Vývoj křídel a letového aparátu sehrál jednu z klíčových rolí v evoluci hmyzu a současně je jedním z hlavních příčin jeho nepřeberné druhové, morfologické a ekologické rozmanitosti. Fosilní záznam, který by dokumentoval samotný proces vzniku křídel, však zatím chybí. Proto se při jeho výzkumu musíme spoléhat na studium struktur homologických křídlům v kontextu fosilních i recentních druhů.
Použitá literatura
BEUTEL, Rolf G., et al. Insect morphology and phylogeny: a textbook for students of entomology. Walter de Gruyter, 2013.
BRODSKY, Andrei K. The evolution of insect flight. Oxford University Press, 1994.
BRUCE, Heather S.; PATEL, Nipam H. Knockout of crustacean leg patterning genes suggests that insect wings and body walls evolved from ancient leg segments. Nature ecology & evolution, 2020, 4.12: 1703-1712.
CARPENTER, Frank M. Part R, Arthropoda 4, vol. 3. Treatise on invertebrate Paleontology. University of Kansas; Geological Society of America, 1992.
CLARK-HACHTEL, Courtney M.; TOMOYASU, Yoshinori. Exploring the origin of insect wings from an evo-devo perspective. Current opinion in insect science, 2016, 13: 77-85.
DUDLEY, Robert. The biomechanics of insect flight: form, function, evolution. Princeton university press, 2002.
GRIMALDI, David; ENGEL, Michael S. Evolution of the Insects. Cambridge University Press, 2005.
KUKALOVÁ-PECK, Jarmila. Origin of the insect wing and wing articulation from the arthropodan leg. Canadian Journal of Zoology, 1983, 61.7: 1618-1669.
PROKOP, Jakub; ENGEL, Michael S. Palaeodictyopterida. Current Biology, 2019, 29(9): R306-R309.
PROKOP, Jakub, et al. Abdominal serial homologues of wings in Paleozoic insects. Current Biology, 2022, 32.15: 3414-3422. e1.
PROKOP, Jakub; NEL, André; ENGEL, Michael S. Diversity, form, and postembryonic development of Paleozoic insects. Annual Review of entomology, 2023, 68.1: 401-429.
PROKOP, Jakub, et al. Thoracic and abdominal outgrowths in early pterygotes: a clue to the common ancestor of winged insects?. Communications Biology, 2023, 6.1: 1262.
ROSS, Andrew. Evolution: the origin of insect wings revisited. Current Biology, 2022, 32.15: R851-R853.
SMITH, Frank W.; JOCKUSCH, Elizabeth L. Into the body wall and back out again. Nature Ecology & Evolution, 2020, 4.12: 1580-1581.
TOMOYASU, Yoshinori. What crustaceans can tell us about the evolution of insect wings and other morphologically novel structures. Current Opinion in Genetics & Development, 2021, 69: 48-55.
WIGGLESWORTH, V. The evolution of insect flight. In: Symp R Entomol Soc London. 1976. p. 255-69.
WOOTTON, Robin J.; KUKALOVA-PECK, Jarmila. Flight adaptations in Palaeozoic Palaeoptera (Insecta). Biological Reviews, 2000, 75.1: 129-167.
The appearance of wings and flight apparatus played a crucial role in the evolution of insects and is one of the main reasons for their immense morphological, ecological and species diversity. However, there is no fossil record to clarify the actual process of wing origin. Therefore, to investigate this event, we should rely on the study of wing homologues in the context of extinct and extant insect species.
