niejadalne przedmioty. Wiele chrząszczy żyjących w środowiskach piaszczystych wtapia się w barwę tego podłoża.

Mimikra i aposematyzm

Clytus arietis ( Cerambycidae ), batesowska mimika os

Niektóre chrząszcze kózkowate (Cerambycidae ) są skutecznymi naśladowcami os . Chrząszcze mogą łączyć ubarwienie z mimiką behawioralną, zachowując się jak osy, które już bardzo przypominają. Wiele innych chrząszczy, w tym biedronki , chrząszcze pęcherzykowate i chrząszcze lisowate , wydziela niesmaczne lub toksyczne substancje, które czynią je niesmacznymi lub trującymi, i często są aposematyczne , gdzie jasne lub kontrastowe ubarwienie ostrzega przed drapieżnikami; wiele chrząszczy i innych owadów naśladuje te chemicznie chronione gatunki.

Chrząszcze pęcherzykowate, takie jak Hycleus , mają genialne aposematyczne ubarwienie, ostrzegające przed ich toksycznością.

Chrząszcz krwawonosy, Timarcha tenebricosa , broniący się wypuszczając kroplę szkodliwego czerwonego płynu (podstawa nogi, po prawej)

U niektórych gatunków ważna jest obrona chemiczna, którą zwykle podkreślają jaskrawe, aposematyczne kolory. Niektóre Tenebrionidae wykorzystują swoją postawę do uwalniania szkodliwych substancji chemicznych, aby odstraszyć drapieżniki. Obrona chemiczna może służyć do celów innych niż tylko ochrona przed kręgowcami, takich jak ochrona przed szeroką gamą drobnoustrojów. Niektóre gatunki pochłaniają chemikalia z roślin, którymi się żywią, włączając je we własne mechanizmy obronne.

Inne gatunki mają specjalne gruczoły do ​​produkcji odstraszających chemikaliów. Gruczoły obronne biegaczowatych biegaczowatych produkują różnorodne węglowodory , aldehydy , fenole , chinony , estry i kwasy uwalniane z otworu na końcu odwłoka. Afrykańskie chrząszcze biegaczowate (na przykład Anthia ) wykorzystują te same substancje chemiczne co mrówki: kwas mrówkowy . Chrząszcze Bombardier mają dobrze rozwinięte gruczoły pygidialne, które opróżniają się z boków błon międzysegmentowych między siódmym a ósmym segmentem brzusznym. Gruczoł składa się z dwóch komór zawierających hydrochinony i nadtlenek wodoru , a w drugiej enzymy nadtlenku wodoru i katalazy . Te chemikalia mieszają się i powodują wybuchowy wyrzut, osiągając temperaturę około 100 ° C (212 ° F), z rozpadem hydrochinonu na wodór, tlen i chinon. Tlen napędza trujący spray chemiczny jak strumień, który można precyzyjnie wycelować w drapieżniki.

Inne obrony

Duże żyjące na ziemi chrząszcze, takie jak biegaczowate , nosorożce i chrząszcze kózkowate, bronią się silnymi żuchwami lub silnie zesklerotyzowanymi (opancerzonymi) kolcami lub rogami do odstraszania lub odstraszania drapieżników. Wiele gatunków ryjkowców, które żerują na liściach roślin, reaguje na atak odruchem opadania. Niektórzy łączą to z tanatozą , w której zamykają przydatki i „udają martwego”. Chrząszcze klikowe ( Elateridae ) mogą nagle wyskoczyć z niebezpieczeństwa, uwalniając energię zmagazynowaną przez mechanizm zatrzaskowy, który składa się z mocnego kręgosłupa na prostyrnum i pasującego rowka w mezosterni. Niektóre gatunki zaskakują napastnika, wydając dźwięki w procesie zwanym stridulacją .

