Insects - Insects

Japanese: 昆虫 - こんちゅう（英語表記）insects

In animal classification, it is a general term for small animals that belong to the Arthropoda phylum and Insecta class. When commonly referred to as "insects," it also includes small animals other than insects. Also, butterflies in the Lepidoptera order, including moths, are insects, but they are sometimes treated as distinct from "mushi" or "insects." There are also various other words that refer to certain types of insects, such as flies, horseflies, bees, ants, cicadas, and dragonflies.

Insects live on land and in fresh water all over the world, although a small proportion live in salt water. Marine insects are limited to shallow areas close to the coast, with only the Hemiptera genus Halobates found far out at sea. Many and diverse insects live in tropical jungles, temperate forests and mountains, but harsh environments such as polar wilderness, high mountains, deserts and caves are also home to insects, with some species such as the snowfly Takagripopteryx nivalis appearing on snow and ice, each showing adaptations to their environment. There are probably over 800,000 insect species recorded to date, accounting for nearly three-quarters of all animal species. Some studies have also estimated that the total number of insect species on Earth is about 3 million, with the total number of insects reaching 10 to the power of 18, based on the number of insect species and individuals living in one area.

Insects are thought to have first appeared on Earth during the Devonian period of the Paleozoic Era, about 350 to 400 million years ago, when fossils of the springtail Rhyniella praecursor have been discovered. In the following Carboniferous period, the first insects with wings appeared, including Stilbocrocis heeri (Palaeodictyoptera), which has two pairs of wings and membranous leaflets on both sides of its prothorax, and Meganeura monyi (Protodonata), which has a body length of 30 centimeters and a wing span of 75 centimeters. Cockroaches also appeared during this period. The appearance of these winged insects preceded the appearance of winged reptiles and birds by tens of millions of years, and insects had monopolized the air and developed until the appearance of the latter. In the following late Permian period, some previously flourishing species became extinct, but the major species currently extant all appeared, and continued to thrive on Earth for about 200 million years. After that, in the Tertiary period of the Cenozoic era, many species of insects similar to those of today appeared, and from the Quaternary period onwards, species that are almost the same as or closely related to insects that exist today appeared. Some of the insects that exist today are thought to have diversified into species relatively recently, but the majority are thought to have already existed more than one million years ago.

The body of an insect is made up of a series of segments, and is divided into three parts: the head, thorax, and abdomen. The head has a pair of antennae and mouthparts, the thorax has three pairs of legs and often two pairs of wings, and the abdomen usually has openings for the digestive tract and reproductive organs at the end, and often has a cerci (tail hair), ovipositor, or appendages. The arthropods to which insects belong have bodies made up of segments, and appendages made up of segments as well. These probably evolved from animals with bodies made up of the same segments, such as earthworms in the annelida. First, a pair of appendages was formed on each segment, and the appendages at the front end that are primarily used for movement and feeding changed into antennae and the mandibles and jaws of the mouthparts. Several segments also fused together to form the head, and the legs at the rear end became cerci and ovipositors. The thorax developed to become the center of movement, and the legs on the abdomen degenerated, resulting in the original form of insects. Therefore, the direct ancestors of insects are thought to be small animals with a shape similar to that of the Chilopoda (centipedes, house centipedes, etc.) or the Sympetrum (compedes, etc.).

[Takehiko Nakane]

Form and Function

Describes the main forms and functions of insects.

[Takehiko Nakane]

Insect exterior

As mentioned above, the body of an insect is made up of segments, but the skin between the segments is soft and membranous and often folds inward. The body segments are divided into four parts: the dorsal plate, abdominal plate, and lateral plates on both sides, which are partially attached to each other, but there may be hardened parts between the segments. These body segments gather in the front and back to form three parts: the head, thorax, and abdomen.

(1) Head The head is made up of strongly fused bone fragments that form the skull, and is equipped with an upper lip, a pair of antennae, mandibles, maxillae, maxillae, lower lip (united), compound eyes, and often one to three simple eyes. As a rule, there is a Y-shaped meeting line on the back of the skull, and the area behind the back is called the parietal, the area between the compound eyes is called the forehead or calyx, and the area in front of that is called the head shield. At the front end is the upper lip that covers the mouthparts. The area to the side or below the compound eyes is called the cheek, the parietal and neck are called the occipital, and the area behind the eyes is called the temple or temporal, but there is often no particular boundary line. The neck is often narrow. Antennae are usually made up of many segments and can be thread-like, whip-like, bead-like, saw-like, comb-like, feather-like, etc. Those with swollen or wide segments at the tip are called rod-like, and there are also club-like ones that thicken towards the tip. Mouthparts also vary depending on feeding habits, and include chewing mouthparts, sucking mouthparts, piercing mouthparts, licking mouthparts, etc. Compound eyes are made up of densely packed elongated cone-shaped ommatidium.

(2) Thorax The thorax consists of three segments, the prothorax, mesothorax, and metathorax, each with a pair of legs. The mesothorax and metathorax are often equipped with a pair of wings on the dorsal side of each segment, which are more or less closely connected, and their development is related to the size and activity of the wings. The legs are located on both sides of the ventral surface and are divided into five segments: the prothorax, trochlea, femur, tibia, and tarsus. The tarsus is often further divided into 2 to 5 segments, and has one or two claws and sometimes appendages at the end. Lower wingless species such as springtails and silverfish have no wings at all, but most species of pterygota have developed wings, and in some parasitic species, lice, biting lice, fleas, and others, wings have secondarily degenerated. In addition, the forewings of beetles, earwigs, and stink bugs become thick and hard, while the hindwings of dipterans shrink to form a haltere. In butterflies and moths, the wings are densely covered with tile-like scales, while some, like thrips, have rod-shaped wings with rows of long hairs on both sides. The venation of the wings is an important classification feature, consisting of main veins that run almost parallel to the long axis and transverse veins that connect them, and generally there is a tendency for the number of veins to decrease in higher taxa.

(3) Abdomen The abdomen is the posterior part that continues from the metathorax, and is generally made up of 10 to 11 segments, but some of the anterior and posterior segments have degenerated or become deformed and are hidden inside, so there are often fewer external segments. The posterior end may have two, sometimes three, apical horns, and may have appendages such as the grasping organs used during mating, and in females, a protruding ovipositor. In addition, in sea nettles, there are traces of appendages in the abdominal segments, while the larvae of lepidoptera, snakeflies, and sawflies have secondary abdominal legs, and many aquatic larvae such as mayflies and stoneflies have tracheal gills on both sides of the abdomen or at the tail end.

(4) Exoskeleton The body of an insect is covered with a tough, hard skin called the exoskeleton, which consists of three layers: the outer cuticle, the dermis, and the thin basement membrane on the inside. The epidermis is secreted mainly from a single layer of epithelial cells that form the dermis. When newly produced, it is white and flexible, but usually soon hardens and becomes pigmented, and is connected by unhardened membranous parts between the nodes. In this way, the skin is both tough and flexible, serves as an attachment point for muscles, and helps prevent evaporation of water. The outer layer of the epidermis is the epicuticle, less than 4 micrometers thick, and consists of four layers of cement, wax, polyphenols, and cuticulin. Beneath this are two layers, the epicuticle and the endocuticle, which are made up of many overlapping thin layers. The cuticle is mainly made of chitin, a nitrogenous polysaccharide, and proteins, both of which have a chain-like molecular structure and bond with each other to form glycoproteins. A small amount of polyphenols are converted into quinones and tan the exocuticular protein, altropodin, to produce sclerotin. This substance is extremely hard, and the mandibles are hardened by it, and some beetles, such as the long-horn beetle and the wood beetle, can even drill holes in hard wood and metal. Numerous spiral-shaped microtubules penetrate from the dermis to the cuticle layer, but a wax layer prevents water from passing through, and there are glandular cells and sensory cells between the epidermal cells, and the molting fluid that dissolves the inner cuticle layer during molting is also secreted from the dermis. Some projections and hairs on the body surface come from the surface layer, some are caused by the unevenness of the skin, and some extend from the dermis through the epidermis.

(5) Body color Insects have a wide variety of body colors, including many metallic colors, but there are three types of skin color: pigment color, structural color, and a combination of both. Pigment colors include melanin (black), carotenoids (yellow, red, green, etc., derived from plants), pterin (white, yellow, red, etc., found in the wings of pierid butterflies), insectorubin (orange-red, found in the eyes of flies), anthoxanthin, and anthocyanin (both derived from plant flowers). There are four types of structural colors: white caused by diffuse reflection, Tyndall blue caused by scattering of shortwave light by particles of the same wavelength, interference colors (rainbow colors) caused by reflection from multilayered thin films and ridges, and diffraction colors caused by many closely spaced thin lines. Examples of colors caused by both pigment and structure include the golden green of birdwing butterflies and the gold of Japanese leaf beetles.

[Takehiko Nakane]

Inside an insect

(1) Circulatory system The inside of an insect's body is a large hollow space filled with body fluid (blood), the flow of which is pumped by the dorsal vessel, which runs back and forth down the center of the back; the front half of the vessel is the aorta and is open at the front, while the back half is divided into several chambers by the heart, each of which has a cardiac septum on either side and a closed posterior end. There are pterygoid muscles on both sides of the heart, and when the heart contracts, it expands and body fluid is sucked in through the cardiac septum, which is then pushed from back to front by the wave-like contraction of the circular muscle. The body fluid helps to transport nutrients, waste products, hormones, etc., and contains several types of blood cells, but no red blood cells.

(2) Respiratory system The respiratory organ of insects is the trachea, which enters the interior of the insect through the spiracles on both sides of each segment of the thorax and abdomen, connects to the front, back, left and right, and branches out into various internal organs. The trachea is formed by the epidermis indenting into the body, and the inner wall is reinforced by a spirally thickened epicuticle. In flying insects, some are bulging in various places or have many spherical air sacs. The spiracles have valves that can be opened and closed by muscles, and some species have lost or deformed parts. In aquatic insects, such as the giant water bug, the respiratory tube is located at the tail end, while many larvae, such as mayflies, stoneflies and dragonflies, breathe through leaf-shaped or tufted tracheal gills. These gills have thin tracheas inserted inside, and gas exchange takes place here. Some pterygians, such as the larvae of midges that live on the water bottom, and some parasitic bee and fly larvae, breathe through their skin, and some do not have spiracles. Some beetles, such as water beetles (beetles) and hooded beetles (hemipterans), have dense hairs on their ventral surface that store a thin layer of air and guide it through the spiracles to breathe, and this type of breathing is called plastron respiration.

