Hmyz (Insecta) je třída šestinohých živočichů z kmene členovců, kteří mají tělo rozdělené do tří článků (hlava, hruď a zadeček). Pro všechny druhy je charakteristické, že mají tři páry nohou, většinou mají složené oči, tykadla a jsou jedinými členovci, kteří umějí aktivně létat. Jedná se o nejrůznorodější skupinu živočichů na světě, která zahrnuje více než milión popsaných druhů, což na začátku 21. století představovalo více než polovinu všech známých druhů žijících organismů. Počet skutečně existujících druhů se odhaduje na 6–10 miliónů, In: a je tak možné, že představují více než 90 % všech živočišných druhů na Zemi. Hmyz můžeme nalézt téměř v každém prostředí naší planety, i když například jen ve velmi malém množství obývá oceány, kde mají převahu korýši. Nové druhy jsou objevovány převážně v tropických oblastech, ve kterých hmyz dosáhl největší rozmanitosti, ale občas jsou objeveny nové druhy např. i v Evropě.
Velikost dnešních druhů dospělého hmyzu se pohybuje od 0,139 mm u chalcidky druhu Dicopomorpha echmepterygis až do 567 mm u strašilky druhu Phobaeticus chani. Nejtěžší zdokumentovaný současný druh hmyzu je kobylka z rodu Deinacrida vážící 70 g. V minulosti žil i mnohem větší hmyz, největší známa je vážka Meganeura monyi z období karbonu, která měla rozpětí křídel až 750 mm. Názory na evoluční vztahy hmyzu k ostatním skupinám prodělaly v posledních letech řadu změn, skupina vzdušnicovců se ukázala jako nepřirozená a zároveň se ukázalo, že hmyz jako součást šestinohých (Hexapoda) je ve skutečnosti pouhou vnitřní skupinou korýšů, která se specializovala na terestrický život. Korýši se tak ukázali jako parafylum a nově stanovený taxon, který zahrnuje korýše včetně hmyzu, nese jméno Pancrustacea.
Obecná charakteristika náhled|Jednotlivé druhy hmyzu Tato třída zahrnuje ze v současnosti popsaných druhů přibližně 5 100 druhů vážek, 2 000 druhů kudlanek, 20 000 druhů rovnokřídlých, 170 000 druhů motýlů, 120 000 druhů dvoukřídlých, 82 000 druhů ploštic, 350 000 druhů brouků a 110 000 druhů blanokřídlých (např. včely a mravenci). V současnosti je známo na území České republiky zhruba 30 000 druhů hmyzu a v celé Evropě přes 100 000 druhů.
Studium hmyzu (latinsky Insecta což znamená „dělený do sekcí“) se nazývá entomologie z řeckého εντομος, což opět znamená „vyřezaný do sekcí“. Název Insecta tedy vznikl na základě rozdělení těla na hlavu A (vznikla ze šesti tělových článků), hruď B (vznikla ze tří tělových článků) a zadeček C (z jedenácti viditelných článků). Dříve byl pro hmyz používán také název Hexapoda (řecky šestinozí), který se však v současnosti používá pro vyšší skupinu (podkmen).
Vztah k dalším členovcům Dlouho nebylo zřejmé, jaký vztah má hmyz k dalším skupinám členovců. Na základě genetických studií bylo zjištěno, že je hmyz (resp. šestinozí) vnitřní skupinou korýšů (hmyz je tedy pouze velmi specializovanou linií korýšů). Nejpříbuznějšími korýši jsou zřejmě lupenonožci (Branchiopoda) nebo rakovci (Malacostraca), podle nejnovějších studií spíše obskurní skupiny Cephalocarida a Remipedia.
Další suchozemští členovci (jako stonožky, štíři a pavouci) jsou někdy laiky zaměňováni za hmyz, protože jejich tělo se zdá být podobné hmyzímu – mají také spojené články, jako všichni členovci. Při bližším pohledu se však zjistí, že se liší od hmyzu například tím, že nemají šest nohou. Uvnitř podkmene Hexapoda se kromě hmyzu nachází ještě několik drobných skupin: chvostoskoci (Collembolla), hmyzenky (Protura) a vidličnatky (Diplura).
Pravý hmyz se liší od ostatních členovců především tím, že je částečně „ektognátní“ („jevnočelistný“), což znamená, že má úplně nebo částečně odkryté ústní ústrojí vyčnívající z hlavové schránky a také tím, že zadeček (abdomen) má jedenáct článků. Proto je také pravý hmyz někdy uváděn právě pod názvem Ectognatha. Mnoho hmyzích dospělců je okřídleno. Část infratřídy Neoptera se někdy dělí na Orthopteroida (s párovými přívěsky, tzv. cerky – Cercus) a Hemipteroida (bez párových přívěsků), někdy také nazývané nižší a vyšší Exopterygota.
