Kukaiņi

Kukaiņu klasi raksturo sekojošas īpašības. Tie ir sauszemes posmkāji, kuru ķermenis sadalīts trijos nodalījumos: galvā, krūtīs un vēderā. Trīs posmotu kāju pāri atrodas krūšu nodalījumā. Pie otrā un trešā krūšu segmenta parasti ir pa pārim spārnu. Kukaiņi ir vienīgie aktīvi lidojošie bezmugurkaulnieku organismi. Elpošana notiek caur trahejām vai arī ar visa ķermeņa ādu. Tiem kukaiņiem, kas elpo ar visu ķermeņa virsmu, un kam ir gāzu caurlaidīga āda, izplatība ir ierobežota ar mitra klimata apstākļiem. Tie ir sastopami pārsvarā augsnē vai pūstošu organismu atliekās. Caur trahejām elpojošie kukaiņi, kam āda ir gāzu necaurlaidīga, var dzīvot arī sausos apstākļos. Šie kukaiņi ir izplatījušies pa visu zemeslodi, piemērojoties visdažādākajiem apstākļiem.

Kukaiņi (Insecta) ir seškājaini posmkāju dzīvnieki, ar pasaulē vislielāko sugu daudzveidību. Ir zināmi vismaz 925000 kukaiņu sugu. Starp tām pazīstamākie ir tauriņi, vaboles, mušas, skudras un bites. Zinātni, kas pēta kukaiņus, sauc par entomoloģiju.

Kukaiņu klasē iekļauj visus ar trahejām elpojošos posmkājus, kam ir 3 pāri kāju. Tos parasti dala primārajos bezspārņos un spārneņos (Pterygota), taču jaunākie bezspārņu bioloģijas un morfoloģijas pētījumu rezultāti rāda, ka šī grupa nav viendabīga.

Viena šo primāro bezspārņu kārta – zvīņenes (Thysanura) – ir ļoti radniecīga visiem „īstajiem” spārneņiem (apakšklase kailžokleņi – Inecta-Ectognatha). Parējās kārtas – protūras), lēcastes, divastes – pēc daudzām svarīgām īpašībām ir ļoti specifiskas, un tika izdalītas atsevišķā segžokleņu (Insecta-Entognatha) apakšklasē (1956. gadā, starptautiskajā entomologu kongresā, Monreālā). Beidzamajā laikā segžokleņu apakšklase tiek pārveidota par atsevišķu klasi – Entognatha, kā rezultātā Protura, Collembola un Diplura kārtas formāli pie kukaiņiem (Insecta) nav pieskaitāmas.

Kukaiņus iedala 32 kārtās. Latvijā ir konstatētas 28 kārtas un 11300-11500 sugas (iespējams sugu skaits var palielināties virs 19000 sugām). Latvijas teritorijā aizsargājamas ir ap 150 kukaiņu sugu.
lv.wikipedia.org

Kukaiņi ir posmkāju tipa traheātu apakštipa (Tracheata) klase. Tajā apvienoti visi posmkāji, kuriem ir trīs pāri kāju. Kukaiņi ir sauszemes dzīvnieki, kas elpo ar trahejām. Vairākas kukaiņu grupas pielāgojušās dzīvei ūdenī, tomēr tikai dažu grupu kāpuri spēj uzņemt ūdenī izšķīdušo skābekli. Kukaiņi ir vienīgie bezmugurkaulnieki, kuru vairākums spēj lidot. Dažām augstāko kukaiņu grupām, piemēram, blusām un utīm, parazitārā dzīves veida dēļ spārni ir izzuduši.

Kukaiņu ķermenis sastāv no trīs nodalījumiem – galvas, krūtīm un vēdera. Kukaiņi vairojas dzimumiski, dējot apaugļotas olas. Daudziem raksturīga arī partenoģenēze (vairošanās ar neapaugļotām olām), bet daži ir dzīvdzemdētāji. Attīstās ar pārvēršanos jeb metamorfozi. Izšķir attīstību ar nepilnīgu pārvēršanos (no oliņas izšķiļas kāpurs, kas ir līdzīgs pieaugušajam īpatnim, tikai ir mazāks un viņam ir neattīstīti spārni) un attīstību ar pilnīgu pārvēršanos (attīstībā ir 4 stadijas – ola, kāpurs, kūniņa un pieaudzis īpatnis). Nepilnīga pārvēršanās raksturīga zemāk organizētiem kukaiņiem, piemēram, taisnspārņiem, spārēm, blaktīm.

