Resumo Entomologia Aplicadaa

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Aula 1 - 09/05: Diversidade, evolução e
Importância dos Euarthropoda.
Prova - 4hrs e não terá aula prática
Seminário - todos os integrantes terão que
apresentar
Quem são os Euarthropoda?
Euarthropoda é um subfilo do filo Arthropoda,
que inclui a maioria dos artrópodes existentes,
como insetos, aracnídeos, crustáceos e
miriápodes. Os artrópodes são animais
invertebrados com um exoesqueleto
segmentado, apêndices articulados e um corpo
dividido em cabeça, tórax e abdômen.
Euarthropoda é caracterizado por apresentar
um par de antenas e um par de mandíbulas na
cabeça, e suas pernas são articuladas em um
padrão de segmentos semelhante em todos os
seus membros.
Insetos (Hexapoda) - Borboletas, mosquito,
formigas, abelhas, moscas, gafanhotos..
Aracnídeos (Chelicerata) - aranhas,
escorpiões..
Crustáceos - caranguejos, lagostas, camarões e
caranguejos..
Somos influenciados por eles de alguma
forma?
Os animais do sub-filo Euarthropoda nos
influenciam de várias maneiras, como na
polinização de plantas, no controle de pragas,
na produção de alimentos e medicamentos,
prevenção de doenças, além de inspirarem
avanços tecnológicos. Além disso, (na cultura)
eles são comumente retratados em filmes e
outras formas de mídia. Em resumo, os
animais do sub-filo Euarthropoda têm uma
grande influência em nossa sociedade e
cultura.
Inspiração em animais que como por exemplo
homem aranha para criação de uma história,
mais ao mesmo tempo a inspiração de modo
que induz ao medo, com criaturas diversas.
Na antiguidade:
Na antiguidade, os animais do sub-filo
Euarthropoda foram utilizados de diversas
formas, como na produção de mel e seda, na
medicina, como amuletos e animais de
estimação. Eles eram valorizados por suas
propriedades alimentícias, medicinais e
culturais.
Exemplos
Na suméria um Deus com a imagem de
escorpião.
No Egito, o besouro (rola bosta) é utilizado
para prevenir doenças, por exemplo.
Mitos da criação do universo - em cada
continente algum tipo de animal é considerado
o criador do universo.
Períodos:
https://www.todamateria.com.br/escala-geol
ogica/
Os tempos geológicos são divisões da história
da Terra que se baseiam em eventos e
mudanças significativas que ocorreram no
planeta ao longo de milhões e bilhões de anos.
Um período geológico importante é o
Paleoproterozoico, que abrange o período de
2,5 a 1,6 bilhões de anos atrás. Durante esse
tempo, ocorreram eventos cruciais na evolução
da vida e na formação do nosso planeta.
Uma das principais transformações que
ocorreram no Paleoproterozoico foi o
surgimento dos seres eucariontes, organismos
que possuem células com um núcleo definido,
separado do restante da célula por uma
membrana nuclear. Antes desse período, os
seres vivos eram principalmente procariontes,
organismos unicelulares com células que não
possuíam um núcleo verdadeiro.
A transição dos procariontes para os
eucariontes foi um marco evolutivo
fundamental, pois permitiu o desenvolvimento
de organismos mais complexos e
diversificados. Os eucariontes são capazes de
realizar uma ampla gama de funções celulares
e apresentam maior capacidade para se
adaptarem a diferentes ambientes.
https://www.todamateria.com.br/escala-geologica/
https://www.todamateria.com.br/escala-geologica/
O registro fóssil do período Paleoproterozoico
é relativamente escasso, tornando difícil
estudar a evolução dos seres eucariontes com
precisão. No entanto, evidências indicam que
os primeiros eucariontes podem ter surgido no
final do Paleoproterozoico, durante um
período de intensa atividade geológica e
mudanças ambientais.
