Křídlo hmyzu je kožní rozšíření exoskeleton z hmyzu , který mu umožňuje létat . Není absolutně homologní s křídlem ptáků .
Křídla jsou přítomny v podtřídě z pterygotes (viz řecký πτέρυξ / -γ , „ pteryx “ / „ křídla “) a chybí v aptérygotes . Padají na místo během posledního línání . Když hmyz vyjde ze svého exuvia , jeho křídla jsou všechna zmačkaná a složená zpět na sebe, je to tlak hemolymfy, který jim pomáhá je vyztužit a dát jim konečný tvar.
Tvar křídel je důležitým klíčem k určování pořadí. Tito často mají jako jméno slovo s příponou „ -ptere “.
Křídla jsou vložena do druhého a třetího hrudního segmentu ( mezotorax a metathorax ), nikoli do prvního segmentu ( prothorax ), ve kterém gen Hox potlačuje jejich tvorbu. Nejsou to „ přídavky “ z technického hlediska, protože hmyz má pouze jeden pár přídavků na segment: nohy . Křídla jsou vyztužena řadou podélných žil, které mají často vzájemná propojení tvořící uzavřené „buňky“ v membráně (extrémní příklady lze nalézt u odonat a neuropter ). Vzor vyplývající z fúzí a propojení křídelních žil je často určujícím znakem různých evolučních linií a může být použit pro rodinnou nebo dokonce rodovou identifikaci v mnoha hmyzích řádech .
Plně funkční křídla jsou k dispozici pouze u dospělých. Jedinou výjimkou je řád jepice, ve kterém má předposlední larvální stádium subimago dobře vyvinutá a funkční křídla, která zvíře odděluje během posledního línání. U hmyzu, který má post-embryonální vývoj s larvami a nymfami (Diptera, Lepidoptera, Hymenoptera ...), nejsou křídla v larvě viditelná, ale jsou přítomna ve stavu „ imaginárního disku “.
Hmyz obvykle mají dva páry křídel, s výjimkou dvoukřídlých, kde křídlo 3 e se segmentem nahrazen rockerů v Strepsiptera kde je křídlo dva e segmentu, který je nahrazen, v brouků , kde se křídlo 2 nd je transformována segmentu do elytronu . Membracidae mají výjimečně tři křídla páry se třemi e být změněna na „přilbu“.
Křídla mohou zcela chybět u některých taxonů pterygotů, jako jsou blechy nebo vši . Ačkoli jejich předkové byli okřídlení, parazitický způsob života (v srsti zvířat) tohoto hmyzu činí přítomnost křídel na obtíž. V průběhu evoluce proto tyto přídavky ztratili, ale složení jejich hrudníku naznačuje, že skutečně pocházejí z okřídlených předků.
Křídla mohou být přítomna pouze u jednoho pohlaví (často mužského) v určitých skupinách, jako jsou Mutillidae a Strepsiptera , nebo se mohou selektivně ztratit u „ pracovníků “ sociálního hmyzu, jako jsou mravenci a termiti . Vzácně je samice okřídlená a samce ne, jako na obr . V některých případech se křídla vytvářejí pouze v určitých obdobích životního cyklu, například během fáze šíření Aphidoidea . Kromě jednoduché přítomnosti / nepřítomnosti křídel se struktura a zbarvení u stejného druhu často liší genetickým polymorfismem.
V klidu mohou být křídla držena naplocho nebo složena definovaným počtem opakování podle konkrétního vzoru; obvykle jsou zadní křídla složená, ale v některých skupinách, jako jsou vosy Vespidae, jsou přední křídla obvykle složená .
Křídlo je kutikulární membrána tvořená vzájemným srovnáním dvou epidermálních vrstev . Tato jemná struktura představuje 0,5 až 5% z celkové tělesné hmotnosti hmyzu.
Hypotetický primitivní vzor žilkování se často používá k popisu vzorů žilkování existujících druhů. Tento primitivní archetyp se nazývá „ archedictyon “.
Žebra (nebo žíly) jsou trubkovité duté struktury tvořené spojením horní a dolní stěny křídla. Větší žíly jsou průchody pro hemolymfu , tracheální a nervový systém (neurony senzorických orgánů). Křídlo hmyzu, na rozdíl od rozšířené víry, tedy není mrtvý a suchý orgán: průdušnice poskytují kyslík, hemolymfa poskytuje živiny a hormony potřebné pro metabolismus neuronů a voda k udržení pružnosti a tvrdosti křídla . Senzorické orgány jsou hlavně mechanoreceptory, které zasahují do řízení pohybu křídel a stabilizace těla za letu (detekce narušení kutikuly). U některých druhů hmyzu mechanoreceptory citlivé na vibrace k detekci predátorů a používané pro vnitrodruhovou komunikaci. Existují také chemoreceptory (související s péčí , kontrolou výživových vlastností zdrojů nektaru a termoreceptory (ochrana proti přehřátí).
Menší žebra jsou hlavně vyztužující struktury vytvořené z chitinu . Vzor žilkování je extrémně variabilní a může být užitečný pro identifikaci druhů, například příklad pro rozlišení vážek rodů Cordulia a Somatochlora .
Cirkulace hemolymfy v lumenech žil křídel, studovaná již v roce 1831 učencem Carlem Gustavem Carusem , je dobře definována: hemolymfa vstupuje přes přední žíly a vystupuje skrz zadní žíly. Hemolymfa je pohybována hrudními pulzaturními orgány (sudými nebo lichými doplňkovými „srdci“). Fyziologie srdce u některých Lepidoptera, Coleoptera a Diptera je zvláštností: oběh není kruhový, ale střídá se v každém žebru, díky obrácení tlukot srdce.
