昆虫・・・最古の飛行動物
昆虫 ： 特徴・発生・生態・分類
変態 ： 完全変態・不完全変態・過変態・無変態
昆虫は、最古の飛行動物とされています・・・宇宙からやって来たかどうかはわかりませんが。
ちなみに、真正細菌のデイノコッカスは、なんと対流圏の上にある、成層圏にも存在するようです・・・
どうやって成層圏に行ったのかはわかりませんが・・・
成層圏には、真珠母雲（極成層圏雲）という雲が存在するので、
生命の生存に必要な、水はあるようです（あと、硫酸や硝酸もあります）。
昆虫綱のうち、最も早く分岐したグループは、イシノミ目です。
4.8億年前、陸上植物が出現して間もない時期に、原始的な昆虫が出現・・・
オルドビス紀初期からいたようです（約4億年前のデボン紀前期より、さかのぼっています）。
4億年前、翅（はね）で飛ぶ昆虫が現れ、
3.5億万年前に、完全変態する昆虫が登場したようです。
昆虫の翅は、胸部の背面から突き出したもので、鳥類のような前足が変形したものではありません。
昆虫の翅の起源は、胸部の体節にあったヒレ状の突起、という説があります。
原始的な翅をもつのは、カゲロウ目とトンボ目です。
両者は、左右の翅が羽ばたく方向以外の向きに動かすことができません。
また、両者とも幼虫が水中生活で、陸上生活に適応した昆虫としては、例外的にえらを持ちます。
余談ですが、日本を、古くは秋津島（あきつしま）といいましたが、秋津（アキツ、アキヅ）とは、トンボのことです。
史上最大の昆虫は、メガネウロプシス・アメリカラという原始的なトンボで、翼開長が最大約75cmもあります。
巨大な昆虫が現れたのは、
地球全体の平均気温がはるかに高かった、
捕食性脊椎動物が少なかったため、とする説があります。
空を飛ぶ動物には、
昆虫の他に、翼竜や鳥類、コウモリがあります。
ヒヨケザルも飛膜を持ち、滑空します・・・飛行と森林生活とは関係するのでしょうか？ 最古の森林 植生遷移
昆虫は、外骨格をもった節足動物の中でも、陸上で進化したグループです。
節足動物は、左右相称動物に含まれます。
左右相称動物は、前口動物と後口動物に分けられますが、
節足動物は、前口動物（原口が口）に分類されます。（脊索動物は、後口動物です。）
昆虫は陸上生活に適応しているため、えらがある昆虫は少ないですが、
ムカシトンボ亜目には、えら（気管鰓）があります・・・しかも、えらは、直腸にあります・・・
脊椎動物のえらが、咽頭（口側）にあるのと、ちょうど反対になっているのは、興味深いですね。
昆虫は、種多様性が非常に高く、昆虫綱全体で80万種以上あり、全生物種の半分以上を占めます。
未記載種を含めると、100万種を超えるとされます。
カブトムシが含まれる、甲虫目が35万種と最大です。
成虫の体は、頭部、胸部、腹部の3つに分かれています。
胸部にのみ、肢（あし）が6本あります（原始的なイシノミは、腹節にも付属肢があります）。
2対の翅をもち、空を飛ぶことができます（イシノミには翅がありません。ハエは一対です）。
紫外線を知覚する能力もあります。
モンシロチョウの翅（はね）の色は、ヒトの目ではオスとメスの色の区別ができません。
しかし、オスとメスの翅で、紫外線反射率に差があるため、
モンシロチョウの目では、オスとメスの翅は全く別の色と認識できているようです。
ちなみに、モルフォチョウの翅やタマムシの色は、構造色です。
余談ですが、バタフライ効果という、カオス運動の予測困難性、初期値鋭敏性を意味するものがあります。相互作用
尚、蝶によって恐竜が絶滅したかどうかは、不明です。
フェロモンを出す昆虫がありますが、その受容は、触角で行われます。
フェロモンの原料は、テルペンです。
ハチやアリは、社会性がありますが、フェロモンは、社会構造を維持するために重要です。
一説には、石炭紀からペルム紀にかけての気候の悪化へ対応するため、
蛹（さなぎ）の段階を経ることによって、寒冷期を乗り切るように進化したとされます・・・
寒さを乗り越えるのは、卵の状態の方がよい気もしますが。生態
ちなみに、ナンキョクユスリカは、南極に生息しています・・・体液が凍っても生存できるようです。
