Hrošči (Coleoptera): 350.000+ vrst, evolucija in raznolikost

Podobno kot druge žuželke ima hrošč tri glavne dele telesa: glavo, prsni koš (srednji del) in trebuh (zadnji del). Na glavi imajo hrošči tipalke, oči in usta. Noge in krila hrošča so pritrjene na prsni koš. Trebuh hrošča na zunanji strani običajno nima posebnih delov, ima pa v notranjosti črevesje hrošča. Tako kot druge žuželke tudi hrošči nimajo notranjih kosti, temveč imajo na zunanji strani telesa trd eksoskelet. Eksoskelet je sestavljen iz trdih ploščic iz hitina.

Krila

Hrošči se od drugih letečih žuželk razlikujejo po tem, da so se njihova sprednja krila razvila v trde prevleke ali elitre. Zadnja krila se uporabljajo za letenje. So tanka in so med mirovanjem pod elitrami. Za letenje hrošči dvignejo nadlahti s poti. Nekaj vrst pravih hroščev ima podobno ureditev.

Vsi hrošči ne morejo leteti. Nekateri hrošči nimajo zadnjih kril, nekateri pa ne morejo dvigniti sprednjih kril. Nekaj hroščev sploh nima kril. Nekateri hrošči brez kril so videti kot ličinke in jih imenujemo "ličinke". Tak primer je družina Phengodidae, svetleči črvi, pri katerih so samice vse življenje ličinke.

Noge

Noge hroščem pomagajo pri hoji, teku, plavanju in kopanju. Vsi hrošči imajo šest nog. Vsaka noga je sestavljena iz več delov. Vsaka noga se konča z dvema do petimi majhnimi deli, ki se imenujejo tarsi. Zadnji tarsus (ednina tarsi) vsake hroščje "noge" ima na koncu enega ali dva kremplja. Večina hroščev uporablja noge za hojo ali tek. Noge nekaterih hroščev so ploščate in imajo dolge dlake. Takšne noge imajo vodni hrošči. Hrošči, ki pogosto kopljejo v zemlji, imajo ploščate noge z bodicami ali rogovi na robovih. Ploščate noge z rogovi imenujemo fosilne noge. Nekaj hroščev ima velike zadnje noge, podobne nogam kobilic, ki hrošču pomagajo pri skakanju. Hrošči bolhe so primer hrošča, ki skače.

Vid in vonj

Hrošči imajo sestavljene oči, kar pomeni, da sta dve veliki svetleči očesi na glavi pravzaprav sestavljeni iz več manjših delov. Včasih sta obe očesi razdeljeni na pol, tako da je videti, kot da so oči štiri. Ena od družin hroščev, hrošči vrtinčarji, ima deljene oči, tako da lahko med plavanjem hkrati vidijo na vrhu vode in pod vodo. Nekaj hroščev ima dodatne preproste oči (navadno dve), ki se imenujejo okeli. Očesi so na vrhu glave hrošča.

Hrošči s svojimi tipalnicami vohajo stvari. Hrošči s svojimi tipalnicami čutijo tudi stvari okoli sebe. Čuvaji nimajo enakih tipal. Nekatere so dolge in tanke, druge pa kratke in široke. Tanke tipalke imenujemo filiformne tipalke, tipalke, ki so na koncu široke, pa se imenujejo klavate tipalke.

Usta

Usta hrošča se zelo razlikujejo od ust človeka. Večina hroščev ima na sprednji strani ust dve trdi čeljustnici, ki sta podobni zobem. Mandibula pomagata hrošču pri prehranjevanju z drobljenjem in rezanjem hrane. Pri nekaterih hroščih sta čeljustnici podobni velikim kleščam. Hrošči imajo okoli ust tudi štiri "prste", ki potiskajo hrano v usta hrošča. Ti prsti se imenujejo palpi.