(3) Digestive system The digestive tract runs vertically through the center of an insect's body, opening at the front end into the mouth and at the rear end into the anus. It is divided into three parts: the foregut, midgut, and hindgut. The foregut contains the pharynx, which is connected to the mouth, and the esophagus, followed by a crop, which stores food. In sucking insects such as flies, this becomes a pouch (suckoma) connected to the esophagus by a thin tube. Next is the proventriculus (gizzard), which has a thick wall with projections and folds on the inside and usually has a cardiac valve at the border with the midgut. The midgut is also called the middle stomach, and it is here that food is mainly digested and broken down, but there are also insects that have several pouch-like blind pouches in the front and those that digest solids by wrapping them in a gastric membrane. The midgut and hindgut are connected by a pyloric valve, from which the Malpighian tubules come out into the body cavity, collecting waste from the body fluids, producing uric acid, and excreting it into the intestines. The hindgut has three parts: the small intestine (ileum), large intestine (colon), and rectum, but the first two parts may not be differentiated, and some have a blind pouch in the large intestine. Three glands are known to exist in the mouth: the maxilla, maxillae, and labial gland. In most cases, the labial gland functions as a salivary gland, but in lepidopteran larvae, it functions as a silk gland. Honeybees also have a lateral pharyngeal gland, which secretes royal jelly as a brood gland in worker bees. Insect digestive enzymes are mainly secreted from the cylindrical epithelium of the midgut, and some break down carbohydrates, fats, and proteins, but there are also food-related species that produce cellulolytic enzymes, and some breed bacteria (such as scarab beetle larvae) and protozoans (termites) that produce them in their intestines.

(4) Reproductive system In males, it consists of testes, vas deferens, seminal vesicles, accessory glands, central ejaculatory duct, and copulatory organs, while in females, it consists of a pair of ovaries, oviducts, egg storage sacs, spermathecae, copulatory sacs, ovipositors, and accessory glands. The ovaries consist of a collection of oviducts, which are classified into three types, atrophic, apotrophic, and alternating, depending on the presence and position of nutrient cells. In bees, the ovipositor often becomes a venomous stinger.

(5) Nervous system The central nervous system of insects basically consists of a pair of parallel nerve cords running front to back along the center of the ventral surface of the body, and a series of paired ganglia connected by the cords. In principle, ganglia are located in each body segment and connected in a ladder-like manner, but some or most of the ganglia are concentrated in higher species, such as flies, and are limited to the head and thorax. The brain, located at the anterior end of this central nervous system, is a collection of three pairs of ganglia, located just above the esophagus, and forms the nerve center of the head together with the subesophageal ganglion. It also has a neurosecretory function and is the regulatory center of the entire body. Nerve fibers extend from the ganglia to each part of the body and limbs.

(6) Insect Senses Insects react to stimuli and situations in their environment because of the presence of sensory organs. There are various senses, such as touch, hearing, smell, taste, and sight, but apart from touch, there are sensory organs in specific parts or localized locations on the body. Most of the spines and hairs on the body surface and appendages are antennae, with nerves reaching the movable joints at their base. In addition to touch, these can also sense air currents and ground vibrations. Bell-shaped sensory organs are buried in the body surface with exposed upper ends, and sense the deflection and tension of the cuticle, as well as wind and water pressure. Chordotonal sensory organs are located inside the body and appendages, and sense external pressure, changes in internal pressure due to movement, and vibrations, but wherever there is a tympanic membrane as an organ of hearing, there is always a chordotonal sensory organ attached inside. The eardrum is located on the forelimb tibia in grasshoppers and crickets, on both sides of the first abdominal segment in grasshoppers and geometrid moths, on both sides of the posterior thorax in oriental moths, tussock moths, and noctuid moths, and in highly developed cicadas, it is located on the second abdominal segment, behind the abdominal valve of the sound organ, with many chordotonal sensory organs located inside the eardrum. It is known that sound or air vibrations can also be sensed by sensory hairs in various insects, and male mosquitoes sense sound with the Johnston's organ in the second antennal segment. This organ is said to help honeybees adjust their flight speed by responding to air currents, and to sense distortions and vibrations of the water surface in water beetles.

Taste is often sensed in the mouth, with sensory organs located at the base of the tongue (bees), pharynx (lepidopteran larvae, etc.), proboscis (blowflies), and the tips of the mouthparts (cockroaches, diving beetles, water beetles, dung beetles, crickets, etc.). However, ants, honeybees, and wasps have sensory organs in their antennae (the eight segments mentioned above), and some butterflies, such as black swallowtail butterflies, white butterflies, nocturnal moths, house flies, blowflies, and honeybees, have taste organs at the tips of the tarsus and tibiae of their legs, and they are known to extend their proboscis when the underside of their tarsus comes into contact with sugar water.

Olfactory sensory organs are mainly concentrated on the antennae, some of which are thin hair-like or protruding, and some have protrusions at the bottom of small holes; in bees and scarab beetles, there are also plate-like ones, and in honeybees, these are apparently the ones that mainly sense smells. Although generally far less than the antennae, many insects are known to have an olfactory sense in the mouthparts, and in water beetles, which use the antennae for breathing, the mouthparts are solely responsible for the sense of smell. Some insects, such as the female Japanese blowfly, have olfactory projections on small pieces attached to their ovipositors and use them to select egg-laying locations. The sense of smell of honeybees, whose sense of smell has been well studied, is known to be able to distinguish between odors to the same extent as humans, but moth larvae can sense the odor of food plants, and male silkworm moths can only sense the odor of females. In recent years, the ability of odorous substances emitted by insects to stimulate other individuals of the same species and to initiate or regulate behavior, as in this last example, has been widely studied, especially in social or gregarious insects, and such substances are termed pheromones.

Vision is based on the eyes, and is well developed in insects such as dragonflies, bees, and flies. Compound eyes are made up of many individual ommatidia, which are long and conical like a telescope, so the image that insects see is a collection of images reflected by each individual ommatidia. Although they cannot accurately perceive the shape of an object like an electronic news bulletin board, they seem to be able to easily perceive its movement. The images of each individual ommatidia may overlap. It is well known that honeybees cannot distinguish between circles, triangles, squares, and X, Y, and ||| shapes. It is known that insects can perceive four colors: yellow, blue-green, blue, and ultraviolet, unlike humans, and although bees cannot see red, they can see ultraviolet light. However, it is generally believed that they are sensitive to ultraviolet light, based on the fact that the wings of female cabbage white butterflies strongly reflect ultraviolet light, and that moths and other insects tend to gather around black lights that emit a lot of ultraviolet light at night. It is said that butterflies can also perceive red. When a worker honeybee finds food, it returns to the hive and dances in alternating semicircles, but the straight direction in the center points in the direction of the food (horizontal plane) or in a direction that deviates from the vertical by an angle between the direction of the sun and the food. This is because the cells of the ommatidium act as polarizing plates, producing light and dark in the field of vision, and the straight part shows the same light and dark image as when heading towards the food. It is also said that butterflies patrol certain butterfly trails in good weather because they sense the polarized light reflected by tree leaves.

(7) Movement of legs and wings Insects move mainly by their legs and wings, because the stimuli received by the sensory organs are transmitted to the central nervous system through the sensory nerves, which then adjust the central nervous system and cause the necessary muscle movements through the motor nerves. The skeletal muscles of the wings and legs are striated and are attached to the hard exoskeleton or to two points where it penetrates the interior, crossing the joints or intersegments, so that the joints can bend and extend by contracting the muscles. In soft-bodied larvae, the cuticle is reinforced by the internal pressure of the body fluids and by the crossed band-like muscles lining the inner surface, which support the movement of the skeletal muscles. Insects usually walk by the legs of their thorax, basically supporting the body with the front and back legs on one side and the middle leg on the other side, and alternately moving the remaining three legs forward, but in reality this is coordinated in a complex way. In addition, when aquatic insects swim, they often move their hind legs at the same time, like breaststroke, except for water bugs. Lepidopteran larvae mainly walk using the fleshy abdominal legs, in which the muscles of one segment contract, lifting the rear legs and moving forward in a wave-like motion, and after moving forward, the vertical muscles of the legs relax and the legs expand due to the pressure of the body fluids. The localized application of body fluid pressure is also used when stink bugs extend their proboscises and when flies extend their ovipositors.

In dragonflies, wing movement is achieved by upward and downward muscles attached directly to the base of the wing, but in most other insects, muscles that fold the wings backwards are well developed, and the muscles that bend and tilt the wings are attached directly to the wings themselves, but the muscles that move the wings up and down are mostly attached to the wall of the thorax, and when they contract, the shape of the thorax is distorted, and they indirectly move the wings. Insects that fly well are often Dipterans (flies, horseflies, etc.) and Hymenoptera (bees), but in these insects the thorax is integrated, and in the former the hindwings are reduced and they fly only using the forewings, while in the latter the front and back wings move together, showing that they are more functional than those that move separately. The wings change angle as they move down and then back up, and the tips of the wings move in a figure eight shape when viewed from the side. Muscle contraction and contraction depends on flight and body size, but generally they are very fast, with butterflies flapping their wings 8-12 times per second, dragonflies 20-30 times, and large moths 50-70 times per second, but as the body gets smaller, the number of flappings increases, reaching around 200 times per second for bees and flies, around 600 times for house mosquitoes, and over 1000 times for tiny midges. Such high-speed flapping is related to the elastic structure of the thorax and the presence of joints that automatically change the inclination of the wings when flapping. Insect movement is generally influenced by temperature, and stops at low temperatures, but the degree of this varies depending on the species and type. Hawkmoths and other insects that come to light at dawn in the summer mountains tremble their wings to raise the temperature of their thorax to a level where they can fly.

[Takehiko Nakane]

occurrence

Insect eggs can take on a variety of shapes, from spherical to elongated, but the eggshell that encases them often has various sculptures, and in the case of the eggs of butterflies such as lycaenids, they are extremely beautiful. Structurally, insect eggs are of the type known as medium-yolk eggs, with a thin layer of protoplasm on the surface surrounding the inner yolk, and the nucleus located almost in the center. There is an ovoid at the apex of the eggshell, and when sperm enter through this and fertilize the egg, the nucleus begins to divide, and when a certain number of nuclei are reached, some are left behind and move to the surface, where they divide in the surface protoplasm. Eventually, a small, dense embryonic ray of cells is formed on one side of the surface, which is then segmented to become the parts that will form the future body. The embryonic body is divided into a protohead region and a protobody region with the ventral side facing outward, and the former and latter three segments join to form the head, the next three segments form the thorax, and the remaining 11 segments form the abdomen. A pair of appendages develops on each segment except for the one at the front; the first pair forms antennae, the third to fifth pairs form mouthparts, and the next three pairs form thoracic legs. The embryonic body spreads out from both sides along the surface towards the back, then coalesces at the centre of the back to form the insect body, which eventually hatches into a larva. The egg contains all the nutrients it needs for development, but it must take in water and oxygen from the outside. Some obtain these from the surface, but water is usually absorbed through a water hole at one end, and most have a special mechanism for taking in oxygen. Some grasshopper eggs stop developing and can survive for long periods when dry, and many eggs go into hibernation in preparation for winter. When the eggs hatch, some larvae bite through the eggshell or membrane, but in some cases, such as stick insects and stink bugs, the top of the eggshell opens like a lid, in some cases, such as houseflies, the eggshell has a pre-prepared crack, and in some cases, the larvae have teeth on the top of their heads that can break the shell. In some cases, such as grasshoppers, hatching enzymes are secreted from glands on both sides of the first abdominal segment of the larvae, which dissolve the inner layer of the shell. When pushing through the eggshell, the larva swallows air and amniotic fluid beforehand, and applies pressure by stretching and contracting its muscles.