Kukaiņiem ir ļoti liela nozīme dabā. Viņi ietilpst daudzu dzīvnieku barošanās ķēžu sastāvā. Gandrīz katrā mugurkaulnieku dzīvnieku klasē var atrast specializētus entomofāgus, t. i. dzīvniekus, kuri pārtiek no kukaiņiem, piemēram, daudzas putnu sugas. Kukaiņi, galvenokārt plēvspārņi, divspārņi un tauriņi, apputeksnē augus (Eiropā apmēram 30 % ziedaugu apputeksnē tieši kukaiņi). Viņi piedalās arī augsnes veidošanas procesos. Piemēram, termīti un skudras, tāpat kā daudzu citu kukaiņu kāpuri, kas dzīvo zemē, ar savām ejām uzirdina augsni, veicina tās labāku ventilāciju un ūdens apgādi un bagātina to ar trūdvielām. Kukaiņi, piemēram, līķvaboles, veic sanitāra funkcijas dabā. No cilvēka interešu viedokļa kukaiņu darbībai var būt arī negatīvas sekas. Daudzas sugas ir bīstami lauksaimniecības un mežsaimniecības kaitēkļi, bet daļa arī cilvēka un dzīvnieku parazīti un slimību ierosinātāju pārnēsātāji.

Kukaiņi izplatīti visā pasaulē. Viņi sastopami visdažādākajos biotopos. Klasē zināmas ~1 miljons sugu, bet, domājams, ka patiesais sugu skaits ir vismaz divas reizes lielāks. Latvijā konstatētas ~10 000 sugas, bet arī tas noteikti nav galējais skaits (varētu būt vairāk nekā 15 000 sugu). Kukaiņu klasi iedala 2 apakšklasēs. Iekšžokļeņu jeb segžokleņu apakšklasē (Entognatha) ietilpst 3 kārtas – diplūras, kolembolas un protūras (visas pārstāvētas arī Latvijā). Pie āržokleņu jeb kailžokleņu apakšklases (Ectognatha) pieder 32 kārtas; no tām Latvijā sastopamas 23 kārtas – zvīņenes (tāpat kā 3 iekšžokleņu kārtas pārstāvji attīstās bez pārvēršanās), viendienītes, spāres, strautenes, spīļastes, prusaki, taisnspārņi, ķērpjutis, dzīvniekutis, tripši, blaktis, cikādes, augutis (visu iepriekš minēto 12 kārtu pārstāvju attīstība noris ar nepilnīgu pārvēršanos), vaboles, tīklspārņi, kamielīši, dūneņes, knābjgalvji, makstenes, tauriņi, divspārņi, blusas un plēvspārņi (pēdējo 10 kārtu pārstāvji attīstās ar pilnīgu pārvēršanos).
latvijas.daba.lv

Raksturojums
Kukaiņu klasi raksturo sekojošas īpašības. Tie ir sauszemes posmkāji, kuru ķermenis sadalīts trijos nodalījumos: galvā, krūtīs un vēderā. Trīs posmotu kāju pāri atrodas krūšu nodalījumā. Pie otrā un trešā krūšu segmenta parasti ir pa pārim spārnu. Kukaiņi ir vienīgie aktīvi lidojošie bezmugurkaulnieku organismi. Elpošana notiek caur trahejām vai arī ar visa ķermeņa ādu. Tiem kukaiņiem, kas elpo ar visu ķermeņa virsmu, un kam ir gāzu caurlaidīga āda, izplatība ir ierobežota ar mitra klimata apstākļiem. Tie ir sastopami pārsvarā augsnē vai pūstošu organismu atliekās. Caur trahejām elpojošie kukaiņi, kam āda ir gāzu necaurlaidīga, var dzīvot arī sausos apstākļos. Šie kukaiņi ir izplatījušies pa visu zemeslodi, piemērojoties visdažādākajiem apstākļiem.

Morfoloģija un fizioloģija
Kukaiņu ārējā morfoloģija
Kukaiņiem ir segmentēts ķermenis, ko balsta eksoskelets, kas ir ciets ārējs apvalks kas sastāv galvenokārt no hitīna. Ķermeņa segmenti tiek organizēti trijās atšķirīgās, bet savstarpēji saistītas vienībās: galvās, krūškurvī un vēderā.

