Brouk

Stejně jako ostatní hmyz má brouk tři hlavní části těla: hlavu, hrudník (střední část) a břicho (zadní část). Na hlavě mají brouci tykadla, oči a ústa. K hrudní části jsou připojeny nohy a křídla brouka. Břicho brouka obvykle nemá na vnější straně žádné zvláštní části, ale má uvnitř střevo brouka. Stejně jako ostatní hmyz nemají brouci žádné vnitřní kosti, ale místo toho mají na vnější straně těla tvrdý exoskelet. Exoskelet je tvořen tvrdými destičkami chitinu.

Křídla

Brouci se od ostatního létajícího hmyzu liší tím, že se jejich přední křídla vyvinula v tvrdé kryty neboli elytry. Zadní křídla slouží k létání. Jsou tenká a v klidovém stavu jsou uložena pod elytrami. Aby mohli brouci vzlétnout, zvedají elytra z cesty. Podobné uspořádání má několik druhů pravých brouků.

Ne všichni brouci umí létat. Někteří brouci nemají zadní křídla a někteří nedokážou zvednout přední křídla. Několik brouků nemá křídla vůbec. Někteří brouci bez křídel vypadají jako larvy a nazývají se "larvální". Příkladem je čeleď Phengodidae, žahadloví brouci, kde jsou samičky larvovité po celý život.

Nohy

Nohy brouků jim pomáhají chodit, běhat, plavat a hrabat. Všichni brouci mají šest nohou. Každá noha se skládá z několika částí. Každá noha je zakončena dvěma až pěti malými články, které se nazývají tarsi. Poslední tarsus (jednotné číslo tarsi) každé broučí "nohy" má na konci jeden nebo dva drápky. Většina brouků používá nohy k chůzi nebo běhu. Některé nohy brouků jsou ploché a mají na nich dlouhé chloupky. Tyto druhy nohou se vyskytují u vodních brouků. Brouci, kteří často ryjí v půdě, mají ploché nohy s ostny nebo rohy na okrajích. Ploché nohy s rohy se nazývají fosilní nohy. Několik brouků má velké zadní nohy, podobné nohám lučních koníků, které broukům pomáhají skákat. Příkladem skákavého brouka jsou blešivci.

Zrak a čich

Brouci mají složené oči, což znamená, že dvě velké lesklé oči na hlavě jsou ve skutečnosti složeny z mnoha menších částí. Někdy jsou obě oči rozděleny na polovinu, takže to vypadá, že jsou čtyři. Jedna čeleď brouků, vířníci, má oči rozdělené tak, aby při plavání viděli na hladinu i pod hladinu zároveň. Několik brouků má navíc jednoduché oči (obvykle dvě), kterým se říká ocelli. Ocelli se nacházejí na vrcholu hlavy brouka.

Brouci používají k čichu tykadla. Brouci svá tykadla používají také k ohmatávání věcí kolem sebe. Všechna tykadla brouků nevypadají stejně. Některá tykadla jsou dlouhá a tenká, zatímco jiná jsou krátká a široká. Tenká tykadla se nazývají tykadla nitkovitá a tykadla, která jsou na konci široká, se nazývají tykadla klabonosá.

Ústa

Ústa brouka se velmi liší od úst člověka. Většina brouků má v přední části úst dvě tvrdé čelisti, které se trochu podobají zubům. Mandibuly pomáhají broukům při přijímání potravy tím, že ji drtí a krájí. U některých brouků vypadají mandibuly jako velké kleště. Brouci mají kolem úst také čtyři "prsty", které tlačí potravu do úst brouka. Tyto prsty se nazývají palpi.

Další

Brouci nedýchají; místo toho mají na bocích těla otvory zvané plicnice, které vedou do průdušnic, jež fungují jako plíce. Brouci nemají krev, ale mají něco jako krev, tzv. hemolymfu. Ta má zelenou barvu. Je to proto, že jejich molekula hemoglobinu má ve svém středu atom mědi, zatímco naše molekula tam má atom železa.

Brouci začínají jako vajíčka, která naklade samička. Někteří brouci mohou během svého života naklást tisíce vajíček. Po vylíhnutí vajíčka se z něj vylíhne larva. Většina larev brouků nevypadá jako dospělí brouci. Larva brouka se živí a roste, dokud se nepromění a nestane se z ní kukla. Když se kukla otevře, vyleze z ní dospělý brouk, kterému se někdy říká imago. Tento způsob dospívání se nazývá úplná metamorfóza.

Brouci se nejvíce živí, když jsou larvami. Některé larvy brouků se živí vnějšími částmi rostlin, některé se živí vnitřkem rostlin. Některé larvy brouků jsou dravci, což znamená, že loví jiný hmyz, který chtějí sníst. Jiné larvy brouků se živí mrtvými věcmi, například mrtvými rostlinami a mrtvými živočichy.

