Putukad: määratlus, bioloogia, liigid ja elupaigad

Putukate kehad

Putukatel on eksoskelett (skelett väljastpoolt). Nende skelett koosneb kitiinist valmistatud õhukestest, kõvadest tükkidest või plaatidest, nagu soomus. Kõik need tükid koos moodustavad putuka keha ümber kõva kihi. Eksoskelett kaitseb putukat.

Putukate keha koosneb kolmest põhiosast: pea, rindkere ja kõht. Peas on putuka ühendsilmad, kaks antenni (need tunnevad ja haistavad asju) ja suu.

Rindkerel on putukatel tiivad ja jalad. Kõigil putukatel on kuus jalga (kolm paari liigendjalgu) ja tavaliselt neli tiiba (kaks paari).

Kõhu on putuka tagumine osa. Kõhu sees on mao, süda ja eritussüsteem, mille kaudu kehajäätmed putukast väljuvad. Mesilastel on kõhu tagaosas ka nõel.

Füsioloogia

Nii nagu meie lihased ühenduvad meie luudega, et panna meid kõndima ja püsti tõusma, ühenduvad ka putuka lihased väliskorviga, et panna teda kõndima ja liikuma. Nende lihased asuvad nende skeleti siseküljel.

Putukad on külmaverelised, mis tähendab, et nad ei suuda oma kehatemperatuuri reguleerida. See tähendab, et putukad ei suuda külma üle elada, vähemalt mitte vabas õhus. Talvel lähevad paljud putukad diapasesse, mis on putukate versioon talveunest. Mõned putukad, nagu kakad, ei saa minna diapasesse ja nad surevad, kui väljas on liiga külm. Seepärast armastavadki torakad elada inimeste soojades majades.

Hingamis- ja vereringesüsteemid

Putukate hingamine toimub ilma kopsudeta. On olemas sisemiste torude ja kottide süsteem, mille kaudu gaasid difundeeruvad või mida aktiivselt pumbatakse. Õhku võetakse sisse kõhu külgedel asuvate avade kaudu, mida nimetatakse spiraalideks. Hapnik jõuab seda vajavate kudedeni nende hingetorude kaudu (joonisel 8. element).

Paljud putukate vastsed elavad vees. Paljudel neist on kidrid, mis suudavad vees lahustunud hapnikku eraldada. Teised peavad tõusma veepinnale, et saada õhku, mis võib olla kinni või lõksus nende keha spetsiaalsetes osades.

Täiskasvanud putukad kasutavad lendamisel palju hapnikku. Nad vajavad seda lennulihaste jaoks, mis on bioloogias kõige aktiivsem kude. Lennulihased kasutavad hapnikku väga suurel määral: 100 kuupmeetrit hapnikku iga koe ühe kuupmeetri kohta tunnis. Selle süsteemi puhul on suurim läbimõõt, mida lihas võiks omada (ja mis ikkagi tarbiks hapnikku sellise kiirusega), umbes 0,5 cm. Isegi spetsiaalsete lisakorralduste korral ei saa putukad olla suuremad kui umbes 11 cm. Suurimad putukate kehad on umbes hiire suurused.

Mõned putukad kasutavad ka molekuli nimega hemotsüaniin, mis teeb sama tööd nagu hemoglobiin selgroogsetel (kuid vähem tõhusalt). Putukate vereringesüsteemil puuduvad veenid ja arterid. Veri" nimetatakse hemolümfiks ja see liigub ruumis, mida nimetatakse hemokoidiks. Elundid paiknevad hemokoidis ja suplevad hemolümfis. Süda" on vaid üks toru, mis pulseerib (pigistab).

Kuidas putukad kasvavad

Putukad alustavad elu munana. Tavaliselt muneb emasputukas (ema), kuid mõnedel liikidel on elusloodus (munad arenevad emasputuka sees). Munad on väikesed, kuid neid saab tavaliselt palja silmaga näha.

Kuigi täiskasvanud isendid on suuremad, vajavad nad detailide nägemiseks luupi või binokulaarmikroskoopi. Professionaalne entomoloog kasutab putukate tuvastamiseks binokulaarmikroskoopi ja lisaks trükitud teatmeteost. Putukaid on liiga palju, et keegi suudaks neid kõiki meeles pidada, ja enamik entomolooge on spetsialiseerunud vaid ühele või kahele järjestusele.

Pärast munade koorumist võib toimuda kahte liiki areng. Mõnedel putukatel on nn mittetäielik metamorfoos. See tähendab, et munast tuleb välja väike putukas, mida nimetatakse nümfiks ja mis näeb välja peaaegu samasugune nagu täiskasvanud putukas. Kui nümf kasvab, ei muutu tema välimus, vaid ainult see, kui suur ta on. Ta läbib mitu staadiumi, mida nimetatakse "instariks". Niidukid kasvavad sel viisil.

