Бръмбари (Coleoptera) — видове, разпространение и еволюция

Както и при другите насекоми, тялото на бръмбара се състои от три основни части: глава, гръден кош (средната част) и коремче (задната част). Върху главата бръмбарите имат антени (пипала), очи и уста. Краката и крилата на бръмбара са прикрепени към гръдния кош. Коремчето на бръмбара обикновено няма специални части отвън, но вътре в него се намират червата на бръмбара. Подобно на другите насекоми бръмбарите нямат вътрешни кости, а вместо това имат твърд и лъскав екзоскелет от външната страна на тялото. Екзоскелетът е изграден от твърди пластини от хитин.

Крила

Бръмбарите се различават от другите летящи насекоми по това, че предните им крила са се превърнали в твърди капаци или елитри. Задните крила се използват за летене. Когато са в покой, те са тънки и се намират под елитрата. Бръмбарите повдигат елитрата си, за да могат да летят. Няколко вида истински бръмбари имат подобно устройство.

Не всички бръмбари могат да летят. Някои бръмбари нямат задни крила, а други не могат да вдигнат предните си крила от пътя. Няколко бръмбара изобщо нямат крила. Някои бръмбари без крила приличат на ларви и се наричат "ларви". Пример за това е семейство Phengodidae, светещи червеи, при които женските са ларви през целия си живот.

Крака

Краката на бръмбарите им помагат да ходят, да тичат, да плуват и да копаят. Всички бръмбари имат шест крака, които се състоят от няколко части. Всеки крак завършва с два до пет малки сегмента, наречени tarsi. Последният тарсус (ед.ч. на tarsi) на всеки "крак" на бръмбара има един или два нокътя в края си. Повечето бръмбари използват краката си, за да ходят или бягат. Краката на някои бръмбари са плоски и имат дълги косми по тях. Този вид крака се срещат при водните бръмбари. Бръмбарите, които често копаят в почвата, имат плоски крака с шипове или рогчета по краищата. Плоските крака с рогчета се наричат фосилни крака. Няколко бръмбара имат големи задни крака, подобни на тези на скакалците, които помагат на бръмбара да скача. Бръмбарите бълхи са пример за скачащи бръмбари.

Зрение и мирис

Бръмбарите имат сложни очи, което означава, че двете големи блестящи очи на главата всъщност са съставени от много по-малки части. Понякога всяко от двете очи е разделено наполовина, така че изглежда, че очите са четири. Едно от семействата бръмбари, вихрогоните, има разделени очи, така че когато плуват, могат да виждат едновременно над водата и под водата. Няколко бръмбара имат допълнителни прости очи (обикновено две), наречени очници. Те се намират в горната част на главата на бръмбара.

Бръмбарите използват антените си, за да усещат миризми. Бръмбарите използват антените си и за да усещат нещата около себе си. Всички антени на бръмбарите не изглеждат еднакво. Някои антени са дълги и тънки, докато други са къси и широки. Тънките антени се наричат филиформени антени, а антените, които са широки в края, се наричат клавични антени.

Устата

Устата на бръмбара е много различна от тази на човека. Повечето бръмбари имат две твърди челюсти в предната част на устата си, които приличат на зъби. Мандибулите помагат на бръмбара да се храни, като смачкват и режат храната. При някои бръмбари долните челюсти приличат на големи щипци. Бръмбарите имат и четири "пръста" около устата си, които вкарват храната в устата на бръмбара. Тези пръсти се наричат палпи.

Други

Бръмбарите не дишат, а имат отвори, наречени спиракули, отстрани на тялото си, които водят до трахеи, които действат като бели дробове. Бръмбарите нямат кръв, но имат нещо като кръв, наречено хемолимфа. Тя е със зелен цвят. Това се дължи на факта, че в центъра на молекулата на техния хемоглобин има меден атом, докато в нашата молекула има железен атом.

Бръмбарите започват като яйца, които женският бръмбар снася. Някои бръмбари могат да снасят хиляди яйца през живота си. Когато яйцето се излюпи, се появява ларва. Повечето ларви на бръмбари не приличат на възрастните бръмбари. Ларвата на бръмбара се храни и нараства, докато се промени и се превърне в какавида. Когато какавидата се отвори, от нея излиза възрастен бръмбар, понякога наричан имаго. Този начин на израстване се нарича пълна метаморфоза.

Бръмбарите ядат най-много, когато са ларви. Някои ларви на бръмбари се хранят с външната част на растенията, а други - с вътрешността им. Някои ларви на бръмбари са хищници, което означава, че ловуват други насекоми, за да се хранят с тях. Други ларви на бръмбари се хранят с мъртви неща, като например мъртви растения и трупове.