Pasożytnictwo

Kilka gatunków chrząszczy jest ektopasożytnictwem na ssaki. Jeden z takich gatunków, Platypsyllus castoris , pasożytuje na bobrach ( Castor spp.). Chrząszcz ten żyje jako pasożyt zarówno jako larwa, jak i jako osobnik dorosły, żywiąc się tkanką naskórka i prawdopodobnie wydzielinami skórnymi i wysiękami z ran. Są uderzająco spłaszczone grzbietowo-brzusznie, bez wątpienia jako przystosowanie do wślizgiwania się między włosami bobrów. Są bezskrzydłe i bezokie, podobnie jak wiele innych pasożytów zewnętrznych. Inne to kleptopasożyty innych bezkręgowców, takie jak mały chrząszcz ulowy ( Aethina tumida ), który atakuje gniazda pszczół miodnych , podczas gdy wiele gatunków to pasożytnicze inkwile lub komensale w gniazdach mrówek . Kilka grup chrząszczy to pierwotne parazytoidy innych owadów, żywiące się i ostatecznie zabijające swoich żywicieli.

Zapylanie

Izraelski Miedziany Kwiat Włókien ( Protaetia cuprea ignicollis ) na stokrotce ( Glebionis coronaria )

Kwiaty zapylane przez chrząszcze są zwykle duże, zielonkawe lub białawe, silnie pachnące. Zapachy mogą być pikantne, owocowe lub podobne do rozkładającego się materiału organicznego. Chrząszcze były najprawdopodobniej pierwszymi owadami, które zapylały kwiaty. Większość kwiatów zapylanych przez chrząszcze jest spłaszczona lub w kształcie naczynia, a pyłek jest łatwo dostępny, chociaż mogą zawierać pułapki , które utrzymują chrząszcza dłużej. Jajniki roślin są zwykle dobrze chronione przed gryzącymi aparatami gębowymi zapylaczy. Rodziny chrząszczy, które zwykle zapylają kwiaty, to Buprestidae , Cantharidae , Cerambycidae , Cleridae , Dermestidae , Lycidae , Melyridae , Mordellidae , Nitidulidae i Scarabaeidae . Chrząszcze mogą być szczególnie ważne w niektórych częściach świata, takich jak półpustynne obszary południowej Afryki i południowej Kalifornii oraz górskie łąki KwaZulu-Natal w Afryce Południowej.

Wzajemność

1: Dorosły chrząszcz ambrozja zakopuje się w drewnie i składa jaja, niosąc zarodniki grzyba w swojej mykangii .
2: Larwa żywi się grzybami, które trawią drewno, usuwając toksyny, z obopólną korzyścią.
3: Larwa przepoczwarza się.

Wzajemność jest dobrze znana u kilku chrząszczy, takich jak chrząszcz ambrozja , który wraz z grzybami trawi drewno martwych drzew. Chrząszcze drążą tunele w martwych drzewach, w których uprawiają ogrody grzybowe, będące ich jedynym źródłem pożywienia. Po wylądowaniu na odpowiednim drzewie chrząszcz ambrozja drąży tunel, w którym uwalnia zarodniki swojego symbionta grzybowego . Grzyb penetruje tkankę ksylemu rośliny, trawi ją i koncentruje składniki odżywcze na i w pobliżu powierzchni chodnika chrząszczy, co przynosi korzyści zarówno ryjkowcom, jak i grzybom. Chrząszcze nie mogą jeść drewna z powodu toksyn i wykorzystują jego związek z grzybami, aby przezwyciężyć obronę drzewa żywicielskiego w celu zapewnienia pożywienia ich larwom. Za pośrednictwem chemicznego wielonienasyconego nadtlenku wytwarzanego przez bakterie, ten mutualistyczny związek między chrząszczem a grzybem współewoluuje .

Chrząszcz Tenebrionid na pustyni Thar

Tolerancja ekstremalnych środowisk

Chrząszcz z pustyni Namib , Stenocara gracilipes , jest w stanie przetrwać, zbierając wodę z mgły na swoim grzbiecie.

