Insecta

Gli insetti sono una classe del phylum Arthropoda. Sono piccoli invertebrati terrestri che hanno un esoscheletro duro.

Gli insetti sono di gran lunga il più grande gruppo di animali sulla terra: circa 926.400 specie diverse sono state descritte. Sono più della metà di tutte le specie viventi conosciute. Potrebbero essere più del 90% delle specie animali sulla Terra.

Si trovano continuamente nuove specie di insetti. Le stime del numero totale di specie vanno da 2 milioni a 30 milioni.

La maggior parte degli insetti, ma non tutti, ha sei zampe e la maggior parte ha le ali. Gli insetti sono stati i primi animali capaci di volare. Quando si sviluppano dalle uova, gli insetti subiscono una metamorfosi. Gli insetti vivono su tutto il pianeta: quasi tutti sono terrestri (vivono sulla terraferma). Pochi insetti vivono negli oceani o in luoghi molto freddi, come l'Antartide. La maggior parte delle specie vive nelle zone tropicali.

Alcune persone chiamano tutti gli insetti "insetti", ma questo non è corretto. Solo alcuni insetti sono veri insetti, che è un ordine particolare di insetti. Le persone che studiano gli insetti sono chiamate entomologi.

Corpi di insetti

Gli insetti hanno esoscheletri (scheletri all'esterno). I loro scheletri sono fatti di pezzi sottili e duri o piastre, come un'armatura, fatti di chitina. Tutti insieme, questi pezzi formano uno strato duro intorno al corpo dell'insetto. L'esoscheletro protegge l'insetto.

Il corpo di un insetto ha tre parti principali: una testa, un torace e un addome. Sulla testa ci sono gli occhi composti di un insetto, le sue due antenne (che sentono e odorano le cose) e la sua bocca.

Sul torace, gli insetti hanno ali e gambe. Tutti gli insetti hanno sei zampe (tre paia di zampe articolate) e di solito quattro ali (due paia).

L'addome è la parte posteriore dell'insetto. All'interno dell'addome c'è lo stomaco, il cuore e il sistema escretore dove i rifiuti del corpo escono dall'insetto. Le api hanno anche un pungiglione nella parte posteriore dell'addome.

Anatomia dell'insetto A- Testa B- Torace C- Addome 1. antenna2 . ocelli (inferiori) 3. ocelli (superiori) 4. occhio composto 5. cervello (gangli cerebrali) 6. protorace7 . vaso sanguigno dorsale8 . tubi tracheali (tronco con spiracolo) 9. mesotorace10 . metatorace11 . ala anteriore12 . ala posteriore13 . intestino medio (stomaco) 14. tubo dorsale (cuore) 15. ovaio16 . intestino posteriore (intestino, retto e ano)17. ano18. ovidotto19. corda nervosa (gangli addominali)20. Tubi di Malpighian21 . cuscinetti tarsali22 . artigli23 . tarso24 . tibia25 . femore26 . trocantere27 . intestino anteriore (gozzo, ventriglio) 28. ganglio toracico29 . coxa30 . ghiandola salivare31 . ganglio subesofageo32. apparato boccale .
Anatomia dell'insetto A- Testa B- Torace C- Addome 1. antenna2 . ocelli (inferiori) 3. ocelli (superiori) 4. occhio composto 5. cervello (gangli cerebrali) 6. protorace7 . vaso sanguigno dorsale8 . tubi tracheali (tronco con spiracolo) 9. mesotorace10 . metatorace11 . ala anteriore12 . ala posteriore13 . intestino medio (stomaco) 14. tubo dorsale (cuore) 15. ovaio16 . intestino posteriore (intestino, retto e ano)17. ano18. ovidotto19. corda nervosa (gangli addominali)20. Tubi di Malpighian21 . cuscinetti tarsali22 . artigli23 . tarso24 . tibia25 . femore26 . trocantere27 . intestino anteriore (gozzo, ventriglio) 28. ganglio toracico29 . coxa30 . ghiandola salivare31 . ganglio subesofageo32. apparato boccale .

Fisiologia

Proprio come i nostri muscoli si collegano alle nostre ossa per farci camminare e stare in piedi, i muscoli di un insetto si collegano all'esoscheletro per farlo camminare e muoversi. I loro muscoli sono all'interno del loro scheletro.

Gli insetti sono a sangue freddo, il che significa che non possono controllare la loro temperatura corporea. Questo significa che gli insetti non sono bravi a sopravvivere al freddo, in ogni caso all'aperto. In inverno, molti insetti entrano in una cosa chiamata diapausa, che è la versione per insetti dell'ibernazione. Alcuni insetti, come gli scarafaggi, non possono andare in diapausa e muoiono se fuori fa troppo freddo. Questo è il motivo per cui gli scarafaggi amano vivere nelle case calde delle persone.

Sistemi respiratorio e circolatorio

La respirazione degli insetti avviene senza polmoni. C'è un sistema di tubi e sacche interne attraverso le quali i gas si diffondono o vengono attivamente pompati. L'aria viene presa attraverso aperture sui lati dell'addome chiamate spiracoli. L'ossigeno arriva ai tessuti che ne hanno bisogno attraverso la trachea (elemento 8 nel diagramma).