[Takehiko Nakane]

Molting and metamorphosis

Growth after hatching is called postembryonic development, but because larvae have a tough skin, they generally grow by molting several times. When the larvae reach maturity (are fully grown), their morphology changes somewhat with the next molt. Such obvious changes during growth are called metamorphosis, and generally, the higher the insect species, the more significant the metamorphosis. Insect metamorphosis is usually divided into incomplete and complete metamorphosis according to the degree, but in wingless insects such as silverfish and springtails, there is little morphological change with growth, so they are sometimes called micrometamorphosis to distinguish them from incomplete metamorphosis. In general, incomplete metamorphosis, the nymph (larva) is quite similar to the adult, and from the middle of the nymph stage, wing buds appear on both sides of the posterior part of the thorax and back, and the external genitalia also become visible at the rear end. They grow larger with each molt, and by the final molt, the wings are fully extended and they become adults. In contrast, in complete metamorphosis, the larva and adult are completely different; no adult buds such as wings are visible on the outside, and the larva molts at the end of the larval stage to become a pupa. This is a stationary period involving significant internal remodeling, and the adult emerges after the next and final molt. This transformation from a larva or pupa into an adult is called eclosion. Among complete metamorphosis, beetles such as the ground beetle, the giant leaf beetle, and parasitic wasps, whose shape changes with each molt even during the larval stage, are called hypermetamorphic.

The mechanism of molting and metamorphosis has been elucidated through research on silkworms and assassin bugs. A hormone released from the brain's secretory cells stimulates the prothoracic gland or an organ similar to it, which promotes the secretion of ecdysone (metamorphosis hormone) and causes the insect to molt. For this to happen, the body must have sufficient neotenin (juvenile hormone) secreted from the corpus allata. As the larvae near the end of their life, secretion from the corpus allata stops, and the suppressed adult traits emerge, pupation occurs, and then adulthood. During this time, the larvae's tissues break down and the adult body is formed. In the narrow sense, the term "larva" refers to the juvenile stage of species that undergo complete metamorphosis, and the juvenile stage of species that change directly from larvae to adults is sometimes called the "nymph" to distinguish it from the juvenile stage of species that undergo complete metamorphosis. In addition, mayflies have a subadult stage before they change from nymph to adult, in which they are exactly the same as adults but have slightly cloudy wings.

[Takehiko Nakane]

Ecology

There are an enormous number of different kinds of insects, and not only are they extremely diverse in size and shape, but their biology is also extremely varied. Wingless insects, such as springtails and silverfish, are relatively limited in the places they live and the food they eat, but there are many insects in higher classes, particularly those in the Hymenoptera, that have extremely interesting biology. Their food also varies widely. Some well-known examples include larvae of lepidopters such as green beetles, Orthopters such as grasshoppers, and other insects such as grasshoppers, spiders, and other spiders, which are carried to the nest and lay eggs, and calyptus bees (hunter bees, hunters, bees), which are used to feed the larvae, and bees (hunter bees, hunters), which cut off leaves to make nests, and produce dumplings with pollen and nectar to feed the larvae, honeybees that live a social life and raise larvae, and sparrows. In addition to hymenoptera such as wasps and ants, scissor beetles, hornet beetles, hornet beetles, hornet beetles, and fecal masses, which are protected by motherworms, are carried into the chambers of the ground, and produce fecal balls to lay eggs and young larvae, and fecal insects such as the hornet glans, which are fed to the larvae, and dung beetles such as the hornet glans, which are cylindrical in their leaves and lay eggs inside, the hornet beetle, which is the larvae that cultivates bacteria within the pores because of the larvae, and beetles such as the black-tailed butterfly larvae and the beetle, such as the black-tailed larvae that live in nests of ants. Termites are also closely related to cockroaches, but they form more complex social life than bees, and there are also species that build giant homes (termite towers) on the ground.

The complex ecology and behavior of insects seem to have a will. It is believed that Fabre described their lives personically in his book (1879-1907). However, as can be seen from the development of the insects' brains, it is important to note that their actions and ecology are actually carried out by an elaborate chain of reflex movements, rather than by their will. In this sense, pheromones play an important role in the behavior of insects.

[Takehiko Nakane]

Insect behavior and pheromones

Recent research has made it known a lot of things about pheromones. It has long been known that male moths are attracted to females, but it has been revealed in many moths, including silkworm moths, that this is due to the sex pheromones produced by females. In some cases, it is a mixture of two substances, and the proportions of the species are different between species, or when close relatives emit the same pheromone, but each one emits a substance that prevents the attraction of other species. Cockroaches gather in their own excretions due to the collective pheromones that come out of the rectum, and female Gorge Beetles releases collective pheromones that attract other individuals, but also release anti-collective pheromones that stop their effects, preventing excess individuals from coming in. In social insects, its regulation and regulation is particularly important, but well-known pheromones include ants footprints (signpole pheromones) that teach their companions where they are food and how to reach their nests, alarm substances (alarm pheromones) that emit them when attacked by foreign enemies to gather and disperse their companions, and honeybee queen substances that suppress the development of worker bees' sex nests and the formation of king platforms (new queen larvae nest chambers) that do not create a new queen are well known pheromones. Termites are also regulated by a series of pheromones that differentiate class and keep the proportion of members within a group constant. Some of these types of substances produced by insects also act as a means of attracting or defensive to other insects, and some of them skillfully incorporate substances emitted by other organisms, such as bacteria, into their daily lives.

In addition, insect society is morphologically evident in the role of conserving species and differentiation of labor, and is completely different from that of a higher animal society in that most of the members of a nest are one queen's children, and act as if they are part of a single individual. It is said that the number of individuals in one nest is over 3 million in large nests, such as termites.

[Takehiko Nakane]

Insect pronunciation

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Others like some slug beetles, slam on the wall with their heads. The slug beetles are also said to be based on the faint sound of blows produced by insects.

[Takehiko Nakane]

Insect light

Fireflies are the most famous in insect luminescence, with a light emitter at the back of the abdomen, and it has been revealed that luciferin emits light in the presence of luciferase and magnesium. Research has been carried out on the mechanism, rhythm, color and other ecological aspects of the blinking. Fireflies also have luminescencers at the larval stage, and larvae such as madobota, which adults do not emit. In addition, Pyrophorus , a lithospital, distributed in central and South America, is known for having different light colors on both sides of the prothorax and on the abdomen, and it is known for their luminescences that emit different light colors. In addition, one species of hemiptera, Hagoromo, has a light emitter on its head, and some species of cave-like mushroom flies and some of the entire body.

[Takehiko Nakane]

Classification

Insects are a single phylum arthropod, with three parts of the head, thoracic and abdomen, separated from the other ties by one pair of antennae and three limbs in the thorax, and are usually distinct from the other strabecular strabecular, with two pairs of splashes, but the primitive, non-spreading fifths are usually strabecular, and are distinguished from the spreading subclauses, which are usually splashed. Of these, the order of the spreading fistula is sometimes included as the spreading subclauses, and may be considered to be the 4th spreading. However, the spreadless fifths (or the 4th spreading) are clearly different from each other, and other than the order of the spreading fistula, the other 4th (or the 3rd spreading) are thought to be quite far apart, and in recent years the hexapopod Hexapoda upper spreading, and some scholars have set up the hexapod Hexapoda, and each of the spreadless fourths is considered to be the same class as the insect class. The subptera plover can be divided into ectoptera (incomplete metamorphosis) where splash buds appear in juveniles and incomplete metamorphosis, and endoptera (complete metamorphosis) where larvae are completely different from adults and are completely metamorphosis. However, due to the structure of the splash, it is divided into old wing groups that are vertically standing directly above the abdomen, and new wing groups that are unable to fold on the abdomen when folding, and new wing groups that are capable of folding on the abdomen when resting. Furthermore, due to the characteristics of the splash veins, especially the wing vomit fragments in the back spring, and whether they have many or single veins, it has been proposed to divide the splash into multiple new wing groups, quasi-neutral wing groups (corresponding to endoptera), and some of these have been adopted.

In recent years, insect classifications include the schillis sprouts by the coleoptera. In addition, the veinthoptera may be divided into the vein by the H.D., Taupera, and the vein by the H.D.

[Takehiko Nakane]

Relationship with human life

In modern cities, insects are less visible, but when humans appeared on earth, they already spread across land and flourished. Insects were always close to humans and were deeply involved in their lives. They were also food for humans and were used in daily life, but on the other hand, they were creatures that directly and indirectly harm humans, and the history of humanity was even called the history of the battle with insects.

[Takehiko Nakane]

Useful insects

(1) Edible and medicinal insects Although not well known to modern people, insects were also important foods for humans in the past. In the countryside in Japan, locusts were one of the important sources of protein in rural Japan, and in mountainous regions like Nagano Prefecture, locusts were one of the important sources of protein, and in mountainous areas like Nagano Prefecture, bees (larvae and pupae), known as famous for mountainous areas such as the Nagano Prefecture, larvae (larvae of the hornet beetle), gengo, gum beetle, silkworm pupae, larvae and pupae, bat moths and larvae, turtle eggs, cicadas, mantis, burdocks, crickets, crickets, and gerbils, and dragonflies, have been used for food. Overseas, it is known that American Indians edible various insects such as the sardines, caterpillars, grasshoppers, aquatic insects, their eggs, and flies pupae.になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Even after the war, Kowloon bugs (cucumber beetles) became popular as being used to become strong-sexual agents.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. However, scientific advances are in the process of replacing these chemicals with artificial synthetic materials.

(3) Utilization of natural enemies Insects that cause direct and indirect damage to human life are called pests, and there are many types, and control these insects is an important issue in a variety of areas, including agriculture and forestry. The natural enemies are animals and plants that prey on and parasitize pests, and reduce or exterminate them, but there are also extremely many insects in natural enemies. Therefore, these insects have been used for pest control. It is well known that the Bedalis Ladyboil was imported to exterminate the serpent and the serpent beetle that was successful in extermination of the mandarin oranges. In addition, even after the war, it was discovered that the ruby beetle was a prominent natural enemy in extermination of the large mandarin orange pest, ruby wax beetle, which was extremely effective. With the development and spread of insecticides that began with DDT, the focus of pesticide control was mainly on the application of pesticides, but as a result of drug damage, the number of bees and flakes, which are necessary to port pollen in birds and fruit trees, has decreased dramatically, resulting in problems such as increased resistance to pest drugs and contamination of land and water due to pesticides, and the importance of natural enemies has been attracting attention again, and their growth and release is being carried out.

[Takehiko Nakane]

pest

(1) Hygienic pests and agricultural pests Insects include pests such as moths, slugs, shrubs, fleas, fleas, and lice that directly attack humans and livestock, and many of them are famous for not only sucking blood but also transmitting pathogens. For example, these are the anemones of malaria, the slugs of Japanese encephalitis, the tsetse fly, and the plague-based mouse flea. Although they do not suck blood, houseflies, monkeys, and cockroaches gather in food and waste, so there is a high possibility that pathogens are transmitted or transmitted. These are all called hygienic pests.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Others are known, including those that harm the roots of crops, those that harm vegetables, and those that harm fruit trees, and many of them also eat leaves, such as simian moths, and those that eat trunks and branches, such as burdock beetles. Various types of known are the beetles that harm house materials and furniture, termites, and cutlets that harm dried fish and leather, and the ginseng beetles that are pests such as herbs, which are herbs, and other pests such as herbs.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. For example, in the United States, bean glows that invade Japan are exterminated using a bacteria called Bacillus popilliae, and Bacillus thuringiensis is used as a preparation (BT agent) to exterminate pests from lepidopters.