Około 90% gatunków chrząszczy wchodzi w okres dorosłej diapauzy , cichej fazy ze zmniejszoną przemianą materii, w obliczu niesprzyjających warunków środowiskowych. Diapauza dorosłych jest najczęstszą formą diapauzy u Coleoptera. Aby przetrwać okres bez jedzenia (często trwający wiele miesięcy) dorośli przygotowują się, gromadząc rezerwy lipidów, glikogenu, białek i innych substancji potrzebnych do odporności na przyszłe niebezpieczne zmiany warunków środowiskowych. Ta diapauza jest wywołana sygnałami zapowiadającymi nadejście niekorzystnej pory roku; zwykle wskazówka jest fotoperiodyczna . Krótka (malejąca) długość dnia jest sygnałem zbliżającej się zimy i wywołuje zimową diapauzę (hibernację). Badanie hibernacji chrząszcza polarnego Pterostichus brevicornis wykazało, że poziom tkanki tłuszczowej u dorosłych był najwyższy jesienią, gdy przewód pokarmowy był wypełniony pożywieniem, ale pusty pod koniec stycznia. Ta utrata tkanki tłuszczowej była procesem stopniowym, występującym w połączeniu z odwodnieniem.

Wszystkie owady są poikilotermiczne , więc zdolność kilku chrząszczy do życia w ekstremalnych warunkach zależy od ich odporności na niezwykle wysokie lub niskie temperatury. Kornik Pityogenes chalcographus może przetrwać –39 °C podczas zimowania pod korą drzew; chrząszcz alaskański Cucujus clavipes puniceus jest w stanie wytrzymać -58 °C ; jego larwy mogą przetrwać -100 °C . W tych niskich temperaturach tworzenie się kryształków lodu w płynach wewnętrznych jest największym zagrożeniem dla przetrwania chrząszczy, ale zapobiega temu produkcja białek przeciw zamarzaniu, które zapobiegają grupowaniu się cząsteczek wody. Niskie temperatury doświadczane przez Cucujus clavipes można przetrwać dzięki celowemu odwodnieniu w połączeniu z białkami przeciw zamarzaniu. Powoduje to kilkukrotne skoncentrowanie środków przeciw zamarzaniu. Hemolimfa chrząszcza mącznika Tenebrio molitor zawiera kilka białek przeciw zamarzaniu . Chrząszcz alaskański Upis ceramboides może przetrwać w temperaturze -60 °C: jego krioprotektanty to ksylomannan , cząsteczka składająca się z cukru związanego z kwasem tłuszczowym , oraz alkoholu cukrowego, treitolu .

Odwrotnie, chrząszcze pustynne są przystosowane do tolerowania wysokich temperatur. Na przykład chrząszcz Tenebrionidae Onymacris rugatipennis może wytrzymać 50 °C . Chrząszcze tygrysie na gorących, piaszczystych obszarach są często białawe (na przykład Habroscelimorpha dorsalis ), aby odbijać więcej ciepła niż ciemniejszy kolor. Te chrząszcze wykazują również adaptacje behawioralne, aby tolerować ciepło: potrafią stać wyprostowane na tarsi, aby trzymać swoje ciała z dala od gorącej ziemi, szukać cienia i zwracać się w stronę słońca, tak że tylko przednie części ich głów są skierowane bezpośrednio narażony.

Mglisty chrząszcz z pustyni Namib , Stenocara gracilipes , jest w stanie zbierać wodę z mgły , ponieważ jego elytra mają teksturowaną powierzchnię łączącą hydrofilowe (lubiące wodę) nierówności i woskowate, hydrofobowe rynny. Chrząszcz mierzy się z wczesną poranną bryzą, podnosząc odwłok; kropelki kondensują się na elytrze i biegną wzdłuż grzbietów w kierunku ich aparatów gębowych. Podobne adaptacje można znaleźć u kilku innych chrząszczy pustynnych Namib, takich jak Onymacris unguicularis .