Galvas nodalījums
Galva — atrodas ķermeņa priekšgalā. Tā izveidojusies, priekšējiem ķermeņa posmiem saaugot un saplūstot galvas kapsulā. Tās iekšienē ir smadzenes. Galvas sānos ir 2 lielas saliktās acis jeb fasetacis. Starp saliktajām acīm, galvas kapsulas virspusē var būt 1 — 3 sīkas vienkāršas acis jeb actiņas. Lielākoties kukaiņiem acis ir labi attīstītas, taču ir arī kukaiņi ar vāji attīstītām acīm un pat bez acīm. Starp saliktajām acīm atrodas 1 pāris taustekļu. Pēc formas izšķir — sarveida, zāģveida, spalvveida, elkoņveida, ķemmveida un diegveida taustekļus. Uz tiem atrodas receptori, kas uztver kairinājumus. Galvai apakšpusē vai priekšpusē ir mute. Mutes orgāni ir stipri specializēti un dažādi veidoti. Ir 4 galvenie mutes orgāni veidi. Grauzējtipa orgāni piemēroti cietas barības sasmalcināšanai. Ir daudzām vabolēm un prusakiem. Sūcējtipa orgāni izveidojušies kukaiņiem, kas pielāgojušies šķidras barības sūkšanai. Barību iesūc mutē ar snuķi. Šādi mutes orgāni ir dūrējsūcējtipa kukaiņiem, kas sūc dzīvnieku asinis vai augu sulu. Blaktīm, laputīm un cikādēm ir šī tipa mutes orgāni laizītājtipa — raksturīgi daudzām mušām.

Krūtis
Krūtis — krūtīs atrodas cauruļveida sirds, kas cirkulē bezkrāsainas vai zaļgandzeltenas asinis. Tās sastāv no 3 posmiem — priekškrūtīm, viduskrūtīm un pakaļkrūtīm. Katrā krūšu posmā izšķir muguras, vēdera un 2 sānu daļas. Pie katra krūšu posma ir 1 pāris kāju, un vairākumam kukaiņu pie viduskrūtīm un pakaļkrūtīm 1 pāris spārnu. Kāja sastāv no gūžas, 1 vai 2 skriemeļiem, ciskas, stilba un pēdas. Pēdai var būt līdz 5 posmiem. Pēdas pēdējā posmā parasti ir 2 nagi, retāk 1 vai neviens. Kāju posmi, tāpat kā mutes orgāni, sakarā ar to īpašajām funkcijām var būt stipri modificēti. Izšķir vairākus kāju veidus, piemēram:
ejkājas — paīsas, ar īsiem un platiem pēdas posmiem, tādas ir lapgraužiem
skrejkājas — slaidas, ar garām pēdām, piemēram, skrejvabolēm
lēcējkājas — labi attīstītas ar resnām ciskām un gariem stilbiem, piemēram, sienāžu pakaļkājas
racējkājas — īsas, platas ciskas un stilbi ar zobainu malu, piemēram, racējcirceņa priekškājas
peldkājas jeb airkājas — stilbi un pēdas posmi paplatināti, pēdas ar bieziem, gariem sariem. Tādas kājas ir airvabolēm.
Reizēm šīs kāju specializācijas tiek izmantotas ļoti sekmīgi, piemēram, prusaks var noskriet 30 cm vienā sekundē. Dažkārt kukaiņu kājas ir pielāgotas īpaša uzdevuma veikšanai, piemēram, bitēm pakaļkājas piemērotas ziedputekšņu ievākšanai un nešanai. Kā jau minēju, vairākumam kukaiņu ir 2 spārnu pāri — priekšspārni un pakaļspārni. Katrs spārns sastāv no 2 membrānām. Starp augšējo un apakšējo membrānu ir dobums. Spārnu dobumam ir tiešs sakars ar ķermeņa dobumu, un tajā atrodas nervi un trahejas. Spārnā izšķir — pamatni (daļa, kas pievienota krūtīm), priekšmalu (mala, kas lidojumā vērsta uz priekšu), pakaļmalu un galotni. Spārnu vēzienu skaits 1 sekundē dažādiem kukaiņiem variē no 5 vēzieniem tauriņiem līdz 600 vēzieniem odiem.

Vēders
Vēders parasti sastāv no 6 līdz 11 posmiem. Dažiem plēvspārņiem un divspārņiem ir tikai 4 vai 5 posmi. Vēderam parasti ekstremitāšu nav. Pie vēdera pēdējiem posmiem var būt dažādi piedēkļi. Kukaiņu ķermeni aptver trīsslāņaina kutikula, kas veido stabilu ārējo skeletu, kuram piestiprināta muskulatūra. Kutikulas pamatmasu veido hitīns, kas ir ļoti izturīgs. Uz kutikulas virsmas ir sīki matiņi, sariņi, zvīņas, u. c. veidojumi, kam var būt ļoti dažādas funkcijas. Kutikulā vai hipodermā atrodas pigmenti, kas vairumā gadījumu nosaka kukaiņa krāsu.

