Sok rovar jelentős átalakuláson megy keresztül, amikor petéből kifejlett állattá alakul. Ezt a folyamatot metamorfózisnak nevezzük. Metamorfózis az alak és a test szerkezetének megváltozása a fejlődés folyamán. Célja a szervezet alkalmazkodási lehetőségének biztosítása.

A metamorfózisban a szervezet fejlődése kezdeti szakaszában, lárvaszakaszon halad keresztül, és erre az állapotra jellemző szervekkel rendelkezik. E szakasz után nyeri el végleges alakját. A metamorfózis a férgek, a rovarok és a kétéltűek között terjedt el.

Néhány faj esetében a metamorfózis fokozatos átalakulásból és a kifejlett állapot jellemzőinek kialakulásából áll. A szöcske például már akkor nagyon hasonlít a szüleire, amikor kibújik a petéből. Idővel nagyobb lesz, majd ivaréretté, szárnyas rovarrá válik, alakja és életmódja alig változik. Ezt fokozatos metamorfózisnak nevezzük.

Sok rovar rendkívül bonyolult átalakuláson megy keresztül, míg lárvastádiumból az ivarérett állapotba jut. A házilégy például láb nélküli, puha nyüvecskeként kezdi meg az életét és nem több, mint egy mozgó gyomor, amely rothadó szerves anyagokkal táplálkozik és napról napra kövérebb lesz. Végül a kialakult nyű már nem eszik többet, hanem bebábozódik és kialakítja a védőburkát. Ebben a stádiumban teljesen passzívnak tűnik, de a bábban hosszú lábú, összetett szemű szárnyas rovar lesz belőle. A teljes átalakulás után a rovar áttöri a burkát és új életet kezd egy új külsőben. Ezzel befejeződik a kifejlett rovarrá való átalakulás vagy teljes metamorfózis. Az egyedfejlődés tipikus kísérő jelensége a sorozatos vedlés. A vedlés nem csak a méretbeli növekedés miatt történik, hanem anatómiai változások is történhetnek közben.

A lárva szervezetének átépülése során a legtöbb larvális szerv és szövet szétesik, elfolyósodik (hisztolízis). Ez a folyamat nem érinti az idegrendszert, a szívet, az irvarmirigyeket és az ún. imaginális szerveket, melyek már a lárvaállapotban kialakultak. Az átalakulás befejeztével a báb burka felreped, és az imágó kiszabadul. A lárvák fejlődését, vedlését és bebábozódását a juvenilis hormon (neotenin) és az ekdizon szabályozza. Magát a bebábozódást az ekdizonhatás túlsúlya indítja meg.

A juvenilis hormon szintje a fiatal lárvákban, hernyókban magas, a növekedéssel arányosan csökken. Az ekdizon hormoné pont fordítva, annak mennyisége a kezdeti szakaszban alacsony, s folyamatosan nő. A juvenilis hormon a növekedést serkenti, s gátolja a bábozódást, míg az ekdizon a bábozódást sietteti.

Egyes növények a kártevőik ellen olyan kémiai anyagokat termelnek, melyek az ekdizonhoz hasonló folyamatot indítanak be, s bekövetkezik az idő előtti bábozódás, melynek következménye az életképtelen, a bábból ki sem búvó rovar.

A lárva vérében található bizonyos hírvivő anyagok koncentrációjának módosulása jelzi neki, mikor fejlődött ki teljesen, és érett meg a bebábozódásra. A hernyók például ezt az állapotot gyakran négy-öt lárvastádium után érik el. Ekkor megváltozik az állat anyagcseréje és a viselkedése. Abbahagyja a táplálkozást, kiüríti a belét, és nyugodt helyet keres magának, ahol bebábozódhat. Némelyik jókora távolságokra is elvándorol. A bebábozódás fajok szerint különbözőképpen, a tápnövény levelén vagy a belsejében, annak közelében, a talajon, kéreg közti résekben, mohában, a lomb mélyén, egy kő alatt vagy a talajba fúródva mehet végbe. Noha a báb kívülről mozdulatlannak látszik, vastag bőre alatt teljes gőzzel folyik az anyagcseréje: a leveleket rágcsáló, növényeket pusztító hernyóból általában néhány hét alatt kifejlődik a nektárszívó, szárnyas, szaporodni képes felnőtt rovar.

A metamorfózis révén a rovar mindig egy adott életszakaszra összpontosítja az energiáját és különböző élőhelyeket vesz igénybe. A pillangó lárvájának, vagy hernyójának egyetlen feladata, hogy táplálkozzon és nagy lárvás testsejtek formájában zsírtartalékot halmozzon fel. Amíg a hernyó táplálkozik, azok a sejtek, melyekből a kifejlett rovar szervei alakulnak ki, kicsik mert nyugalmi állapotban maradnak. Ezek a sejtek a bebábozódáskor kezdenek gyorsan fejlődni és felhasználják a nagy lárvasejteket, hogy a tárolt energiát és fehérjét olyan szervekké alakítsák át, mint a szárny, az ivar-és a bonyolult érzékszervek.

Néhány rovar az összes tárolt energiát felhasználja az átalakulás során, ezért kell cukrokban gazdag táplálékot (pl. nektárt) magukhoz venniük. Mások tárolják az energiát és evés nélkül párzanak és szaporodnak, mielőtt elpusztulnának.

