Coleoptera je jedním z nejpočetnějších řádů hmyzu, který zahrnuje přes 400 tisíc druhů. Jsou mezi nimi známé berušky, májoví a coloradští brouci, střevlík, nosorožec, nosatci a mnoho dalších. I přes výrazné rozdíly ve vzhledu mají všichni brouci řadu shodných charakteristických znaků a vlastností. Stojí za zmínku, že v Rusku žije asi 13.5 tisíc druhů. Jsou mezi nimi škůdci, kteří způsobují škody v zemědělství. Jsou však i takové, které jsou prospěšné. Zemědělci například používají berušky, drabčíky, puchýřníky, měsíčky a další dravý hmyz jako bezpečný biologický způsob hubení mnoha škůdců.
Známky hmyzu Coleoptera
Coleoptera patří do řádu hmyzu. Zástupci tohoto druhu mají řadu charakteristických rysů:
- tuhá elytra bez žilnatosti a membránových zadních křídel;
- měkké tělo;
- prothorax je zvětšený a také pohyblivě spojený s 2. segmentem hrudníku;
- čichové orgány jsou umístěny na kníru;
- podlouhlý spodní povrch hlavové kapsle;
- na prvním segmentu hrudníku se na zadní straně tvoří trny, výrůstky atd.;
- tělo červovitého tvaru, bez chodících končetin (většinou);
- může mít až 10 částí břicha (v závislosti na druhu);
- ústní ústrojí hlodavého typu;
- zrak je špatně vyvinut, takže se orientují v prostoru díky dobrému čichu.
Díky výše uvedeným charakteristickým rysům lze brouky snadno odlišit od ostatních skupin hmyzu. Stojí za zmínku, že hlavní rozdíl spočívá právě v křídlech, díky nimž zástupci tohoto druhu dostali své jméno. U některých jedinců mohou být nedostatečně vyvinuté. V tomto případě nebude hmyz schopen létat. Nejčastěji je tato vada pozorována u nosatců a střevlíků.
Elytra slouží jako ochrana pro samotná křídla a měkké tělo brouka. Během letu se elytra většiny jedinců rozšiřuje do stran. V tomto případě se promění v jakési nosné roviny. Zadní křídla se používají jako vrtule.
Typ vývoje hmyzu Coleoptera
Vývoj je nepřímý s úplnou přeměnou (metamorfózou). Coleoptera jsou heterosexuálové. Kladou vajíčka, ze kterých se vyklube larva. Vůbec nevypadá jako dospělá. Na konci svého růstu se z larvy stává nehybná kukla. Po krátké době se promění v dospělého brouka – imanga. Na základě této transformace je zřejmé, že Coleoptera prochází 4 hlavními fázemi vývoje:
- vajíčko (v této fázi zůstává 2-3 týdny);
- larva (od 1 roku do 6 let);
- kukla (2-3 týdny);
- imango.
Pro informaci: Délka vývoje larvy závisí na řadě faktorů. Základem je klima. Za optimální se považuje střední. V takovém klimatu se u většiny jedinců vyvine jedna generace za 12 měsíců. Na jihu středního pásma a v subtropických oblastech se může vyvinout až 3 generace za rok najednou.
Stojí za zmínku, že mezi rodinami zařazenými do skupiny Coleoptera existují výjimky. Například brouci procházejí 6 fázemi formování najednou. Neotenie se vyskytuje i u brouků. Jde o jev, díky kterému organismus pohlavně dospívá v larválním stádiu. Partenogeneze je poměrně vzácný jev.
Vlastnosti hmyzu Coleoptera
Jedinci této skupiny vedou aktivní životní styl. Neustále hledají potravu. Na základě druhu potravy jsou všichni brouci rozděleni do několika typů:
- fytofágy – jedí pouze rostlinnou stravu;
- predátoři – živí se potravinami živočišného původu;
- saprofágové – jedí hnijící zbytky;
- nekrofágové – preferují mršinu;
- koprofágní – živí se zvířecími exkrementy.
Charakteristickým znakem některých druhů brouků je tvorba rezerv pro chladné období. Skrývají je ve svých norách.
Mezi zástupci Coleoptera jsou celé rodiny, které vážně poškozují zemědělství. Jejich larvy se vyvíjejí v zemi několik let a živí se kořeny a kmeny kulturních rostlin. Vyskytují se i jedinci požírající listy (nosatci, trubkovci) a horní část kmene (kůrovec, vrtalka apod.).
Coleoptera se vyznačují bohatým souborem projevů pudu péče o potomstvo. To se projevuje především v přípravě zásob potravy pro budoucí larvy a také v péči o nakladená vajíčka.