Após o Paleoproterozoico, ocorreram outros
períodos geológicos importantes na história da
Terra, como o Cambriano e o Ordoviciano. O
período Cambriano, que ocorreu entre 541 e
485 milhões de anos atrás, é conhecido como a
"Explosão Cambriana". Durante esse período,
houve uma rápida diversificação e surgimento
de uma grande variedade de organismos
multicelulares complexos, incluindo os
primeiros animais com partes duras, como
conchas e exoesqueletos.
O período Ordoviciano, que se estendeu de
485 a 443 milhões de anos atrás, foi marcado
pelo aprofundamento da diversificação da vida
marinha. Nesse período, surgiram diversos
grupos de organismos, como os trilobitas,
braquiópodes e moluscos, que desempenharam
papéis importantes nos ecossistemas da época.
Em resumo, o período Paleoproterozoico
testemunhou o surgimento dos seres
eucariontes, um marco crucial na história da
vida na Terra. Posteriormente, no período
Cambriano e Ordoviciano, ocorreram eventos
importantes de diversificação e adaptação dos
organismos multicelulares complexos, levando
ao estabelecimento dos fundamentos da vida
marinha como a conhecemos hoje. O estudo
dos tempos geológicos e seus eventos nos
permite compreender a evolução da vida e a
história fascinante do nosso planeta.
Surgimento:
Euarthropoda surgiu há mais de 4600 milhões
de anos, antes mesmo dos dinossauros e dos
peixes, entre outros.
Tempo geológico: Os procariontes surgiram ~
3h00, e os humanos 23:59:40, onde os
Euarthropoda surgiram há 21h15.
Euarthropoda surgiu no início do período
Cambriano, cerca de 540 milhões de anos
atrás, como parte do reino Animalia e subfilo
Mandibulata, que inclui artrópodes com
mandíbulas.
● O período Cambriano: caracterizado
pela rápida diversificação e
surgimento de novas formas de vida
na Terra. (Animais aquáticos)
● A "Explosão Cambriana" ocorreu às
21:15:00, há cerca de 540 milhões de
anos, e foi um momento significativo
na evolução da vida na Terra, que teve
um impacto duradouro na diversidade
biológica do planeta. Os vertebrados
surgiram às 22:00:00, os dinossauros
às 22:50:00 e os seres humanos às
23:59:40, em diferentes períodos
geológicos. As divisões de tempo na
escala geológica nos ajudam a
entender a história da vida na Terra e a
comparar as diferentes fases da
evolução das espécies.
● “Megacheirans” Euarthropoda
Extintos:
● Trilobites Euarthropoda Extintos:
Quais são os Euarthropoda atuais?
Chelicerata, Myriapoda, Crustacea e
Hexapoda.
Os Euarthropoda são um subfilo de artrópodes
que inclui quatro principais grupos de animais
atuais: Chelicerata (aranhas, escorpiões, ácaros
e carrapatos), Myriapoda (centopeias e
milípedes), Crustacea (caranguejos, lagostas,
camarões e cracas) e Hexapoda (insetos e
afins). Eles surgiram durante o período
Cambriano, há cerca de 540 milhões de anos, e
diversificaram-se rapidamente durante a
chamada Explosão Cambriana. A partir daí,
esses grupos evoluíram de maneira
independente, cada um desenvolvendo suas
próprias características únicas.
Origem dos Euarthropoda
~540 milhões de anos (primeiro período)
O que acham que pode ter acontecido no
Ordoviciano?
Durante o período Ordoviciano, que ocorreu
entre 485 e 444 milhões de anos atrás, houve
uma série de eventos significativos na história
da Terra. Entre as possíveis explicações para o
que aconteceu nessa época estão: o surgimento
de uma diversidade de novas formas de vida,
incluindo a explosão de organismos marinhos
com conchas e a evolução de plantas
terrestres; o início de um período de glaciação
global, que levou a uma diminuição da
temperatura da Terra e a uma queda no nível
do mar; e a formação de supercontinentes,
como o Gondwana e o Baltica. Alguns
cientistas também sugerem que um evento de
extinção em massa pode ter ocorrido no final
do período Ordoviciano, embora a causa exata
ainda seja desconhecida.
