Hmyz

Anatomie hmyzu A- hlava B- hrudník C- břicho

Odhady celkového počtu současných druhů, včetně těch, které věda dosud nezná, se pohybují od dvou milionů do padesáti milionů, přičemž novější studie se přiklánějí k nižšímu číslu, a to asi šest až deset milionů. Dospělý současný hmyz se pohybuje ve velikostech od 0,139 mm (0,00547 palce) víly (Dicopomorpha echmepterygis) až po 55,5 cm (21,9 palce) dlouhý tyčkový hmyz (Phobaeticus serratipes). Nejtěžším doloženým hmyzem byl Weta obří (70 g, 2,5 oz), ale mezi další možné kandidáty patří brouci Goliathus goliatus, Goliathus regius a brouci rodu Cerambycid, například Titanus giganteus, i když nikdo si není jistý, který je skutečně nejtěžší.

Studium hmyzu (z latinského insectus, což znamená „rozřezaný na části“) se nazývá entomologie, z řeckého εντομον, což rovněž znamená „rozřezaný na části“.

Hmyz má článkovaná těla podepřená exoskeletem, tvrdým vnějším obalem tvořeným převážně chitinem. Tělesné segmenty jsou rozděleny do tří částí neboli tagmat: hlava, hrudník a břicho. Hlava nese pár smyslových tykadel, pár složených očí, jedno až tři jednoduché oči („ocelli“) a tři sady různě modifikovaných přívěsků, které tvoří ústní ústrojí. Hrudník má šest nohou (po jednom páru prothorax, mesothorax a metathorax, které tvoří hrudní koš) a dvě nebo čtyři křídla (pokud jsou u druhu přítomna). Na břiše (tvořeném jedenácti segmenty, z nichž některé mohou být redukované nebo srostlé) je většina vnitřních struktur trávicího, dýchacího, vylučovacího a rozmnožovacího ústrojí.

Jejich nervovou soustavu lze rozdělit na mozek a břišní nervovou soustavu. Hlavové pouzdro (tvořené šesti srostlými segmenty) má šest párů ganglií. První tři páry jsou srostlé s mozkem, zatímco následující tři páry jsou srostlé se strukturou zvanou subesofageální ganglion.

Hrudní segmenty mají na každé straně jedno ganglion, která jsou spojena do páru, jeden pár na segment. Toto uspořádání je patrné i na břiše, ale pouze u prvních osmi segmentů. Mnoho druhů hmyzu má redukovaný počet ganglií v důsledku fúze nebo redukce. Někteří švábi mají v břišní části pouze šest ganglií, zatímco vosa Vespa crabro má v hrudním koši pouze dvě a v břišní části tři. A některé, jako například moucha domácí Musca domestica, mají všechna tělní ganglia srostlá do jediného velkého hrudního ganglia.

Dýchání a krevní oběh

Hmyz dýchá bez plic, místo toho má systém vnitřních trubic a váčků, kterými plyny buď difundují, nebo jsou aktivně čerpány a přivádějí kyslík přímo do tělesných tkání (viz Trachea bezobratlých). Protože kyslík je dodáván přímo, nepoužívá se k jeho přenosu oběhový systém, který je proto značně redukován; nemá žádné uzavřené cévy (tj. žádné žíly ani tepny) a skládá se pouze z jediné perforované hřbetní trubice, která peristalticky pulzuje a pomáhá tak cirkulaci hemolymfy uvnitř tělní dutiny.

Většina vyššího hmyzu má dva páry křídel umístěné na druhém a třetím hrudním článku. Hmyz je jediným bezobratlým živočichem, u něhož se vyvinul let, který hraje důležitou roli v jeho úspěchu. Okřídlený hmyz a jeho bezkřídlí příbuzní tvoří podtřídu Pterygota. Let hmyzu není příliš dobře prozkoumán, protože se do značné míry spoléhá na turbulentní aerodynamické účinky. Primitivní skupiny hmyzu používají svaly, které působí přímo na strukturu křídel. Pokročilejší skupiny tvořící Neoptera mají skládací křídla a jejich svaly působí na hrudní stěnu a křídla pohánějí nepřímo. Tyto svaly jsou schopny se na každý jednotlivý nervový impuls několikrát stáhnout, což umožňuje křídlům bít rychleji, než by bylo běžně možné (viz let hmyzu).