蛹の段階がある、完全変態するものは、ペルム紀以降に出現した、進化が進んだ種とされます。
成虫は、生殖のため配偶者を求めて広範囲を移動することに、
幼虫は、摂食と成長に、適応しているようです。
昆虫は、硬い外骨格をもった節足動物の中でも、特に陸上で進化したグループです。
世界の様々な気候、環境に適応しており、種多様性が非常に高いです。
昆虫綱全体で、80万種以上が知られており、現在知られている生物種の、半分以上は昆虫です。
未記載種を含めると、100万種を超えるとされます。
昆虫は、4億年前、動物の陸上進出が始まった頃に上陸した動物群の一つです。
昆虫綱のうち、最も早く分岐したグループは、イシノミ目です。
2014年11月の学説では、
陸上植物が出現して間もない4.8億年前には原始的な昆虫が現れ、
翅で飛ぶ昆虫（空を飛んだ最初の動物とされます）は、約4億年前、
完全変態昆虫は、3.5億万年前に出現したとされます。
3.6億年前に上陸した脊椎動物の両生類よりも、早い時期です。
恐竜出現以前の2-3億年前には、現在のゴキブリやトンボ等の祖先がすでに登場しており、大繁栄しました。
現在も、昆虫の繁栄は続いています。
系統論は確定していません。
従来、多足類の先祖が陸上進出し、その一部から昆虫が進化したとする説があります。
一方、ネイチャー（2010年）によると、
まず、ウミグモやカブトガニ、クモ、サソリ等の鋏角類、
次に、ムカデ等の多足類が分岐・出現しました。
その後、ウミホタル類、
更に、ミジンコやエビ・カニ等の甲殻類、
それから、ムカデエビ類等が分岐・出現し、
最後に、昆虫等の六脚類が出現したとされます。
成虫の体は、頭部、胸部、腹部の3つに分かれています。
節足動物の体は、体節という、節（ふし）の繰り返し構造でできていますが、
体節がいくつかセットになり、機能的、構造的にまとまった部分に分かれます。
昆虫以外の節足動物では、明確な部域に分かれないグループや、2つの部位（頭胸部と腹部）に分かれるもの等があります。
基本的に、胸部にのみ、肢が6本あります。
ほとんどの昆虫は2対の翅をもち、空を飛ぶことができます。
飛翔する器官を標準的に備えている動物は、
綱のレベルでは、節足動物門の昆虫綱と、脊椎動物の鳥綱のみです。
目のレベルでは、哺乳綱のコウモリ目等もあります。
呼吸器官として、気管があります。
特別な感覚器官として、眼と触角があります。
視覚は、頭部にある1対の複眼と、少数の単眼で受容されます。
複眼は、主要な視覚器として働きます。
また、紫外線を知覚する能力もあります。
モンシロチョウの翅の色は、ヒトの目ではオスとメスの色の区別ができません。
しかし、オスとメスの翅で、紫外線反射率に大きな差があるため、
モンシロチョウの目では、オスとメスの翅は全く別の色と認識できているようです。
単眼は、明暗のみを感知します。
味覚と嗅覚（化学物質の受容）は、触角、口器、及び歩脚の先端部である附節で受容されます。
個体間の誘因等の役割を担う、フェロモンを出す昆虫がありますが、
その受容は、触角で行われます。
聴覚に特化した器官を持つものは、コオロギやセミ等、一部に限られます。
多くは卵生ですが、
フタバカゲロウのような卵胎生、
アブラムシやツェツェバエのような胎生昆虫もいます。
昆虫の場合、幼生は幼虫といいます。
生育過程で、幼虫が成虫に変化する、変態を行います。
成虫になる時に、翅（はね）が発達しますが、
シミ目等、翅がない種類もいます。
昆虫の生態的な多様性は非常に大きいです。
分布は世界中にわたり、高山から低地まで生息していますが、熱帯域での多様性が高いです。
陸上、土壌中、淡水中に生息し、更に原則としてすべて空を飛べます。
しかし、海には、潮間帯のウミユスリカ、海水面上のウミアメンボ等、ごく少数しか生息していません。
これは、海洋でのニッチが、昆虫の祖先である甲殻類によって占められていたため、という説があります。
小さいものは0.2mm、5μg以下と、大型の原生動物（ゾウリムシ等）を下回ります。
食性も、草食性、肉食性、雑食性等様々です。