Pro informaci: Schopnost vydávat zvuky je mezi brouky poměrně rozšířená. Vyskytuje se u zástupců různých čeledí. Akustická komunikace je důležitým prostředkem komunikace mezi jedinci stejného druhu.
Coleoptera jsou brouci s širokým areálem rozšíření. V každé zemi jsou určité rodiny. Stojí za zmínku, že obývají nejen zemi, ale i sladkovodní útvary po celém světě.
Jménem týmu – Coleoptera – odráží jednu z nejvýznamnějších charakteristik zde obsaženého hmyzu. Jejich přední křídla, neboli elytra, jsou velmi tvrdá a odolná; pokrývají měkkou horní stranu břicha a membránová křídla zde umístěného druhého páru. Právě tato membránová křídla slouží k letu. Jsou mnohem delší než elytra a v klidném stavu jsou složené a skryté pod nimi.
U některých skupin brouků jsou elytry někdy značně zkrácené a téměř nezakrývají břicho. Potom se membránová křídla buď ještě silněji složí a stále se schovají pod elytru, nebo leží otevřená na povrchu břicha. Někteří brouci naopak ztrácejí druhý pár křídel a nejsou schopni létat.
Tito brouci se často nazývají bezkřídlí, i když si vždy zachovávají první pár křídel – elytru. Elytra bezkřídlých druhů jsou někdy srostlé.
Složené oči chybí pouze u těch druhů, které neustále žijí ve tmě – v jeskyních, termitištích, mraveništích. Před očima jsou připevněny antény, které se v naprosté většině případů skládají z 11 segmentů. Anténní segmenty mohou být jednotné, tenké a dlouhé – pak se antény nazývají vláknité. Někdy posledních pár segmentů zesílí a vytvoří zaoblený kyj (tykadla ve tvaru kyje). Někdy se naopak mění v ploché boční výběžky, jak je pozorováno u lamelárních brouků. Pokud tyto výběžky nejsou shromážděny do kyje, ale jsou přítomny na všech segmentech, antény připomínají hřeben a nazývají se hřebenové.
Ústní ústrojí brouků je hlodavého typu. Hlavními nástroji pro drcení jídla jsou jejich horní čelisti, často nazývané mandibuly nebo mandibuly. Někdy se proměňují v ozdoby, u samců dosahují mimořádného vývoje.
Elytra a křídla brouků jsou připojeny k mesothoraxu a metathoraxu. Prothorax tvoří široký prstenec, jehož horní část se nazývá pronotum. Ke třem hrudním segmentům jsou dole připojeny tři páry nohou, které jsou u brouků extrémně rozmanité. Obvykle jsou dlouhé, běžící, ve vodních formách – plavání, u těch, kteří žijí v půdě – kopání; někdy se zvětšují zadní nohy, jejich boky ztlušťují – nohy začínají skákat. Nohy končí tarsi, jehož segmenty nesou pod polštářky a u některých druhů přísavky.
Obvykle jsou brouci jasně a krásně zbarveni (tab. 39, 40), často v kovově modrých nebo zelených tónech. Mnoho druhů má další sochařskou výzdobu ve formě přívěsků na hlavě a tykadlech nebo zvláštních výběžků a výrůstků na elytře. Někteří brouci tvarem těla a zbarvením napodobují jiný hmyz, nejčastěji blanokřídlé.
Tělo larev brouků se skládá ze 3 hrudních a 10 břišních segmentů, z nichž desátý je velmi malý a často je posunut na spodní stranu devátého. Mají vždy dobře vyvinutou hlavu, která je mnohem více chitinizovaná než krycí vrstva těla a je natřena tmavší barvou.
Barva těla larev (obr. 248) závisí na jejich životním stylu. Larvy, žijící otevřeně na listech rostlin nebo pobíhající po povrchu půdy, jsou hnědé, zelené nebo černé. Ti z nich, kteří žijí v půdě nebo uvnitř rostlinných tkání, mají masité, bílé tělo. Pohyblivé, zploštělé larvy brouků, vybavené dlouhými nohami a anténami, stejně jako cerci, se nazývají kampodeoidní, zatímco sedaví, tlustí a navenek nepohodlní obyvatelé tloušťky různých pevných médií se nazývají erukoidní. Rozmanitost larev brouků však není omezena na tyto dva příklady. Proto se pro jednotlivé skupiny larev často uplatňují názvy odvozené od jmen nejtypičtějších čeledí: larvy kurkulionoidní, skarabeoidní, daedambikoidní aj. larvy. Hlava larev je vybavena párem silných čelistí, které mohou být buď hlodavé, nebo pronikavé. Některé dravé larvy mají uvnitř svých pronikavých čelistí kanál, kterým trávicí šťáva proudí do těla oběti. Zkapalněné, polostrávené tkáně zvířete jsou pak absorbovány larvou. Tento typ trávení se nazývá extraintestinální, ačkoli hlavní trávicí procesy vždy probíhají ve střevě samotném.