Drugo

Hrošči ne dihajo, temveč imajo na straneh telesa luknjice, imenovane spirakole, ki vodijo do sapnikov, ki delujejo kot pljuča. Hrošči nimajo krvi, imajo pa nekaj podobnega krvi, imenovano hemolimfa. Ta je zelene barve. To je zato, ker ima njihova molekula hemoglobina v sredini atom bakra, medtem ko ima naša molekula v sredini atom železa.

Hrošči se začnejo kot jajčeca, ki jih odloži samica hrošča. Nekateri hrošči lahko v svojem življenju odložijo na tisoče jajčec. Ko se iz jajčeca izleže ličinka, se razvije ličinka. Večina ličink hroščev ni videti kot odrasli hrošči. Ličinka hrošča se prehranjuje in raste, dokler se ne spremeni in postane ličinka. Ko se ličinka odpre, iz nje izleze odrasel hrošč, ki ga včasih imenujemo imago. Ta način odraščanja se imenuje popolna metamorfoza.

Hrošči največ pojedo, ko so ličinke. Nekatere ličinke hroščev se prehranjujejo z zunanjostjo rastlin, nekatere pa z notranjostjo rastlin. Nekatere ličinke hroščev so plenilci, kar pomeni, da lovijo druge žuželke, s katerimi se prehranjujejo. Druge ličinke hroščev jedo mrtve stvari, kot so mrtve rastline in živali.

Vse ličinke hroščev niso videti enako. Ličinke nekaterih hroščev so ploščate in se gibljejo zelo hitro. Za opis teh ličink znanstveniki uporabljajo opisno besedo campodeiform. Ličinke nekaterih hroščev so podobne trdim črvom z majhnimi nogami. Te imajo elateriformno obliko. Za ličinke hroščev klikarjev obstaja posebno ime: žični črvi. Druge ličinke hroščev so kratke in zelo debele in jih imenujemo ličinke. Pri nekaterih hroščih ličinke po določenem času spremenijo svojo obliko. Ličinke pegastega hrošča se začnejo gibati hitro, kot na primer ličinke kampodejev, na koncu pa so počasne in debele.

Hrana

Hrošči se prehranjujejo z različnimi stvarmi, vključno z živimi rastlinami, gnijočimi rastlinami, mrtvimi ali živimi živalmi in živalskimi iztrebki. Nekateri hrošči lahko jedo tako rastline kot živali, drugi pa samo eno vrsto hrane. Za hrošče, ki lahko jedo samo eno vrsto stvari, pravimo, da so specifični gostitelji. Številni listni hrošči in hrošči dolgokrili so specifični gostitelji.

Zaščita

Hrošči so za svojo velikost zelo močne živali. So mehansko odporni (elitre) in imajo različne strategije, da se izognejo napadu plenilcev ali parazitoidov. Med njimi so kamuflaža, mimikrija, strupenost in aktivna obramba.

Nekateri hrošči živijo na mestih, ki jih plenilci težko najdejo. Nekateri hrošči, na primer hrošči dolgokrili, živijo v predorih v drevesnih vejah. Le posebni plenilci, ki so dovolj majhni, da lahko uporabljajo tunele dolgokrilih hroščev, lahko pojedo dolgokrile hrošče.

Drugi hrošči ne živijo na posebnih mestih, vendar imajo barve ali oblike, zaradi katerih jih je težko najti. Če so hrošči obarvani tako, da jih plenilci ne vidijo, se to imenuje kamuflaža. Nekateri listni hrošči so zeleni, da jih ni mogoče videti, ko so na zelenih listih. Nekateri hrošči imajo zelo zapletene barve, tako da so videti kot ptičji iztrebki.

Včasih hrošči z barvo opozarjajo plenilce (opozorilno obarvanje). Nekateri hrošči imajo črne in rumene črte, tako da so podobni čebelam in osam. Nekateri hrošči se celo obnašajo podobno kot čebele, da zmedejo plenilce.