Не всички ларви на бръмбари изглеждат еднакво. Някои ларви на бръмбари са плоски и се движат много бързо. За да опишат тези ларви, учените използват описателната дума campodeiform. Някои ларви на бръмбари приличат на твърди червеи с малки крачета. Те имат елатериформена форма. Ларвите на кликащите бръмбари имат специално наименование: телени червеи. Други ларви на бръмбари са къси и много дебели и се наричат личинки. При някои бръмбари ларвите променят формата си след известно време. Ларвите на бръмбарите от мехурчета започват да се движат бързо, като ларвите на камподиформите, но накрая стават бавни и дебели.

Храна

Бръмбарите се хранят с много различни неща, включително живи растения, гниещи растения, мъртви или живи животни и животински изпражнения. Някои бръмбари могат да се хранят както с растения, така и с животни, докато други се хранят само с един вид храна. За бръмбарите, които могат да ядат само един вид, се казва, че са специфични за гостоприемника. Много листогризещи бръмбари и дългокраки бръмбари са специфични за гостоприемника.

Защита

Бръмбарите са силни животни за своя размер. Те са механично издръжливи (елитрата) и имат разнообразни стратегии, за да избегнат нападение от хищници или паразитоиди. Те включват камуфлаж, мимикрия, токсичност и активна защита.

Някои бръмбари живеят на места, които хищниците трудно откриват. Някои бръмбари, като например дългокраките, живеят в тунели в клоните на дърветата. Само специални хищници, които са достатъчно малки, за да използват тунелите на дългокраките бръмбари, могат да изядат дългокраките бръмбари.

Други бръмбари не живеят на специални места, но имат цветове или форми, които ги правят трудни за откриване. Когато бръмбарите са оцветени така, че хищниците да не могат да ги видят, това се нарича камуфлаж. Някои листогризещи бръмбари са зелени, така че да не могат да бъдат забелязани, когато са върху зелени листа. Някои бръмбари имат много сложни цветове, така че да приличат на птичи изпражнения.

Понякога бръмбарите използват цвета, за да предупреждават хищниците (предупредително оцветяване). Някои бръмбари имат черни и жълти ивици, така че приличат на пчели и оси. Някои бръмбари дори се държат подобно на пчели, за да объркат хищниците.

Бръмбарите разполагат с широк спектър от химически защитни средства, получени най-вече от растенията, с които се хранят ларвите им. Тези химикали им придават неприятен вкус, когато хищниците ги изядат. Бръмбарите са толкова отровни, че ако кон изяде само няколко от тях, може да умре. Бръмбарите бомбардировачи изпръскват гореща отровна течност срещу нападателите. Бръмбарите изхвърлят цианидно съединение, когато са развълнувани. Бръмбарите имат и цветове, които предупреждават хищниците, че вкусът им е лош. Насекомите, които имат неприятен вкус, използват предупредителни цветове, които птиците се научават да избягват. Освен това други видове, които са вкусни, копират тези предупредителни цветове. Това е вид мимикрия и е доста често срещано явление при насекомите.

Много големите бръмбари понякога се борят с хищници. Бръмбарите, които се бият, често използват челюстите си, за да наранят хищниците си.

Възпроизвеждане

Бръмбарите се размножават по полов път и почти всички преминават през пълна метаморфоза. Някои бръмбари имат сложно поведение, за да си намерят партньор. Използват се феромони, като различните видове използват различни феромони. Преди размножаването някои мъжки бръмбари понякога се борят, за да си извоюват женска. Това се случва особено при еленовите бръмбари: мъжките се бият, като използват дългите си челюсти. По-често мъжкият и женският бръмбар преминават през дълга процедура преди чифтосването. Детайлите се различават при всеки вид - и в това е смисълът. От съществено значение е чифтосването да се извършва между бръмбари от един и същи вид.

Някои бръмбари полагат специални грижи за своите яйца или ларви. Някои бръмбари скарабеи, наречени торни бръмбари, свиват топки от тор (изпражнения) и ги поставят в дупка в земята. Женската снася яйцата си в тор. Когато яйцата се излюпят, ларвите се хранят с изпражненията, които им е доставила майка им.

През 2009 г. е открит вкаменен бръмбар в пенсилванския период на Мазон Крийк, Илинойс. Това поставя произхода на бръмбарите в периода 318-299 миа. Вкаменелости от това време са открити в Азия и Европа, например в червените шистови вкаменелости в Нидермошел край Майнц, Германия. Други вкаменелости са открити в Обора, Чешката република, и Цекарда в Урал, Русия. Първите открития от Северна Америка в Оклахома са публикувани през 2005 и 2008 г.