Recently, as has been successful in mandarin fruit flies, methods have been implemented to raise large amounts of these flies, irradiate the males with radiation to infer sterilize them, and allow them to be free to prevent females from leaving offspring. In this way, all possible methods have been researched for pest control, but pests are originally created by humans. The conflict between humans and insects will continue in the future.

[Takehiko Nakane]

Collecting and Observing

To investigate insects for research, you must first collect and observe them. The most common collection tools are insect trap nets, insecticide tubes or poison utensils, triangular paper and their containers, and depending on the insect you are looking for, a fluke tube, tweezers, or larvae collection bottle.

The butterfly is caught with an insect trap net, put the mouth of the net down, and press the chest from the outside with your finger to weaken it, and transfer it to triangular paper, careful not to touch the splashes, but other insects are placed in an insecticidal tube. It is safer to put ethyl acetate in the bottom of the insecticidal tube with cotton wool or tissue paper, but moths and fly are best fitted with potassium cyanide at the bottom and held down with cotton or plaster. Also, if you put thin slices of paper or thin leaves in the tube, the insects will not bite together. Soft insects should be better to soak in 70-80% alcohol. Since insects are everywhere, you should be careful of various places, such as flowers, fruits, leaves, trunks, branches, subbark, dead trees, firewood, mushrooms, moss, animal corpses, feces, stones and fallen trees, and fallen leaves. To collect insects on leaves and branches, it is effective to spread a thud net below, tap the branches with a stick to drop the insects onto the net, and suck them in with a fluke tube. To collect aquatic insects, use a water net, and to collect insects on grasslands, it is best to scoop it with a good net and walk. To collect insects such as dragonflies, coarse nets with meshes are easy to collect, and for butterflies flying through high treetops and insects coming into flowers at high places, a seam pole type insect trap net is convenient.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do.

In addition, collecting must be kept in mind for research purposes, such as simply pets and collecting hobbies. Overfishing through easy collection has been pointed out that overfishing can cause destruction of natural ecosystems. Therefore, in recent educational learning, nature observation and recording using cameras has been encouraged.

[Takehiko Nakane]

Sample creation

The collected insects are stored as specimens, but data is required for this. You can write down the collection location, date of collection, collector, if you know, food grass, host, etc. on a label, and attach it to the needle with the insect stuck on it.

It is better to spread the splash horizontally for specimens such as butterflies, moths, flies, flies, and bees, but this requires spreading wings. A insect needle is inserted vertically into the center of the chest, and the roots of the splash are aligned to the height of the board, and the splashes are spread out and the splashes are pressed against the board with paper tape. In principle, the trailing edge of the front spring is perpendicular to the groove, and the front edge of the rear spring is aligned slightly with the front spring on the bottom side, but in the bees, there are hooks that connect the front and back springs, so they are connected to spread wings. Dragonflies can be turned sideways with the splashes folded, but when spreading wings, it is better to have the rear springs come at right angles to the body. In general, to spread wings of old and hard objects, soften them, and spread them on the bottom of the can with sand or cotton wetted with water with preservative added, and then spread them on top for 2-3 days to soften them. In the case of butterflies, there is also a rapid-fire method in which hot water is injected into the chest. Frozen items that are frozen immediately after collection can be spread wings when thawed, but they can not be stored for a long time as they corrode quickly. If necessary, beetles and grasshoppers that do not require spread wings, they can be fastened on a cork plate or polyfoam resin plate, and dry the limbs using a fastener to shape the limbs. After drying, the insects are raised to an appropriate height, but approximately one-third of the height of the insect needle is better. If the insects are aligned, they look beautiful when arranged in line. Small insects can be stuck on the tip of a rectangular or long triangle-cut mount, or stick the insect with a small needle called a safety pin, then insert the needle through one end of a small piece of poly-foamed polyethylene or cork, and then insert another needle into one end to secure it. If a needle is easily damaged by sticking it, it is safer to stick it on the backing. There are some balance beams that are stepped to determine the height of the insect and the height of the label. Normally, insect needles are stuck in the center of the chest, but with beetles it is usually inserted in front of the upper right spring.

For large dragonflies and grasshoppers whose internal organs are prone to rot, it is a good idea to insert long tweezers at the tip from the neck, remove the internal organs, insert bamboo skewers, pine needles, horse hair, etc., and stuff grasshoppers with cotton wool. To remove internal organs, you can also cut open the grooves on both sides of the large abdomen.

It is common for larvae to be immersed in alcohol, but for large ones, the internal organs are also swelled from the rear edge of the body, and the tip of a glass tube is placed into the body to warm the air and blow it in to dry. The labels in the data are stinged below the insect body, and the label with the name of the species is stinged underneath the alcohol-soaked specimens, either labels or put inside, but if you don't write them in a pencil or use ink or drawing ink, they will disappear when wet.

The specimens are arranged in a specimen box and stored, but the box is best sealed with a thick soft cork or poly-foam polyethylene plate attached to the bottom. To prevent harm to insects and mold, naphthalene or paradichlorobenzene is placed, but the former is long but not insecticidal, while the latter has insecticidal power, which is depleted quickly. The specimens are colored by sunlight, so it is best to avoid light as much as possible.

[Takehiko Nakane]

Breeding

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Small containers get hotter in direct sunlight, so exposure to sunlight is necessary. Breeding requires patient care and it is important to always be careful.

[Takehiko Nakane]

Insect-related facilities

The insect specimens are mainly exhibited in museums, but live insects are exhibited at Insectarium (insect gardens, insect museums). The latter includes the insect gardens at Tama Zoo in Tokyo and the Toshima garden breeding facility. In addition to the museum, the research institutes include the university's entomology laboratory, national and prefectural agricultural experiment sites, and forestry experiment sites, while sanitary insects are being studied at the National Institute of Infectious Diseases and national and prefectural sanitary research institutes.

[Takehiko Nakane]

"Yagi Seimasa, "Theory of Entomology" (1957, Yokendo)" ▽ "Inoue Hiroshi and Nakane Takehiko et al., "The Great Encyclopedia of Primary Color Insects" 3 volumes (1959, Kitatakakan)" ▽ "Ito Shushiro and Nakane Takehiko et al., "Primary Color Insects" 1 and 2 (Revised Edition, 1977, Hokusha)" ▽ "Matsumoto Yoshiaki et al., "The Science of Insects" (1978, Asakura Shoten)"

[Reference Item] | Flying [Complete Material] | Insects/Major Terminology Explanation

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

動物分類上、節足動物門昆虫綱Insectaに属する小動物の総称である。俗に虫(むし)とよばれる場合は昆虫以外の小動物も含まれる。また、鱗翅(りんし)目のチョウはガを含めて昆虫であるが、虫あるいは昆虫と区別して扱われることがある。別にハエ、アブ、ハチ、アリ、セミ、トンボなど、昆虫の一部をさす語もいろいろある。

　昆虫は世界中至る所の陸地および淡水にすんでおり、ごく一部であるが海水中にすむものもある。海にすむものは海岸に近い浅所に限られ、半翅目のウミアメンボ属Halobatesだけが遠く岸を離れた洋上で発見される。熱帯の密林、温暖な森林や山野は多数の多様な昆虫がすんでいるが、極地の荒野、高山、砂漠、洞穴内のような厳しい環境もすべて昆虫の生活場所となっており、氷雪上に現れるセッケイカワゲラ（セッケイムシ）Takagripopteryx nivalisのような種類もあり、それぞれ環境に応じた適応を示している。現在までに記録された昆虫の種類はおそらく80万を超えており、全動物の種数のほぼ4分の3を占めている。また、一地区にすむ昆虫の種類と個体の数から推算すると、地球上の昆虫の全種数は約300万、総個体数は10の18乗にも達するという研究もある。

　昆虫が地球上に現れたのはおよそ3億5000万年から4億年前の古生代デボン紀のころと考えられ、トビムシ類の1種リニエラ・プラエクルソーRhyniella praecursorの化石が発見されている。次の石炭紀に入って、初めてはねのある昆虫が現れ、2対のはねのほかに前胸両側にも膜状の葉片をもったムカシアミバネムシStilbocrocis heeri（古網翅目Palaeodictyoptera）や、体長30センチメートル、はねの開張75センチメートルに達するコダイトンボMeganeura monyi（原トンボ目Protodonata）などの類があり、ゴキブリ類などもこの時代に出現した。これら有翅昆虫の出現は、翼をもつ爬虫(はちゅう)類や鳥類が現れるのに先だつこと数千万年であって、後者の出現まで昆虫は空中を独占し発展したのである。次のペルム紀（二畳紀）の後期になると、以前に栄えたいくつかの類は滅びたが、現在生存している主要な類がそろって姿をみせ、以後およそ2億年の間、地球上に繁栄してきた。その後、新生代第三紀になると現在に近い昆虫の種類が多くなり、第四紀以後には現存する昆虫とほぼ同じ種類や近縁の類が現れている。現在いる昆虫のなかには比較的近世に種が分化したと思われるものもあるが、大部分は100万年以上前にすでに生存していたと思われる。

　昆虫の体は一連の環節からできており、頭、胸、腹の3部に分かれ、頭には1対の触角それに口器を、胸には3対の肢(あし)と多くの場合2対のはねをもち、腹部には普通末端に消化管と生殖器の開口があり、しばしば尾角（尾毛）や産卵管、あるいは付属器を備えている。昆虫の属する節足動物は体が環節からなっており、付属肢(し)も節からできているが、これらはおそらく環形動物のミミズのように同じ環節が連結した体をもつ動物から進化し、まず各節に1対の付属肢ができ、前端にあって運動や摂食に主導的な部分の付属肢が触角や口器の大あご、小あごに変化し、環節も数個が合着して頭をつくり、後端の肢は尾角や産卵管になり、胸部は発達して運動の中心となり、腹部の肢が退化した結果、昆虫の原形ができあがったのであろう。したがって、昆虫の直接の祖先として考えられるのは唇脚(しんきゃく)類（ムカデ、ゲジゲジなど）や結合類（コムカデなど）に近い形をもつ小動物である。

［中根猛彦］

形態と機能

昆虫のおもな形態と機能について述べる。

［中根猛彦］

昆虫の外部

昆虫の体は前述のように環節からなっているが、節間部の皮膚は軟らかく膜状で内方へ折れ込んでいることが多い。体節は、背板、腹板と両側にある側板の4部分に分かれ、部分的に互いに接着しているが、節間に硬化部があることもある。このような体節が前後に集合し、頭、胸、腹の3部を形成している。

(1)頭　頭部は強く融合した骨片で頭蓋(とうがい)がつくられ、上唇、各1対の触角、大あご、小あご、下唇（左右が合一している）、複眼、それにしばしば1～3個の単眼を備え、頭蓋背部にはY字形の会合線があるのが原則で、背部後方は頭頂、両複眼間は前頭または額(がく)、その前方は頭楯(とうじゅん)とよばれ、前端に上唇があって口器を覆っている。複眼の側方ないし下方は頬(ほお)、頭頂と頸(けい)部は後頭とよばれ、目の後方はこめかみまたは側頭というが、とくに界線はないことが多い。頸部はしばしばくびれている。触角は普通多くの節からなり、糸状、鞭(むち)状、数珠(じゅず)状、鋸(のこぎり)状、櫛(くし)状、羽毛状などと変化があり、先端の節が膨れるか、または広がっているものは球桿(きゅうかん)状といい、先端へ向かって太まる棍棒(こんぼう)状などもある。口器も食性によっていろいろに変化し、かむ口、吸う口、刺す口、なめる口などがある。複眼は細長い円錐(えんすい)形の個眼が密に集合してできている。

