يعيش معنا على هذا الكوكب أكثر الكائنات تنوعًا وتعددًا في العالم، بحاصل جمع يساوي أكثر من 8 ملايين نوع، وإحصاء تقديري يقدر بعشرة كوينتليون حشرة (واحد بجانبه تسعة عشر صفرًا 10,000,000,000,000,000,000) بنسبة تغطي أكثر من 80 بالمئة من الحياة الحيوانية على كوكب الأرض.
تعيش هذه الحشرات في كل البيئات التي نعرفها -تقريبًا- من غابات استوائية وصحاري وجبال ومياه عذبة ومالحة، بأشكال وألوان متعددة وطرق معيشة مختلفة. تتباين أنواع الحشرات، فمنها ما يطير في الهواء، ومنها ما يمشي على الأرض، ومنها ما يسبح تحت الماء، بهذا التنوع الفائق تأسس علم خاص يدرس هذه الكائنات ويدرس طرق حياتها وكل ما يتعلق بها، علم الحشرات (Entomology) هو علم قديم اهتمت به الحضارات القديمة، ولكن الدراسة الحديثة له بدأت في القرن السادس عشر على يد علماء بريطانيين.
تصنيفيًا، تعد الحشرات إحدى طوائف شعبة مفصليات الأرجل وأكبرها، والذين بدورهم ينتمون جميعًا إلى مملكة الحيوان، وعلميًا لكي نطلق على أحد الكائنات حشرة هناك عدة شروط يجب أن تتحقق في هذا الكائن:
أولًا: أن تكون سداسية الأرجل (لذلك لا تصنف العناكب على أنها حشرات لأنها ثُمانية الأرجل)
ثانيًا: أن ينقسم الجسم إلى ثلاثة أجزاء رئيسية هي: الرأس، والصدر، والبطن.
ثالثًا: أن يحتوي الرأس على زوج من قرون الاستشعار.
رابعًا: الجسم عبارة عن غطاء خارجي صلب يتكون من مادة (الكيتين-Chitin).
خامسًا: في أغلب الحشرات يحمل الصدر زوجين من الأجنحة.
بما أن الحشرات كائنات حية فهي تقوم بجميع العمليات الحيوية مثلها مثل أقرانها من الكائنات الأخرى مثل التنفس، والتغذية، والتكاثر.. إلخ، فهذا الجسم الصغير في حجمه يمتلك ما يملكه غيره من الكائنات المتطورة من جهاز عصبي وجهاز هضمي وجهاز تناسلي، وأيضًا جهاز دوري وجهاز تنفسي واللذان سنلقى نظرة مقربة على دورهما وطرق عملهما داخل جسم الحشرة.
التنفس في الحشرات
يتميز الجهاز التنفسي في الحشرات بأنه منفصل تمامًا عن الجهاز الدوري على عكس ما يوجد في الإنسان ومعظم الفقاريات التي يَنقل فيها الدم غاز الأكسجين من الرئتين -بعد حدوث عملية التبادل الغازي فيها- إلى باقى أعضاء الجسم ليساعدها على إنتاج الطاقة، فالحشرات ليس لديها رئتين أصلًا، فضلًا عن أن الدم في الحشرات لا يحتوي على كرات الدم الحمراء التي تحمل الهيموجلوبين المسؤول عن نقل الأكسجين، لذلك لا نرى اللون الأحمر، ولكن يحتوي على نوع آخر من البروتينات يسمى (الهيموسيانين-Hemocyanin) بلون أزرق يميل إلى الخضار، إذن البعوضة التي ضربتها واعتقدت أنك لطخت الحائط بدمائها كانت دماءك أنت يا صديقي، أنت ومن سبقك من الضحايا، وكان هذا غذاءها فقط لا أكثر!
عوضًا عن الرئتين، لدى الحشرات تركيب مميز يعرف ب(الفتحات التنفسية-Spiracles) تقع على جانبي منطقتي الصدر والبطن، هذه الفتحات تتيح لغاز الأكسجين الدخول إلى الجسم والانتشار بداخله عن طريق القصبة الهوائية، ثم إلى مجموعة من الأنابيب المتشعبة داخل الجسم (Tracheoles) والتي عن طريق نهاياتها الدقيقة توصل الأكسجين لجميع خلايا الجسم التي تستخدمه وتنتج غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يخرج مرة أخرى عن طريق الفتحات التنفسية. كما نرى هو جهاز بسيط للغاية في تركيبه ولكنه يقوم بعمله بكفاءة.
يوجد أيضًا في بعض الحشرات الكبيرة نسبيًا تركيب يسمى (أكياس الهواء-Air Sacs) داخل الأنابيب الهوائية، تقوم هذه الأكياس بالانقباض ثم الانبساط لتسمح لكمية أكبر من الهواء بالدخول إلى جسم الحشرة وحدوث عملية التبادل الغازي.
