Znaczenie stawonogów

Stawonogi to najliczniejsza i najbardziej zróżnicowana grupa zwierząt. Dotychczas opisano ponad milion żyjących gatunków, a szacuje się, że jest ich dwa, a może nawet dziesięć razy tyle. Tym samym liczebnością biją na głowę wszystkie pozostałe grupy zwierząt razem wzięte. Z punktu widzenia systematyki stawonogi nie są bynajmniej rodziną, choć łączy je wspólne pochodzenie. Ściślej rzecz biorąc, obejmują one setki rodzin należących do kilkudziesięciu rzędów, które z kolei wchodzą w skład dziewięciu istniejących obecnie gromad. Te z kolei tworzą cztery główne pnie rozwoju zwane podtypami. Piąty reprezentowały trylobitowce, które jednak wymarły dawno temu.

Najlepiej znaną grupą stawonogów są owady, ale jest jeszcze wiele innych zwierząt, takich jak pająki, skorpiony, pareczniki i krocionogi, które posiadają tę samą strukturę szkieletu.

OWADY
Spośród ponad miliona gatunków zwierząt, które zostały naukowo opisane i nazwane, grubo powyżej 800000 to gatunki owadów. Nieopisanych jeszcze gatunków może być milion, dziesięć milionów, a nawet kilkanaście milionów. Liczebność większości gatunków owadów jest bardzo duża. Występują one nieomal wszędzie. Taka różnorodność tych zwierząt jest dobrym wskaźnikiem zdolności przystosowawczych i funkcjonalności ich planu budowy ciała.

Rola owadów w ekosystemach lądowych jest większa niż jakichkolwiek innych bezkręgowców. Różne gatunki roślinożerne pożerają wszelki możliwy pokarm od liści, kwiatów, owoców i nasion aż do twardego, zdrowego drewna. Inne wysysają z roślin soki. Jeszcze inne jedzą opadłe liście, próchno, odchody zwierząt i trupy zwierząt. Owady drapieżne żywią się najczęściej innymi owadami, chociaż nie są przed nimi bezpieczne ani wije, ani pajęczaki, ani ślimaki. Osobną grupę stanowią owady krwiopijne, inną pasożyty kręgowców, zewnętrzne i wewnętrzne (larwy gzów), jeszcze inną pasożyty innych owadów. Owady zaś z kolei są pokarmem drapieżnych wijów, innych owadów, pająków, ryb, żab, jaszczurek, niezliczonych ptaków i wielu ssaków, od ryjówek i myszy poczynając, a na lisach i dzikach kończąc.

W przyrodzie krajów gorących szczególną rolę ekologiczną odgrywają termity. Żyją one w olbrzymich społeczeństwach, złożonych z niepłodnych robotników i wojowników płci obojga, skupionych wokół pary królewskiejrodzicielskiej: samca i samicy, zdolnych do rozrodu. Żywią się praktycznie wyłącznie drewnem, w którego trawieniu wyręczają je symbiotyczne wiciowce. Azotu do budowy białka dostarczają im, również symbiotyczne, bakterie. Budują olbrzymie gniazda termitiery, najczęściej z gliny, często bardzo wyszukane w kształcie. Termity zjadają olbrzymie ilości drewna, same zaś są pokarmem wielu zwierząt.

Środowiska naturalne, nie zmienione ludzką gospodarką, są zwykle dosyć zróżnicowane, zamieszkane przez wiele różnych gatunków roślin i zwierząt. Żaden owad nie znajduje tam pokarmu w nadmiarze, a za to otaczają go liczni wrogowie. Na ogół więc żaden gatunek nie rozmnaża się nadmiernie, każdy ma swoje miejsce w uregulowanej strukturze biocenozy.