Ne všechny larvy brouků vypadají stejně. Některé larvy brouků jsou ploché a pohybují se velmi rychle. Pro popis těchto larev používají vědci popisné slovo kampodeiformní. Některé larvy brouků vypadají podobně jako tvrdé žížaly s drobnými nožičkami. Ty mají elateriformní tvar. Larvy klikoroha mají zvláštní název: drátovci. Jiné larvy brouků jsou krátké a velmi tlusté a nazývají se housenky. U několika brouků mění larvy po určité době svůj tvar. Larvy puchýřnatých brouků se zpočátku pohybují rychle, jako například larvy campodeiform, ale nakonec jsou pomalé a tlusté.

Potraviny

Brouci se živí mnoha různými věcmi včetně živých rostlin, hnijících rostlin, mrtvých i živých zvířat a zvířecích výkalů. Někteří brouci se mohou živit jak rostlinami, tak živočichy, zatímco jiní se živí pouze jedním typem potravy. O broucích, kteří se mohou živit pouze jedním druhem, se říká, že jsou specifičtí hostitelé. Mnoho listonohů a dlouhověkých brouků je hostitelsky specifických.

Ochrana

Brouci jsou na svou velikost velmi odolní živočichové. Jsou mechanicky odolní (elytra) a mají řadu strategií, jak se vyhnout napadení predátory nebo parazitoidy. Mezi ně patří maskování, mimikry, toxicita a aktivní obrana.

Někteří brouci žijí na místech, která jsou pro predátory těžko dostupná. Někteří brouci, například dlouhozobky, žijí v tunelech uvnitř větví stromů. Dlouhozobé brouky mohou sežrat pouze speciální predátoři, kteří jsou dostatečně malí na to, aby mohli tunely dlouhozobých brouků využít.

Jiní brouci nežijí na zvláštních místech, ale mají barvy nebo tvary, díky kterým je těžké je najít. Když mají brouci barvy takové, že je predátoři nevidí, říká se tomu kamufláž. Někteří listonoši jsou zelení, aby nebyli vidět, když jsou na zelených listech. Někteří brouci mají velmi složité barvy, takže vypadají jako ptačí trus.

Někdy brouci používají barvu k varování predátorů (varovné zbarvení). Někteří brouci mají černé a žluté pruhy, takže vypadají podobně jako včely a vosy. Někteří brouci se dokonce chovají podobně jako včely, aby zmátli predátory.

Brouci mají širokou škálu chemických obranných látek, které většinou získávají z rostlin, jimiž se živí jejich larvy. Tyto chemické látky jim způsobují nepříjemnou chuť, když je predátoři sežerou. Brouci puchýřníci jsou tak jedovatí, že pokud jich kůň sní jen několik, může zemřít. Bombarďáci stříkají na útočníky horkou jedovatou tekutinu. Brouci rodu Lady vypouštějí při obtěžování kyanidovou sloučeninu. Brouci mají také barvy, které predátory varují, že nechutnají dobře. Hmyz, který chutná odporně, používá varovné barvy, kterým se ptáci naučí vyhýbat. Také jiné druhy, které jsou chutné, kopírují tato varovná zbarvení. Jedná se o druh mimikry, který je u hmyzu zcela běžný.

Velmi velcí brouci někdy bojují s predátory. Brouci, kteří bojují, často používají čelisti, aby své predátory zranili.

Reprodukce

Brouci se rozmnožují pohlavně a téměř všichni procházejí kompletní metamorfózou. Někteří brouci se chovají složitě, aby získali partnera. Používají feromony a různé druhy používají různé feromony. Někteří samci brouků někdy před rozmnožováním bojují, aby si vybojovali samičku. To se stává zejména u jelenovitých brouků: samci bojují pomocí svých dlouhých čelistí. Častěji samec a samice brouka před pářením procházejí dlouhou rutinou. Detaily se u jednotlivých druhů liší - a o to jde. Podstatné je, aby k páření docházelo mezi brouky stejného druhu.

Někteří brouci věnují svým vajíčkům nebo larvám zvláštní péči. Někteří brouci skarabeové, tzv. hovniválové, stáčejí kuličky trusu (výkalů) a ukládají je do díry v zemi. Samička do trusu naklade vajíčka. Když se vajíčka vylíhnou, larvy se živí trusem, který jim dodala jejich matka.

V roce 2009 byl v pennsylvánské vrstvě Mazon Creeku v Illinois nalezen fosilní brouk. Tím byl původ brouků posunut do období 318 až 299 mya. Fosilie z této doby byly nalezeny v Asii a Evropě, například ve fosilních vrstvách červených břidlic v Niedermoschelu u Mohuče v Německu. Další zkameněliny byly nalezeny v Oboře v České republice a v Tshekardě na Urale v Rusku. První nálezy ze Severní Ameriky v Oklahomě byly publikovány v letech 2005 a 2008.