Niektóre chrząszcze lądowe, które wykorzystują siedliska przybrzeżne i zalewowe, mają przystosowania fizjologiczne do przetrwania powodzi. W przypadku powodzi dorosłe chrząszcze mogą być wystarczająco ruchliwe, aby oddalić się od powodzi, ale larwy i poczwarki często nie mogą. Dorosłe osobniki Cicindela togata nie są w stanie przetrwać zanurzenia w wodzie, ale larwy są w stanie przetrwać długi okres anoksji , do 6 dni podczas powodzi. Tolerancja na niedotlenienie u larw mogła być podtrzymana przez przejście na beztlenowe szlaki metaboliczne lub przez zmniejszenie tempa metabolizmu. Tolerancję na niedotlenienie u dorosłego biegaczowatego Pelophilia borealis przebadano w warunkach laboratoryjnych i stwierdzono, że mogą one przetrwać nieprzerwany okres do 127 dni w atmosferze 99,9% azotu w temperaturze 0 °C.

Migracja

Wiele gatunków chrząszczy podejmuje coroczne masowe ruchy, które określa się mianem migracji. Należą do nich słodyszek rzepakowy Meligethes aeneus oraz wiele gatunków kokosowatych . Te masowe ruchy mogą być również oportunistyczne, w poszukiwaniu pożywienia, a nie sezonowe. Badanie z 2008 r. dotyczące niezwykle dużego ogniska chrząszcza górskiego ( Dendroctonus ponderosae ) w Kolumbii Brytyjskiej wykazało, że chrząszcze były w stanie przelecieć 30–110 km dziennie w zagęszczeniu do 18 600 chrząszczy na hektar.

Stosunek do ludzi

W starożytnych kulturach

Skarabeusz
Ogrodnik : L1
Hieroglify egipskie

Skarabeusz w Dolinie Królów

W starożytnym Egipcie czczono kilka gatunków żuka gnojowego, zwłaszcza świętego skarabeusza Scarabaeus sacer . Hieroglificzny obraz chrząszcza mógł mieć znaczenie egzystencjalne, fikcyjne lub ontologiczne. Wizerunki skarabeusza w kościach, kości słoniowej , kamieniu, fajansie egipskim i metalach szlachetnych znane są od VI dynastii aż do okresu panowania rzymskiego. Skarabeusz miał pierwszorzędne znaczenie w kulcie pogrzebowym starożytnego Egiptu. Skarabeusz był powiązany z Khepri , bogiem wschodzącego słońca , od rzekomego podobieństwa toczenia kuli gnojowej przez chrząszcza do toczenia słońca przez boga. Niektórzy z sąsiadów starożytnego Egiptu przyjęli motyw skarabeusza dla różnych typów pieczęci . Najbardziej znane z nich to judejskie pieczęcie LMLK , gdzie osiem z 21 wzorów zawierało chrząszcze skarabeusza, które były używane wyłącznie do stemplowania odcisków na słoikach magazynowych za panowania Ezechiasza . Chrząszcze są wymieniane jako symbol słońca, podobnie jak w starożytnym Egipcie, w Moraliach Plutarcha z I wieku . Greckie magiczne papirusy z II wieku pne do V wieku naszej ery opisują skarabeusze jako składnik zaklęcia.

Pliniusz Starszy omawia chrząszcze w swojej Historii Naturalnej , opisując jelonka rogacza : „Niektóre owady, dla zachowania skrzydeł, pokryte są erustą (elytra ) – na przykład chrząszcz, którego skrzydło jest szczególnie delikatne i kruche (...) Natura odmówiła tym owadom użądlenia, ale w jednym wielkim rodzaju znajdujemy rogi o niezwykłej długości, dwuzębne na końcach i tworzące szczypce, które zwierzę zamyka, gdy ma zamiar ugryźć. Jelonek jest opisany w greckim micie Nicandera i wspominany przez Antoninus Liberalis , w którym Cerambus zamienia się w chrząszcza: „Widać go na pniach i ma haczykowate zęby, zawsze poruszając szczękami. Jest czarny, długi i ma twarde skrzydła jak wielki żuk gnojowy”. Opowieść kończy się komentarzem, że chrząszcze były używane jako zabawki przez młodych chłopców, a głowa została usunięta i noszona jako wisiorek.