Molte larve di insetti vivono in acqua. Molte di queste hanno branchie che possono estrarre l'ossigeno disciolto nell'acqua. Altre devono salire sulla superficie dell'acqua per prendere aria che può essere trattenuta o intrappolata in parti speciali del loro corpo.

Gli insetti adulti usano l'ossigeno ad un tasso elevato quando volano. Ne hanno bisogno per i muscoli di volo, il tessuto più attivo conosciuto in biologia. I muscoli di volo usano l'ossigeno ad un tasso enorme: 100 cc di ossigeno per ogni singolo cc di tessuto all'ora. Con questo sistema, il diametro massimo che un muscolo potrebbe avere (e continuare a consumare ossigeno a questo ritmo) è di circa 0,5 cm. Anche con speciali accorgimenti extra, gli insetti non possono diventare più grandi di circa 11 cm di lunghezza. I corpi degli insetti più grandi sono grandi quanto un topo.

Alcuni insetti usano anche una molecola chiamata emocianina, che fa lo stesso lavoro dell'emoglobina nei vertebrati (ma in modo meno efficiente). Il sistema circolatorio degli insetti non ha vene o arterie. Il "sangue" è chiamato emolinfa e si muove nello spazio chiamato emocellula. Gli organi siedono nell'emocellula e sono bagnati dall'emolinfa. Il "cuore" è poco più di un singolo tubo che pulsa (spreme).

Come crescono gli insetti

Gli insetti iniziano la vita come uova. Di solito una femmina (madre) di insetto depone le uova, ma alcune specie hanno un parto vivo (le uova si sviluppano dentro la madre). Le uova sono piccole, ma di solito possono essere viste a occhio nudo.

Anche se gli adulti sono più grandi, hanno bisogno di una lente d'ingrandimento o di un microscopio binoculare per vedere i dettagli. Un entomologo professionista usa un microscopio binoculare per identificare gli insetti, più un lavoro di riferimento stampato. Ci sono troppi insetti per poterli ricordare tutti, e la maggior parte degli entomologi è specializzata in uno o due ordini.

Dopo la schiusa delle uova, possono verificarsi due tipi di sviluppo. Alcuni insetti hanno quella che viene chiamata "metamorfosi incompleta". Questo significa che un piccolo insetto, chiamato ninfa, esce dall'uovo e la ninfa ha quasi lo stesso aspetto dell'insetto adulto. Mentre la ninfa cresce, non cambia il suo aspetto, ma solo le sue dimensioni. Passa attraverso una serie di stadi, chiamati "istari". Le cavallette crescono in questo modo.

Altri insetti hanno una metamorfosi completa, il che significa che la piccola larva che esce dall'uovo ha un aspetto molto diverso dall'insetto adulto. Gli insetti che hanno una metamorfosi completa di solito escono dall'uovo come una larva, che di solito assomiglia a un verme. La larva si nutre di cibo e diventa più grande finché non si trasforma in una pupa. Le pupe di farfalla (plurale per pupa) sono spesso all'interno di bozzoli. All'interno del bozzolo l'insetto cambia il suo aspetto e spesso gli crescono le ali. Quando il bozzolo si apre, esce l'insetto adulto. Molti insetti hanno una metamorfosi completa, per esempio coleotteri, farfalle e falene, e mosche. Lo stadio adulto dello sviluppo è chiamato imago.

Sistema tracheale di uno scarafaggio. Le trachee più grandi attraversano la larghezza del corpo e sono orizzontali in questa immagine. Barra di scala: 2 mm
Sistema tracheale di uno scarafaggio. Le trachee più grandi attraversano la larghezza del corpo e sono orizzontali in questa immagine. Barra di scala: 2 mm

Il sistema tracheale si ramifica in tubi sempre più piccoli, che qui alimentano il raccolto dello scarafaggio. Barra di scala: 2 mm
Il sistema tracheale si ramifica in tubi sempre più piccoli, che qui alimentano il raccolto dello scarafaggio. Barra di scala: 2 mm

Una ninfa di mantide assomiglia a una mantide adulta ma molto più piccola.
Una ninfa di mantide assomiglia a una mantide adulta ma molto più piccola.

Storia evolutiva

Origine degli insetti

Il più antico insetto fossile conosciuto è il Rhyniognatha del Devoniano, proveniente dal chertRhynie di 396 milioni di anni fa. Potrebbe aver assomigliato superficialmente ad un moderno insetto silverfish. Questa specie possedeva già mandibole di un tipo associato agli insetti alati, suggerendo che le ali potrebbero essersi già evolute in questo periodo. Così, i primi insetti potrebbero essere apparsi prima, nel periodo Siluriano.

Origine delle ali

Nel 2008, i ricercatori hanno scoperto quello che credono sia la più antica impronta del corpo di un insetto volante primitivo conosciuto al mondo, un esemplare di 300 milioni di anni del periodo Carbonifero.