Hrošči imajo široko paleto kemičnih obrambnih sredstev, ki jih večinoma dobijo iz rastlin, ki jih jedo njihove ličinke. Zaradi teh kemikalij imajo slab okus, ko jih plenilci pojedo. Hrošči so tako strupeni, da lahko konj umre, če jih poje le nekaj. Bombardni hrošči na napadalce izstrelijo vročo strupeno tekočino. Hrošči izločajo cianidno spojino, kadar jih napadejo. Hrošči imajo tudi barve, ki plenilce opozarjajo, da so slabega okusa. Žuželke, ki imajo neprijeten okus, uporabljajo opozorilne barve, ki se jih ptice naučijo izogibati. Tudi druge vrste, ki so okusne, posnemajo te opozorilne barve. To je vrsta mimikrije, ki je pri žuželkah precej pogosta.

Zelo veliki hrošči se včasih borijo s plenilci. Hrošči, ki se borijo, pogosto uporabijo čeljusti, da poškodujejo svoje plenilce.

Razmnoževanje

Hrošči se spolno razmnožujejo in skoraj vsi doživijo popolno metamorfozo. Nekateri hrošči se za pridobitev partnerja obnašajo zapleteno. Uporabljajo feromone, pri čemer različne vrste uporabljajo različne feromone. Pred razmnoževanjem se nekateri samci hroščev včasih borijo za samico. To se dogaja zlasti pri jelenih hroščih: samci se borijo z dolgimi čeljustmi. Pogosteje se samec in samica pred parjenjem dolgo ukvarjata z različnimi postopki. Podrobnosti se pri posameznih vrstah razlikujejo - in to je bistvo. Bistveno je, da se parijo hrošči iste vrste.

Nekateri hrošči posebej skrbijo za svoja jajčeca ali ličinke. Nekateri hrošči skarabeji, imenovani gnojni hrošči, zvijejo kroglice gnoja (iztrebkov) in jih položijo v luknjo v zemlji. Samica odloži jajčeca v gnoj. Ko se jajčeca izležejo, ličinke jedo gnoj, ki jim ga je priskrbela mati.

Leta 2009 so v pennsilvanski plasti Mazon Creeka v Illinoisu našli fosilnega hrošča. S tem je bil izvor hroščev postavljen v obdobje od 318 do 299 mio let pred našim štetjem. Fosili iz tega obdobja so bili najdeni v Aziji in Evropi, na primer v fosilnih skladih rdečega skrilavca v Niedermoschelu pri Mainzu v Nemčiji. Drugi fosili so bili najdeni v Obori na Češkem in v Tshekardi v gorovju Ural v Rusiji. Prva odkritja iz Severne Amerike v Oklahomi so bila objavljena leta 2005 in 2008.

Po permsko-triasnem izumrtju so fosilni podatki o žuželkah revni, vendar je nekaj hroščev iz spodnjega triasa. Na najdišču Babiy Kamen v Kuznješkem bazenu je veliko fosilov hroščev, vključno s celimi primerki infraredov Archostemata (npr. Ademosynidae, Schizocoleidae), Adephaga (npr. Triaplidae, Trachypachidae) in Polyphaga (npr. Hydrophilidae, Byrrhidae, Elateroidea).

V juri (210 do 145 mio let) se je število družin hroščev močno povečalo, vključno z razvojem in rastjo mesojedih in rastlinojedih vrst. V juri so bili pogosti gnojni hrošči in rastlinojedi hrošči, ki so živeli na iglavcih. Razvoj cvetočih rastlin v kredi je privedel do velikega števila današnjih vrst hroščev.

