Приспособительные возможности насекомых

Насекомые являют собой финальную группу эволюционного развития наземных артропод. Механические преимущества экзоскелета создали условия для дальнейшей специализации, обеспечившей им перевес над своими конкурентами.

Благодаря наличию экзоскелета насекомые получили:

1. большую поверхность для прикрепления мускулатуры;
2. прекрасные возможности для регуляции испарения воды, что особенно важно для животных с малыми размерами;
3. почти полную защиту жизненно важных внутренних органов от внешних повреждений.

К этим основным факторам следует добавить другие, как морфологические, так и физиологические, которые имели решающее значение для того, чтобы насекомые стали такими, какие они есть. Наиболее важные черты специализации насекомых описаны ниже.

Крылья. Способность к полёту неизмеримо увеличила шансы насекомых на выживание и распространение по всему земному шару, за исключением островов. сильно продуваемых ветром. Увеличились также возможности для питания и размножения, и появились новые способы для избегания врагов. Расширение возможностей для добывания пищи открыло путь для использования более специфических её источников, особенно в тех случаях, когда пища или места выплода имелись в ограниченном количестве и были труднодоступны. Например, только животные, способные летать, могли адаптироваться к питанию на падали, поскольку нужно было покрывать большие расстояния в поисках трупов погибших животных, к тому же годных для употребления только в течение короткого времени.

Небольшие размеры. Эволюция насекомых шла в направлении развития большого числа мелких особей, нежели небольшого числа крупных. Это позволяло использовать многие новые необычные виды пищи, встречающиеся в небольших количествах, а также создавало больше возможностей для укрытия и избегания врагов. Недостаток малых размеров состоит в том, что общая поверхность тела непропорционально велика по сравнению с его объёмом. Это сильно повышает испарение и делает наземную жизнь практически невозможной для животных с тонкими покровами тела. Склеротизированный кутикулярный экзоскелет насекомых обеспечивает регуляцию испарения, и непроницаемость экзоскелета, без сомнения, можно считать одним из основных факторов, позволивших насекомым сохранить свои малые размеры.

Адаптивные свойства морфологических структур. Одна и та же структура может выполнять различные функции у насекомых разных групп. Например, передние ноги богомолов и клопов семейства Phymatidae, с помощью которых насекомые схватывают и держат жертву, пока она не будет съедена, служат скорее как дополнительные ротовые части, а не ходильные ноги. В других случаях существуют модификации одной функциональной системы, вызванные обитанием в разных условиях, например адаптивные модификации дыхательной системы у различных водных и наземных насекомых.

Полный метаморфоз. Жизненный цикл насекомых состоит из 4 стадий:

1. яйцо;
2. личинка, или питающаяся стадия;
   
3. куколка, или покоящаяся переходная стадия;
4. взрослое насекомое, или репродуктивная стадия.
   

Такой тип жизненного цикла встречается у групп насекомых с наибольшим числом видов, в том числе у жуков и мух. Почти у всех насекомых с таким типом жизненного цикла рост происходит только за счёт личиночного питания. У взрослого насекомого поддерживается более или менее постоянный уровень метаболизма, и потребляемая пища в основном тратится на созревание половых продуктов. Разные жизненные задачи позволяют личинкам и взрослым особям жить в совершенно разных местообитаниях с разными условиями существования, поскольку условия жизни личинки должны быть благоприятны для быстрого роста, а условия жизни взрослой особи — для спаривания, расселения и откладывания яиц.

Полный метаморфоз открыл перед насекомыми доступ к огромному числу разнообразных местообитаний и видов пищи. Это привело к развитию многообразных сложных типов поведения. В некоторых случаях сложился очень короткий жизненный цикл, основанный на чрезвычайных способностях личинок к поглощению больших количеств пищи и быстрому её перевариванию. Личинки мясной мухи, например, могут полностью развиться в течение 3 дней. Иными словами, полный метаморфоз позволяет виду использовать преимущества двух абсолютно разных типов местообитания и в то же время избегать многих их отрицательных сторон.

Увеличение числа видов. Факторы, благоприятствующие успешному развитию популяций насекомых, лежат в основе процветания видов, но не являются причиной увеличения их числа. Вместе с тем большое число видов насекомых — один из наиболее важных факторов их процветания как группы. Для объяснения исключительно большого числа видов насекомых следует искать другие причины. С точки зрения теории эволюции особенно важными могут быть следующие:

1. Многие виды насекомых приспособлены к жизни только в узких рамках некоторых экологических факторов, таких, как хозяева, температура, влажность. При относительно небольших, но длительных изменениях климата, как это имело место в ледниковый период, ареал таких видов разбивается на изолированные части.
2. Благодаря способности к полёту, крылатые насекомые могут перемещаться на большие расстояния, преодолевая с воздушными массами водные и другие преграды. В результате таких перемещений популяции насекомых могут заселить новые места обитания, географически изолированные от мест обитания основных популяций вида. Такие популяции-колонизаторы могут развиваться в новые виды, если особи этих популяций способны адаптироваться к новым условиям существования.
3. Генетическая несовместимость между изолированными популяциями, выражающаяся в невозможности спаривания и развития потомства, может возникнуть у насекомых очень скоро отчасти из-за короткой продолжительности жизни одного поколения и привести к ускоренному видообразованию.

Ни один из этих факторов нельзя считать наиболее важной причиной того, что насекомые достигли огромного разнообразия и численности. Процесс этот более сложный, обусловленный различными комбинациями этих и, конечно же, других факторов, действующих во взаимной связи. Необходимо помнить, что не каждой группе насекомых свойственны все характерные для своего класса особенности.

Например, некоторые отряды целиком состоят из бескрылых насекомых (пухоеды, вши, блохи), что связано с ограничением их передвижения поверхностью тела хозяина и небольшим пространством около него. Полный метаморфоз отсутствует почти у половины отрядов, но у них появляются другие особенности. Следует также помнить, что описанные адаптации — это лишь немногие наиболее важные из огромного числа адаптаций, получивших развитие у насекомых.

Относительное число известных видов животных (современных и ископаемых) из разных типов