● Oxigenação
● Segregação dos continentes
● Mudanças climáticas (Mais quentes
que anteriormente)
● Mudança de fauna
● Terrestrialização
Como esses grupos estão relacionados:
Os crustáceos são agrupados de maneira
errônea, mas resultados mais recentes
(atualmente) identificaram que é esse
problema de agrupamento taxonômico, por
isso é importante lembrarmos disso.
OBS: Hexapoda derivado de “Crustacea”
Grupo Ecdysozoa: Nematoide, Tardigrada,
Onycophora, Euartropoda.
Compartilham características - Cutícula e
Ecdise.
As relações filogenéticas entre os grupos fora
dos Euarthropoda ainda são objeto de estudo e
discussãoentre os cientistas. No entanto, com
base em análises moleculares e morfológicas,
foi proposta uma hipótese que coloca os
nematoides (Nematoda) como grupo irmão dos
Euarthropoda, seguidos pelos tardígrados
(Tardigrada) e onicóforos (Onychophora)
formando um clado chamado de
Panarthropoda. Isso sugere que esses grupos
compartilham um ancestral comum e
apresentam características em comum, como a
presença de cutícula rígida e apêndices
articulados. No entanto, essa hipótese ainda é
alvo de debate e pode sofrer alterações com
novas evidências e análises.
Euarthropoda é um subfilo de artrópodes que
inclui animais com exoesqueletos articulados,
apêndices articulados e corpos segmentados.
Os artrópodes são protostômios, o que
significa que eles desenvolvem a boca antes do
ânus durante o desenvolvimento embrionário.
Além disso, os artrópodes são animais
bilaterais, o que significa que eles têm simetria
bilateral, um eixo de simetria longitudinal e
uma organização do sistema nervoso que
geralmente envolve um cérebro e nervos
ganglionares.
Que é um Euarthropoda?
Conceitos Básicos
Características:
● Compartilham características
● Exoesqueleto
● Apêndices Articulados
Os Euarthropoda são um subfilo de animais
invertebrados com um exoesqueleto rígido e
articulado, que inclui quatro principais grupos
atuais: Chelicerata (aranhas, escorpiões, ácaros
e carrapatos), Myriapoda (centopeias e
milípedes), Crustacea (caranguejos, lagostas,
camarões e cracas) e Hexapoda (insetos e
afins). Eles possuem apêndices articulados e
segmentados, que lhes permitem uma grande
variedade de movimentos e funções, além de
um sistema nervoso complexo com cérebro e
nervos sensoriais. Eles também apresentam
uma cutícula espessa, que protege o corpo e
ajuda na retenção de água. Além disso, eles
têm uma grande diversidade de formas,
tamanhos e habitats, sendo encontrados em
praticamente todos os ambientes terrestres e
aquáticos.
Exoesqueleto:
O exoesqueleto é uma estrutura rígida e
protetora presente em muitos animais, como os
artrópodes. Ele é composto principalmente de
quitina (várias camadas), uma proteína que
confere resistência e flexibilidade ao
exoesqueleto. A cutícula é a camada externa
do exoesqueleto, que pode ser composta por
várias camadas e é secretada por células
especializadas chamadas de células
epidérmicas. A ecdise ou muda é o processo
pelo qual os artrópodes trocam o exoesqueleto
antigo por um novo e maior, que permite o
crescimento do animal. Durante a ecdise, o
artrópode secreta uma nova cutícula sob a
cutícula antiga, que eventualmente se racha e
se solta, permitindo que o animal saia do
exoesqueleto antigo. A cutícula antiga vazia é
chamada de exúvia e pode ser encontrada em
muitos ambientes naturais.