Anatomie a morfologie hmyzu Má článkované tělo podporované exoskeletonem, tvrdým vnějším pláštěm tvořeným chitinem a proteiny. Tělo je rozděleno na hlavu (caput), hruď (thorax) a zadeček (abdomen). Hlava nese obvykle pár smyslových tykadel, pár složených očí a ústní ústrojí. Hruď se skládá ze tří článků (předohruď – prothorax, středohruď – mesothorax a zadohruď – metathorax), každý článek hrudi nese jeden pár článkovaných nohou. Na středohrudi a zadohrudi se u většiny hmyzu nachází 2 páry křídel. Zadeček je složen z jedenácti částí, z nichž některé mohou být redukované nebo sloučené, a obsahuje dýchací, vylučovací a reprodukční struktury.
300px|náhled|Anatomie hmyzu A – hlava (Caput) B – Hruď (Thorax) C – Zadeček (Abdomen)
Nervová soustava Nervová soustava hmyzu je rozdělená na mozek a břišní (ventrální) nervovou pásku. Hlavový oddíl (vytvořený splynutím šesti původních článků v jednolitý celek) má šest párů tzv. ganglií. První tři páry splynuly v nadjícnový ganglion (mozek), zatímco tři následující páry vytvořily podjícnový ganglion.
Hrudní segmenty mají jeden ganglion na každé straně, ty jsou spojené do páru, tudíž vychází jeden pár na segment. Toto uspořádání je možno nalézt také v zadečku, ale pouze v jeho prvních osmi článcích. Mnoho druhů hmyzu má počet ganglionů redukovaný díky jejich sloučení nebo přeměně. Někteří švábi mají v zadečku právě šest ganglionů, kdežto sršeň obecná (Vespa crabro) má pouze dva v hrudi a tři v zadečku. A u některých druhů, jako je např. moucha domácí (Musca domestica) splynuly všechny tělové gangliony do jednoho velkého hrudního ganglionu.
Nervová soustava u hmyzu se nazývá žebříčkovitá.
Trávicí soustava Hmyz má kompletní trávicí systém. To znamená, že základem jejich trávicí soustavy je trubice probíhající od úst až po konečník, což kontrastuje s neúplnými trávicími systémy, které můžeme nalézt u jednodušších bezobratlých. Vylučovací systém se skládá z malpighických trubic pro vylučování odpadních látek a zadních vnitřností pro osmoregulaci. V malpighických trubicích se z krve odnímají odpadní látky a jsou přeměňovány na moč, která se ukládá do zadního střeva. Koncovou částí střeva je hmyz schopen zpětně vstřebávat vodu spolu s draselnými a sodíkovými ionty. Proto hmyz většinou nevylučuje se svými výměšky i vodu, ale uskladňuje si ji v těle. Tento postup zpětného vstřebávání jim umožňuje odolávat horkému a suchému prostředí.
Exoskeleton Většina hmyzích druhů má dva páry křídel umístěných na druhém a třetím hrudním článku. Hmyz je jedinou skupinou bezobratlých, u které se vyvinula schopnost letu, což mělo velký vliv na úspěch při jeho rozšiřování. Hmyz se dělí na dvě základní podtřídy, na okřídlený hmyz (Pterygota) a jejich bezkřídlé příbuzné (Apterygota). Let hmyzu není zatím úplně dokonale prozkoumán, spočívá na turbulentních aerodynamických efektech. Primitivní skupiny hmyzu využívají síly svalů působením přímo na strukturu křídla. Pokročilejší skupiny působí svaly na stěnu hrudi a poté na sklopná křídla nepřímo. Tyto svaly jsou schopny provádět kontrakci bez nervových popudů, což jim dovoluje rychleji tlouci (viz hmyzí let).
Jejich vnější kostra, pokožka, je tvořena dvěma vrstvami; epikutikula je tenká a vosková, vodě odolná vrchní vrstva neobsahující chitin, vrstva pod ní se nazývá prokutikula. Ta je tvořená chitinem, je o hodně silnější než vrchní vrstva a je tvořena dvěma částmi. Vnější se nazývá exokutikula zatímco vnitřní je endokutikula. Tuhá a ohebná endokutikula je vystavena z početných vrstev vláknitého chitinu a proteinů, prokládaných křížem krážem jako v obložený chléb, zatímco exokutikula je sklerotizována. Exoskelet je tedy velmi lehký a přitom naprosto neproniknutelný.
