昆虫とは｜定義・特徴・分類・生態・変態の基礎知識

昆虫には外骨格（外側の骨）がある。昆虫の骨格は、キチン質でできた薄くて硬い破片や鎧のような板でできています。これらのパーツを合わせると、昆虫の体の周りに硬い層ができます。外骨格は昆虫を守っているのです。

昆虫の体は、頭部、胸部、腹部の3つの部分から成り立っている。頭部には、複眼、2本の触角（物を感じたり、匂いを嗅いだりする）、口がある。

昆虫の胸部には、翼と脚がある。すべての昆虫は、6本の脚（3対の関節のある脚）と、通常4枚の翼（2対）を持っている。

腹部は、昆虫の背中の部分です。腹部の中には、胃、心臓、そして体の老廃物を体外に排出する排泄器官がある。また、ハチは腹部の後ろに針を持っています。

私たちの筋肉が骨とつながって歩いたり立ったりするように、昆虫の筋肉も外骨格とつながって歩いたり動いたりします。昆虫の筋肉は、骨格の内側にあります。

昆虫は冷血動物であり、体温をコントロールすることができない。つまり、昆虫は寒さに耐えるのが苦手なのだ。少なくとも、屋外では。冬になると、多くの昆虫は「冬眠」と呼ばれる、昆虫版の冬眠をします。ゴキブリのように、休止できない昆虫もいて、外が寒すぎると死んでしまいます。ゴキブリが人間の暖かい家に好んで住むのはこのためです。

呼吸器系・循環器系

昆虫の呼吸は、肺を持たずに行われる。内部には管や袋のシステムがあり、そこを通って気体が拡散したり、活発に送り込まれたりする。空気は、腹部の側面にある気門と呼ばれる開口部から取り込まれます。酸素は気管を通って必要な組織に送られます（図の要素8）。

昆虫の幼虫の多くは、水中で生活しています。その中には、水に溶けた酸素を取り出せるエラを持っているものも多い。他の昆虫は、空気を得るために水面に浮上しなければならず、その空気は体の特別な部分に保持されたり、閉じ込められたりする。

昆虫の成虫は、飛ぶときに大量の酸素を使います。生物学的に最も活発な組織である飛翔筋に酸素が必要なのだ。飛翔筋はものすごい勢いで酸素を使います。1時間に1ccの組織に対して100ccの酸素を使用します。このシステムでは、筋肉の最大の直径は約0.5cmで、この割合で酸素を消費します。昆虫は、特別な工夫をしても、体長11cm程度以上にはならない。昆虫の体は、大きいものでもネズミくらいの大きさである。

また、一部の昆虫はヘモシアニンという分子を使用しているが、これは脊椎動物のヘモグロビンと同じ働きをする（ただし、効率は低い）。昆虫の循環系には、静脈も動脈もない。血液」は血球リンパと呼ばれ、血球腔と呼ばれる空間の中を動き回る。臓器は血球腔の中にあり、血球を浴びている。心臓」は一本の管に過ぎず、脈動（スクイーズ）しています。

昆虫の成長過程

昆虫は卵から人生を始めます。通常はメス（母親）の昆虫が卵を産みますが、いくつかの種では生きたまま出産します（卵は母親の中で成長します）。卵は小さいですが、通常は肉眼で見ることができます。

成虫の方が大きいが、細部を見るためには虫眼鏡や双眼顕微鏡が必要である。プロの昆虫学者は、双眼顕微鏡を使って昆虫を識別し、印刷された参考書を使用する。昆虫の種類は非常に多く、すべてを覚えることはできませんが、昆虫学者の多くは1つか2つの目を専門にしています。

卵が孵化した後、2種類の発達が起こることがあります。昆虫の中には、「不完全変態」と呼ばれるものがあります。これは、卵からニンフと呼ばれる小さな昆虫が出てくることを意味し、ニンフは成虫とほとんど同じ姿をしています。ニンフが成長しても、見た目は変わらず、大きさだけが変わります。このようにしてバッタは成長していく。バッタもこのようにして成長する。

他の昆虫は完全変態をする。つまり、卵から出てきた小さな幼虫は、成虫とは全く異なる姿をしている。完全変態をする昆虫は、通常、卵から出てくるのは幼虫で、通常はミミズのような形をしています。幼虫は食べ物を食べて大きくなり、サナギになります。チョウのサナギ（サナギの複数形）は、多くの場合、マユの中にいます。繭の中で昆虫は外見を変え、しばしば羽を生やします。マユが開くと、成虫が出てきます。カブトムシ、チョウやガ、ハエなど、多くの昆虫は完全に変態します。成虫の段階は「イマゴ」と呼ばれる。

昆虫の起源

最古の昆虫化石として知られているのは、3億9600万年前のRhynieチャートから産出されたデボン紀のRhyniognathaである。この種は、表面的には現代のシルバーフィッシュに似ているかもしれない。この種はすでに有翅昆虫のタイプの大あごを持っていたことから、この時期にすでに翅が進化していた可能性があります。つまり、最初の昆虫はもっと早く、シルル紀に出現していた可能性があるのです。

翼の起源

2008年には、世界最古と思われる原始的な飛翔昆虫の全身像が発見された。

現在知られている最古の有翼昆虫は飛行能力を持っていたと考えられているが、昆虫の飛行の起源は不明である。絶滅した昆虫の中には、胸部の第1節にさらに1対の翅を付け、合計3対の翅を持つものもいた。昆虫が翼を進化させる前は、特に成功した動物群ではなかったようだ。