(2)胸　胸部は、前胸、中胸、後胸の3節からなり、各1対の肢(あし)をもち、中胸、後胸の背方側部に多くは各1対のはねを備え、両胸は多少とも密に連合していて、その発達ははねの大きさと活動に関係がある。肢は腹面両側につき、基節、転節、腿節(たいせつ)、脛節、跗節(ふせつ)の5部に分かれ、跗節だけはさらに2～5節に分かれることが多く、先に1～2本のつめと、ときに付属片を備えている。下等なトビムシ、シミなど無翅(し)類のものははねがまったくないが、有翅類の大部分の種類でははねが発達し、一部の寄生性のもの、シラミ、ハジラミ、ノミ、その他では二次的に退化している。また、甲虫、ハサミムシ、カメムシなどでは前ばねが肥厚し硬くなり、双翅類では後ろばねが縮小して平均棍になっている。チョウやガでは鱗粉(りんぷん)が瓦(かわら)状に密にはねを覆っており、アザミウマ類のようにはねが棒状で両側に長い毛を列生するものもある。はねにある翅脈は分類上重要な特徴になるが、長軸にほぼ平行して走る主要な脈と、それらを結ぶ横脈とからなっており、一般に高等な類では脈が減少する傾向がある。

(3)腹　腹部は、後胸に続く後方の部分で、基本的には10～11節からなるが、前後の一部の節は退化したり変形して内部に隠されて外面の節数は少ないことが多い。後端には2本、ときに3本の尾角をもつことがあり、交接の際の把握器など付属器や、雌では突出した産卵管をもつこともある。なお、シミ類では腹節に付属肢の痕跡(こんせき)があり、鱗翅類、シリアゲムシ類、ハバチ類の幼虫は二次的な腹脚をもち、カゲロウ類、カワゲラ類など水生の幼虫には腹部両側または尾端に気管鰓(えら)をもつものが多い。

(4)外骨格　昆虫の体は、外骨格とよばれるじょうぶな硬い皮膚に覆われ、それは外側の表皮（クチクラ）、真皮、内側の薄い基底膜の3層からなっている。表皮はおもに真皮を形成する1層の上皮細胞から分泌され、新たに生成されるときは白くて柔軟であるが、普通はまもなく硬化し着色し、節間の硬化しない膜状部でつながれる。皮膚はこのようにして堅固さと柔軟さを兼ね備えて、筋肉の付着点ともなり、水分の蒸散の防止にも役だつ。表皮の外層は4マイクロメートル以下の上クチクラであって、セメント、ワックス、ポリフェノール、クチクリンの4層からなり、この下に薄層が多数重なって構成された外クチクラ、内クチクラの2層がある。クチクラはおもに窒素を含む多糖類であるキチン質とタンパク質からなっており、両者とも鎖状の分子構造をもち、互いに結合して糖タンパク質をつくっている。少量のポリフェノールがキノンに変化して外クチクラのタンパク質、アルトロポジンをなめしてスクレロチンをつくる。この物質はきわめて堅く、大あごなどはこれによって硬化し、堅い木材や金属にさえ孔(あな)をあけるナガシンクイ、キクイムシなどの甲虫もある。真皮からクチクリン層までは多数の螺旋(らせん)状の微細管が貫通しているが、水分の透過はワックス層で防ぎ、上皮細胞の間には腺(せん)細胞や感覚器の細胞があり、脱皮のときに内クチクラ層を溶かす脱皮液も真皮から分泌する。体表にある突起や毛には、表層からのもの、皮膚の凹凸によるもの、真皮から表皮を貫いて出るものがある。

(5)体色　昆虫の体色はさまざまで、金属色の種類も少なくないが、皮膚の色は色素色、構造色、両者の関係した色の3通りがある。色素色にはメラニン（黒）、カロチノイド（黄、赤、緑など、植物に由来する）、プテリン（白、黄、赤など、シロチョウ類のはねにある）、インセクトルビン（橙赤(とうせき)色、ハエの目など）、アントキサンチン、アントシアン（ともに植物の花に由来する）などがある。構造色には4種類あり、散乱反射による白、波長と同程度の粒子による短波光の散乱によるチンダル青、多層の薄膜や稜(りょう)の反射による干渉色（虹(にじ)色）、多数の密接する細線による回折色がこれである。色素と構造の両方による色にはトリバネチョウなどの金緑色やジンガサハムシの金色などの例がある。

［中根猛彦］

昆虫の内部

(1)循環系　昆虫の体の内部は広く空所になっていて体液（血液）に満たされ、その流動は背面中央を前後に走る背脈管がポンプの役を果たし、管の前半は大動脈で前端は開き、後半は心臓で数室に分かれ、各両側に心門をもち、後端は閉じている。心臓両側には翼状筋がついていて、収縮すると心臓は膨らみ心門から体液が吸い込まれ、環状筋の波状の収縮で後ろから前へ押しやられる。体液は、栄養物、老廃物、ホルモンなどの移動に役だち、数種の血球を含んでいるが、赤血球はない。

(2)呼吸系　昆虫の呼吸器は気管で、胸腹部の各節両側にある気門から内部に入り込み前後左右に連絡し、また内部の諸器官へ細かく枝分れして達している。気管は表皮が体内へ陥入した形で、内壁は螺旋状に厚くなった上クチクラで補強され、よく飛行する昆虫では各所が膨らんだり、球状の気嚢(きのう)を多数もつものがある。気門は筋肉により開閉できる弁があり、類により一部が消失したり変形したものもある。水生では半翅類のタガメなどのように呼吸管を尾端にもつものがあり、幼虫類はカゲロウ、カワゲラ、トンボなどのように葉片状や房状の気管鰓で呼吸するものが多い。この鰓は内部に細く分かれた気管が入り込んだもので、ここでガス交換を行う。無翅類や水底にすむユスリカなどの幼虫、寄生性のハチやハエの一部の幼虫のように皮膚呼吸をするものもあり、気門のないものもある。なお、腹面に微毛を密生し、ここに空気の薄層を蓄え、気門に導いて呼吸するガムシ（甲虫）やナベブタムシ（半翅目）などもあり、この呼吸をプラストロン呼吸という。

(3)消化系　昆虫の体内中央には消化管が縦に走り、前端は口に、後端は肛門(こうもん)に開き、前腸、中腸、後腸の3部に区別される。前腸には口に続く咽頭(いんとう)と食道の次にそ嚢があって食物を蓄えるところになっており、ハエなど吸食性の類では食道と細い管で連なる袋（吸胃）になる。次は前胃（砂嚢）で壁が厚くて突起やひだが内面にあり、中腸との境に普通、噴門弁がある。中腸は中胃ともよばれ、食物の消化分解はおもにここで行うが、前部にいくつも袋状の盲嚢をもつものや、固形物を胃腔膜(いこうまく)で包んで消化するものもある。中腸と後腸の間は幽門弁でくぎられ、ここからマルピーギ管が体腔内に出ていて、体液から老廃物を集め尿酸をつくり腸内に排出する。後腸には小腸（回腸）、大腸（結腸）、直腸の3部があるが、前の2部分は分化していないこともあり、また大腸に盲嚢をもつものもある。口部には、大あご、小あご、下唇の3腺の存在が知られる。多くは下唇腺が唾腺(だせん)の作用をしているが、鱗翅類の幼虫などでは絹糸腺(けんしせん)として働く。ほかにミツバチには側咽頭腺があり、働きバチの哺育腺(ほいくせん)としてロイヤルゼリーを出す。昆虫の消化酵素はおもに中腸の円筒上皮から分泌され、炭水化物、脂肪、タンパク質をそれぞれ分解するものがあるが、ほかにセルロース分解酵素を出す食材性の種類があり、腸内にそれを生産する細菌（コガネムシの幼虫など）や原生動物（シロアリ類）を繁殖させるものもある。

(4)生殖器系　雄では精巣、輸精管、貯精嚢、付属腺、中央の射精管、交尾器からなり、雌では1対の卵巣、輸卵管、貯卵嚢、受精嚢、交尾嚢、産卵管、それに付属腺がある。卵巣は卵小管の集合からなり、卵小管には栄養細胞の有無と位置により、無栄養、端(たん)栄養、交互栄養の3型がある。なお、産卵管はハチでは毒針になることが多い。

(5)神経系　昆虫の中枢神経は基本的には体の腹面中央に沿い、前後に走る1対の平行した神経索と、それによって連結される一連の対(つい)になった神経節からなり、神経節は原則的には各体節にあり、梯子(はしご)状につながれるが、一部ないし大部分の神経節は集合して、高等な類、たとえばハエなどになると集中的になり、頭、胸部に限られてくる。脳はこの中枢神経の前端にあり、3対の神経節の集合したもので、食道の直上方に位置し、食道下神経節とともに頭部の神経中心を形成しており、神経分泌の機能もあって体全体の調節的中心ともなっている。体肢の各部には神経節から神経繊維が延びている。

(6)昆虫の感覚　昆虫が周囲の刺激や状況に反応するのは感覚器が存在するからである。感覚には、触覚、聴覚、嗅覚(きゅうかく)、味覚、視覚などの別があるが、触覚以外は体の特定の部分ないしは局部的に感覚器がある。体表や付属肢に生えている棘(とげ)や毛はほとんどが触覚器で、根元の可動関節部に神経が達している。これらは触覚のほか空気の流れや地面の振動を感じることもある。鐘状感覚器は体表に埋もれていて上端が露出し、クチクラのたわみや緊張、あるいは風圧や水圧を感ずる。弦音感覚器は体や付属肢の内部にあり、外部からの圧力や運動による内圧の変化あるいは振動などを知覚するが、聴覚器として鼓膜があるところには内部にかならず弦音感覚器が付随している。鼓膜はキリギリスやコオロギでは前肢脛節(けいせつ)に、バッタやシャクガなどでは腹部第1節の両側に、またシャチホコガやドクガ、ヤガなどでは後胸部両側にあり、高度に発達したセミでは腹部第2節、発音器腹弁の裏側に位置し、多数の弦音感覚器が鼓膜の内側にある。音ないし空気の振動はほかに感覚毛によっても感知されることが種々の昆虫で知られており、カの雄は触角第2節にあるジョンストン器官で音を感ずるという。なお、この器官は、ミツバチでは空気の流れに反応して飛行速度の調節に役だち、ミズスマシでは水面のゆがみや振動を感じるという。

　味覚は口部で感知されることが多く、舌の基部（ハナバチ）、咽頭（鱗翅類の幼虫など）、吻(ふん)の口葉（クロバエ）、口枝(こうし)（口ひげ）の先端部（ゴキブリ、ゲンゴロウ、ガムシ、センチコガネ、コオロギなど）などに感覚器がある。しかし、アリやミツバチ、スズメバチなどでは触角（先の8節）に感覚器があり、肢の跗節と脛節先端に味覚器をもつものにタテハチョウ、マダラチョウ、シロチョウ、ヤガ、イエバエ、クロバエ、ミツバチなどがあり、跗節の下面で砂糖水に触れると吻を伸ばすことが知られている。