Jejich vnější kostra, kutikula, se skládá ze dvou vrstev: epikutikuly, což je tenká a voskovitá vnější vrstva odolná vůči vodě, která neobsahuje chitin, a další vrstvy pod ní, zvané prokutikula. Ta je chitinová a mnohem silnější než epikutikula a má dvě vrstvy, z nichž vnější je exokutikula a vnitřní endokutikula. Pevná a pružná endokutikula je tvořena četnými vrstvami vláknitého chitinu a bílkovin, které se vzájemně kříží v sendvičovém uspořádání, zatímco exokutikula je tuhá a sklerotizovaná. U mnoha druhů hmyzu s měkkými těly, zejména u larválních stadií (např. housenek), je exokutikula značně redukována.

Páření vznášedel v letu

Většina hmyzu se líhne z vajíček, ale ostatní jsou vejcorodí nebo živorodí a všichni procházejí řadou líhnutí, jak se vyvíjejí a rostou. Tento způsob růstu je nutný kvůli nepružnému exoskeletu. Línání je proces, při němž jedinec uniká z těsného exoskeletu, aby se zvětšil, a poté si vypěstuje nový a větší vnější obal. U některých druhů hmyzu se mláďata nazývají nymfy a mají podobnou podobu jako dospělci s tím rozdílem, že křídla jsou vyvinuta až ve stadiu dospělce. Tomu se říká neúplná metamorfóza a hmyz, který ji vykazuje, se označuje jako hemimetabolous. Holometabolní hmyz vykazuje úplnou metamorfózu, která odlišuje Endopterygota a zahrnuje mnoho nejúspěšnějších skupin hmyzu. U těchto druhů se z vajíčka vylíhne larva, která má zpravidla podobu červa a lze ji rozdělit do pěti různých forem: eruciformní (podobná housence), scarabaeiformní (housenka), campodeiformní (protáhlá, zploštělá a aktivní), elateriformní (drátovci) a vermiformní (larva). Larva roste a nakonec se z ní stane kukla, u některých druhů uzavřená v kokonu. Existují tři typy kukel: obtect (kukla je kompaktní s uzavřenými nohami a dalšími přídatnými orgány), exarate (kukla má nohy a další přídatné orgány volné a roztažené) a coarctate (kukla se vyvíjí uvnitř larvální pokožky). Ve stádiu kukly se hmyz značně změní a vyvine se jako dospělý jedinec neboli imago. Příkladem hmyzu, který prochází kompletní metamorfózou, jsou motýli. U některých druhů hmyzu se vyvinula dokonce hypermetamorfóza.

U některých druhů hmyzu (parastické vosy) se vyskytuje polyembryonie, kdy se jediné oplozené vajíčko může rozdělit na mnoho a v některých případech i na tisíce samostatných embryí. Mezi další vývojové a reprodukční odchylky patří haplodiploidie, polymorfismus, pedomorfóza (metatetyl a protetyl), pohlavní dimorfismus, partenogeneze a vzácněji hermafroditismus.

Hnědý loupežník se svou kořistí, vznášivkou obecnou

Mnoho druhů hmyzu má velmi citlivé a/nebo specializované vnímací orgány. Některý hmyz, například včely, dokáže vnímat ultrafialové vlnové délky nebo detekovat polarizované světlo, zatímco tykadla samců můr dokáží detekovat feromony samiček můr na vzdálenost mnoha kilometrů. Existuje výrazná tendence ke kompromisu mezi ostrostí zraku a ostrostí chemického nebo hmatového vnímání, takže většina hmyzu s dobře vyvinutýma očima má redukovaná nebo jednoduchá tykadla a naopak. Existuje celá řada různých mechanismů, kterými hmyz vnímá zvuk, a v žádném případě to není univerzální; obecně však platí, že pokud hmyz dokáže zvuk produkovat, pak ho také slyší, i když rozsah frekvencí, které slyší, je často poměrně úzký (a může být ve skutečnosti omezen pouze na frekvence, které sám produkuje). Některé noční můry mohou vnímat ultrazvukové emise netopýrů, což jim pomáhá vyhnout se predátorům. Některý dravý a parazitický hmyz dokáže rozpoznat charakteristické zvuky vydávané jeho kořistí/hostitelem. Krev sající hmyz má zvláštní smyslové struktury, které dokáží detekovat infračervené emise a využívají je k vyhledávání svých hostitelů.