Dýchací orgány larev jsou rozmanitější než u dospělých brouků. Někteří obyvatelé vodního prostředí dýchají např. pomocí tracheálních žáber – speciálních výrůstků těla prostoupených průdušnicemi.
Během vývojového období se larvy několikrát línají. Larvy různého stáří jsou si většinou podobné, ale jsou známy případy komplexní přeměny, kdy se vzhled larev po línání zcela změní.
Reprodukční biologie malého amerického brouka je velmi jedinečná a komplexní. microsmallpus (Micromalthus debilis), zařazený do zvláštní čeledi Micromalthidae. Má tři známé larvální instary. Larvy prvního instaru mají dlouhé nohy a velkou hlavu. Jsou velmi mobilní, ale nekrmí se a zřejmě slouží k osídlení. Po línání se promění v masité, beznohé larvy druhého instaru; jejich hlavní funkcí je výživa; Žvýkají dřevo a mohou ublížit. Po nashromáždění dostatečného množství živin se tyto larvy promění v larvy třetího instaru, které se nekrmí, ale jsou schopné rozmnožování a rodí mnoho larev prvního instaru. Z tohoto druhu jsou známi i dospělí brouci, kteří se vyvíjejí z krmení larev druhého instaru, i když tento proces ještě není plně prozkoumán. U Micromalthus je tedy mezi hmyzem jediný případ kombinace komplexní hypermetamorfózy s rozmnožováním larev – pedogeneze (která se vyskytuje i u některých dvoukřídlých z čeledi hálkovitých).
Vývoj larev u brouků bývá ukončen za pár měsíců, méně často trvá 3-5 let. Kukly brouků jsou až na vzácné výjimky volného typu, jejich končetiny nejsou přilepené k tělu a jsou podobné končetinám dospělého hmyzu.
U některých larev, které mají dlouhé a tenké tělo, dochází k zakuklení jedinečným způsobem. Larvy žijící ve shnilém dřevě jedlíci stromů (Eucnemidae) si před zakuklením připravují kolébky, kam mohou umístit své dlouhé tělo pouze přeložením napůl. Tato zvláštní poloha larev před zakuklením je typická i pro zavrtávače úzkého těla. Postupně se celý obsah zadní poloviny larvy přesouvá dopředu a nakonec se z dlouhé a tenké larvy vytvoří kukla, jejíž rozměry přesně odpovídají velikosti pro ni připravené kolébky.
Brouci jsou nejrozmanitější a druhově nejbohatší řád hmyzu. Již bylo popsáno více než 250 000 druhů, ale každý rok k tomuto počtu přibývají tisíce dříve neznámých forem. Na území SSSR je známo více než 20 000 druhů brouků.
Naprostá většina zástupců řádu jsou suchozemci, obývající širokou škálu biotopů; brouci se vyskytují v lesích a na loukách, v pouštích a bažinách, v údolích a vysoko v horách.
Těžko říci, která trofická skupina v řádu převažuje – konzumenti rostlinné tkáně nebo predátoři; Mezi brouky je málo parazitů.
Hlavní zásoby živin, které zajišťují život a reprodukci stadia dospělců, hromadí larva. U většiny brouků je však nutné i přikrmování mladých samic a samců, při kterém brouci konečně dospějí. Často po nakladení první várky vajíček se samice začne znovu krmit, čímž zajistí nahromadění potřebných rezerv pro další reprodukci.
Nedostatek vody v pouštích je pro mnoho živočichů nepřekonatelnou překážkou, ale i zde se ukazuje, že brouci jsou nejhojnější skupinou obyvatel těchto prostor. Úpravy pro nejpřísnější ochranu vody umožňují pouštním broukům živit se vodou, kterou absorbují, když se živí živými rostlinnými tkáněmi, a také vzniká v důsledku metabolismu v jejich tělech. Přes den, aby unikli spalujícím paprskům slunce, se pouštní brouci zavrtávají do půdy, ale v noci vedou aktivní život.
V lesním pásmu je naopak dostatek vláhy, ale málo tepla, a proto je slunečné počasí jednou z nejdůležitějších podmínek pro každodenní aktivitu mnoha hmyzu včetně brouků. Lesní druhy tohoto řádu jsou pozoruhodné ještě v jiném ohledu – dokázaly se úspěšně přizpůsobit vývoji v prostředí, které bylo pro většinu ostatního hmyzu nepřístupné. Charakteristické je například to, že v mrtvém dřevě, zejména v počátečních fázích jeho rozkladu, jsou všichni jeho obyvatelé téměř výhradně larvami brouků. Je zajímavé, že zde najdeme nejen ty druhy, jejichž larvy jsou schopny se živit dřevem, jehož hlavní složky – vlákninu a lignin – tráví jen velmi obtížně. Mnoho brouků žijících ve dřevě ho nepoužívá jako potravu, ale pouze jako médium pro rozmnožování hub, které jsou do dřeva speciálně zaváděny samicemi při kladení vajíček a následně slouží jako potrava pro larvy.