Žíly poskytují křídlu tuhost i pružnost, což umožňuje hmyzu létat. Ještě důležitější je, že membrána křídla mezi žebry je velmi často zvlněná, zkreslená nebo skládaná, aby poskytla křídlu ještě větší sílu a také změnila tvar části křídla na plochý listový tvar na letadlo tvar křídla.
Buňky jsou membránové prostory vytvořené mezi spojením žil . Mohou být „otevřené“ a zasahovat až k okraji křídla nebo „zavřené“ a mohou být ohraničeny pouze žilkami.
Systém pojmenováníŽíly a buňky jsou pojmenovány podle systému Comstock-Needham (1898).
Křídla hmyzu mohou být pokryta chlupy nebo šupinami .
Toto je postava, která definuje pořadí Lepidoptera (motýli), ve kterých jsou křídla pokryta barevnými šupinami, jsou to zploštělé štětiny. Termín Lepidoptera pochází z řeckého slova „ lepidos “, což znamená „ měřítko “. Jsou to právě tyto šupiny, které dodávají své barvy křídlům motýlů. Některé z nich (například rod Morpho ) mají duhové barvy, které vycházejí z difrakce světla na brázdě šupin, i když jejich křídla neobsahují žádný pigment .
Vlasy na křídle mouchy.
Váhy viditelné při větším zvětšení.
Duhová modrá barva křídel Morpho .
Křídla hmyzu jsou potažena mikro- a nanostrukturovanými nopky , které tvoří superhydrofobní povrch (když na ně padají kapky vody, odvalují se a evakuují prach, aniž by tyto povrchy navlhčily), samočisticí a s antimikrobiálními vlastnostmi.
Říkáme „ Pterostigma “ zesílení předního okraje křídel a „ tegula “, malé šupinky, které chrání základnu předních křídel.
Během spodního karbonu Pterygote začal hmyz létat asi před 350 miliony let. Nedostatek fosilií v tomto období nám neumožňuje přesně říci, jak a proč se vyvinula křídla hmyzu, ale tyto fosilie představují na všech hrudních a břišních segmentech homologní výčnělky křídel v sérii, které byly během evoluce potlačeny expresí genu Hox , kromě mesothoraxu a metathoraxu .
Dvě hlavní hypotézy vysvětlující původ křídel jsou:
Molekulární fylogeneze (v závislosti na modelu molekulárních hodin ) naznačuje, že výskyt křídel v evoluci by se mohlo uskutečnit v obrovský růst rostlin v lesích devonu , aby se usnadnilo sestup do půdy těchto hmyzu krmení u konec větví.
Letu hmyzu může být velmi rychlý, obratný a všestranný. Tyto letové výkony jsou možné díky změnám tvaru, velmi jemnému a variabilnímu ovládání pohybů křídla. Prostřednictvím objednávek se setkávají různé letové mechanismy.
Několik řádů hmyzu má speciálně upravená křídla.
U dvoukřídlých ( mouchy , komáry atd.) Se dvojice zadních křídel redukuje na činky , což hmyzu pomáhá cítit jeho orientaci a pohyb a zlepšuje rovnováhu v letu tím, že se chová jako gyroskopy .
U Strepsiptera je to dvojice mužských předních křídel, které jsou redukovány na činky. Ženy jsou bezkřídlé.
U brouků ( brouků ) je dvojice předních křídel vytvrzena, aby vytvořila elytra, která chrání jemné zadní křídla, která jsou v klidu přeložena zespodu. Elytra se nepoužívá k letu, k letu se používají pouze zadní křídla brouků. Když se brouk chystá na útěk, elytra se zvedne a zadní křídla se táhnou hrudními svaly dopředu a rozloží se. Mechanismus, který je základem rozmístění křídla, je předmětem debaty: uvolňování elastické energie uložené ve strukturách obsahujících resilin , klíčová role tlaku hemolymfy na jejich rozvinutí.
U některých druhů, jako jsou brouci, je elytra spojena dohromady (zadní křídla zmizela), což způsobilo, že tento hmyz ztratil schopnost létat. Tuto neschopnost nahradil vývoj dlouhých, silných nohou, které jim zajišťují rychlou chůzi.
Otevřená elytra chráničku .
Elytra se spojila se střevlíkem .
U dermaptera , orthoptera ( kobylky , kobylky ), dictyoptera ( švábi , kudlanky ) se nazývá „ tegmen “ (množné číslo „ tegmina “) vyztužená přední křídla, která se nepoužívají k letu. Tato křídla se také někdy nazývají „ elytra “ nebo „ pseudoelytra “.
U hemiptera mohou být přední křídla posílena, ale v menší míře než u brouků. Například přední část předního křídla chyby je vytvrzená, zatímco zadní část je membranózní. Tato křídla se nazývají „ hemelytron “ (množné číslo „ hemelytra “). Nacházejí se v podřádu Heteroptera ; křídla homoptera , stejně jako křídla cikády , jsou zcela membranózní.
Hemelytra zelené chyby.
V řadě dalších řádů mohou být přední křídla příležitostně upravena z důvodu ochrany, což se obvykle vyskytuje ve spojení se ztrátou nebo zmenšením zadních křídel (např. U nelétavého hmyzu). Podobně nelétající jedinci předchozích řádů nemají absolutně žádná zadní křídla.
U mouchy Drosophila ( Drosophila melanogaster , Diptera ):