Sensillae: smyslové struktury hmyzu

Většina hmyzu žije v dospělosti krátce a jen zřídka se stýká s jinými druhy, kromě páření nebo soupeření o partnery. Malý počet hmyzu vykazuje určitou formu rodičovské péče, kdy přinejmenším hlídá svá vajíčka a někdy pokračuje v hlídání svých potomků až do dospělosti, případně je i aktivně krmí. Další jednoduchou formou rodičovské péče je stavba hnízda (nory nebo skutečné stavby, která může být jednoduchá nebo složitá), uložení zásob a nakladení vajec na tyto zásoby. Dospělý jedinec není v kontaktu s rostoucím potomkem, ale přesto mu poskytuje potravu. Tento druh péče je typický pro včely a různé druhy vos.

Několik takovýchto druhů hmyzu má také dobře vyvinutý smysl pro číslo, a to mezi samotářskými vosami, které se živí jediným druhem kořisti. Vosí matka klade vajíčka do jednotlivých buněk a každé vajíčko zásobuje určitým počtem živých housenek, kterými se mláďata po vylíhnutí živí. Některé druhy vos poskytují vždy pět, jiné dvanáct a další až dvacet čtyři housenek na buňku. Počet housenek se u jednotlivých druhů liší, ale je vždy stejný pro každé pohlaví larev. Sameček samotářské vosy rodu Eumenes je menší než samička, takže matka jednoho druhu mu dodává pouze pět housenek; větší samička dostává do buňky deset housenek. Jinými slovy, dokáže rozlišit jak čísla pět a deset u housenek, které poskytuje, tak to, ve které buňce se nachází samec nebo samice.

Termití mohyla tvořená termitem katedrálním

Společenský hmyz, jako jsou termiti, mravenci a mnohé včely a vosy, je nejznámějším druhem eusociálních živočichů. Žijí společně ve velkých dobře organizovaných koloniích, které mohou být tak těsně propojené a geneticky podobné, že kolonie některých druhů jsou někdy považovány za superorganismy. Někdy se tvrdí, že různé druhy včel medonosných jsou jedinými bezobratlými živočichy (a dokonce jednou z mála skupin, které nejsou lidmi), u nichž se vyvinul systém abstraktní symbolické komunikace (tj. chování, které slouží k vyjádření a předání konkrétní informace o něčem v prostředí), nazývaný „taneční jazyk“ – úhel, pod kterým včela tančí, představuje směr vzhledem ke slunci a délka tance představuje vzdálenost, kterou je třeba uletět.

Pouze hmyz, který žije v hnízdech nebo koloniích, vykazuje skutečnou schopnost jemné prostorové orientace neboli „navádění“ – ta však může být poměrně sofistikovaná a umožňuje hmyzu neomylně se vrátit k jedinému otvoru o průměru několika milimetrů mezi tisíci zdánlivě stejných otvorů seskupených dohromady, a to po cestě dlouhé až několik kilometrů a (v případech, kdy hmyz hibernuje) i rok poté, co si danou oblast naposledy prohlédl (jev známý jako filopatrie). Několik druhů hmyzu migruje, ale to je rozsáhlejší forma navigace, která často zahrnuje pouze velké, obecné oblasti (např. zimoviště motýla monarchy).

Výroba světla a vidění

U několika druhů hmyzu, zejména u brouků z čeledi Lampyridae, se vyvinuly orgány generující světlo. Jsou také schopni ovládat generování světla a vytvářet záblesky a některé druhy využívají světlo k přilákání partnerů.

Většina hmyzu s výjimkou některých druhů cvrčků žijících v jeskyních je schopna vnímat světlo a tmu. Mnoho druhů má ostrý zrak schopný rozpoznat nepatrné pohyby. Mezi oči patří jednoduché oči neboli ocelli i složené oči různých velikostí. Mnoho druhů je schopno vnímat světlo v infračerveném a ultrafialovém spektru i ve vlnových délkách viditelného světla. U mnoha druhů bylo prokázáno barevné vidění.