Segmentācija
Galva ir cieta, stipri sklerotiska, ne segmenta, ekzoskeletālā galva kapsula, vai epicranium, kas satur lielāko maņu orgānu skaitu, tostarp antenas, ocellus vai acis, un muti. No visiem kukaiņu iedalījumiem, taisnspārņi parāda visvairāk pazīmju, kas ir atrodamas arī citiem kukaiņiem, ieskaitot šuves un sklerītus. Krūšu kurvim ir tagma, kas sastāv no trīs posmiem: prothorax, mesothorax un metathorax. Priekšējais segments kas ir vistuvākais galvai, ir prothorax, ar galvenam daļām: pirmais kāju pāris un pronotum. Vidus segments ir mesothorax, ar galvenam daļām: otro kāju pāri un priekšējiem spārniem. Trešā un lielākā daļa ir metathorax, kas sevī iekļauj trešo kāju pari un aizmugurējo spārnu pāri. Katrs segments ir iezīmēts ar starpsegmentu šuvi. Katram segmentam ir četri galvenie reģioni. Muguras virsmu sauc par tergumu (vai notumu), lai to varētu atšķirt to no vēdera tergas. Divi sānu reģioni tiek saukti par pleirām (vienskaitlī: pleuronu) un vēdera daļu sauc sternumu.Vēdera tagma ir lielākā kukaiņiem, tā parasti sastāv no 11-12 segmentiem un ir mazāk skleroceta kā galvas vai krūškurvja nodalijumi. Katrs no vēdera segmentiem ir pārstāvēts ar sklerocetu tergumu un sternumu. Terga ir atdalīta viena no otras un no blakus sterna vai pleiras ar membrānām. Spiracles atrodas pleiras zonā.Dažiem kukaiņiempleiras zona ir nosegta.Embrija stadijā un postembrionālajā posmā daudziem primitīvākajiem kukaiņiem saglabājas 11 vēdera posmi. Mūsdienu kukaiņiem ir tendence uz vēdera segmentu skaita samazināšanu, bet primitīvas skaits -11 tiek saglabāts embrioģenēzes laikā. Svārstības vēdera segmentu skaitā ir ievērojamas.

Eksoskelets
Kukaiņu ārējais skelets jeb kutikula sastāv no diviem slāņiem: epicuticle, kas ir plāna un ūdens izturīga ārējā vaska kārta ,kas nesatur hitīnu, un apakšējais slānis ko sauc procuticle. Procuticle ir hitinizeta un daudz biezāka nekā epicuticle, tai ir divi slāņi: ārējs slānis, kas ir saukts par exocuticle un iekšējais slānis zīnamā kā endocuticle. Stipra un elastīga endocuticle ir veidota no daudziem hitīna šķiedru slāņiem un olbaltumviela, krustām-šķērsām viena caur otru, bet exocuticle ir cieša un sacietējusi. Exocuticle ir ievērojami mazāk daudzos mīkstčaulas kukaiņos , jo īpaši kāpura stadijā. Kukaiņiem ir vienīgie bezmugurkaulnieki, kas izstrādājusi aktīva lidojuma spējas, un šī ir bijusi nozīmīga loma viņu panākumos. Viņu muskuļi var sarauties vairākas reizes, īsā bridi, pēc katra atsevišķa nervu impulsa, ļaujot spārniem kustieties straujāk, nekā tas parasti varētu. Ņemot to ka viņu muskuļi pievienoti pie ekzoskeleta,tas ir efektīvāk un ļauj vairāk muskuļu pieslēgumus; vēžveidīgie arī izmantot to pašu metodi, lai gan visi zirnekļi izmantot hidraulisko spiedienu, lai paplašinātu savas kājas, sistēma mantota no saviem posmkāju senčiem. Atšķirībā no kukaiņiem, lielākā daļa ūdens vēžveidīgo tiek biomineralizti ar kalcija karbonātu, kas tiek iegūts no ūdens.