Jako szkodniki

Bawełniany ryjkowiec

Około 75% gatunków chrząszczy jest fitofagami zarówno w stadium larwalnym, jak i dorosłym. Wiele z nich żywi się ważnymi gospodarczo roślinami i przechowywanymi produktami roślinnymi, w tym drzewami, zbożami, tytoniem i suszonymi owocami. Niektóre z nich, takie jak ryjkowiec bawełniany, który żywi się pąkami bawełny i kwiatami, mogą wyrządzić bardzo poważne szkody rolnictwu. Okolo 1892 r. przekroczył Rio Grande w pobliżu Brownsville w Teksasie , aby wjechać do Stanów Zjednoczonych z Meksyku , a w 1915 r. dotarł do południowo -wschodniej Alabamy . do 160 mil (60-260 km) rocznie. Pozostaje najbardziej niszczycielskim szkodnikiem bawełny w Ameryce Północnej. Mississippi State University oszacował, że odkąd ryjkowiec wszedł do Stanów Zjednoczonych, kosztował on producentów bawełny około 13 miliardów dolarów, a ostatnio około 300 milionów dolarów rocznie.

Do gatunków atakujących wiązy należą kornik , chrząszcz wiąz i chrząszcz kózkowaty ( Anoplophora glabripennis ) . Korniki ( Scolytidae ) przenoszą holenderską chorobę wiązów , przemieszczając się z zainfekowanych miejsc lęgowych do zdrowych drzew. Choroba zniszczyła wiązy w całej Europie i Ameryce Północnej.

Larwy stonki ziemniaczanej , Leptinotarsa ​​decemlineata , poważnego szkodnika upraw

Niektóre gatunki chrząszczy wykształciły odporność na środki owadobójcze. Na przykład stonka ziemniaczana Leptinotarsa ​​decemlineata jest niszczycielskim szkodnikiem roślin ziemniaka. Jego żywicielami są inni członkowie rodziny Solanaceae , np. wilcza jagoda , pomidor , bakłażan i papryka , a także ziemniak. Różne populacje wykształciły między sobą odporność na wszystkie główne klasy insektycydów. Stonka ziemniaczana została oceniona jako narzędzie wojny entomologicznej podczas II wojny światowej , a pomysł polegał na wykorzystaniu chrząszcza i jego larw do niszczenia upraw wrogich narodów. Niemcy przetestowały swój program uzbrojenia stonki ziemniaczanej na południe od Frankfurtu , wypuszczając 54 000 chrząszczy.

Chrząszcz stróżujący , Xestobium rufovillosum ( Ptinidae ), jest poważnym szkodnikiem starszych drewnianych budynków w Europie. Atakuje drewno liściaste , takie jak dąb i kasztan , zawsze tam, gdzie nastąpił lub ma miejsce jakiś rozkład grzybów. Uważa się, że faktyczne wprowadzenie szkodnika do budynków ma miejsce w czasie budowy.

Inne szkodniki obejmują chrząszcza kokosowego, Brontispa longissima , który żywi się młodymi liśćmi , sadzonkami i dojrzałymi drzewami kokosowymi , powodując poważne szkody gospodarcze na Filipinach . Chrząszcz sosnowy jest niszczycielskim szkodnikiem dojrzałej lub osłabionej sosny wyżłobionej , czasami atakującym duże obszary Kanady.