Tvorba zvuku a sluch

Hmyz byl prvním organismem, který vydával zvuky a vnímal je. Zvuky vydává hmyz převážně mechanickým působením přívěsků. U lučních koníků a cvrčků je to stridulování. Cikády vydávají nejhlasitější zvuky mezi hmyzem a mají speciální úpravy těla a svalstva, které jim umožňují vydávat a zesilovat zvuky. U některých druhů, například u cikády africké Brevisana brevis, byla naměřena hlasitost 106,7 decibelů na vzdálenost 50 cm. Některé druhy hmyzu, jako např. moták lužní, slyší ultrazvuk, a když vycítí, že je netopýři detekují, podniknou úhybné manévry. Některé můry produkují cvakání a dříve se mělo za to, že jejich úlohou je rušit echolokaci netopýrů, ale následně se zjistilo, že je produkují hlavně nechutné můry, aby netopýry varovaly, stejně jako se používá varovné zbarvení vizuální. Tato volání vydávají i jiné můry, které se podílejí na mimikry.

Velmi slabé zvuky vydávají také různé druhy motýlů (Lepidoptera), brouků (Coleoptera) a blanokřídlých (Hymenoptera), většinou pohybem křídel nebo třením v kloubech přívěsků.

Většina hmyzu, který vydává zvuky, má také bubínky, kterými může vnímat zvuky šířící se vzduchem. Většina hmyzu je také schopna vnímat vibrace přenášené substrátem. Komunikace pomocí vibračních signálů přenášených substrátem je mezi hmyzem rozšířená z důvodu omezení velikosti při vydávání zvuků přenášených vzduchem. Hmyz nemůže účinně produkovat nízkofrekvenční zvuky a vysokofrekvenční zvuky mají tendenci se více rozptylovat v hustém prostředí (např. listí), takže hmyz žijící v takovém prostředí komunikuje především pomocí vibrací přenášených substrátem. Mechanismy produkce vibračních signálů jsou stejně rozmanité jako mechanismy produkce zvuků u hmyzu.

Madagaskarský šváb syčivý dokáže vytlačit vzduch skrz chlopně a vydávat syčivý zvuk a jestřábník smrtihlav vydává skřípavý zvuk tím, že vytlačuje vzduch z hltanu.

Kromě používání zvuku ke komunikaci se u řady druhů hmyzu vyvinuly i chemické komunikační prostředky. Tyto chemické látky, označované jako semiochemikálie, jsou často odvozeny z rostlinných metabolitů, včetně těch, které mají za úkol přitahovat, odpuzovat a poskytovat další druhy informací. Zatímco některé chemické látky jsou zaměřeny na jedince téhož druhu, jiné se používají ke komunikaci mezi druhy. Zvláště dobře je známo, že používání pachů se vyvinulo u sociálního hmyzu.

Hmyz je jedinou skupinou bezobratlých, u které se vyvinul let. Vývoj hmyzích křídel je předmětem diskusí. Někteří zastánci se domnívají, že křídla jsou para-notálního původu, zatímco jiní navrhují, že jde o modifikované žábry. V karbonském období měly některé vážky rodu Meganeura až 50 cm široké rozpětí křídel. Bylo zjištěno, že výskyt gigantického hmyzu odpovídá vysokému obsahu atmosférického kyslíku. Procento kyslíku v atmosféře zjištěné ze vzorků ledových jader dosahovalo až 35 % oproti současným 21 %. Dýchací soustava hmyzu omezuje jeho velikost, avšak vysoký obsah kyslíku v atmosféře umožňoval větší rozměry. Největší dnešní létající hmyz je mnohem menší a patří k němu několik druhů můr, například můra atlaská a bílá čarodějka (Thysania agrippina).

Let hmyzu je v aerodynamice předmětem velkého zájmu, mimo jiné proto, že teorie ustáleného stavu nedokážou vysvětlit vztlak, který vytvářejí drobná křídla hmyzu.

Kromě letu s pohonem se mnoho menších druhů hmyzu šíří také pomocí větru. Patří mezi ně i mšice, které jsou často přenášeny na velké vzdálenosti nízkými proudy.

Mnoho dospělých jedinců hmyzu používá k chůzi šest končetin a osvojilo si trojnožku. Tripedální chůze umožňuje rychlou chůzi a zároveň stabilní postoj a byla podrobně studována u švábů. Nohy se střídavě dotýkají země v trojúhelnících. Při prvním kroku se prostřední pravá noha a přední a zadní levá noha dotýkají země a posouvají hmyz vpřed, zatímco přední a zadní pravá noha a prostřední levá noha se zvedají a posouvají vpřed do nové polohy. Jakmile se dotknou země a vytvoří nový stabilní trojúhelník, mohou být ostatní nohy postupně zvednuty a přeneseny dopředu atd.