Kukaiņu iekšējā morfoloģija
Nervu sistēma
Nervu sistēma kukaiņiem ir labi attīstīta un specializēta. Tā var izpildīt daudzas funkcijas neatkarīgi no smadzenēm, piemēram, prusaks bez galvas var nodzīvot veselu nedēļu, līdz tas nomirst badā. Centrālā nervu sistēma sastāv no galvas smadzenēm un centrālās nervu ķēdītes. Tajā ietilpst zemrīkles ganglijs, krūšu gangliji un vēdera gangliji, kuru skaits var būt dažāds. Maņu orgāni kukaiņiem ir ļoti daudzveidīgi un komplicēti. Ožas un taustes orgāni atrodas galvenokārt uz taustekļiem, garšas orgāni — mutes tuvumā un uz mutes orgāniem. Timpanālie jeb dzirdes orgāni atrodas uz spārniem vai priekškāju stilbiem. Dažiem kukaiņiem ir īpaši stridulācijas orgāni jeb skaņu radītājas ierīces. Sienāžiem un racējcirceņiem šie orgāni atrodas uz priekšspārniem, siseņiem — uz pakaļkāju ciskām un priekšspārniem. Komplicēti ir redzes orgāni, galvenokārt fasetacis. Tās sastāv no daudzām vienkāršām acīm — omatīdijām. Fasetacs sniedz tiešu attēlu, kas attēlojas kā mozaīka. Daļa kukaiņu spēj atšķirt krāsas. Tie uztver galvenokārt zaļgandzeltenos un zilos toņus. Atšķirībā no cilvēka, tie redz arī gaismas spektra ultravioleto daļu.Saliktā acs jeb fasetacs sastāv no daudzām vienkāršām acīm jeb omatīdijām. Omatīdijas virsma ir sešstūraina lēca, zem kuras ir otra koniska lēca. Gaismai ieejot omatīdijā, tā ar lēcām tiek sakoncentrēta centrālajā struktūrā, kur apgrieztais attēls attīstās pret gaismu jūtīgās šūnās. Pigmentu šūnas neļauj iekļūt gaismai no citām omatīdijām. Redzes nerva šķiedras nodod katras omatīdijas informāciju smadzenēm, kur tā tiek pārveidota vienā kopējā attēlā, kas atspoguļo ārpasauli.

Gremošana
Gremošanas orgānu funkcijas veic mutes orgāni un zarna, kas stiepjas cauri visam ķermenim līdz anālajai atverei. Kukaiņu gremošanas sistēma, tāpat kā mutes orgāni, ir atkarīga no tā ar ko kukainis barojas. Kukaiņiem, kas barojas ar cietu barību, norītā barība vispirms nonāk barības vadā, pēc tam muskuļkuņģī. Kuņģī atrodas hitīna zobiņi, kas kalpo barības saberšanai. Sasmalcinātā barība nonāk zarnā, kur tā tiek pilnīgi sagremota. Nesagremotās barības atliekas nonāk galazarnā un tiek izvadītas ārā. Daudzi kukaiņi ir augēdāji (fitofāgi) vai dzīvnieku izcelsmes barības ēdāji (zoofāgi). Taču ir arī kukaiņi visēdāji (omnivori), kas izmanto gan augu, gan dzīvnieku izcelsmes barību. Zoofāgus var iedalīt plēsīgajos, asinssūcējos, un parazītos. Pie pirmajiem pieder spāres un skrejvaboles, pie otrajiem— dūrējutis un dunduri, savukārt pie trešajiem kāpurmušas un jātnieciņi.

Elpošana
Elpošanas orgānu funkcijas veic trahejas. Ķermeņa sānos ir līdz 10 pāru elpatveru jeb stigmu. 2 pāri ir krūtīs un 8 vēderā. No tām iet traheju vadi, kas ķermenī arvien vairāk un izveido no ķermeņa dobuma norobežotu sistēmu. Dažiem ūdenī elpojošiem kukaiņiem ir žaunām līdzīgi orgāni.

Asinsrite
Attīstīta samērā vāji. Vēdera dorsālajā pusē atrodas gara, cauruļveidīga sirds. Uz galvas pusi tā pāriet aortā, bet ķermeņa pakaļgalā ir noslēgta. Atbilstoši ķermeņa posmiem, sirds sienā atrodas vārstuļi — ostijas. Caur ostijām asinis jeb hemolimfa no ķermeņa dobuma ieplūst sirdī un tās pulsācijas dēļ plūst galvas virzienā. Tās galvenais uzdevums ir apgādāt audus un orgānus ar barības vielām.
lv.wikipedia.org