　嗅覚は、おもに触角に感覚器が密集し、細い毛状あるいは突起状のもの、小さい穴の底に突起があるものがあり、ハチ類やコガネムシなどではほかに板状のものがあり、ミツバチではこれがおもににおいを感ずるらしい。一般には触角にはるかに及ばないが、口枝にも多くの昆虫で嗅覚の存在が知られており、触角を呼吸に使うガムシではもっぱら口枝が嗅覚を受け持っている。なおクロキンバエの雌のように産卵管につく小片に嗅覚突起があって産卵場所を選ぶものもある。嗅覚がよく調べられているミツバチではだいたいにおいて人間と同じ程度に、においを区別できることが知られているが、ガの幼虫などは食草のにおいを感じ、カイコガの雄では雌のにおいしか感じない。この最後の例のように昆虫の出すにおい物質が同じ種のほかの個体を刺激し、行動をおこさせたり規制したりすることは、近年とくに社会性ないしは集合性の昆虫でよく研究されており、そのような物質はフェロモンと名づけられている。

　視覚は目によるが、昆虫ではトンボ、ハチ、ハエなどでよく発達している。複眼は多くの個眼が集合して構成されており、個眼は望遠鏡のように細長い円錐形であるので、昆虫の見る像は各個眼に映る像の集合で、電光ニュース板のように対象物の形は正確に知覚できないかわりに、動きはよくわかるようである。各個眼の像は重なる場合もある。ミツバチが、円、三角、四角の図形、X、Y、|||の図形をそれぞれ区別できないことはよく知られている。昆虫の知覚できる色は、人間と違いミツバチでは赤色が見えないかわりに紫外線が見え、黄、青緑、青、紫外の4色を区別できることがわかっているが、一般に紫外線をよく感じることは、モンシロチョウの雌のはねが強く紫外線を反射することや、紫外線を多く出すブラックライトに夜間、ガなどの昆虫がよく集まることからも推察される。チョウなどは赤色も知覚できるという。ミツバチの働きバチは餌(えさ)をみつけると巣に戻って半円形を交互に描くダンスをするが、中央の直進方向は餌の方向（水平面）、または太陽と餌の方向のなす角度だけ垂直線から外れた方向をさすのは、個眼の細胞が偏光板の働きをして視野に明暗を生じ、直進部で餌に向かうときと同じ明暗像を示すことによるという。チョウが好天時に一定の蝶道(ちょうどう)を巡回するのも樹木の葉の反射光の偏光を感ずるためといわれる。

(7)肢とはねの運動　昆虫の運動は主として肢とはねによるが、これは、感覚器が受けた刺激が感覚神経を通じて中枢神経に伝えられ、ここで調整されて運動神経を通じて筋肉に必要な運動をおこさせるのである。はねや肢につく骨格筋は横紋があり、硬い外骨格ないしはそれが内部に入り込んだ部分の2点に関節部または節間部を横切ってついているので、筋肉の伸縮によって関節では屈伸がおこる。軟らかい体をもつ幼虫では、表皮は、体液による内圧と、内面を裏打ちする交差した帯状筋によって補強され、骨格筋の運動を支えている。昆虫の歩行は普通胸部の肢により、基本的には片側の前後肢と反対側の中肢で体を支え、残りの3本の肢を前へ動かすことを交互に繰り返すが、実際には複雑に調整されている。また、水生の昆虫が泳ぐ場合には、ガムシなどを除いて、平泳ぎのように後肢を同時に動かすことが多い。鱗翅類の幼虫は主として腹部の肉質の肢で歩くが、この場合は1体節の筋肉が収縮して、その後部にある肢を持ち上げ前進させる運動が波状に前方へ進み、前進後の肢は垂直方向の筋肉が緩み、体液の圧力で膨らむ。体液の圧力を局部的に働かせることは、カメムシが吻を伸ばすときや、ハエなどが産卵管を伸ばすときにも使われている。

　はねの運動は、トンボ類でははねの根元に直接ついた上昇・下降の筋肉によっているが、大部分のほかの昆虫でははねを後方へ畳む筋肉が発達し、はねを曲げたり傾けたりする筋肉は直接はね自身についているが、上下させる筋肉は大部分が胸部の壁についていて、それらが収縮すると胸部の形がゆがみ、間接的にはねを動かす作用をする。よく飛行する昆虫は双翅類（ハエ、アブなど）や膜翅類（ハチ）に多いが、これらでは胸部が一体になっており、前者では後ろばねが縮小して前ばねだけで飛び、後者では前後のはねが連結して動き、前後が分かれて動くものよりも機能的であることを示している。はねは下へ動いてから上へ戻る間に角度を変え、はね先は横から見ると8字形に動く。筋肉の伸縮は飛行と体の大きさによって左右されるが一般にきわめて速く、はねの羽ばたきはチョウで毎秒8～12回、トンボで20～30回、大形のガで50～70回であるが、体が小さくなるにしたがって多くなり、ハナバチ、ハナバエで200回前後、イエカなどで600回ぐらい、微小なヌカカになると1000回以上に達する。このような高速の羽ばたきには、胸部の弾力的な構造とはねの傾きが、羽ばたきの際、自動的に変化するような関節の存在が関係している。昆虫の運動は一般に気温によって左右され、低温になると停止するが、その程度は種や類によって異なっている。夏山の涼しい夜明けに灯火にきたスズメガなどがはねを震わせているのは、胸部の温度を飛行できるまでに上げるためである。

［中根猛彦］

発生

昆虫の卵は、球形から細長い形までいろいろな形をとるが、外側を包む卵殻はしばしば種々の彫刻があり、シジミチョウなどの卵ではきわめて美しい。構造的には昆虫卵は中黄卵(ちゅうおうらん)とよばれる型で、表層に薄い原形質の層があって内方の卵黄を囲み、核はほぼ中央にある。卵殻の頂点には卵孔があり、ここから精子が侵入し受精すると核は分裂を始め、核が一定数に達すると一部を残して表層へ移動し、表層原形質に分裂をおこす。やがて表層の一側に細胞が小さく密な胚条(はいじょう)が生じ、ついで分節ができ将来の体をつくる部分になる。胚体は腹面を外側に向けた形で原頭域と原胴域に分かれ、前者と後者3節が合して頭を、次の3節が胸を、残り11節が腹部を形成する。前端の1節を除き各節に1対の付属肢(し)が生ずるが、第1対は触角を、第3～5対は口器を、続く3対は胸部の肢(あし)をつくる。胚体は表層に沿い両側から背部へ延びて広がり、左右から背中央で合着して虫体を形成し、やがて幼虫として孵化(ふか)する。卵はその発生に必要な栄養は卵の中にもっているが、水分と酸素は外部から取り入れなければならない。これらを表面から得るものもあるが、水分は普通一端にある水孔から吸収され、酸素の取り入れも特別の機構をもつことが多い。乾燥すると発育を停止し長期間耐えるある種のバッタの卵などもあり、また冬季などに備え休眠する卵も多い。卵の孵化のときは幼虫が卵殻や膜をかみ破るものもあるが、ナナフシやカメムシのように卵殻上部が蓋(ふた)状に開くもの、イエバエなどのようにあらかじめ裂け目が用意されているもの、幼虫の頭の頂部に殻を破る歯をもつものなどがある。また、バッタなどのように幼体の腹部第1節両側にある腺から孵化酵素を出して殻の内層を溶かすものもある。卵殻を押し破るときは、幼虫はあらかじめ空気や羊水を飲み込み、筋肉を伸縮して圧力を加える。

［中根猛彦］

脱皮と変態

孵化以後の成長は後胚子発生(こうはいしはっせい)とよばれるが、幼虫期の成長はじょうぶな皮膚をもっているので、一般に何回か脱皮を繰り返して大きくなる。幼虫は老熟（十分成長）すると、次の脱皮によって多少とも形態に変化を生ずる。このような成長過程におこる明らかな変化は変態とよばれるが、一般に昆虫では高等な類ほど著しい変態を行う。昆虫の変態は普通、その程度に従って不完全変態と完全変態に分けられるが、シミやトビムシなど無翅(むし)類の昆虫では、成長による形態変化があまりないので不完全変態と区別して微変態とよばれることもある。一般的な不完全変態では、若虫（幼虫）が成虫とかなり似たところがあり、若虫の中期から胸背部の後方両側にはねの芽が現れ、外部生殖器も後端にみえてきて、脱皮するごとに大きくなり、最後の脱皮ではねは完全に延びて成虫となる。完全変態では、これに反して幼虫と成虫がまったく異なっており、はねなどの成虫芽は外面には認められず、幼虫期の終わりの脱皮で蛹(さなぎ)になる。この時期は大幅な体内の改造を伴う静止期であり、次の最後の脱皮によって成虫が現れる。このように幼虫または蛹から成虫になるのが羽化である。完全変態のなかでも甲虫のツチハンミョウやオオハナノミ、寄生バチなどのように幼虫期にも脱皮ごとに形が変わるものは過変態とよばれる。

　脱皮と変態の機構は、カイコやサシガメなどの研究によって明らかにされたところによると、脳の分泌細胞から出されたホルモンが前胸腺またはそれと相同の器官を刺激してエクジソン（変態ホルモン）の分泌を促して虫体の脱皮をおこさせるが、このとき体内にアラタ体から分泌されたネオテニン（幼若ホルモン）が十分にあることが必要である。幼虫の終わり近くなるとアラタ体からの分泌が止まり、抑えられていた成虫形質が現れてきて蛹化(ようか)がおこり、続いて羽化がおこる。この間に幼虫の組織は分解され、成虫体が形成される。なお、幼虫とは狭い意味では完全変態をする類の幼期をさし、幼虫から直接成虫に変わる不完全変態類の幼期を若虫とよんで区別することがある。また、カゲロウ類には、若虫から成虫になる前に成虫とまったく同形ですこしはねが曇った亜成虫という時期がある。

［中根猛彦］

生態

昆虫は莫大(ばくだい)な数の種類があり、大きさや形がきわめて多様であるだけでなく、その生態も著しく変化に富んでいる。はねをもたないトビムシやシミなど無翅(むし)類の昆虫では、すむ場所や食性も比較的限られているが、高等な類、とくに膜翅類などに属する昆虫には、きわめて興味深い生態を示すものが少なくない。また、食物も甚だ広範囲にわたっている。よく知られている例をあげてみると、アオムシなど鱗翅(りんし)類の幼虫、バッタなど直翅類そのほかの昆虫、クモ類などを襲って神経節を刺して麻酔し、巣に運んでから産卵し、幼虫の餌にするドロバチ、ジガバチ、アナバチ、ベッコウバチなどのカリバチ（狩蜂、狩人(かりゅうど)蜂）、葉を切り取って巣をつくり、花粉と蜜(みつ)で団子をつくって幼虫に食べさせるハキリバチ、社会生活を営み幼虫を哺育するミツバチ、スズメバチ、アリなど膜翅類をはじめ、卵や若い幼虫を母虫が保護するハサミムシ、モンシデムシ、ツノカメムシ、糞塊(ふんかい)を地中の室に運び入れ、糞球をつくって産卵し、幼虫に食べさせるタマオシコガネ、ダイコクコガネなどの糞虫(ふんちゅう)、葉を円筒形に巻いて中に産卵するオトシブミ、幼虫のため孔内に菌を培養するキクイムシ、アリの巣で生活するクロシジミなどシジミチョウの幼虫やハネカクシなどの甲虫などがある。また、シロアリはゴキブリに近縁であるが、ミツバチ以上に複雑な社会生活を形成しており、地上に巨大なすみか（シロアリの塔）を構築するような種類もある。