Nejčistší forma tripedální chůze se objevuje u hmyzu pohybujícího se rychlostí a je znázorněna na gifové animaci berušky sedmipuntíkové (Coccinellidae, Coccinella septempunctata). Tento typ lokomoce však není rigidní a hmyz si může přizpůsobit různé chůze; například při pomalém pohybu, otáčení nebo vyhýbání se překážkám se mohou země dotýkat čtyři nebo více nohou. Hmyz může svou chůzi přizpůsobit také tomu, aby se vyrovnal se ztrátou jedné nebo více končetin.

Švábi patří k nejrychlejším hmyzím běžcům a v plné rychlosti skutečně běží dvojnožci, aby dosáhli vysoké rychlosti úměrné velikosti svého těla. Protože se švábi pohybují extrémně rychle, je k odhalení jejich chůze zapotřebí záznamu s rychlostí několika set snímků za sekundu. Klidnější lokomoce studují vědci také u tyčinkovitého hmyzu Phasmatodea.

Několik druhů hmyzu se vyvinulo k chůzi po vodní hladině, zejména brouci z čeledi Gerridae, známí také jako vodní jezdci. Několik druhů rodu Halobates žije dokonce na hladině otevřených oceánů, což je prostředí, kde žije jen málo druhů hmyzu.

Chůze hmyzu je obzvláště zajímavá jako alternativní forma lokomoce k použití kol u robotů (Robot locomotion).

Plejtvák Notonecta glauca pod vodou, na kterém je vidět pádlo podobné adaptaci zadních končetin

Velké množství hmyzu žije buď část svého života, nebo celý život pod vodou. U mnoha řádů tráví nedospělá stádia života ve vodě, zatímco dospělci mají buď letecký, nebo suchozemský způsob života. Několik druhů tráví část svého dospělého života buď pod vodou, nebo nad vodou.

Mnohé z těchto druhů jsou přizpůsobeny k pohybu pod vodou. Vodní brouci a vodní brouci mají nohy uzpůsobené jako pádla. Některé larvy odonátů, jako např. naiady vážek, se rychle pohánějí násilným vypuzováním vody z rektální komory.

Některé druhy, jako například vodní jezdci, jsou schopny chodit po vodní hladině. Mohou tak činit proto, že jejich drápy nejsou na špičkách nohou jako u většiny hmyzu, ale jsou zapuštěny ve speciálním žlábku dále na noze; to zabraňuje tomu, aby drápy prorazily povrchovou vrstvu vody. Jiný hmyz, jako je např. brouk Stenus Rove, vylučuje slinné sekrety, které snižují povrchové napětí, což mu umožňuje pohybovat se po vodní hladině pomocí Marangoniho pohonu (popisuje se také německým termínem Entspannungsschwimmen).

Evoluce přinesla úžasnou rozmanitost hmyzu. Na obrázku jsou některé z možných tvarů tykadel.

Vztahy hmyzu k ostatním skupinám živočichů zůstávají nejasné. Ačkoli je tradičně řazen spíše do skupiny mnohonožek a stonožek, objevily se důkazy, které svědčí pro užší evoluční vazby s korýši. V teorii Pancrustacea tvoří hmyz spolu s Remipedií a Malacostracou přirozený klad.

Nejstarší definitivní zkamenělinou hmyzu je devonská Rhyniognatha hirsti, jejíž stáří se odhaduje na 396-407 milionů let. Tento druh měl již dikondilní čelisti, což je znak spojovaný s okřídleným hmyzem, což naznačuje, že se křídla mohla vyvinout již v této době. První hmyz se tedy pravděpodobně objevil již dříve, v období siluru.

Počátky letu hmyzu zůstávají nejasné, protože se zdá, že nejstarší známý okřídlený hmyz byl schopným letcem. Některý vyhynulý hmyz měl další pár křídel připojených k prvnímu segmentu hrudníku, celkem tři páry. Zatím nic nenasvědčuje tomu, že by hmyz byl obzvláště úspěšnou skupinou živočichů, než získal křídla.

Pozdně karbonské a raně permské hmyzí řády zahrnují jak několik současných velmi dlouhověkých skupin, tak řadu prvohorních forem. V tomto období dosahovaly některé obří formy vážek rozpětí křídel 55 až 70 cm, takže byly mnohem větší než jakýkoli žijící hmyz. Tento gigantismus mohl být způsoben vyšší hladinou kyslíku v atmosféře, která umožňovala vyšší účinnost dýchání ve srovnání s dneškem. Dalším faktorem mohl být nedostatek létajících obratlovců.