Teistel putukatel on täielik metamorfoos, mis tähendab, et munast väljuv väike vastne näeb täiskasvanud putukast väga erinev välja. Täieliku metamorfoosiga putukad tulevad tavaliselt munast välja vastsena, mis näeb tavaliselt välja nagu uss. Vastne sööb toitu ja kasvab, kuni muutub nukuks. Liblikapupud (mitmuses pupp) on sageli kookonite sees. Kookoni sees muudab putukas oma välimust ja sageli kasvatab endale tiivad. Kui kookon avaneb, tuleb välja täiskasvanud putukas. Paljudel putukatel on täielik metamorfoos, näiteks mardikad, liblikad ja koid ning kärbsed. Täiskasvanud arengujärku nimetatakse imago'ks.

Evolutsiooniline ajalugu

Putukate päritolu

Vanim teadaolev putukafossiil on Devoni ajastu Rhyniognatha, mis pärineb 396 miljoni aasta vanusest Rhyniekivimist. See võis pealiskaudselt sarnaneda tänapäeva hõbekala putukale. Sellel liigil olid juba mandiblid, mida seostatakse tiibadega putukatega, mis viitab sellele, et tiivad võisid juba sel ajal välja kujuneda. Seega võisid esimesed putukad ilmuda varem, siluri perioodil.

Tiibade päritolu

2008. aastal leidsid teadlased maailma vanima teadaoleva ürgse lendava putuka kogu keha kujutise, 300 miljoni aasta vanuse eksemplari, mis pärineb süsinikdioksiidi perioodist.

Putukate lendamise päritolu jääb ebaselgeks, sest esimesed praegu teadaolevad tiivulised putukad näivad olevat olnud lennuvõimelised. Mõnedel väljasurevatel putukatel oli rindkere esimesele segmendile kinnituv täiendav tiibpaar, kokku kolm paari tiibu. Tundub, et putukad ei olnud eriti edukas loomarühm enne tiibade arengut.

Ülemkarboni ja alampermi putukate ordud hõlmavad nii elavaid rühmi kui ka mitmeid paleosoikumi rühmi, mis on nüüdseks välja surnud. Sel ajastul saavutasid mõned hiiglaslikud liblikas-taolised vormid 55-70 cm (22-28 tolli) pikkuse tiivaulatuseni, mis teeb nad palju suuremaks kui kõik elusad putukad.

See hiiglaslikkus võis olla tingitud kõrgemast õhuhapnikusisaldusest, mis võimaldas suurendada hingamise tõhusust. Teine tegur võis olla lendavate selgroogsete puudumine. Paljud varajased rühmad surid välja umbes 252 miljonit aastat tagasi toimunud Permi-Triase väljasuremise ajal, mis oli suurim massiline väljasuremine Maa ajaloos.

Putukaliigid

Erinevad putukaliigid võib jagada rühmadesse, mida nimetatakse ordudeks. On palju putukate ordusid. Allpool on loetletud suurimad putukakooslused:

• Mardikate (sugukond Coleoptera) esitiivad on muutunud kõvaks koorikuks, et kaitsta tagatiibu.
• Liblikatel ja liblikatel (perekond Lepidoptera) on suured, sageli värvilised tiivad.
• Kärbestel (sugukond Diptera) on ainult kaks tiiba.
• Sipelgad, mesilased ja herilased (Hymenoptera klass) omavad mõnikord nõelasid ja elavad mõnikord suurtes kolooniates (nagu sipelgapesad).
• Tõeliste putukate (sugukond Hemiptera) suu on pikk ja kitsas, nagu joogipillidel. Sellist suud nimetatakse nokaks.
• Rohutirtsud (sugukond Orthoptera) suudavad tavaliselt oma jalgadega hüpata. Toituvad rohu- ja viljataimedest.
• Odonata, liblikad ja liblikad on teiste putukate peamised röövloomad. Nii vees elavad nümfid kui ka lendavad täiskasvanud isendid on lihasööjad.
• Phasmatodea, kepi- ja leheputukad, on sugukond, mis põhineb täielikult maskeerumisel. Siia kuulub ka maailma pikim putukas, Chani megakepi.

Ämblikud, skorpionid ja muud sarnased loomad ei ole putukad, vaid arachnid. Arachnid on lülijalgsed, kellel on neli paari jalgu. Ka tuhatjalgsed on lülijalgsed, kuid mitte putukad: nad kuuluvad alamhõimkonda Myriapoda.