دورة الدم في الحشرات
دورة الدم داخل الجسم هي وظيفة الجهاز الدوري، ولكن كما عرفنا سابقًا أن الدم هنا قد فقد وظيفته في نقل الأكسجين لأن الجهاز التنفسي يقوم بأداء عمله بشكل مباشر دون الحاجة إلى الدم فماذا نتوقع أن تكون وظيفته في الجسم الآن؟ صحيح أن الدم لا يقوم بنقل الأكسجين ولكنه يقوم بأدوار مهمة أخرى، من أهمها نقل المواد الغذائية إلى أجزاء الجسم بعد امتصاصها من الجهاز الهضمي ونقل المواد الضارة لكي يتم إخراجها، بالإضافة إلى أن له دورًا مناعيًا في محاربة الكائنات الضارة.
من الجدير بالذكر أن الجهاز الدوري في الحشرات هو جهاز مفتوح؛ بمعنى أن الدم يتدفق بحرية داخل التجويف الداخلي للجسم بصورة مستمرة وليس داخل أوعية دموية مثل الإنسان والفقاريات أصحاب الجهاز الدوري المغلق، وفي حالة الجهاز الدوري المفتوح يسمى الدم باللمف الدموي أو الدُملمف (Hemolymph)، والذي يكون موجودًا داخل تجويف الدم بداخل الجسم (Hemocoel)، فيتكون الجهاز الدوري من أنبوب رفيع ناحية الظهر مٌقسم إلى جزئين، الأول: القلب بالناحية الخلفية والأورطي بالناحية الأمامية، هذا الأنبوب مغلق من ناحية القلب ولكن يحتوي على فتحات يدخل منها الدملمف، ليقوم القلب بضخه ليخرج عن طريق النهاية المفتوحة في الأورطي ليسبح في تجويف الدم داخل الجسم ويقوم بدوره، ثم يعود مرة أخرى إلى القلب عن طريق الفتحات ليُضخ مجددًا ويكمل دورته.
الدوران المفتوح في الحشرات
يكتشف العلماء مئات الأنواع الجديدة من الحشرات سنويًا بشكل يؤخر عملية تصنيفها علميًا بسبب كثرة هذه الأنواع وطول فترة عملية البحث اللازمة لدراستها، مما يميز أيضًا دورة حياة الحشرات أنها تمر بعدة تحورات يتغير فيها شكل الحشرة وطريقة معيشتها، وجميع الحشرات تتبع إحدى هذه الطرق الثلاث: فإما أن تكون عديمة التحور-Ametabolous، وفي هذه الحالة لا يحدث أي تغيرات في شكل الحشرة الصغيرة التي تفقس من البيض، فتشبه الأم في الشكل والصفات حتى تكبر في الحجم وتصبح حشرة بالغة كما يحدث في حشرة السمك الفضي.
السمك الفضي حشرة شائعة وغالبًا ما توجد في الأماكن القديمة
الأسلوب الثاني هو أن تكون الحشرة طفيفة التحور-Hemimetabolous، فتتكون دورة الحياة من ثلاثة أطوار هم: البيضة، والحورية، والبالغة. في مرحلة الحورية تكون الحشرة أصغر حجمًا وبصفات تختلف عن الأم، كما أن طريقة المعيشة تختلف أيضًا، فعلى سبيل المثال: يختلف ما تتغذى عليه الحورية عمّا تتغذى عليه الحشرة البالغة، ويعيش بهذه الطريقة حشرات مثل الصراصير والجراد والخنافس.
أما في الحالة الثالثة حالة التحور الكامل-Holometabolous فتمرّ الحشرة بأربعة أطوار أولها البيضة التي تفقس لتظهر اليرقة التي تعيش لفترة قصيرة ثم تنغلق على نفسها في الشرنقة، لتخرج -في النهاية- الحشرة البالغة من الشرنقة، يمر بهذه المراحل العديد من الحشرات المعروفة كالنمل والنحل والذباب والفراشات والبعوض.
هذه نبذة صغيرة عن عالم الحشرات الكبير، أخبرنا عن رأيك وما إذا كنت تريد أن تعرف المزيد عن هذا العالم المذهل!
إعداد: أحمد هشام.
المراجعة العلمية: فيروز محمد سعيد
تدقيق لغوي: هاجر زكريا
تحرير: هدير جابر.
المصادر:
1.Numbers of Insects (Species and Individuals) | Smithsonian Institution [Internet]. [cited 2019 Oct 1]. Available from: https://www.si.edu/spotlight/buginfo/bugnos
2.Insect respiration – Amateur Entomologists’ Society (AES) [Internet]. [cited 2019 Oct 1]. Available from: https://www.amentsoc.org/insects/fact-files/respiration.html
3.Circulatory System | ENT 425 – General Entomology [Internet]. [cited 2019 Oct 1]. Available from: https://genent.cals.ncsu.edu/bug-bytes/circulatory-system/
4.Metamorphosis in Insects (With Diagram) [Internet]. [cited 2019 Oct 1]. Available from: http://www.biologydiscussion.com/invertebrate-zoology/insects/metamorphosis-in-insects-with-diagram/27793
