Одновременно с крыльями у палеозойских насекомых развивались и летательные мышцы, и это могло выручать их в условиях холодного климата, связанного с каменноугольным-раннепермским оледенением. До сих пор ранним холодным утром, прежде чем отправиться на поиски пищи, крупные шмели и жуки прогревают тело за счет сокращения мышц, связанных с крыльями; сами летательные придатки при этом остаются неподвижными.

Другим важным эволюционным достижением насекомых стало развитие с полным превращением, когда из яйца вылупляется личинка, совершенно непохожая на имаго (взрослую форму). Она и питается, как правило, совершенно иначе. Личинка растет, окукливается, а затем, вместо червячка с ножками, похожего больше на ксенузию с челюстями, чем на свое «второе я», появляется изящное крылатое существо: бабочка, жук, пчела, муха (на худой конец – во всех смыслах этого выражения). Не так давно считалось, что все органы личинки при этом буквально растворяются и взрослое насекомое слагается заново. На самом деле метаморфоз – явление сложное и, что происходит под непроницаемой оболочкой куколки, без компьютерной томографии в режиме замедленной съемки не понять. Некоторые органы (дыхательные трахеи, мозг) наследуются взрослым насекомым; другие (мускулы) служат основой для формирования более мощных и разнообразных мышечных тяжей; третьи (крылья, ножки) образуются из особых клеточных закладок; четвертые исчезают полностью (кишечник, который может больше и не появиться). Причем основные трансформации, скажем, в куколке синей падальной мухи, занимают 0,5 % всего времени развития (полтора часа из пары недель).

Остатки самых древних гусеницеподобных существ происходят из верхнекаменноугольных (311–303 млн лет назад) лагерштеттов Мэзон-Крик (Srokalarva) и Оснабрюк (Metabolarva). На личинках хорошо различимы не только сегменты тела, но и антенны, треугольные жвалы и многочисленные ножки, причем более развитые, чем, например, у гусениц. Это были медлительные растительноядные существа – в отличие от личинок ряда современных жуков и сетчатокрылых, весьма подвижных хищников. Количество сегментов грудного отдела и брюшка у них такое же, как у современных форм, и брюшные ножки укороченные. Можно предположить, что развитие подобных личинок было вызвано сходным взаимодействием генов Hox-комплекса: подавлением экспрессии гена distalless за счет усиления действия abdominal-A и ultrabithorax.

Все первые крылатые насекомые, возникшие в начале – середине каменноугольного периода (стрекозы, тараканы, прямокрылые, а также обширная группа палеодиктиоптер), развивались из личинок, похожих на имаго.