Dýchání K dýchání hmyz používá systém vzdušnic (trachejí) otevřených na straně hrudi a zadečku stigmaty (průduchy). Vzduch se dostává k vnitřním tkáním pomocí postupně se rozvětvující sítě tohoto tracheálního systému. Na každý tělový segment obvykle připadá jeden pár tracheálních trubic. Tak mají některé druhy vzdušnice v osmi segmentech zadečku a dvou hrudních segmentech (omezených na mesothorax a metathorax). Některé skupiny hmyzu mají redukovaný počet stigmat a některý létající hmyz nemá žádné průduchy v segmentech zadečku. Jedná se tu také o fyzikální limit týkající se tlaku na stěny vzdušnic, kterým jsou přes vyztužení chitinovými páskami schopny odolat bez zhroucení, a to je také jeden z důvodů, proč je hmyz tak relativně malý. Vzdušnice mají svaly řízené záklopky, umožňující hmyzu vyhnout se utopení pod vodou nebo zabránit vysušení. Průduchy mají často chloupky, které pomáhají filtrovat vstupující vzduch.
Madagaskarští syčící švábi používají při ohrožení průduchy na hlasité vypouštění vzduchu.
Dýchání je primárně pasivní postup. Výměna vzduchu je regulována a kontrolována svaly a může být zvýšena. U vodního hmyzu se pak vyvinula další modifikace, která mu umožňuje dýchání pod vodou. Tak nalezneme u některých vodních brouků a jiného vodního hmyzu schopnost udržet si na zvláštním povrchu vzduchovou bublinu (fyzikální žábry). Další druhy využívají k dýchání objemově stálý plastron nebo dýchací trubičky. Především hmyzí larvy, které tráví svůj vývoj ve vodě, se zřekly dýchání pomocí vzdušnic a kyslík přijímají žábrami nebo celým tělem.
Krevní oběh Oběhová soustava hmyzu je, stejně jako u jiných členovců, otevřená: funkci srdce zastává velká hřbetní céva, která pumpuje krvomízu (hemolymfa) směrem dopředu k mozkovým gangliím, odkud se hemolymfa dostává dále do celého těla, kde volně omývá vnitřní orgány a je rozváděna i do křídel. Její zpětná cirkulace se zajišťuje pomocí otvorů po stranách hřbetní cévy. Ty se při uvolnění otevírají a nasávají hemolymfu zpět z tělní dutiny do hřbetní cévy. Hemolymfou jsou na rozdíl od krve rozváděny pouze živiny a nikoliv kyslík.
Podobně jako někteří jiní bezobratlí nedokáže hmyz syntetizovat cholesterol a musí ho přijímat ve stravě. S několika málo výjimkami vyžadují také ve své stravě dlouhé řetězce mastných kyselin. Nedostatek těchto mastných kyselin vede u hmyzu k zpoždění jejich vývoje nebo k deformacím.
Některé skupiny hmyzu, jako např. Chironomidae, mají během svého larválního stadia v krvi pravé krevní barvivo podobné hemoglobinu. Jejich průdušnice jsou následkem toho často redukovány, neboť jejich tělo může pohlcovat kyslík přímo z vody, což jim dovoluje žít např. v bahnu, kde je hladina kyslíku nízká.
U jistého druhu ploštic jsou tři páry průduchů pokryty blánou citlivou na tlak, která jim pomáhá určit jejich polohu ve vodě. Poslední břišní průduch a přidružená průdušnice jisté motýlí housenky je upravena v průdušnicovou plíci adaptovanou na hemocytální výměnu plynů. Krátké tracheoly z této průdušnice končí v uzlech v buňkách bazální membrány.
V haemocoelu zadečku některých druhů hmyzu se nachází rozptýlená tkáň nazývaná tukové tělísko. To má význam pro akumulaci energie a metabolické procesy a funguje u hmyzu podobně jako játra.
Rozmnožování a vývoj jedince náhled|Pestřenky Simosyrphus během kopulace Rozmnožování hmyzu je velice rozmanité. Většina hmyzu se rodí z vajíček, ale některé druhy hmyzu jsou vejcoživorodé nebo živorodé. Obvykle se rozmnožují dospělci, ale existují i výjimky (jev zvaný pedogeneze). Nejčastěji hmyz podstupuje pohlavní rozmnožování, ale někteří zástupci se poměrně pravidelně množí partenogeneticky (z neoplozených vajíček). Vajíčka hmyzu obecně obsahují velké množství žloutku, látky bohaté na glykolipoproteiny vitelogeniny, a jsou obvykle obklopeny podpůrnými buňkami (nurse cells), jež rovněž vyživují vyvíjející se oocyt.