Rola owadów w gospodarce wynika w znacznej mierze stąd, że wszelkie uprawy są to ekosystemy sztuczne, bardzo uproszczone i ubogie, a więc pozbawione własnych zdolności regulacyjnych. Dla przykładu, na wielohektarowym polu rzepaku żyje praktycznie jeden gatunek — rzepak. Owad, który właśnie rzepakiem się żywi, znajduje tu niewyczerpalne zasoby pokarmu, nie strzeżone przez żadnych drapieżników, bo ich tam nie ma. Rozmnaża się więc masowo i niszczy 70%, 80% albo i więcej plonów. Sytuacja jest podobna i na innych polach, i w ogrodach, sadach, szklarniach, a nawet w sztucznie sadzonych, jednogatunkowych lasach.

Owady objadają liście, tak jak to czyni bielinek kapustnik, strzygonia choinówka, brudnica mniszka, barczatka sosnówka, chrabąszcz lub stonka.

Osłabiają rośliny i powodują nieprawidłowy ich rozwój przez wysysanie soków, jak mszyce i pluskwy. Inne jeszcze niszczą lub uszkadzają owoce, jak kwieciak jabłkowiec lub owocówka jabłkówka. Larwy niektórych owadów, na przykład pędraki chrabąszczy i drutowce sprężyków, podgryzają korzenie. Jeszcze inne owady, jak wołek zbożowy, mącznik młynarek, mól ziarniak niszczą w spichlerzach już zgromadzone zbiory. Zwłaszcza w krajach o klimacie cieplejszym od naszego, straty spowodowane przez szkodniki owadzie szacuje się na 30—50% plonów. Owady ssące soki roślinne przenoszą często groźne choroby roślin uprawnych, zwłaszcza wirusowe.

Wśród ludzi i innych ssaków owady krwiopijne roznoszą choroby: komary malarię, wszy tyfus plamisty, pchły dżumę, muchy tsetse śpiączkę i naganę. Muchy siadające na odchodach ludzkich roznoszą bakterie chorób przewodu pokarmowego, jak dur brzuszny, czerwonka czy cholera. Z drugiej strony wiele owadów drapieżnych, a zwłaszcza pasożytniczych, redukuje liczebność szkodników roślin uprawnych.

Chrząszcze z rodziny biegaczowatych (Carabidae), popularnie zwane szczypawkami, pożerają wielkie liczby owadów, głównie roślinożernych. Niektóre żywią się przede wszystkim gąsienicami i poczwarkami motyli niszczących lasy. Larwy wielu błonkówek są pasożytami larw innych owadów. Gąsieniczniki (Ichneumon) przebijają pokładełkiem oskórek gąsienicy i składają jaja do wnętrza jej ciała. Czerw gąsienicznika pożera tkanki żywej gąsienicy, oszczędzając jednak ważniejsze narządy, tak że gąsienica przepoczwarcza się. Dopiero poczwarkę czerw wyjada doszczętnie i przeobraża się w jej pancerzu. U maleńkich baryłkarzy (Apanteles) z jednego jaja, złożonego również do ciała gąsienicy, rozwija się kilkanaście lub więcej czerwi. Zabijają one gąsienicę zanim zdoła się przepoczwarczyć i na jej ciele tworzą grudkę żółtawych oprzędów, z których każdy ma zaledwie ok. 2 mm długości. Najmniejsze błonkówki, a zarazem jedne z najmniejszych owadów, należą do rodzaju kruszynka (Trichogramma). Dorosły kruszynek, odznaczający się pięknym, metalicznie złotym połyskiem, ma poniżej pół milimetra długości! Jego larwy rozwijają się podobnie do baryłkarzy, ale nie w gąsienicach, tylko w jajach owadów roślinożernych. Rola kruszynków jest tym większa, że niszczą roślinożerców, zanim ci zdążą wyrządzić jakiekolwiek szkody.

Oczywiście można chronić lasy i poła przy użyciu chemicznych środków owadobójczych, ale jest to broń obosieczna. Giną od niej nie tylko roślinożercy, zagrażający plonom, ale także ich naturalni wrogowie: owady, pająki, wije, ptaki, ryjówki. Po zabiegu chemicznym biocenoza jest jeszcze uboższa niż była, jeszcze mniej odporna na masowy atak szkodników. Na dodatek wiele trucizn stosowanych przeciw owadom obraca się przeciw człowiekowi. Używanie sławnego DDT zostało w wielu krajach zakazane, gdyż wszyscy nosimy go w swoich ciałach, w ilościach nieobojętnych dla zdrowia.