寄生性のものもあり、カエルキンバエやラセンウジバエのように、脊椎動物に寄生するものもあります。
昆虫に寄生するものでは、捕食寄生という独特な寄生の型を持つものもあります。
変温動物である種が多いですが、
ハナバチ類等に、0℃の気温時に30℃以上の体温を安定して保てるような、ほぼ完全な恒温性のものも存在します。
多くの昆虫は、3℃以上の環境でないと、成長が行われず、冬眠状態となります。
成虫の場合、一般に、-3℃以下、または45℃以上の環境にさらされ続けると死滅します。
しかし、セッケイカワゲラやヒョウガユスリカのように、0℃以下の低温に適応したものもあり、南極に生息しているものもいます。
卵の状態では、温度耐性の範囲が大きくなるものが多いです。
バッタ、イナゴ、蝶、ハチ等、多くの昆虫の血糖は、トレハロース（二糖）であり、
トレハラーゼによって、ブドウ糖（グルコース）に変えて利用しています。
昆虫の血糖としてのトレハロース濃度は、400 - 3,000 mg/dLで、
ヒトの血糖（グルコース）値100 - 200 mg/dLに比べて、はるかに高いです。
これには、トレハロースがタンパク質と糖化反応を起こさず、グルコースに比べて生体に有害性をもたらさないため、という説があります。
無翅亜綱 ： シミ目、イシノミ目
有翅亜綱
旧翅下綱 ： カゲロウ目、トンボ目
新翅下綱
まず、比較的原始的な、翅のない無翅類と、
翅を腹側にたためない旧翅類に分けられます。
しかし、無翅類は、原始形質でまとめられた側系統という説が有力です。
代表的な昆虫のほとんどは、新翅類に含まれます。
種類が多いグループ
甲虫目（鞘翅目） ： カブトムシ等、35万種
チョウ目（鱗翅目） ： チョウ、ガ、17万種
ハエ目（双翅目） ： ハエ・カ・アブ等、15万種
ハチ目（膜翅目） ： ハチ、アリ、11万種
カメムシ目（半翅目） ： セミ、カメムシ等、8万2千種
バッタ目（直翅目） ： バッタ、コオロギ等、2万種
トンボ目（蜻蛉目） ： トンボ、5千種
生態が多様なハエ目やハチ目は、実際には甲虫目を上回る種が存在する可能性があります。
昆虫綱のうち、最も早く分岐したグループで、現生のうち最も原始的な昆虫の目です。
尚、より古い時代に分岐した内顎類（コムシ目、カマアシムシ目、トビムシ目）を、広義の昆虫に含めることもあります。
腹部を地面に叩きつけてジャンプを行うことから、この名があります。
翅（はね）を持たない昆虫（無翅昆虫）です。
かつては、シミ目（総尾目）のイシノミ亜目に分類されていましたが、
体の基本構造に、非常に原始的な形質を有するため、側系統群として分けられました。
普通の昆虫は、大顎が頭蓋と2ヶ所で関節するため可動性が制限されるのに対し、イシノミ目では1ヶ所だけで関節しています。
そのため、イシノミ目のみからなる単関節丘亜綱をたて、それ以外の昆虫を双関節丘亜綱として分類されるようです。
全世界の湿った土壌に生息する、15mm以下の小さな昆虫です。
体は細長く、複眼・単眼が発達しています。
体表は、シミ同様に鱗粉に覆われます。
胸節には明確な3対の歩脚をもつ他、腹節の腹面にも対をなした付属肢を有します。
水は口から飲まず、腹部にある嚢状体を結露した水滴等に押し付け、吸収します。
雌の体内に精子を導入する交尾器を持たず、
雄は糸を分泌してその上に精液の滴を置き、複雑な配偶行動で雌を誘導して生殖口から吸収させます。
寿命は長く、約3年です。
メガネウラ（ゴキブリトンボ）
約2.9億年前（古生代石炭紀末期）の森に生息していた、原始的なトンボです。
原蜻蛉目（げん せいれい もく。原トンボ目）に分類されます。
メガネウラ科は、模式属であるメガネウラ属と、近縁のメガネウロプシス属からなります。
史上最大の昆虫は、メガネウロプシス・アメリカラです。
同種は、史上最大の飛翔性節足動物でもあります。
捕食性（肉食性）です。
翼開長70cm前後（最大約75cm）もあります。
しかし、翼開長が最小で約12 cmと、現生トンボ類と変わらない大きさの種も多数存在しました。
原蜻蛉目のトンボは、原始的な翅の構造から、現生トンボ類にみられるようなホバリングの能力はなく、