-
Z nejstaršího známého křídlatého hmyzu Delitzschala bitterfeldensis se nám dochovala pouze křídla a část zadečku. Rekonstrukce toho, jak mohl vypadat, proto částečně vychází i z fosilií příbuzných druhů. Předpokládá se, že byl stejně jako ostatní zástupci řádu Palaeodictyoptera býložravý a živil se sáním šťáv z prvohorních rostlin. Upraveno podle: E. Gröning a C. Brauck mann (2005). Orig. K. Rosová
-
Schéma tří hlavních hypotéz vzniku křídel hmyzu. Vlevo popis končetiny korýše s homologizací bazálních článků mezi korýšem a hmyzem – protopodit představuje bazální nevětvenou část končetiny, endopodit a exopodit jsou větve končetiny, exit je přívěsek bazálního článku. Exite-origin hypotéza (a), nebo také pleurální či epicoxální hypotéza – křídlo vzniká z přívěsku (exitu) původního bazálního článku končetiny (epicoxy). Paranotální hypotéza (b) – křídlo vzniká přestavbou deskovitého výběžku terga (vrchní plochy tělního článku) neboli paranota. Duální hypotéza (c) – křídlo vzniká jak z tergálního paranota, tak z pleuronu (tělní stěny). Některé studie uvádějí, že okraj terga je také končetinového původu, konkrétně vzniklý z epicoxy (bazálního článku, naznačeno modrou barvou). Upraveno podle: J. Prokop a kol. (2022). Orig. K. Rosová
-
Zjednodušený kladogram příbuzenských vztahů vybraných skupin hmyzu. Sesterskou skupinou křídlatého hmyzu 2(Pterygota) jsou rybenky, v rámci dnešních křídlatých rozlišujeme paleopterní linii, zahrnující vážky a jepice, a neopterní linii s ostatními současnými hmyzími řády, ke které je sesterský vymřelý prvohorní nadřád Palaeodictyopterida. Příbuzenské vztahy podle: B. Misof a kol. (2014) a P. Sroka a kol. (2014). Orig. K. Rosová
-
Spodně karbonská Argentinala cristinae, nalezená v severozápadní Argentině, je zástupcem vymřelého řádu pravážek (Geroptera). Rozpětí křídel (10 cm) bylo srovnatelné s dnešními vážkami. Upraveno podle: R. J. Wootton a J. Kukalová-Peck (2000). Larva Katosaxoniapteron brauneri z vymřelého prvohorního řádu Palaeodictyoptera. Předpokládá se, že vývoj probíhal ve vodě a rozšířené výběžky tělních článků protkané vzdušnicemi jí mohly sloužit k dýchání jako deskovité žábry. Měřítko 5 mm. Podle: J. Prokop a kol. (2022). Orig. K. Rosová
-
Larva Katosaxoniapteron brauneri z vymřelého prvohorního řádu Palaeodictyoptera. Předpokládá se, že vývoj probíhal ve vodě a rozšířené výběžky tělních článků protkané vzdušnicemi jí mohly sloužit k dýchání jako deskovité žábry. Měřítko 5 mm. Podle: J. Prokop a kol. (2022). Orig. K. Rosová
-
Subimago, svlečka a dospělec jepice obecné (Ephemera vulgata). Během svlékání okřídleného, ale nedospělého subimaga dochází k prodloužení článkovaných přívěsků (cerků) a paštětu na konci zadečku. U samců se výrazně prodlouží i první pár nohou (dole), které využívají k přidržování samic při páření. Foto K. Daňková
-
Různé podoby křídel. Krytky u kobylky Orophus sp. Foto L. Janošík
-
Různé podoby křídel. Polokrovky vroubenky Amorbus sp., šipka označuje blanitou část. Foto L. Janošík
-
Různé podoby křídel. Krovky krasce Temognatha heros. Foto L. Janošík
-
Různé podoby křídel. Haltery vrtule (Themara sp.). Foto L. Janošík
-
Různé podoby křídel. Druhotná ztráta křídel mravence Myrmecia nigriscapa. Foto L. Janošík
-
Různé podoby křídel. Blanitá křídla páskovce velkého (Cordulegaster heros) – šipka značí plamku poblíž konce křídla a nodus umístěný zhruba v polovině křídla. Foto L. Janošík
-
Pozdně karbonská Bojophlebia prokopi nalezená na Kladensku byla původně považována za obrovskou pravěkou jepici. Postrádá ovšem důležité znaky společné vymřelým i současným jepicím, a je tak nyní řazena pouze do skupiny Palaeoptera. Měřítko 5 cm. Foto J. Prokop