Většina současných řádů hmyzu se vyvinula v období permu, které začalo přibližně před 270 miliony let. Mnohé z prvních skupin vymřely během permsko-triasového vymírání, největšího hromadného vymírání v historii Země, asi před 252 miliony let.

Pozoruhodně úspěšní blanokřídlí se objevili již v křídě, ale své rozmanitosti dosáhli až později, v kenozoiku. Řada velmi úspěšných skupin hmyzu se vyvinula ve spojení s kvetoucími rostlinami, což je názorná ukázka koevoluce.

Mnoho moderních rodů hmyzu se vyvinulo během kenozoika; hmyz z tohoto období se často nachází zachovaný v jantaru, často v dokonalém stavu. Takové exempláře lze snadno porovnat s moderními druhy. Studium zkamenělého hmyzu se nazývá paleoentomologie.

Hmyz patřil mezi první suchozemské býložravce a působil na rostliny jako hlavní selekční činitel. Rostliny si proti tomuto herbivoru vyvinuly chemickou obranu a hmyz si zase vyvinul mechanismy, jak se vypořádat s rostlinnými toxiny. Mnoho druhů hmyzu využívá tyto toxiny k ochraně před svými predátory. A takový hmyz svou toxicitu inzeruje pomocí výstražných barev. Tento úspěšný evoluční vzorec využili také mimikry. Postupem času tak vznikly složité skupiny koevolučních druhů. Naopak některé interakce mezi rostlinami a hmyzem jsou prospěšné (viz opylování) a koevoluce vedla v takových systémech k vývoji velmi specifických mutualismů.

Syrfidová moucha na hroznovém hyacintu

Vážka modrá Orthetrum caledonicum

Tradiční systematika založená na morfologii zahrnuje do podčeledi Hexapoda čtyři skupiny – hmyz (Ectognatha), pružinovky (Collembola), Protura a Diplura, přičemž poslední tři skupiny jsou na základě internalizovaných ústních orgánů řazeny do skupiny Entognatha. Nadčelediové vztahy prošly s příchodem kladistických metod a genetických dat četnými změnami. Podle nedávné hypotézy jsou Hexapoda polyfyletická, přičemž třídy entognat mají oddělenou evoluční historii od třídy Insecta.

Jelikož se ukázalo, že mnoho tradičních taxonů založených na morfologii je parafyletických, je lepší vyhnout se používání termínů jako podtřída, nadtřída a infrařída a místo toho se zaměřit na monofyletické skupiny. Následující seznam představuje nejlépe podporované monofyletické skupiny pro hmyz (Insecta).

† označuje vyhynulý taxon.

Šestinožci (Insecta, collembola, diplura, protura)

Korýši (krabi, krevety, ostnokožci)

Arachnida (Pavouci, štíři a příbuzní)

Eurypterida (Mořští štíři: vyhynulí)

Xiphosura (Krabi podkováři)

Pycnogonida (Mořští pavouci)

Fylogenetický strom členovců a příbuzných skupin.

Paleoptera a Neoptera jsou okřídlené řády hmyzu, které od sebe odděluje přítomnost skleritů a svalstva, které u druhé skupiny umožňují skládat křídla naplocho přes břicho. Neoptera lze dále rozdělit na skupiny hemimetabolous (Polyneoptera a Paraneoptera) a holometabolous. Obzvláště obtížné se ukázalo objasnit meziřádové vztahy v rámci Polyneoptera. Bylo navrženo, aby Phasmatodea a Embiidina tvořily Eukinolabia. Mantodea, Blattodea a Isoptera jsou považovány za monofyletickou skupinu označovanou jako Dictyoptera. Ukázalo se, že Paraneoptera je příbuznější Endopterygota než zbytku Exopterygota. Nedávné molekulární zjištění, že tradiční řády vší Mallophaga a Anoplura jsou odvozeny z řádu Psocoptera, vedlo ke vzniku nového taxonu Psocodea.