翅を時折はばたかせながら滑空していたと考えられます。
体つき等は、トンボというより、カワゲラに似ています。
石炭紀に、メガネウラ等、巨大な陸生節足動物が数多く進化した理由として、
シダ植物群の大繁殖によって、当時の大気中の酸素濃度が約35％と高かったためとする説や、
節足動物を餌とする、捕食性脊椎動物が少なかったからとする説、
現在と違って、地球全体の平均気温がはるかに高かったためとする説、等が唱えられています。
動物の正常な生育過程において、形態を変えることです。
栄養摂取に特化し、生き残りと成長に最適化された幼生と、
次世代を生み出すための生殖機能を備えた成体の間で、形態が大きく変わることが多いです。
それに伴い、生活様式や場所が変化する場合もあります。
昆虫では、卵から孵化（うか）すると、幼虫という形態となります。
幼虫が、生殖能力を有する成虫になる過程で変態を行います。
ただし、原始的な種類には、変態をしないものもあります。
昆虫類が変態を行うようになった理由は明らかではありませんが、
古生代 石炭紀からペルム紀にかけての気候の悪化へ対応するため、
蛹（さなぎ）の段階を経ることによって、寒冷期を乗り切るように進化した、という説があります。
幼虫が成虫になる際、一旦蛹という形態をとり、蛹から脱皮して成虫となるものです。
卵→（孵化）→幼虫→（蛹化）→蛹→（羽化）→成虫 という段階を経ます。
蛹は、昆虫類独自の形態で、他の動物には同様の形態はみられません。
チョウ、ハチ、ハエ、カブトムシ等があります。
これらは、昆虫類の中でも、二畳紀（ペルム紀）以降に出現した、進化が進んだ種と考えられます。
尚、完全変態をする昆虫の中で、シリアゲムシが、現生では最も古い群と考えられています。
完全変態を行う種の幼虫は、成体と全く異なった形態である場合が多く、いわゆる、イモムシ型やジムシ型の幼虫です。
これらの形は、複雑な形態である昆虫本来の姿とはかけ離れ、節足動物の原初的な形態に近い、単純な外見を示します。
蛹は、
カブトムシ類のように、比較的成虫に似た形のものから、
ハエ類のように、成虫とは似ても似つかないものもあり、様々な形態を取ります。
蛹は、短い糸を出して体を固定したり、長大な糸によって繭（まゆ）を作ってその中に入ったりするものが多いです。
ほとんど動かず、休眠しているようにみえますが、
体内では、幼虫の体を構成していた諸器官が、食細胞の働きにより一旦分解され、
幼虫期に摂取し、備蓄した栄養分を用いて、成虫の体を形作る部位である、成虫原基を中心に、新しく形態形成が行われます。
蛹を経ず、幼虫が直接成虫に変態するものです。
昆虫の基本的な変態様式で、
この場合の幼虫は、完全変態するものと区別するため、若虫（じゃくちゅう、わかむし）と呼ばれます。
セミ、カマキリ、トンボ、バッタ、ゴキブリ等があります。
不完全変態をする種では、若虫と成虫の形態がよく似ており、
若虫期に数回の脱皮を繰り返して、成虫に変態することが多いです。
バッタ、ゴキブリでは、若虫と成虫の外見上の違いは、体の大きさ以外では、翅（はね）があるかどうかの程度です。
翅は、若齢の若虫ではみられず、脱皮と共に多少大きくなり、成虫になると一気に完全なものになります。
トンボのように、形態変化が大きなグループもあります。
トンボの若虫である、ヤゴは、水中でエラ呼吸をし、発達した伸縮自在の大顎で捕食生活をしますが、
成虫は、特徴的な腹部を持ち、姿は非常に異なるものの、
大型の複眼を有する頭部の形等、基本的な構造は共通しています。
無変態とは異なり、幼虫は交尾・産卵不可能です。
幼虫期に生活様式にあわせて、形状が著しく変態するものです。
ツチハンミョウや、ネジレバネ等の一部の昆虫が行います。
過変態の昆虫は、寄生虫であることが多く、
幼虫が宿主へ移動するための形態と、寄生するための形態に幼虫期で変態します。
尚、多変態という語もあります。
成長過程で形態がほとんど変化せず、脱皮によって大きさだけが変化するものです。
シミ・イシノミのみです。
幼虫・成虫共、交尾・産卵可能です。