Taksonoomia

Selles taksonoomias on loetletud mõned tuntumad putukarühmad.

• Archaeognatha (hüppavad harilikujuliste harilikujuliste)
• Thysanura (hõbekala või harjapea)
• Palaeoptera (putukad, mis ei suuda oma tiibu üle kõhu painutada)
• Ephemeroptera (liblikad)
• Odonata
• Anisoptera (liblikad)
• Zygoptera (liblikad)
• Neoptera (putukad, mis suudavad oma tiivad kõhu kohal painduda)
• Exopterygota sensu stricto
• Caloneurodea (välja surnud)
• Titanoptera (välja surnud)
• Protorthoptera (välja surnud)
• Plecoptera (kivikärbsed, umbes 1700 liiki)
• Embioptera (võrkkiudsed, umbes 300 liiki)
• Orthoptera (rohutirtsud, sirkad ja sõtkad)
• Zoraptera (üks perekond, umbes 30 liiki, sarnanevad termiitidega)
• Dermaptera (kõrvarõngad)
• Dictyoptera
• Notoptera ~tentative~
• Grylloblattidae (jääl roomajad)
• Mantophasmatidae (avastati 2001, (gladiaatorid)
• Phasmatodea (kepikärbsed, umbes 2500 liiki) ~tentative~
• Blattaria (torakad)
• Isoptera (termiidid)
• Mantodea (mantide)
• Parapneuroptera
• Psocoptera (raamatukärbsed)
• Thysanoptera (trips)
• Phthiraptera (täid)
• Hemiptera (tõelised putukad, 80 000 liiki)
• Endopterygota ehk Holometabola (850 000 elavat liiki üheteistkümnes järjestuses)
• Hymenoptera (sipelgad, mesilased, herilased, saarmaslased)
• Coleoptera (mardikad)
• Strepsiptera (parasiidid, mis elavad enamasti teiste putukate sees)
• Raphidioptera (madu)
• Megaloptera
• Neuroptera (võrgutiivalised putukad, sisaldab näiteks sipelgaid)
• Mecoptera (skorpionikärbsed, võivad hõlmata kirbud)
• Siphonaptera (kirbud)
• Diptera (liblikad)
• Trichoptera (koik)
• Lepidoptera (koid ja liblikad)

Putukad ja inimesed

Kahjurid võivad olla inimestele eri viisil kahjulikud. Mõned neist on parasiidid, näiteks täid ja lutikad. Mõned neist parasiitidest putukatest võivad levitada haigusi, näiteks malaariat levitavad sääsed.

Teised kahjurputukad ei tee inimestele otseselt haiget. Termiidid ja mõned mardikad söövad puitu ja mõnikord ka hooneid, näiteks maju. Termiidid aitavad aga ka metsaalusele langevaid puid ja oksi lõhkuda. Paljud putukad söövad põllumajandustooteid (inimestele toiduks mõeldud taimi). Rohutirtsud on üks näide kahjurputukatest, kes söövad põllumajanduses kasutatavaid taimi.

Mõned putukad on meile kasulikud. Mesilased teevad mett. Mõne koi vastsed teevad siidi, mida inimesed kasutavad rõivaste valmistamiseks. Mõnel pool maailmas söövad inimesed tegelikult putukaid. Putukate söömist toiduks nimetatakse entomofaagiaks.

Paljud mesilased ja kärbsed tolmeldavad taimi. See tähendab, et putukad aitavad taimedel teha seemneid, viies õietolmu ühest õiest teise. Mõned head putukad söövad kahjurputukaid, näiteks leedi-mardikad (või leppatriinud või leedi-kärbsed) söövad kirveid. Paljud putukad söövad surnud taimi ja loomi.

Pestitsiidid

Inimesed kasutavad kahjurputukate tapmiseks sageli mürke, mida nimetatakse insektitsiidideks. Insektitsiidid ei toimi alati. Mõnikord muutuvad kahjurputukad insektitsiidide suhtes resistentseks, mis tähendab, et insektitsiidid ei tee neile enam haiget. Nii Colorado kartulimardikas kui ka teemantkoi on putukad, mis on paljude insektitsiidide suhtes resistentsed.

Insektitsiidid ei tapa mitte ainult kahjurputukaid, vaid mõnikord tapetakse ka palju kasulikke putukaid. Kui tapetakse kasulikud putukad, näiteks need, mis söövad kahjurputukaid, võivad kahjurputukad tulla tagasi suuremal arvul kui varem, sest kasulikud putukad ei söö neid enam.