След пермско-триаското измиране вкаменелостите на насекомите са бедни, но има някои бръмбари от долния триас. В находището Бабий Камен в Кузнецкия басейн има много вкаменелости на бръмбари, включително цели екземпляри от инфраразредите Archostemata (напр. Ademosynidae, Schizocoleidae), Adephaga (напр. Triaplidae, Trachypachidae) и Polyphaga (напр. Hydrophilidae, Byrrhidae, Elateroidea).

През юрския период (210-145 миа) броят на семействата на бръмбарите рязко се увеличава, включително се развиват и разрастват месоядни и растителноядни видове. През юрския период са били разпространени бръмбарите, живеещи по иглолистните дървета, и тревопасните бръмбари. Еволюцията на цъфтящите растения през креда води до огромния брой видове бръмбари, които съществуват днес.

Подразреди

Съществуват четири живи подразреда бръмбари:

• Adephaga: 40 000 регистрирани вида в 10 семейства. Това е подразред специализирани бръмбари, вторият по големина подразред. Членовете му включват земни бръмбари, тигрови бръмбари, хищни гмуркачи и вихрови бръмбари. По-голямата част от видовете принадлежат към семейството на карабидите, или земните бръмбари (Carabidae).
• Archostemata: Archostemata е най-малкият подразред бръмбари, състоящ се от по-малко от петдесет известни вида в пет семейства. Archostemata е древен род с редица примитивни характеристики. По морфология те са сходни с първите бръмбари, които се появяват във фосилните записи преди около 250 милиона години.
• Myxophaga: Myxophaga е вторият най-малък подразред на Coleoptera с 65 вида малки до дребни бръмбари в четири семейства. Членовете на този подразред са водни и полуводни и се хранят с водорасли.
• Полифага: Полифага е най-големият и най-разнообразен подразред бръмбари. Името означава "хранещи се с много неща". Полифага има 144 семейства в 16 надсемейства. Те се отличават с огромно разнообразие от специализации и приспособления, като са описани над 300 000 вида, или около 90% от откритите и наименувани досега видове бръмбари. Съществуват пет инфраразреди:
• Bostrichiformia - включително мебелни бръмбари и кожни бръмбари.
• Cucujiformia - включва божии бръмбари, дългокраки бръмбари, плевели, карирани бръмбари и листогризещи бръмбари.
• Elateriformia - включва бръмбари и светулки
• Scarabaeiformia - включва бръмбари скарабеи и еленови бръмбари.
• Staphyliniformia - включва бръмбари ровери и бръмбари, които чистят вода.

Общи семейства

Различните видове бръмбари могат да бъдат разделени на групи, наречени семейства. Съществуват много семейства бръмбари. Най-големите семейства са изброени тук.

• Земните бръмбари (семейство Carabidae) често са черни и могат да бъдат открити под камъни. Те се хранят с други насекоми.
• Листогризещите бръмбари (семейство Chrysomelidae) обикновено се хранят от външната страна на растенията.
• Бръмбарите дългокраки (семейство Cerambycidae) имат много дълги антени. Повечето ларви на дългокраките бръмбари се хранят от вътрешната страна на растенията.
• Градинските бръмбари (семейство Curculionidae) имат дълги лица, които приличат на хобот на слон. Ветрогоните се хранят с растения.
• Бръмбарите скарабеи (семейство Scarabaeidae) имат антени с широки краища. Бръмбарите от това семейство са от групата на торните бръмбари. Други скарабеи са много пъстри и се хранят с растения.
• Бръмбарите ровери (семейство Staphylinidae) имат къси предни крила, които не покриват коремчето им ,бръмбарите ровери се хранят с други насекоми.

Популярни имена

Популярните имена често са подвеждащи, затова биолозите използват научни имена на латински език. Хората наричат някои бръмбари с други имена. Светулките (наричани още светкавици) всъщност са бръмбари; също и божиите птици/божиите крави/божиите бръмбари.

• Гъбички от типа Nanosella: най-малката е 0,35 mm.
• Titanus giganteus: най-голям, с дължина от 12 до 20 cm.

Някои бръмбари създават проблеми на земеделските стопани и хората в горите, тъй като изяждат култури или дървета. Тези бръмбари се наричат вредители. Един от бръмбарите, които вредят на културите, е колорадският бръмбар; друг е царевичният бръмбар. Един от бръмбарите, които унищожават дървета, е изумруденият пепелянов бръмбар.

Други бръмбари помагат на хората; божиите бръмбари (наричани още божии птици и божии кравички) изяждат насекомите, които вредят на посевите и дърветата.

Хората, които изучават бръмбари, се наричат колеоптеристи.