Segmento e um apêndice articulado:
Segmento e um apêndice articulado são
características comuns dos artrópodes,
incluindo os Euarthropoda. O corpo desses
animais é segmentado em tagmas, como a
cabeça, o tórax e o abdômen, cada um com
uma série de segmentos que podem ser
fundidos ou distintos. Os apêndices, como
pernas, antenas e mandíbulas, são estruturas
articuladas que se originam desses segmentos
e permitem a locomoção, a alimentação, a
detecção de estímulos e outras funções. A
articulação é possibilitada pela presença de
músculos e um exoesqueleto rígido, que
oferece suporte e proteção aos órgãos internos
e é periodicamente renovado por meio de
mudas ou ecdises.
Ex: Formiga - Segmento (Cabeça, tórax,
abdômen..), ou pode ser chamada de tagma
tbm.
Apêndice Articulado - Antenas, pernas,
mandíbula…
Diferentes segmentos, e apêndices articulados
sendo diverso.
● Falaremos mais em biodiversidade de
espécies.
● Inseto é os organismos mais
abundantes e diversos, metade das
espécies da terra são insetos.
Grupos dentro dos Euarthropoda:
● Chelicerata 14 grupos (Escorpião o
mais conhecido)
● Myriapoda 4 grupos (Lacraia o mais
conhecido por sua importância
médica)
● “Crustacea” 10 grupos (Não bem
definido)
● Hexapoda 31 grupos (Sendo o mais
diverso, tendo gafanhoto, barata,
besouro…)
Importante conservar a biodiversidade pois ela
de certa forma afeta o ecossistema, as
mudanças climáticas, ciclo da água e de
nutrientes que de certa forma é prejudicial para
as espécies.Assim como diversas espécies,
grande parte dos insetos são desconhecidos.
Aula 2 - 16/05: Morfologia
1. Classificação e sistemática dos
Hexapoda
31 Grupos ~ Um milhão de espécies,
sendo o mais diverso de todos.
Três grupos de Hexapoda que não são
considerados insetos: Grupos - Protura;
Collembola; Diplura.
Dentro do grupos de insetos, existem os
insetos sem asas: Grupo: Archarognatha e
Zygentoma.
Porcentagem de diversidade entre os insetos
sem asas = ~ 1%
Os Hexapoda que não são insetos e os insetos
sem asas formam grupos naturais?
Não, os Hexapoda que não são insetos e os
insetos sem asas não formam grupos naturais.
Características que agrupam esses insetos que
possuem asas:
Paleoptera : Odonata e Ephemeroptera
(libélula)
Porcentagem de diversidade = ~< 1%
Polyneoptera: Grupo - Zoraptera,
Dermaptera, Plecoptera, Orthoptera,
Mantophasmatodea, Gryllobattodea,
Embioptera, Phasmatodea, Mantodea,
Blattodea(+Isopoda).
Porcentagem de diversidade = ~2%
Paraneoptera: Thysanoptera, Hemiptera,
Psocodea. (piolho)
Ps: um grupo ainda pouco definido, tem
problema com sua classificação.
Porcentagem de diversidade = ~11% sendo
mais diverso que os grupos anteriores.
Holometabola: Hymenoptera (abelha, vespa),
Raphidioptera, Megaloptera, Neuroptera,
Strepsiptera, Coleoptera (besouro),
Trichoptera, Lepidoptera(mariposa,
borboletas), Shiphonaptera, Mecoptera,
Diptera(mosca, pernelongos).
- Sendo o grupo de insetos mais conhecidos
(os grifados são mais diversos/maioria da
diversidade do planeta e mais conhecidos)
Porcentagem de diversidade = ~ 83% sendo
mais diverso.
Mapa de diversidade:
Morfologia básica
Tagma - unidade morfológica funcional,
formada por vários segmentos
Ter uma ideia da anatomia interna, no entanto
sem ser tão detalhado e perfeito, pois é
impossível. A anatomia interna permite uma
visão mais detalhada que a anatomia externa
não permite.