Jako pożyteczne zasoby

Coccinella septempunctata , drapieżny chrząszcz pożyteczny dla rolnictwa

Chrząszcze mogą być korzystne dla gospodarki człowieka poprzez kontrolowanie populacji szkodników. Larwy i osobniki dorosłe niektórych gatunków chrząszczy pospolitych ( Coccinellidae ) żywią się mszycami będącymi szkodnikami. Inne stonki żywią się łuskami , mączlikami i wełnowcami . Jeśli normalne źródła pożywienia są ograniczone, mogą żywić się małymi gąsienicami , młodymi owadami roślinnymi lub spadzią i nektarem . Chrząszcze biegaczowate (Carabidae) są powszechnymi drapieżnikami wielu szkodników owadzich, w tym jaj muchowych, gąsienic i drutowców. Chrząszcze biegaczowate mogą pomóc w zwalczaniu chwastów , jedząc ich nasiona w glebie, zmniejszając potrzebę stosowania herbicydów w celu ochrony upraw. Skuteczność niektórych gatunków w ograniczaniu niektórych populacji roślin doprowadziła do celowego wprowadzenia chrząszczy w celu zwalczania chwastów. Na przykład rodzaj Zygogramma pochodzi z Ameryki Północnej, ale był używany do zwalczania Parthenium hysterophorus w Indiach i Ambrosia artemisiifolia w Rosji.

Chrząszcze gnojowe (Scarabidae) są z powodzeniem wykorzystywane do ograniczania populacji much szkodników, takich jak Musca vetustissima i Haematobia exigua , które są poważnymi szkodnikami bydła w Australii . Chrząszcze sprawiają, że łajno staje się niedostępne dla szkodników hodowlanych, szybko tocząc i zakopując je w glebie, co dodatkowo poprawia żyzność gleby, glebę i obieg składników odżywczych. Australijski projekt żuka gnojowego (1965-1985), po udanych próbach tej techniki na Hawajach , wprowadził do Australii gatunki żuka gnojowego z Afryki Południowej i Europy w celu zmniejszenia populacji Musca vetustissima . Amerykański Instytut Nauk Biologicznych donosi, że chrząszcze gnojowe oszczędzają przemysłowi bydła w Stanach Zjednoczonych około 380 milionów dolarów rocznie dzięki zakopywaniu odchodów zwierząt gospodarskich na powierzchni ziemi.

Dermestidae są często wykorzystywane w taksydermii i przy przygotowywaniu próbek naukowych do oczyszczania tkanki miękkiej z kości. Larwy żywią się i usuwają chrząstkę wraz z innymi tkankami miękkimi.

Jako żywność i lekarstwa

Mączniki w misce do spożycia przez ludzi

Chrząszcze są najczęściej zjadanymi owadami, z około 344 gatunkami wykorzystywanymi jako pokarm, zwykle w stadium larwalnym. Mącznik mącznik (larwa ciemnika ) i chrząszcz nosorożca należą do powszechnie spożywanych gatunków. Szeroka gama gatunków jest również wykorzystywana w medycynie ludowej do leczenia osób cierpiących na różne zaburzenia i choroby, chociaż odbywa się to bez badań klinicznych potwierdzających skuteczność takich terapii.

Jako wskaźniki bioróżnorodności

Ze względu na specyfikę siedliskową wiele gatunków chrząszczy uznano za odpowiednie jako wskaźniki, ich obecność, liczebność lub brak, stanowiące miarę jakości siedliska. Drapieżne chrząszcze, takie jak tygrysicowate ( Cicindelidae ), znalazły naukowe zastosowanie jako takson wskaźnikowy do pomiaru regionalnych wzorców bioróżnorodności. Nadają się do tego, ponieważ ich taksonomia jest stabilna; ich historia życia jest dobrze opisana; są duże i łatwe do zaobserwowania podczas odwiedzania strony; występują na całym świecie w wielu siedliskach, z gatunkami wyspecjalizowanymi w poszczególnych siedliskach; a ich występowanie według gatunków trafnie wskazuje na inne gatunki, zarówno kręgowców, jak i bezkręgowców. Zgodnie z siedliskami, jako potencjalne gatunki wskaźnikowe sugerowano wiele innych grup, takich jak kusaczki w siedliskach zmodyfikowanych przez człowieka, chrząszcze gnojowe na sawannach i chrząszcze saproksyliczne w lasach.