Le origini del volo degli insetti rimangono oscure, poiché i primi insetti alati attualmente conosciuti sembrano essere stati capaci di volare. Alcuni insetti estinti avevano un paio di alette aggiuntive che si attaccavano al primo segmento del torace, per un totale di tre paia. Sembra che gli insetti non fossero un gruppo di animali di particolare successo prima di evolvere le ali.

Gli ordini di insetti del Carbonifero superiore e del Permiano inferiore includono sia gruppi viventi che un certo numero di gruppi paleozoici, ora estinti. Durante quest'epoca, alcune forme giganti simili a libellule raggiungevano un'apertura alare di 55-70 cm, il che le rendeva molto più grandi di qualsiasi insetto vivente.

Questo gigantismo potrebbe essere stato dovuto ai più alti livelli di ossigeno atmosferico, che hanno permesso una maggiore efficienza respiratoria. La mancanza di vertebrati volanti potrebbe essere stato un altro fattore. Molti dei primi gruppi si estinsero durante l'evento di estinzione del Permiano-Triassico, la più grande estinzione di massa nella storia della Terra, circa 252 milioni di anni fa.

Tipi di insetti

I diversi tipi di insetti possono essere divisi in gruppi chiamati ordini. Ci sono molti ordini di insetti. I più grandi ordini di insetti sono elencati qui sotto:

  • I coleotteri (ordine Coleoptera) hanno il paio di ali anteriori trasformate in un guscio duro per proteggere le ali posteriori.
  • Le farfalle e le falene (ordine Lepidoptera) hanno ali grandi e spesso colorate.
  • Le mosche (ordine Diptera) hanno solo due ali.
  • Formiche, api e vespe (ordine Imenotteri) a volte hanno pungiglioni e a volte vivono in grandi colonie (come i formicai).
  • I veri insetti (ordine Hemiptera) hanno una bocca lunga e stretta, come una cannuccia per bere. Questo tipo di bocca si chiama becco.
  • Le cavallette (ordine Orthoptera) di solito possono saltare con le gambe. Mangiano erba e piante di grano.
  • Le Odonata, le libellule e le damselflies sono i migliori predatori di altri insetti. Sia le ninfe acquatiche che gli adulti volanti sono carnivori.
  • Phasmatodea, gli insetti bastone e foglia, è un ordine che si basa interamente sul mimetismo. Comprende l'insetto più lungo del mondo, il megastick di Chan.

Ragni, scorpioni e animali simili non sono insetti; sono aracnidi. Gli aracnidi sono artropodi che hanno quattro paia di zampe. Anche i millepiedi sono artropodi, ma non insetti: sono in un sottophylum chiamato Myriapoda.

Un coleottero (coccinella o coccinella). La parte rossa è il duro paio di ali anteriori, o elitre.
Un coleottero (coccinella o coccinella). La parte rossa è il duro paio di ali anteriori, o elitre.

Tassonomia

Questa tassonomia elenca alcuni dei gruppi di insetti più conosciuti.

Insetti e persone

I parassiti possono essere dannosi per le persone in diversi modi. Alcuni sono parassiti, come i pidocchi e le cimici dei letti. Alcuni di questi insetti parassiti possono diffondere malattie, come le zanzare che diffondono la malaria.

Altri insetti nocivi non danneggiano direttamente le persone. Le termiti e alcuni coleotteri mangiano il legno e a volte mangiano gli edifici, come le case. Tuttavia, le termiti aiutano anche ad abbattere gli alberi e i rami che cadono sul suolo della foresta. Molti insetti mangiano prodottiagricoli (piante destinate al consumo umano). Le cavallette sono un esempio di insetti nocivi che mangiano le piante in agricoltura.

Alcuni insetti ci sono utili. Le api fanno il miele. Le larve di alcune falene producono la seta, che la gente usa per fare vestiti. In alcune parti del mondo, la gente mangia gli insetti. Mangiare insetti come cibo è chiamato entomofagia.

Molte api e mosche impollinano le piante. Questo significa che gli insetti aiutano le piante a fare i semi spostando il polline da un fiore all'altro. Alcuni insetti buoni mangiano gli insetti nocivi, come le coccinelle (o ladybirds o ladybugs) che mangiano gli afidi. Molti insetti mangiano piante e animali morti.

Pesticidi

La gente spesso usa veleni chiamati insetticidi per uccidere gli insetti nocivi. Gli insetticidi non sempre funzionano. A volte gli insetti nocivi diventano resistenti agli insetticidi, il che significa che gli insetticidi non li danneggiano più. Sia il coleottero della patata del Colorado che la falena diamondback sono insetti resistenti a molti insetticidi.

Gli insetticidi non uccidono solo gli insetti nocivi; a volte vengono uccisi anche molti insetti utili. Quando gli insetti utili vengono uccisi, come quelli che mangiano gli insetti nocivi, gli insetti nocivi possono tornare in numero maggiore di prima perché non vengono più mangiati dagli insetti utili.


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