Prowadzi się więc liczne prace badawcze nad metodami takiego kształtowania upraw, aby same były odporne, aby użycie chemikaliów zredukować do możliwie najniższego poziomu. Obecnie sadzi się lasy mieszane, a w już istniejących monokulturach sosen wprowadza się krzewy liściaste albo zakłada tu i ówdzie miniaturowe „ogródki” drzew i krzewów liściastych. To wszystko ma na celu wzbogacenie lasu tak, aby żyły w nim różne zwierzęta, również drapieżcy i pasożyty, które nie dopuszczą do masowego, klęskowego rozmnażania roślinożerców.

Specjalne placówki badawcze służby leśnej umieją dziś zawczasu przewidzieć masowy pojaw szkodników lasu i konieczność zastosowania środków chemicznych. Nieraz jednak zwleka się z tym, śledząc tylko bacznie rozwój wypadków. Zdarza się bowiem, że w przysłowiowej ostatniej chwili wybucha podobnie masowy pojaw owadów drapieżnych i pasożytniczych, który hamuje klęskę. Wtedy lepiej przeboleć trochę objedzonych liści i igieł i pozwolić owadom załatwić sprawę między sobą, niż wytruć jedne i drugie.

Niekiedy niebezpiecznym szkodnikiem staje się owad zawleczony z odległych kontynentów. Wtedy można czasem zaradzić złu, sprowadzając stamtąd jego wroga. Pewne nadzieje wzbudziła metoda, w której użyto kruszynka do ochrony sadów. Zaczęto go hodować i rozmnażać w laboratorium, dostarczając mu jaj moli mącznych, specjalnie w tym celu hodowanych. Służba rolna tymczasem badała, jak dużo jaj złożyły w sadach szkodniki. Jeżeli liczba jaj, dane meteorologiczne i inne wskazywały, że nadciąga klęska, wypuszczano w sadach kruszynki, które likwidowały zagrożenie. Niestety, ciągle jeszcze łatwiej kupić kilogram trucizny, niż kilogram kruszynków, a i skuteczność trucizny jest większa.

Dziś szczególnie obiecujące wydaje się zastosowanie substancji zapachowych, czyli feromonów. Wiadomo, że samice większości owadów wydzielają woń, która silnie wabi samce, niekiedy z odległości nawet paru kilometrów. Aby tej wiedzy użyć w praktyce do zwalczania określonego szkodnika, trzeba najpierw z ciał samic wyosobnić i oczyścić chemicznie nieco feromonu, następnie zbadać jego skład i strukturę chemiczną, wynaleźć tani sposób jego fabrycznej produkcji i wreszcie zbudować prostą i tanią pułapkę na samce, w której rolę nieodpartej przynęty gra mała torebka syntetycznego pachnidła. To wszystko, tu opisane w kilku słowach, zajmuje wiele lat pracy i współdziałania wielu wyspecjalizowanych instytutów badawczych, bez gwarancji sukcesu. Jeżeli się jednak powiedzie, skutek jest niezwykły. Po pierwsze jest to metoda najprostsza i najtańsza.

Po drugie
W świecie owadów do zjedzenia nadaje się wszystko, także zdechła leśna mysz czy nornik. Jest to między innymi powodem, że tam, gdzie żyją grabarze, nigdy nie znajdziemy ciał i szkieletów małych zwierząt, bo wszystkie zostają zagrzebane i zjedzone. Pomagają im w tym jeszcze inne chrząszcze padlinożerne. Niewątpliwie najlepiej poznano ciekawe zachowanie się grabarza pospolitego (Nicrophorus vespillo). Dzięki wyostrzonemu zmysłowi powonienia dorosłe owady z łatwością odnajdują nawet bardzo świeżą padlinę i od razu przystępują do jej zakopywania. Gdy znalezisko zniknie już z powierzchni, budują wokół niego podziemną kryptę. Dopiero po tych pracach samica łączy się w trwałą parę z jednym z samców, następnie w tej krypcie składa jaja, a wylęgnięte owady żywią się zakopaną padliną.