Podrazredi

Obstajajo štirje živeči podrazredi hroščev:

• Adephaga: 40.000 zabeleženih vrst v 10 družinah. To je podred specializiranih hroščev, drugi največji podred. Člani so talni hrošči, tigrasti hrošči29453, plenilski potapljači in vrtinčarji. Večina vrst spada v družino karabidov ali talnih hroščev (Carabidae).
• Archostemata: Archostemata je najmanjši podred hroščev, ki obsega manj kot petdeset znanih vrst v petih družinah. Archostemata je starodaven rod s številnimi primitivnimi značilnostmi. Po morfologiji so podobni prvim hroščem, ki se v fosilnih zapisih pojavijo pred približno 250 milijoni let.
• Myxophaga: Myxophaga je drugi najmanjši podred hroščev (Coleoptera) s 65 vrstami majhnih do drobnih hroščev v štirih družinah. Člani tega podreda so vodni in polvodni in se prehranjujejo z algami.
• Polyphaga: Polyphaga je največji in najbolj raznolik podred hroščev. Ime pomeni "jedci mnogih stvari". Polifagi imajo 144 družin v 16 naddružinah. Imajo izjemno raznolikost specializacije in prilagoditev, saj je opisanih več kot 300.000 vrst ali približno 90 % do zdaj odkritih in poimenovanih vrst hroščev. Obstaja pet podrazredov:

• Bostrichiformia - vključno s pohištvenimi hrošči in kožnimi hrošči.
• Cucujiformia - vključuje hrošče, hrošče dolgoprsnice, hrošče hrošče, hrošče šahovnice in listne hrošče.
• Elateriformia - vključuje hrošče in ognjenike
• Scarabaeiformia - vključuje hrošče skarabeje in jelenovke.
• Staphyliniformia - vključuje hrošče rovače in hrošče mrhovinarje.

Skupne družine

Različne vrste hroščev lahko razdelimo v skupine, imenovane družine. Obstaja veliko družin hroščev. Največje družine so naštete tukaj.

• Talni hrošči (družina Carabidae) so pogosto črni in jih lahko najdemo pod skalami. Prehranjujejo se z drugimi žuželkami.
• Listni hrošči (družina Chrysomelidae) se običajno prehranjujejo na zunanji strani rastlin.
• Hrošči (družina Cerambycidae) imajo zelo dolge tipalke. Večina ličink dolgorepih hroščev se prehranjuje na notranji strani rastlin.
• Grahovi (družina Curculionidae) imajo dolge obraze, ki so videti kot slonovo deblo. Weevils se prehranjujejo z rastlinami.
• Hrošči skarabeji (družina Scarabaeidae) imajo na koncu široke tipalke. V to družino spadajo tudi hrošči gnojarji. Drugi skarabeji so zelo pisani in se prehranjujejo z rastlinami.
• Hrošči rogači (družina Staphylinidae) imajo kratka sprednja krila, ki ne pokrivajo trebuha. Hrošči se prehranjujejo z drugimi žuželkami.

Priljubljena imena

Ljudska imena so pogosto zavajajoča, zato biologi uporabljajo znanstvena imena v latinščini. Ljudje nekatere hrošče imenujejo z drugimi imeni. Svetlolaske (imenovane tudi bliskovke) so pravzaprav hrošči; prav tako so hrošči tudi gosenice, ki jih biologi imenujejo babice.

• Nanosella fungi: najmanjša pri 0,35 mm.
• Titanus giganteus: največji, dolg od 12 do 20 cm.

Nekateri hrošči povzročajo težave kmetom in ljudem v gozdovih, ker objedajo pridelke ali drevesa. Te hrošče imenujemo škodljivci. Eden od hroščev, ki škoduje pridelkom, je koloradski hrošč, drugi pa koruzni hrošč. Hrošč, ki uničuje drevesa, je Smaragdni jesenov zavijač.

Drugi hrošči pomagajo ljudem; hroščki (imenovani tudi bergle in kozlički) se prehranjujejo z žuželkami, ki škodujejo pridelkom in drevesom.

Ljudje, ki preučujejo hrošče, se imenujejo koleopteristi.