上部石炭紀と下部ペルム紀の昆虫目には、現存するグループと、現在は絶滅した古生代のグループが含まれています。この時代には、巨大なトンボのようなものがいて、翼を広げると55〜70cmにもなり、現存する昆虫とは比べ物にならないほどの大きさでした。

このように巨大化したのは、大気中の酸素濃度が高くなり、呼吸効率が高まったためと考えられます。また、空を飛ぶ脊椎動物がいなかったことも要因の一つかもしれません。初期のグループの多くは、約2億5200万年前に起きた地球史上最大の大量絶滅であるペルム紀・三畳紀の絶滅イベントで絶滅した。

昆虫の種類は、目と呼ばれるグループに分けられます。昆虫にはたくさんの目があります。その中でも特に大きな目は以下の通りです。

• カブトムシ（甲虫目）は、前の一対の羽が硬い殻に変わり、後ろの羽を守っている。
• 蝶や蛾（鱗翅目）は、大きくてカラフルな羽を持っています。
• ハエ（双翅目）は2枚の羽しかない。
• アリ、ハチ、スズメバチ（ハチ目）には針があり、大きなコロニー（蟻塚）を形成することがある。
• 半翅目（はんしもく）の虫は、ストローのような細長い口を持っている。このような口を「くちばし」という。
• バッタ（直翅目）は通常、足で跳ぶことができる。イネ科の植物や穀物を食べる。
• オドナータ（Odonata）と呼ばれるトンボやイトトンボは、他の昆虫を最優先で捕食する。水生のニンフも飛翔する成虫も肉食である。
• Phasmatodea（ナナフシ目）は、すべてがカモフラージュに基づいている目である。世界最長の昆虫であるチャンのメガスティックも含まれる。

クモやサソリなどの動物は昆虫ではなく、クモ類です。クモ類は4対の脚を持つ節足動物である。ムカデも節足動物ですが、昆虫ではなく、ムカデ亜門に属します。

この分類法では、よく知られている昆虫のグループをいくつか挙げています。

• アルケオガワ
• Thysanura (silverfish or bristletails)
• 古脊椎動物（腹部の上で羽を曲げられない昆虫）
• カゲロウの仲間
• Odonata
• Anisoptera（トンボ）
• イトトンボ科
• ネオプテル（腹部の上で羽を曲げられる昆虫）
• 元鳥類学者の見解
• Caloneurodea（絶滅）
• タイタノプシス（絶滅危惧種）
• 原始人(絶滅)
• Plecoptera (石のハエ、約1700種)
• Embioptera (webspiners, 約300種)
• 直翅目(バッタ、コオロギ、イナゴ)
• Zoraptera (1属約30種、シロアリに似ている)
• カワハギ（耳かき）
• ディクショナリー
• ノトプテラ ～仮～」とは
• Grylloblattidae（アイスクロウラー）
• Mantophasmatidae（2001年に発見、（グラディエーター）
• Phasmatodea（ナナフシ、約2500種）〜仮〜。
• Blattaria (ゴキブリ)
• イソプテラ（シロアリ）
• Mantodea (カマキリ)
• パラップニューロプテラ
• プソコプター（ブックリス）
• Thysanoptera（アザミウマ）
• Phthiraptera（シラミ）
• Hemiptera (真の虫、80.000種)
• 内翅目またはホロメタボラ（11目85万種の現存種）
• ヒメコガネ（アリ、ハチ、スズメバチ、ノコギリソウ）
• コレオプター科（甲虫）
• Strepsiptera（主に他の昆虫の体内に寄生する寄生虫）
• ラフィディプター（ヘビ）目
• メガロプス目
• Neuroptera (網目状の昆虫、例えばアリジゴクを含む)
• Mecoptera（サソリモドキ、ノミを含む場合もある）
• ノミの仲間たち
• 双翅目（真のハエ）
• 三枚貝（蛾のようなもの）
• Lepidoptera (蛾と蝶)

害虫はさまざまな形で人に害を及ぼします。シラミやトコジラミのように寄生するものもあります。寄生虫の中には、マラリアを媒介する蚊のように、病気を媒介するものもあります。

人に直接危害を加えない害虫もいます。シロアリや一部のカブトムシは木材を食べ、時には家などの建物を食べます。しかし、シロアリは林床に落ちた木や枝を分解するのにも役立っています。農作物（人が食べるための植物）を食べる昆虫も多い。バッタは、農業用の植物を食べる害虫の一例である。

昆虫の中には、私たちの役に立っているものがあります。ミツバチはハチミツを作ります。一部の蛾の幼虫は絹を作り、人々はそれを使って衣服を作っています。世界のいくつかの地域では、人々は実際に昆虫を食べています。食べ物として昆虫を食べることを「昆虫食」といいます。

多くのハチやハエが植物の受粉を行います。これは、昆虫が花粉を花から花へと移動させることで、植物が種を作るのを助けるということです。善良な昆虫の中には、害虫を食べてくれるものもあります。例えば、テントウムシ（または、てんとう虫）はアブラムシを食べます。多くの昆虫は、死んだ植物や動物を食べます。

殺虫剤

人間は害虫を殺すために殺虫剤という毒物を使うことが多い。殺虫剤はいつも効くとは限りません。害虫が殺虫剤に耐性を持つようになり、殺虫剤が効かなくなってしまうこともあるのです。コロラド・ポテト・ビートルやダイアモンドバック・モスは、多くの殺虫剤に耐性のある昆虫です。

殺虫剤は害虫を殺すだけではなく、時には、多くの益虫も殺してしまう。害虫を食べてくれるような有用な昆虫が殺されると、有用な昆虫に食べられなくなった害虫が、以前よりも大量に戻ってくることがあります。