Divisão de eixos para estudo de estrutura
externa e interna:
○ Plano Longitudinal
○ Plano Transversal
○ Plano Sagital
2. Tagma Abdômen
Sistema respiratório e reprodutivo
Hexapoda - 11 segmentos abdominais
Se observarmos a parte do abdômen, podemos
ver o sistema circulatório, sistema digestivo,
sistema nervoso e o sistema respiratório.
Como estão distribuídos esses sistemas nos
vertebrados?
Nos vertebrados, o sistema circulatório está
localizado principalmente no tórax e no
abdômen, com o coração posicionado no
mediastino ou na cavidade torácica. O sistema
digestivo se estende pelo abdômen, com
órgãos como o estômago, intestino delgado e
intestino grosso ocupando essa região. O
sistema nervoso, incluindo o cérebro e a
medula espinhal, está alojado dentro da
cavidade craniana e ao longo do canal
vertebral. Já o sistema respiratório envolve
órgãos como pulmões e brânquias, que estão
localizados no tórax e na região branquial,
dependendo do tipo de vertebrado.
Abdômen de insetos:
Tergito e esternito são partes mais rígidas
(única diferença entre eles é um ser dorsal
outros ventral), e pleura é membranosa.
Origem de apêndices não articulados é
originado de um apêndice articulado, ou seja,
para formar um apêndice articulado,
anteriormente existiu um apêndice articulado
(origem do apêndice não articulado é um
apendicular). Toda maquinaria de
desenvolvimento do inseto, é derivada (o que
faz as pernas fazerem as apêndices não
articuladas do abdômen).
Na pleura consisto os espiráculos, que
desempenham um papel importante no sistema
respiratório.
Terminalia são o segmento que se aloca o
sistema reprodutor do abdômen:
Ideia: visualizar a diferença da estrutura
externa entre fêmea e macho.
Os machos, por exemplo, tem uma cápsula no
segmento 8 e uma estrutura interna
denominada de Aedeagus (órgão sexual
interno). Já a fêmea a cápsula não se forma
devido a possuir outra estrutura, no segmento
8 formaValvifer + Válvula, a combinação de
segmento 8 e 9 forma Ovipositor, servindo
para conseguir copular com o macho ou
colocar os ovos de acordo com o ciclo de vida.
A origem das genitálias desses grupos são
diferentes?
Sim, a origem das genitálias nos diferentes
grupos de artrópodes pode variar. Os
artrópodes são um grupo diversificado, que
inclui insetos, aracnídeos, crustáceos e outros,
e cada grupo pode ter desenvolvido suas
próprias características reprodutivas ao longo
da evolução.
Diferentes estruturas morfológicas têm origem
embrionárias diferentes, ou seja, em diferentes
partes do inseto irão ativar diferentes vias
metabólicas, para desenvolver diferentes
estruturas morfológicas.
Origem embrionário apendicular???
3. Tagma Tórax
Asas e Pernas - segmento 6;7 e 8.
Dividido em 3 partes:
uma forma simples é ver a quantidade de
"pernas"
Distribuição/divisão (porque cada parte se
localiza em um noto): se observamos a
articulação, veremos que estão dadas em 3
pontos, portanto é possível ver que elas se
locomovem como uma unidade. Se
observamos externamente, limitaremos pelas
divisões azuis, se observarmos internamente
limitaremos pela segmentação secundária
(articulação).
● Cervix permite um movimento maior
da cabeça
O que acham que vamos encontrar
na pleura do Tórax?
R: Membrana lateral, Episterno e
Epímero - Sutura Pleural
● Episterno e Epímero - fornecem
suporte e proteção para os órgãos
internos e também estão relacionadas
à fixação dos músculos que controlam
a movimentação das pernas e das asas
em muitos insetos.