W sztuce i zdobnictwie

Zopheridae w biżuterii w Texas A&M University Insect Collection

Zegarek-wisiorek w kształcie żuka, Szwajcaria 1850–1900 złoto, diament, emalia

Wiele chrząszczy ma trwałą elytrę , która była używana jako materiał w sztuce, czego najlepszym przykładem jest chrząszcz. Czasami są włączane do obiektów rytualnych ze względu na ich religijne znaczenie. Z całych chrząszczy, w stanie takim, w jakim są, lub w przezroczystym plastiku, powstają przedmioty, od tanich pamiątek, takich jak breloczki, po kosztowną biżuterię artystyczną. W niektórych częściach Meksyku chrząszcze z rodzaju Zopherus są przekształcane w żywe broszki poprzez doczepianie biżuterii i złotych łańcuszków, co jest możliwe dzięki niewiarygodnie twardym elytrom i siedzącym zwyczajom tego rodzaju.

W rozrywce

Walczące chrząszcze są wykorzystywane do rozrywki i hazardu . Ten sport wykorzystuje zachowania terytorialne i rywalizację godową niektórych gatunków dużych chrząszczy. W dystrykcie Chiang Mai w północnej Tajlandii samce chrząszczy nosorożca Xylotrupes są łapane na wolności i trenowane do walki. Samice trzymane są w kłodzie, aby stymulować walczące samce feromonami. Walki te mogą być konkurencyjne i obejmować zarówno hazard, jak i pieniądze. W Korei Południowej gatunek Dytiscidae Cybister tripunctatus jest używany w grze podobnej do ruletki.

Chrząszcze są czasami używane jako instrumenty: Onabasulu z Papui Nowej Gwinei historycznie używał ryjkowca „ hugu ” Rhynchophorus ferrugineus jako instrumentu muzycznego, pozwalając ludzkim ustom służyć jako zmienna komora rezonansowa dla wibracji skrzydeł żywego dorosłego chrząszcza.

Jak zwierzęta domowe

Niektóre gatunki chrząszczy są trzymane jako zwierzęta domowe , na przykład chrząszcze nurkujące ( Dytiscidae ) mogą być trzymane w domowych zbiornikach na słodką wodę.

„Niezwykłe chrząszcze znalezione w Simunjon, Borneo”. Kilka z 2000 gatunków chrząszczy zebranych przez Alfreda Russela Wallace'a na Borneo

W Japonii szczególnie popularna jest wśród młodych chłopców praktyka hodowli rogatego nosorożca ( Dynastinae ) i jelonka rogatego ( Lucanidae ). Popularność w Japonii jest tak duża, że ​​w 1999 r. opracowano automaty sprzedające żywe chrząszcze, każdy mieszczący do 100 chrząszczy jelonkowatych.

Jak rzeczy do zebrania

Zbieranie chrząszczy stało się niezwykle popularne w epoce wiktoriańskiej . Przyrodnik Alfred Russel Wallace zebrał (według własnych obliczeń) łącznie 83 200 chrząszczy w ciągu ośmiu lat opisanych w jego książce z 1869 r. Archipelag Malajski , w tym 2000 gatunków nowych dla nauki.