Wydawać by się mogło, że karaczany przynoszą same szkody. Jednak tak nie jest. Ze względu na stosunkowo duże rozmiary, wysoką rozrodczość, łatwą i tanią hodowlę wykorzystuje się je do karmienia innych zwierząt, na przykład w ogrodach zoologicznych. Także naukowcy wykorzystują je w swoich eksperymentach, a każdy student uczy się na nich budowy owada. Firmy produkujące pestycydy testują na nich skuteczność środków owadobójczych.

OWADY SPOŁECZNE
Owady społeczne to takie, u których występuje podział pracy, wykonywanej przez poszczególne osobniki dla dobra grupy. Na przykład u pszczoły miodnej robotnice zbierają pokarm i opiekują się młodymi, a królowa składa jaja. Cały rój odnosi korzyści z podział pracy. Tylko dwie grupy owadów stworzyły prawdziwą strukturę społeczną. Pierwszą z nich są wszystkie gatunki termitów, zwanych też inaczej bielcami i będących przedstawicielami rzędu Isoptera, a do drugiej należą pszczoły, osy i mrówki – przedstawiciele rzędu Hymenoptera.

Wśród dziesiątków tysięcy gatunków owadów społecznych, takich jak os, mrówek, pszczół i termitów możemy znaleźć przykłady wykorzystania wzorów społecznych do rozwiązywania problemów ekologicznych, które przeważnie stają przed pojedynczymi organizmami. Kolonię owadów często nazywa się nadorganizmem, ponieważ zachodzi w niej szereg zjawisk społecznych, analogicznych do fizjologicznych własności narządów i tkanek. Jednakże całość właściwości nadorganizmu wywodzi się pod względem zachowania bezpośrednio ze stosunkowo prymitywnych funkcji poszczególnych członków kolonii. Owady społeczne występują najliczniej w tropikach. W XVII wieku portugalscy osadnicy nazywali mrówki „królami Brazylii”, a późniejsi podróżnicy mówili o nich jako o „rzeczywistych władcach doliny Amazonki” i „prawdziwych zdobywcach Brazylii”. Mrówki są tak liczne, że w tropikach nie dżdżownice, lecz one właśnie, są zwierzętami odgrywającymi główną rolę w spulchnianiu gleby. Ostatnie badania wykazały, że również i w lasach chłodnego klimatu umiarkowanego niewiele pod tym względem ustępują dżdżownicom. W jednym miejscu w Massachusetts w ciągu roku wynoszą one 50 gramów gleby na powierzchnię 1 m2, co każde 250 lat uzupełniając warstwę powierzchniową gleby o 2,5 cm. Termity należą w tropikach do głównych czynników rozkładających martwe drewno i takie odpady celulozowe, jak opadłe liście i próchnica, a również poważnie przyczyniają się do spulchniania gleby.

SKORUPIAKI
Skorupiaki to jedna z kilku grup zwierząt, które wykształciły złożone, przypominające pancerz szkielety, osłaniające mięśnie i narządy wewnętrzne, a także chroniące przed uszkodzeniem i atakiem wrogów. Wszystkie te zwierzęta są nazywane stawonogami, co oznacza, że ich odnóża połączone są za pomocą stawów. Jest to istotne, ponieważ najważniejszą cechą odróżniającą te stworzenia od, powiedzmy, mięczaków – takich jak posiadające muszle sercówkowate i małże – jest fakt, że ich kończyny są schowane w rurce z twardego, kościstego materiału z ruchomymi stawami. Żyją w wodach, głównie w morzach o pełnym zasoleniu (35‰), stąd są nieco mniej znane. Zróżnicowanie skorupiaków jest dość szczególne. Liczba ich gatunków jest stosunkowo niska, raptem około 26000, ale rozmaitością trybów życia i skrajnością przystosowań przewyższają wszystkie inne stawonogi. Znalazło się nawet trochę takich, które potrafiły wyjść na ląd, jak np. stonogi znane chociażby z niezbyt czystych piwnic.