Dřevožraví brouci mají vyvinuté složité instinkty pro péči o potomstvo, které ve své dokonalosti není horší než známá fakta ze života hnojní brouci. Hnojáci uchovávají potravu pro své larvy v podobě trusových klobás, kuliček nebo hrušek přesně definovaných tvarů, které se vyrábějí ve speciálně vybudovaných podzemních komorách. Dřevožraví brouci vysazují pro své larvy na stěnách chodeb speciálně vyhryzaných do dřeva „houbové zahrádky“ a některé z nich, kupř. cukroví brouci (Passalidae), larvy jsou krmeny speciálně připraveným dřevem, protože larvy samy se nemohou živit.
Neméně dokonalé instinkty jsou vyvinuty u brouků, kteří se přizpůsobili životu na úkor jiných zvířat, nejčastěji na úkor hmyzu. Většina těchto druhů se vyskytuje v mraveništích. Chování myrmekofilních brouků je takové, že je mravenci nerozlišují od ostatních mravenců a často krmí své larvy, jako by byly jejich vlastní. Nezasahují ani do svých nájemníků, když brouci kromě potravy, kterou dostávají přímo od mravenců, ničí majitelům mravenišť i vajíčka a larvy.
Někteří myrmekofilní brouci mají zvláštní žlázy, jejichž sekrety požívají mravenci. U zástupců blízkých střevlíkům paussid rodina (Paussidae) všude na těle – na tykadlech, přední části, prothoraxu, na elytru a břiše – jsou žlázy, které vylučují hustou tekutinu, která přitahuje mravence. Místa ústí žlázek jsou pokryta hustými chlupy, kterými sekret vzlínáním stoupá a odtud je olizován mravenci.
Vztahy mezi brouky a rostlinami často dosahují velké složitosti. To se projevuje nejen ve vysoké přesnosti jednání brouků při vrtání díry do ořechu nebo při smotávání listu do „doutníku“ – všechny tyto úkony jsou příkladem péče o potomstvo – ale také ve schopnosti larvy některých brouků ke stimulaci růstu rostlinných pletiv s následnou tvorbou háčků.
Hálky způsobené brouky se mohou objevit v reakci na hryzavé larvy, jak je pozorováno u některých tesaříků vyvíjejících se v tenkých větvích stromů a keřů. Sloní larvy způsobují větší hálky, a přestože je vznik těchto hálek stále málo prozkoumán, jejich výskyt je třeba považovat za výsledek nejen mechanických, ale i komplexních biochemických účinků larev na rostlinnou tkáň.
Neméně zajímavé a pestré jsou úpravy brouků na ochranu před četnými nepřáteli. K tomuto účelu slouží nejen jejich odolné kryty a v mnoha případech i dobře definované ochranné zbarvení, které hmyz maskuje, ale také biochemická obrana, kterou produkuje i mnoho brouků. Typicky se v hemolymfě brouků rozpouštějí toxické látky, které často silně nepříjemně zapáchají a při vyrušení brouka se uvolňují klouby těla. Někteří brouci, kteří se brání před nepřáteli, „vystřelí“ žíravou kapalinu, která se rychle odpaří ve vzduchu a vyděsí pronásledovatele. U brouci bombardier tato kapalina obsahuje oxid dusnatý a dusičnanové soli a celá směs při kontaktu se vzduchem exploduje.
Brouci zbavení účinnějších obranných prostředků při podráždění upadnou do šokového stavu, zatnou tykadla a tlapky a padají dolů. Najít takového „hrajícího se mrtvého“ brouka není snadné.
Význam brouků v ekonomice přírody a lidské ekonomiky je obrovský. Na hubení škůdců v zemědělství a lesnictví se ročně vynaloží obrovské množství peněz. Prospěšných druhů je mezi brouky mnohem méně. Obvykle jsou to predátoři, kteří ničí škodlivý hmyz.
Sbírání brouků je jednou z nejvíce fascinujících zábav přírodovědců. Spolu s motýly tento originální hmyz zdobí sbírky a přináší milovníkům mnoho příjemných chvil.
Život zvířat: v 6 svazcích. — M.: Osvěta. Editovali profesoři N.A. Gladkov, A.V. Mikheev. 1970.