　昆虫の複雑な生態や行動は、一見それらが意志をもっているようにみえる。ファーブルが彼の『昆虫記』（1879～1907）のなかで擬人的にそれらの生活を描いたのは、むしろ自然であったと思われる。しかし、昆虫の脳の発達からも推定されるように、彼らの行動や生態が実は意志によるのでなく、反射運動の精巧な連鎖によって行われていることは注意されてよいであろう。フェロモンはこの意味で、昆虫の行動上に重要な役割を果たしているものといえる。

［中根猛彦］

昆虫の行動とフェロモン

フェロモンについては近年の研究によって多くのことが知られるようになった。雄のガが雌に誘引されることは古くからわかっていたが、これは雌の出す性フェロモンによることがカイコガをはじめ多くのガで明らかにされ、類によってはそれが2種の物質の混合で、種の間でその割合が違う場合や、近縁種が同じフェロモンを出すが、それぞれが他種の誘引を防ぐ物質を出す場合などが明らかにされた。ゴキブリが自身の排出物に集まるのは直腸から出る集合フェロモンによるものであり、キクイムシの雌はほかの個体を誘引する集合フェロモンを出すが、またその効果を止める抗集合フェロモンを出して余分な個体がこないようにしたりする。社会性の昆虫では集団生活を維持するため、その調節や規制がとくに重要になるが、仲間に餌のある場所や巣への道を教えるアリの足跡物質（道しるべフェロモン）、外敵に襲われたときに出して仲間を集めたり分散させたりする警報物質（警報フェロモン）、働きバチの性巣発育や王台（新女王幼虫の巣室）の形成を抑え新女王をつくらせないミツバチの女王物質などはよく知られたフェロモンである。シロアリでは階級の分化や集団内の構成員の比率を一定にすることなども一連のフェロモンによって調節されている。昆虫の出すこの種の物質にはほかの昆虫に対しても誘引あるいは防衛の作用などをするものもあり、さらにほかの生物、たとえば菌などが出す物質を生活のなかに巧みに取り入れているものもある。

　なお、昆虫の社会は、種族保存の役目や労働の分化が形態的にも現れており、一つの巣の構成員が多くは1匹の女王の子供であって、あたかも1個体の部分であるように行動する点で、高等動物の社会とはまったく異なっている。1巣の個体数は、大きな巣ではシロアリの場合など300万を超えるといわれている。

［中根猛彦］

昆虫の発音

昆虫の発音は、夏のセミ、秋の鳴く虫でよく知られていて、季節の風物として話題になるが、このほかにも多くの昆虫が発音することがわかっている。鳴く虫は普通、左右の前ばねをこすり合わせ、はねの脈にある刻み目（やすり）や顆粒(かりゅう)列の摩擦によって発音し、膜部に共鳴させるが、ナキイナゴなどのバッタ類では、はねと後肢にある突起列の摩擦で発音する。セミは腹の基部内にあるV字形の発音筋を伸縮させて発音膜を振動させ、腹腔や腹弁を共鳴させる。このほか半翅類や甲虫類などにも摩擦によって発音するものが広くみいだされており、幼虫期に発音するものもある。はねの振動によって発音する昆虫は双翅類のハエ、アブ、カなどや、膜翅類のハチ、バッタ類が身近なものであるが、コガネムシなど甲虫類やカメムシ類もかなりの音を出す。ほかにシバンムシの一部のように頭で壁面をたたくようなものもある。チャタテムシも、その名が、虫の出すかすかな打撃音に基づくという。

［中根猛彦］

昆虫の発光

昆虫の発光では、ホタルがもっとも有名であって、腹部の後部に発光器があり、ルシフェリンがルシフェラーゼとマグネシウムの存在下で発光をおこすことが明らかにされている。明滅する機構やリズム、色調その他の生態的な面の研究もなされている。また、ホタル類は幼虫期も発光器をもっており、成虫が発光しないマドボタルなどの幼虫も発光する。このほか中央および南アメリカに分布するヒカリコメツキ類Pyrophorusは、前胸の両側と腹部に光の色の違う発光器をもち、よく光ることで知られる。また、半翅類のハゴロモの1種は頭に発光器があり、洞穴性のキノコバエのある種の幼虫や一部のトビムシは体全体が光るという。

［中根猛彦］

分類

昆虫類は節足動物門の1綱として、頭、胸、腹の3部が区別され、触角が1対、肢(あし)が3対胸部にある点で他綱と分けられ、普通はねを2対もつことで特異であるが、原始的で、もともとはねがない5目は無翅(むし)亜綱として、普通はねのある有翅亜綱から区別されている。このうち、イシノミ目はシミ目に含められて4目とすることがある。しかし、無翅の5目（あるいは4目）は互いに明らかに体制が異なり、シミ目が有翅類のカゲロウとやや近いほかは、他の4目（あるいは3目）はかなり類縁が遠いものと考えられ、近年は六脚類Hexapodaという上綱を設け、無翅の4目をそれぞれ綱として昆虫綱と同格に扱う学者もある。有翅亜綱は、はねの芽が幼期に現れ、不完全変態をする外翅類（不完全変態類）と、幼虫が成虫とまったく異なり、完全変態をする内翅類（完全変態類）とに分けられるが、またはねの構造などから、はねを畳むときは垂直に真上に立て、腹部上に畳めない旧翅群と、休止のときはねを腹部の上に畳むことができる新翅群に分け、さらに新翅群を、翅脈、とくに後ろばね内方の翅垂片とその脈の多いか単一かなどの特徴により、多新翅群、準新翅群、貧新翅群（内翅類に相当する）に区分する方式も提唱されていて、一部これを採用することも多い。

　なお、近年、昆虫の分類ではネジレバネ目を甲虫目に包含することがある。また、脈翅目は広翅目、ラクダムシ目、扁翅(へんし)目に分割することがある。

［中根猛彦］

人間生活との関係

現代の都市では昆虫の姿を見ることが少なくなったが、人類が地上に現れたときはすでに昆虫は世界中の陸地に広がって繁栄していた。昆虫はつねに人間の身近にいて、その生活に深くかかわってきた。それは人間の食料にもなり、生活に利用されもしたが、一方では直接間接に人間に被害を与える生物であり、人類の歴史は昆虫との戦いの歴史とさえいわれるほどの敵でもあった。

［中根猛彦］

有用昆虫

(1)食用・薬用の昆虫　現代人にはあまり知られていないが、昔は人間にとって昆虫も重要な食料であった。日本の農村でも戦前はイナゴが重要なタンパク源の一つであったし、長野県のような山地帯では名産として知られているハチの子（クロスズメバチ類の幼虫と蛹(さなぎ)）をはじめ、テッポウムシ（カミキリムシ類の幼虫）、ゲンゴロウ、ガムシ、カイコの蛹、コウモリガやメイガなどの幼虫と蛹、タガメの卵、セミ、カマキリ、ケラ、コオロギ、カワゲラやカゲロウなど水生の幼虫、トンボなどが食用として利用されてきた。海外でもアメリカ・インディアンがテンマクケムシなどのケムシやイモムシ、バッタ類、水生昆虫やその卵、ハエの蛹などいろいろな昆虫を食用にしていたことが知られている。現在でも東南アジア地域ではタガメの干物や食糞(しょくふん)コガネムシ、その他いろいろな昆虫やクモが市場で売られているという。アフリカやオーストラリアなど熱帯域の原住民の間ではアリ、シロアリ、ミツバチなども重要な食料となっている。ミツバチの蜜(みつ)は砂糖が食用になる前の時代まではもっとも甘い食物として珍重され、養蜂(ようほう)もエジプトや中国などで古くから行われていた。蜂蜜(はちみつ)は食用のほか薬としても用いられてきたが、近年は働きバチの出すロイヤルゼリーも精力剤として売り出されている。現在はほとんど使われないが薬用として利用された昆虫も少なくなく、たとえば、孫太郎(まごたろう)虫（ヘビトンボの幼虫）は子供の疳(かん)の薬として名高く、イナゴ、ゴキブリ、トンボ、カイコの糞なども薬用に使われた。戦後も九龍虫(きゅうりゅうちゅう)（キュウリュウゴミムシダマシ）が強精剤になるとして生(なま)で飲むことが流行したことがある。

(2)昆虫生産物の利用　ミツバチと並び、古くから人間によって飼養された昆虫にカイコがある。養蚕は中国で始められたもので、ヨーロッパや日本にも伝えられ、とくに日本では人工繊維が開発されるまで重要な産業の一つであった。生産量は現在では減少したが、繭からつくられる絹糸は人工にないよさが賞用されている。以前はテグスサン、クスサンなどのガの糸は釣り糸として不可欠のものであり、ヤママユ、サクサン、エリサンなどのガの糸も種々の用途があったが、現在ではナイロン糸の出現によってほとんど使用されなくなった。産業的に利用されてきた昆虫には、このほか、ラッカーの原料となるラックカイガラムシ、カーミン（赤い色素）や臙脂(えんじ)色の染料の原料であるコチニールカイガラムシ、タンニンの原料になるヌルデミミフシ（虫こぶ）をつくるフシバチなどがあり、ゲンセイやマメハンミョウからは発泡剤のカンタリジンが抽出される。しかし、科学の進歩はこれらの薬品を人工の合成物質に置き換えていく状況にある。

(3)天敵の利用　人間の生活に直接間接に被害を与える昆虫は害虫とよばれ、多くの種類があり、これらの防除は農林業をはじめ種々の方面で重要な課題である。害虫を捕食したり、それに寄生して、減少ないしは絶滅させる動植物が天敵であるが、天敵にも昆虫がきわめて多い。そこでこれらの昆虫を害虫駆除に利用することが以前から行われている。ベダリヤテントウが、ミカン類につくイセリヤカイガラムシの駆除のために輸入されて成功したことは有名である。また、戦後にもミカン類の大害虫ルビーロウムシの駆除にルビーアカヤドリコバチが有力な天敵であることがみいだされ、きわめて効果的であった。DDTから始まった殺虫剤の開発と普及で、戦後の一時期は害虫駆除の重点が主として農薬の散布に置かれていたが、薬害により鳥類や果樹などの花粉の媒介に必要なハナバチやハナアブが激減し、害虫の薬剤に対する抵抗性増大や、農薬による土地や水の汚染などの問題がおこった結果、天敵の重要性がふたたび注目され、その増殖や放飼(ほうし)が行われている。

［中根猛彦］

害虫

(1)衛生害虫と農業害虫　昆虫のなかには直接人間や家畜を襲って吸血するカ、ブユ、サシバエ、アブ、ノミ、シラミなどの害虫があり、血を吸うだけでなく、病原を媒介することで有名なものも少なくない。たとえば、マラリアのハマダラカ、日本脳炎のコガタアカイエカ、睡眠病のツェツェバエ、ペストのネズミノミなどがそれである。血を吸うのではないが、イエバエ、キンバエ、ゴキブリなどは食物や汚物に集まるので病原の伝播(でんぱ)や媒介の可能性が高い。これらはまとめて衛生害虫とよばれるものである。