Po permsko-triasovém vymírání je fosilní záznam hmyzu chudý, ale ze spodního triasu pochází několik brouků. Na nalezišti Babij Kamen v Kuzněcké pánvi se nachází mnoho fosilií brouků, včetně celých exemplářů infrařádu Archostemata (např. Ademosynidae, Schizocoleidae), Adephaga (např. Triaplidae, Trachypachidae) a Polyphaga (např. Hydrophilidae, Byrrhidae, Elateroidea).

Během jury (210 až 145 mya) došlo k dramatickému nárůstu počtu čeledí brouků, včetně vývoje a růstu masožravých a býložravých druhů. V období jury byli běžní hovniválové a býložraví brouci žijící na jehličnanech. Vývoj kvetoucích rostlin v křídě vedl k obrovskému počtu dnešních druhů brouků.

Podřády

Existují čtyři žijící podřády brouků:

• Adephaga: 40 000 zaznamenaných druhů v 10 čeledích. Jedná se o podřád specializovaných brouků, druhý největší podřád. Patří sem zemní brouci, tygrovití brouci, draví potápníci a vířníci. Většina druhů patří do čeledi karábovitých neboli zemních brouků (Carabidae).
• Archostemata: Archostemata je nejmenší podřád brouků, který zahrnuje méně než padesát známých druhů v pěti čeledích. Archostemata je starobylý rod s řadou primitivních znaků. Morfologicky se podobají prvním broukům, kteří se ve fosilním záznamu objevili asi před 250 miliony let.
• Myxophaga: Myxophaga je druhý nejmenší podřád brouků (Coleoptera) s 65 druhy malých až drobných brouků ve čtyřech čeledích. Příslušníci tohoto podřádu jsou vodní a polovodní a živí se řasami.
• Polyphaga: Polyphaga je největší a nejrozmanitější podřád brouků. Název znamená "požírači mnoha věcí". Polyphaga má 144 čeledí v 16 nadčeledích. Vyznačují se obrovskou rozmanitostí specializace a přizpůsobení, je u nich popsáno více než 300 000 druhů, což představuje asi 90 % dosud objevených a pojmenovaných druhů brouků. Existuje pět infrařádů:

• Bostrichiformia - včetně nábytkových a kožních brouků.
• Cucujiformia - zahrnuje babočky, dlouhozobky, snovačky, šáchorovité brouky a listonohy.
• Elateriformia - zahrnuje klikorohy a světlušky
• Scarabaeiformia - zahrnuje brouky skarabeje a jelenovité brouky.
• Staphyliniformia - zahrnuje roháče a mrchožrouty.

Společné rodiny

Různé druhy brouků lze rozdělit do skupin, které se nazývají čeledi. Existuje mnoho čeledí brouků. Největší čeledi jsou uvedeny zde.

• Podzemní brouci (čeleď Carabidae) jsou často černí a lze je nalézt pod kameny. Živí se jiným hmyzem.
• Listonoši (čeleď Chrysomelidae) se obvykle živí na vnější straně rostlin.
• Dlouhozobí brouci (čeleď Cerambycidae) mají velmi dlouhá tykadla. Většina larev dlouhozobek se živí na vnitřní straně rostlin.
• Snovačky (čeleď Curculionidae) mají dlouhé obličeje, které vypadají jako chobot slona. Snovačky se živí rostlinami.
• Brouci skarabeové (čeleď Scarabaeidae) mají tykadla na konci široká. Do této čeledi patří i brouci hovniválové. Ostatní skarabeové jsou velmi pestře zbarvení a živí se rostlinami.
• Brouci roháčovití (čeleď Staphylinidae) mají krátká přední křídla, která nezakrývají břicho. Rove brouci se živí jiným hmyzem.

Oblíbená jména

Lidové názvy jsou často zavádějící, proto biologové používají vědecké názvy v latině. Lidé nazývají některé brouky jinými jmény. Světlušky (nazývané také bleskovky) jsou ve skutečnosti brouci; stejně tak berušky nebo berušky, které biologové nazývají berušky.

• Nanosella fungi: nejmenší 0,35 mm.
• Titanus giganteus: největší o délce 12 až 20 cm.

Někteří brouci způsobují zemědělcům a lidem v lesích potíže, protože žerou plodiny nebo stromy. Tito brouci se nazývají škůdci. Jedním z brouků, který škodí plodinám, je brouk coloradský; dalším je chrobák kukuřičný. Jedním z brouků, který ničí stromy, je bázlivec smaragdový.

Jiní brouci pomáhají lidem; berušky (nazývané také berušky a berušky) požírají hmyz, který škodí plodinám a stromům.

Lidé, kteří se zabývají studiem brouků, se nazývají koleopterologové.