Jako inspiracja dla technologii

Kilka adaptacji chrząszczy wzbudziło zainteresowanie biomimetykami o możliwych zastosowaniach komercyjnych. Silny środek odstraszający chrząszcza bombardierowego zainspirował rozwój technologii rozpylania delikatnej mgiełki, która ma mieć niski wpływ na węgiel w porównaniu do rozpylania w aerozolu. Zachowanie chrząszcza pustynnego Namib w zakresie zbierania wilgoci ( Stenocara gracilipes ) zainspirowało samonapełniającą się butelkę na wodę, która wykorzystuje materiały hydrofilowe i hydrofobowe , aby przynieść korzyści ludziom żyjącym w suchych regionach bez regularnych opadów.

Żywe chrząszcze były wykorzystywane jako cyborgi . Finansowany przez Agencję Obronnych Zaawansowanych Projektów Badawczych projekt wszczepił elektrody chrząszczom Mecynorhina torquata , umożliwiając ich zdalne sterowanie za pomocą odbiornika radiowego trzymanego na grzbiecie, jako dowód koncepcji do prac inwigilacyjnych. Podobną technologię zastosowano, aby umożliwić operatorowi kontrolowanie sterowania lotem swobodnym i chodu chodu Mecynorhina torquata , a także stopniowane skręcanie i chodzenie do tyłu Zophobas morio .

Badania opublikowane w 2020 roku miały na celu stworzenie zrobotyzowanego plecaka fotograficznego dla chrząszczy. Miniaturowe kamery ważące 248 mg przyczepiono do żywych chrząszczy z rodzaju Tenebrionid Asbolus i Eleodes . Kamery filmowały w zakresie 60° do 6 godzin.

W konserwacji

Ponieważ chrząszcze stanowią tak dużą część światowej bioróżnorodności, ich ochrona jest ważna, a także utrata siedlisk i bioróżnorodności z pewnością wpłynie na chrząszcze. Wiele gatunków chrząszczy ma bardzo specyficzne siedliska i długie cykle życia, które czynią je wrażliwymi. Niektóre gatunki są bardzo zagrożone, podczas gdy inne już obawiają się wyginięcia. Gatunki wyspiarskie są zwykle bardziej podatne, jak w przypadku Helictopleurus undatus z Madagaskaru, który prawdopodobnie wyginął pod koniec XX wieku. Ekolodzy próbowali wzbudzić sympatię do chrząszczy z flagowymi gatunkami, takimi jak jelonek rogacz, Lucanus cervus i chrząszcz tygrysi ( Cicindelidae ). W Japonii świetlik z rodziny Genji, Luciola cruciata , jest niezwykle popularny, aw RPA chrząszcz gnojowy z Addo daje nadzieję na poszerzenie ekoturystyki poza wielką piątkę gatunków ssaków turystycznych . Popularna niechęć do chrząszczy-szkodników również może przekształcić się w publiczne zainteresowanie owadami, podobnie jak niezwykłe ekologiczne adaptacje gatunków, takich jak chrząszcz polujący na krewetki, Cicinis bruchi .

Uwagi

Bibliografia

Bibliografia

Dalsza lektura

• Beckmann, Poul (2001). Żywe klejnoty: naturalny projekt chrząszczy . ISBN 978-3-7913-2528-6.
• Cooter, J.; MVL Barclay , wyd. (2006). Podręcznik koleopterysty . Amatorskie Towarzystwo Entomologiczne. ISBN 978-0-900054-70-9.
• Larwy Chrząszcza Świata . Amerykańskie Towarzystwo Entomologiczne . Grudzień 1994. ISBN 978-0-643-05506-3.
• Grimaldi, Dawid ; Michael S. Engel (16 maja 2005). Ewolucja owadów . ISBN 978-0-521-82149-0.
• Harde, KW (1984). Przewodnik terenowy w kolorze do chrząszczy . s. 7-24. ISBN 978-0-7064-1937-5.
• Biały, RE (1983). Chrząszcze . Houghtona Mifflina. ISBN 978-0-395-91089-4.

Zewnętrzne linki

• Coleoptera z projektu internetowego Drzewo Życia
• (w języku niemieckim) Käfer der Welt
• Atlas Coleoptera
• Chrząszcze – Coleoptera