Klasszikus példa a kérész, amely két-három évet tölt el vízi lárvaként, és néhány órát vagy legfeljebb egy napot él felnőtt rovarként. Ezen a napon kell partnert keresnie, párosodnia, petét raknia. Táplálkozni ideje sincs, illetve nincs mivel, ugyanis gyomruk és szájszervük alig fejlődött ki. Kimerül az energiatartalékuk és a nap végén fáradtan a vízbe esve elpusztulnak és a halak táplálékává válnak.

Azoknál a rovaroknál, amelyek fiatal állatként megjelenésükben, életmódjukban és táplálékuk tekintetében a kifejlett rovarhoz hasonlítanak, a fiatal és idősebb rovarok között vetélkedés folyik az élelemért és az élőhelyért. Azok a rovarok, melyeknél elkülönül a lárva-és a kifejlett stádium, elkerülik ezt a versengést. A hernyók leveleket esznek, a kifejlett pillangók nektárt szívogatnak. Az öves szú lárvája a fakéreg alatt él és fával táplálkozik. A kifejlett bogár repül és édes növényi nedveket keres táplálékul.  

Az átalakulás sok rovar számára lehetővé teszi, hogy új élőhelyet válasszanak, hiszen a kifejlett állat új területekre tud repülni és ott szaporodhat el. Ez a lehetőség nem áll fenn más állatok esetében. Az ezüstös pikkelyke például addig szaporodik egy helyen, amíg egyedeinek száma meghaladja a rendelkezésre álló táplálékkínálatot.

Fejlődésének egy bizonyos fokán az összes rovar metamorfózison megy át. A pillangó hernyóként kezdi az életét, míg a valódi legyek (pl. a házilégy) láb nélküli nyűvekként kelnek ki a petékből. Sok bogár, például a cserebogár lábakkal rendelkező lárvakent kezdi az életét és a föld alatt, vagy a fában él. A hangya, a méh és a darázs kezdetben kukacra hasonlító lárva, amelyet valamilyen megépített fészekben etetnek a felnőtt egyedek. Az összes rovar átél egy bebábozódási stádiumot, mielőtt kifejlett állattá válna.

Más fiatal rovarok, melyek hasonlítanak kifejlett rokonaikhoz, teljesen eltérő életet élnek. A szitakötő lárvája úgy néz ki, mint szüleinek szárny nélküli mása, és hozzájuk hasonlóan vadászik, csak nem a föld fölött, hanem a víz alatt. Lógó állkapcsával ragadja meg áldozatát, akár az ebihalakat és a kisebb halakat is elkaphatja. A katicabogár lárvája ezzel szemben a kifejlett egyedekkel él együtt és szintén levéltetvekkel táplálkozik. Bár megjelenése teljesen más, az átalakulás nem jelent drasztikus változást az életmódjában.

Egy amerikai kabócaféle tizenhét évet él a földben lárvaként, szárnyas rovarként viszont csak pár hétig él.

A vérszívó cecelégy lárvájának nincs szüksége arra, hogy gondoskodjon saját táplálékról, mert anyja testében fejlődik, amíg nem áll készen a bebábozódásra. A nőstény a kiszívott vérből nyert előemésztett folyadékkal táplálja a lárvát.

A legtöbb rovar meglehetősen passzív lárvaként kezdi az életét, majd rendkívül mozgékony állattá fejlődik. Mások, például a pajzstetű, először aktív nimfák, majd csészecsigához hasonló, mozdulatlan állattá alakulnak.

A lárvából kifejlett állattá történő átalakulás nehéz folyamat, sok rovar nem éli túl.

A rovarokon kívül a kétéltűek, például a békák is átalakulnak. Náluk fontos testi változás a légzés átalakulása. Az ebihal még kopoltyúval veszi fel a vízben oldott oxigént, a kifejlett kétéltűek azonban már a szájukon és az orrukon keresztül juttatják a tüdejükbe a levegőt. Az áttérés a kopoltyúról a tüdőlégzésre meglehetősen bonyolult folyamat. Ennek során nemcsak a kopoltyúk fejlődnek vissza, hanem a légzésnek is teljesen át kell állnia a tüdőre. A farkatlan kétéltűek lárvái, az ebihalak belső kopoltyúval rendelkeznek, ezért ezek visszafejlődését kívülről alig lehet látni. A gőték és szalamandrák lárváin lévő, küldő kopoltyúágakon azonban sokkal jobban nyomon követhető a kopoltyúk elvesztése. Mivel az ebihalak elsősorban növényevők, a békák viszont már élő állatokkal táplálkoznak, metamorfózisuk során egész emésztőcsatornájuknak – a szájuktól kezdve a gyomrukig és a belükig – át kell alakulnia. Végül az átalakulás során a szemük megváltozik, hiszen a vízben, ahol az ebihal úszkál, egészen mások a látási viszonyok, mint a szárazföldön, ahol a kifejlett állatok élnek.
A békák néhány faja egyébként némileg alkalmazkodott a szárazföldi körülményekhez is: némelyek durvább felületű, szárazabb bőrrel rendelkeznek: ezeket hívjuk varangyoknak.

Források:

Erich Lange: Metamorfózisok az állatvilágban