Rozpiętość rozmiarów ciała jest też imponująca. Najmniejsze skorupiaki, np. małe gatunki oczlików i ich krewni mają poniżej 0,5 mm długości, tyle co najmniejsze owady, a spośród pajęczaków małe roztocze. Gdy jednak największe chrząszcze i skorpiony osiągają długość co najwyżej 1718 cm i masę ok. 20g, to rekordowy okaz homara ważył 20 kg przy długości ciała ok. 75 cm, a największe langusty dorastają 13 kg i 90 cm.

Skorupiaki często występują masowo i odgrywają doniosłą rolę w biocenozach wodnych, a pośrednio i w gospodarce ludzkiej. Wiele ryb i wszystkie wieloryby fiszbinowe żywią się przeważnie planktonowymi skorupiakami. Wiele skorupiaków łowią rybacy. Warto wspomnieć, że światowe połowy samych tylko krewetek szacowano w roku 1985 na ok. 1 900 000 ton (dorsza – ok. 1 950 000 ton).

PAJĘCZAKI
W porównaniu z resztą stawonogów pajęczaki są znacznie słabiej znane ogółowi. Każdy pozna pająka i pajęczynę, ale ze znajomością innych pajęczaków jest już znacznie gorzej.
Ciało pajęczaka składa się zawsze z dwóch części – głowotułowia i odwłoku. Głowa nie bywa wyodrębniona nigdy, natomiast głowotułów i odwłok mogą się zlewać w jedną całość. Na przedzie głowotułowia leżą proste pojedyncze oczy. Ich liczba bywa różna, największa i zarazem najczęściej spotykana wynosi cztery pary. Podobnie do owadów, a przeciwnie niż skorupiaki, wszystkie pajęczaki mają jednakową, stałą liczbę odnóży. Znajdują się one tylko na głowotułowiu w liczbie dwóch par odnóży gębowych i czterech par odnóży krocznych. Pajęczaki są zwykle drapieżne. Pokarm pobierają przeważnie w postaci płynnej bądź to wysysając płyny ciała ofiary, bądź też nasączając ją swymi sokami trawiennymi, a potem wysysając jej tkanki, już częściowo strawione, płynne. Jest to dość swoista forma trawienia poza obrębem organizmu.

Pająki należą do gromady pajęczaków (Arachnida). Znamy około 32 tysiące ich gatunków. Różnią się od siebie wielkością, kształtem i zwyczajami, jednak mają taką samą budowę ciała. Wszystkie pająki snują jedwabną przędzę, która odgrywa bardzo ważną rolę w ich życiu. Używają jej do wielu celów: produkcji kokonów, w których dla bezpieczeństwa i utrzymania odpowiedniej temperatury przechowują swoje jaja; tworzenia lin zabezpieczających, które przyczepiają do roślin w razie zagrożenia upadkiem; budowa gniazda, w którym wypoczywają bądź spędzają zimę; wreszcie do tkania pajęczyny, w którą łapią swoje ofiary.

Dotychczas opisano ok. 1200 gatunków skorpionów, zamieszkujących głównie tropiki i inne ciepłe rejony. Należą do nich największe pajęczaki, gdyż skorpion cesarski z Gwinei osiąga 180 mm długości, najmniejszy skorpion zaś mierzy tylko 13 mm. Skorpiony mają cztery pary odnóży krocznych oraz parę nogogłaszczków (pedipalpi) zakończonych dużymi szczypcami z przodu ciała. Nogogłaszczki są wspólne wszystkim pajęczakom, ale zakończenie w postaci szczypców oprócz skorpionów mają jedynie zaleszczotki i spawęki. Skorpion chwyta szczypcami zdobycz. Inną cechą odróżniającą skorpiony w gromadzie jest nożycowata budowa delikatnych szczękoczułków (chelicerae) położonych przed otworem gębowym. Na dolnej stronie ciała znajdują się u nich tzw. grzebienie (pectines). Nie jest do końca wyjaśniona ich rola – czy służą do odbioru drgań podłoża, czy też pełnią jakieś funkcje wspomagające oddychanie. Ubarwienie skorpionów przechodzi od jasnobrązowego do czarnego.