Je docela pravděpodobné, že Exopterygota je parafyletická vůči Endopterygota. Mezi sporné záležitosti patří Strepsiptera a Diptera, které jsou na základě redukce jednoho z párů křídel řazeny do skupiny Halteria – toto stanovisko není v entomologické komunitě příliš podporováno. Neuropterida jsou často „házeni do jednoho pytle“ nebo „rozdělováni“ podle rozmaru taxonomů. V současnosti se má za to, že blechy jsou blízce příbuzné s boreálními mekoptérami. Mnoho otázek zůstává nezodpovězeno, pokud jde o bazální vztahy mezi endopterygotními řády, zejména Hymenoptera.

Vztah k ostatním členovcům

Ostatní suchozemští členovci, jako jsou stonožky, mnohonožky, štíři a pavouci, bývají někdy zaměňováni s hmyzem, protože jejich těla mohou vypadat podobně a mají (stejně jako všichni členovci) společný kloubový exoskelet. Při bližším zkoumání se však jejich znaky výrazně liší; především nemají šest nohou charakteristických pro dospělý hmyz.

Fylogeneze členovců na vyšších úrovních je stále předmětem diskusí a výzkumu.

Role v životním prostředí a lidské společnosti

Aedes aegypti, parazit a přenašeč horečky dengue a žluté zimnice

Mnoho druhů hmyzu je lidmi považováno za škůdce. Za škůdce se běžně považuje hmyz, který je parazitický (komáři, vši, štěnice), přenáší nemoci (komáři, mouchy), poškozuje stavby (termiti) nebo ničí zemědělské produkty (kobylky, snovačky). Mnoho entomologů se zabývá různými formami boje proti škůdcům, často s použitím insekticidů, ale stále více se spoléhá na metody biologické kontroly.

Ačkoli největší pozornost přitahuje škůdce, mnoho druhů hmyzu je pro životní prostředí a člověka prospěšných. Někteří opylují kvetoucí rostliny (např. vosy, včely, motýli, mravenci). Opylování je obchod mezi rostlinami, které se potřebují rozmnožovat, a opylovači, kteří dostávají odměnu v podobě nektaru a pylu. Vážným environmentálním problémem současnosti je úbytek populací opylujícího hmyzu a řada druhů hmyzu se dnes pěstuje především pro účely opylovacího managementu, aby byl v době květu na poli, v sadu nebo ve skleníku dostatek opylovačů.

Hmyz také produkuje užitečné látky, jako je med, vosk, lak a hedvábí. Včely medonosné jsou lidmi chovány již tisíce let pro med, i když pro včelaře má stále větší význam uzavírání smluv na opylování plodin. Bource morušového významně ovlivnilo dějiny lidstva, protože obchod poháněný hedvábím navázal vztahy mezi Čínou a zbytkem světa. Larvy much (larvy) se dříve používaly k léčbě ran, aby se zabránilo gangréně nebo se zastavila její tvorba, protože konzumovaly pouze mrtvé maso. Tato léčba nachází moderní využití v některých nemocnicích. Dospělý hmyz, jako jsou cvrčci, a larvy různých druhů hmyzu se také běžně používají jako rybářská návnada.

Chorthippus biguttulus, luční kobylka

Mnoho druhů hmyzu, zejména brouků, se živí mrchožrouty, kteří se živí mrtvými zvířaty a padlými stromy a recyklují biologické materiály do podoby užitečné pro jiné organismy.Hmyz je zodpovědný za velkou část procesu, při kterém vzniká ornice. Staroegyptské náboženství brouky zbožňovalo a zobrazovalo je jako skarabeje.

Nejužitečnější ze všech druhů hmyzu jsou hmyzožravci, kteří se živí jiným hmyzem. Mnoho druhů hmyzu se může rozmnožovat tak rychle, že kdyby přežili všichni jejich potomci, mohli by doslova pohřbít zemi během jediné sezóny. Nicméně pro každý hmyz, který můžeme jmenovat, ať už je považován za škůdce, nebo ne, bude existovat jeden až stovky druhů hmyzu, které jsou na něm buď parazitoidy, nebo predátory a hrají významnou roli při jeho regulaci. Obvykle se předpokládá, že tuto roli v ekologii hrají především ptáci, ale hmyz, ačkoli je méně okouzlující, je mnohem významnější.

Lidské pokusy o regulaci škůdců pomocí insekticidů se mohou vymstít, protože jedem je zabíjen i důležitý, ale nerozpoznaný hmyz, který již pomáhá regulovat populace škůdců, což nakonec vede k populační explozi škůdců.