　家畜や家禽(かきん)に寄生するものは一面で農業害虫ともいえるが、衛生害虫でもある。一方で人類が耕作を始めてから、数多くの昆虫が周囲の野草から作物へ移って繁殖し農業害虫となった。とくにこれらによる害は主食植物の場合は重要で、イネにつくニカメイガ、トビイロウンカ、ツマグロヨコバイなどはよく知られており、最近日本に入ったイネミズゾウムシなども注目されている。ジャガイモの害虫オオニジュウヤホシテントウ、海外で大害を与えているコロラドハムシなども有名な例である。穀類や食料が貯蔵されるようになって、それらを加害する昆虫も現れた。コクゾウムシ、コクガ、コクヌストモドキ、マメゾウムシなどがその例である。このような害虫は本来野外で穀類やマメ類を食していたものもあるが、他のものから転移したものもあるであろう。このほか作物の根を害するもの、蔬菜(そさい)を害するもの、果樹を害するものなどきわめて広範囲にわたり、林業上の害虫にもマイマイガなどのように樹葉を食べるもの、キクイムシなどのように幹や枝に食い入るものなど多数に上る。家材や家具を害するシバンムシ、シロアリなど、干魚や皮革に加害するカツオブシムシ、生薬などの害虫であるジンサンシバンムシなどいろいろのものが知られている。

(2)害虫の防除　人間にとって長年にわたる課題であるが、戦後多くの殺虫剤がつくりだされた。初期に画期的と思われる効果があったDDTやBHCなどは害虫駆除に大きな貢献をしたが、一方では人間に対する毒性や環境の汚染、害虫の抵抗性獲得など種々の問題を生じ、次々と使用が中止され、現在用いられているのは有機リン系では、低毒性のスミチオン、マラソンなどのほか、カーバメート系のカルバリル、プロポキサー、ピレトリン系のアレスリンなどと、植物から得られるピレトリン（除虫菊）、ロテノン（デリス根）、ニコチン（タバコ）である。このほか、害虫の性フェロモンを用いて誘引したり、発生を予察したりして、駆除する方法、フェロモンや変態ホルモンを散布して生殖活動や発生を乱す方法なども試みられている。天敵の利用による防除は前にも触れたが、昆虫に感染または寄生する微生物を用いる害虫駆除も行われている。たとえば、アメリカでは日本から侵入したマメコガネをバチルス・ポピライアBacillus popilliaeという細菌を用いて駆除しており、バチルス・トーリンギエンシスB. thuringiensisは製剤（BT剤）として鱗翅(りんし)類の害虫を駆除するのに用いられている。

　最近では、ミカンコミバエなどで成功しているように、このハエを大量飼育し、雄に放射線を照射して不妊化し、これを放し飼いして野外の雌が子孫を残さぬようにする方法も実施されている。このように害虫の防除はあらゆる可能な方法が研究されているが、害虫はもともと人間がつくりだしたものである。人間と昆虫との争いは今後も続くことであろう。

［中根猛彦］

採集と観察

研究のため昆虫を調べるには、まず採集して観察する必要がある。もっとも一般的な採集道具は、捕虫網、殺虫管または毒壺(つぼ)、三角紙とその容器で、目的とする昆虫によっては吸虫管、ピンセット、幼虫採集瓶が必要になる。

　チョウは捕虫網でとらえ、網の口を下にし、網の外から胸部を指で押して弱らせ、はねに触れないように注意して三角紙に移すが、ほかの虫は殺虫管に入れる。殺虫管の底には酢酸エチルを脱脂綿かティシュペーパーにしませて入れるのが安全であるが、ガやハエなどは底に青酸カリを入れ、綿や石膏(せっこう)で押さえたものがよい。管にはまた、細く切った紙片か細い葉を入れておくと、虫が中でかみ合ったりしない。軟弱な虫は70～80％のアルコールに浸(つ)けるほうがつぶれないでよいだろう。昆虫はあらゆる場所にいるので、草木の花、実、葉、幹、枝、樹皮下、枯れ木、薪(まき)、キノコ、コケ、動物の死体、糞(ふん)、石や倒木の下、落ち葉の中などいろいろな所を注意してみる必要がある。樹葉上や枝にいる虫の採集には、たたき網を下に広げ、棒で枝をたたいて網上に虫を落として吸虫管で吸い込むのが効果的である。水生昆虫の採集は水網を使用し、草原などの虫の採集はじょうぶな網ですくって歩くのがよい。トンボなど速く飛ぶ虫をとるには網目の粗い捕虫網が採集しやすく、高い梢(こずえ)を飛ぶチョウや高いところの花にくる虫には継ぎ竿(ざお)式の捕虫網が便利である。

　ガをはじめ夜行性の虫は夜間採集を行うのがもっとも効果的である。この方法は、展望のきく場所に白布を垂直に吊(つ)るし、その前にアセチレン灯や蛍光灯を下げるのであるが、近年は紫外線を多く出すブラックライトがよく用いられる。街灯や照明の明かりにも注意するとよい。地表性の虫の採集には、紙コップや空き缶を口のところまで地面に埋め、底に糖蜜(とうみつ)（黒砂糖と焼酎(しょうちゅう)を混ぜ、酢を少量加えて煮たもの）を入れて虫を誘引するトラップ法がよく用いられ、糖蜜のかわりに腐肉や糞などを用いる方法もある。このほか土壌や落ち葉の中にすむ小昆虫やダニなどを集めるのに漏斗(ろうと)型のトゥルグレン装置、ハエやハチなどよく飛ぶ虫をとらえるのにかすみ網式のマレーズトラップが用いられる。

　なお、採集は単なる愛玩(あいがん)や収集趣味など、研究目的以外は慎まなければならない。安易な採集による乱獲は、自然界の生態系を破壊させる要因となることが指摘されている。したがって、近年の教育学習では自然観察やカメラによる記録が奨励されている。

［中根猛彦］

標本作成

採集した昆虫は標本にして保存するのであるが、それにはデータが必要である。採集地、採集年月日、採集者、わかれば食草、宿主などをラベルに書き込んで、昆虫を刺した針につけておけばよい。

　チョウ、ガ、ハエ、アブ、ハチなどの標本ははねを水平に広げるほうがよいが、これには展翅(てんし)が必要である。胸の中央に垂直に昆虫針を刺し通し、展翅板の溝に刺してはねの根元を板の高さにそろえ、はねを広げて紙テープで板上にはねを押さえるのであるが、原則として前ばねの後縁を溝と直角に、左右一直線にし、チョウ、ガでは後ろばねの前縁をすこし前ばねと重ね下側に入れるが、ハチでは前後のはねを連結する鉤(かぎ)があるので、つなげて展翅する。トンボははねを畳んだまま横向きにしてもよいが、展翅するときは後ろばね前縁を体と直角にしたほうが形がよい。一般に古くて硬くなったものを展翅するには軟化が必要で、缶の底に防腐剤を加えた水で湿らせた砂か脱脂綿を敷き、その上に2～3日置いて軟らかになってから展翅する。チョウの場合は湯を胸部に注射する速成軟化法もある。採集後すぐ冷凍したものは解凍すると展翅できるが、腐食が早いので長期間保存することはできない。展翅を必要としない甲虫やバッタなどは、必要があればコルク板や多泡性樹脂板の上に留め、留め針を用いて肢の形を整えておいて乾燥させるとよい。乾燥してから虫を適当な高さまであげるが、だいたい昆虫針の高さの上から3分の1ぐらいがよい。虫の高さはそろえたほうが多く並べたとききれいにみえる。小さい虫は長方形や長三角形に切った台紙の先に貼(は)り付けるか、待ち針形の虫ピンとよばれる微針で虫を刺し、さらに多泡性ポリエチレンやコルクの小片の一端に針を通し、他の一端に別の針を刺して固定させる。針を刺すと破損しやすいものは台紙に貼るほうが安全である。虫の高さやラベルの高さを決めるために段になった平均台というものがある。普通、昆虫針を刺すのは胸の中央であるが、甲虫では右上ばねの前のほうに刺すのが普通である。

　内臓が腐りやすい大形のトンボやバッタなどは、首のところから先の細長いピンセットを刺し入れ、内臓を抜き取り、トンボは竹串(たけぐし)、松葉、ウマの毛などを刺し込んでおき、バッタなどは脱脂綿を詰めておくとよい。内臓を除くのに、腹部の大きいものはその両側の溝を切り開く方法もある。

　幼虫はアルコール浸(づ)けにするのが普通であるが、大形のものは内臓を体の後端からもみ出し、そこへガラス管の先を当てて空気を暖めながら吹き込んで乾燥させる方法もある。データのラベルは虫体の下方に刺し、種名を書いたラベルはその下に刺す。アルコール浸け標本の場合は瓶にラベルを貼るか、中に入れるが、鉛筆で書くか、または墨や製図インクを使わないと、ぬれたとき消えてしまう。

　標本は標本箱に並べて刺して保存するが、箱は密閉できる木箱がよく、底に厚めの軟コルク板か多泡性ポリエチレン板を接着する。虫やカビの害を防ぐにはナフタレンかパラジクロルベンゼンを入れるが、前者は長もちするが殺虫力はなく、後者は殺虫力はあるが早く消耗する。標本は日光によって色がさめるので、なるべく光を避けたほうがよい。

［中根猛彦］

飼育

飼育は生態の観察や生活史を調べるのに必要な方法であるが、鳴く虫なども観賞用に飼育される。飼育にはその状態をできるだけ野外の環境に近くすることがたいせつである。昆虫の生活は種類によって違うので、飼育もそれにあわせ、たとえば葉を食べる虫は、金網を張った飼育箱内に水差しに食草を刺して入れ、水差しの口には虫が落ちないように綿などを詰める。蜜や樹液を吸う虫には薄めた蜂蜜(はちみつ)や砂糖水、スイカなどを与え、適当な足場をつくる。水分の補給には脱脂綿に水を含ませたり、リンゴなど果実を切って入れると、食肉性の虫の場合にもよい。霧を吹いてやるのもよいが、水分が多くなりすぎるとカビが発生して失敗する。物陰に隠れる性質の虫には木片や石で隠れ場所をつくったり、草を植えてやるのもよい。地中にすむアリなどは土を余分に入れ、容器の下方を黒い布などで包む。小さい容器は直射日光の下では温度が高くなるので、日光にさらすのは避ける必要がある。飼育は根気のいるもので、つねに注意を怠らないことが肝要である。

［中根猛彦］

昆虫関係の施設

昆虫標本の展示はおもに博物館にあるが、生きた昆虫はインセクタリウム（昆虫園、昆虫館）で展覧している。後者では東京にある多摩動物公園の昆虫園や豊島(としま)園の飼育施設がある。研究機関は博物館のほか、大学の昆虫学研究室、国や県の農業試験場、林業試験場などがあり、また、衛生昆虫は国立感染症研究所、国や県の衛生研究所で研究されている。

［中根猛彦］

『八木誠政著『昆虫学本論』（1957・養賢堂）』▽『井上寛・中根猛彦他著『原色昆虫大図鑑』全3巻（1959・北隆館）』▽『伊藤修四郎・中根猛彦編『原色日本昆虫図鑑』上下（改訂版・1977・保育社）』▽『松本義明他著『昆虫の科学』（1978・朝倉書店）』

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