● Subcoxa - segmento localizado entre o
trocânter e a coxa de cada perna,
origem apendicular. A subcoxa
desempenha um papel importante na
flexão e extensão da perna durante a
locomoção.
Exemplo em barata:
As cores representam as mesma parte em
todos (mostrando a diferença entre diversas
pernas que pode-se encontrar ):
A diversidade da estrutura é bastante visível
nessa região das subcoxa.
Qual a origem das asas?
Origem dupla, notopleural. - (No grupo
Pterygota)
A parte dorsal das asas tem origem noto e a
parte ventral tem origem pleural (origem
apendicular). Portanto, uma parte da asa tem
origem apendicular e outra não.
As asas podem ser limitada de acordo com
as vedações que elas têm:
A asa está articulada com a notopleura com o
tórax: nem todos os insetos possuem
articulação para colocar as asas acima do
abdômen, somente as hexápodes?
Surgimento de asas: (No grupo Pterygota)
Os insetos que possuem esse músculo retrator
da asa, eles conseguem "fechar" as asas assim
como as baratas.
Asas "dobram" sobre o abdômen: Neoptera
Assas não se dobram no abdômen:
Palaeoptera
Alguns exemplos de assas:
Diptera permite os insetos voarem melhor que
os que possuem os outros tipos de asas.
Qual seria a origem embrionária das asas?
● Origem Notopleural - Tecido
● São parte da pleura (origem
apendicular), e parte do noto (origem
do tecido).
4. Tagma Cabeça
Antenas e olhos
O que poderias fazer para tentar definir
quantos segmentos tem na cabeça do inseto?
Origem embrionária única somente da cabeça,
portanto estudar a embriologia da cabeça e
como ela se comporta é um meio de definir os
segmentos.
Procephalo e Gnathocephalon:
● Gnathocephalon - Estão relacionado
com a alimentação
● Procephalo - aloca o cérebro dos
insetos
Durante o desenvolvimento do embrião:
durante o desenvolvimento as células dão
origem a diferentes segmentos.
Os indivíduos adultos:
Diversidade das estruturas, varia a forma como
o inseto se alimenta
Retomando:
Hexapoda
● 11 Segmentos Abdominais
● Sem Apêndices Articulados no
Abdômen
● Mandíbulas sem endito articulado
● Segundas Maxilas fusionadas
formando o Lábio
● A posição dos apêndices bucais é uma
característica importante dos insetos -
Entognatha (indica que tudo está por
"fora" da cabeça, ou seja, estão
expostos). Já hexápodes não insetos
possuem dentro da cabeça (cápsula
cefálica), e quando se alimentam, se
alimentam sugando ou utilizando a
força bucal interna.?
Cérebro - está dividido em 3 partes :
● Protocérebro
● Deuterocérebro
● Tritocérebro
Olhos
Olhos estão conectados com o cérebro. Em
insetos temos 2 tipos de olhos, os Simples e o
composto.
A diferença entre eles é que os olhos simples
captam luz e diferenciam luz polarizada,
porém, não formam imagens. Já os olhos
compostos estão formados por unidades que
são de certa forma complementares e dessa
forma conseguem processar informações e
formar imagens, cores, formas e
profundidades.
Olhos simples - nervo está ligado a ele
Composto - 14 células? 14 o que ?
O olhos estão ligados diretamente com o
cérebro: Protocérebro - Olhos compostos
ocupa ~76% do cérebro
Corpo de cogumelos - sistemas integrativos
Antenas: Sistema apendicular, estão associada
ao sistema de reprodução pois através das
antenas os machos conseguem detectar os
feromônios da fêmea e consegue se comunicar
Sistema antenal está ligada com o cérebro, ou
seja, com o sistema nervoso:
Deuterocérebro:
Aula 3 - 23/05 : Ontogênia Morfo-Molecular
dos Holometabola.
1. Ontogenia (= Desenvolvimento) Ametábolo,
Hemimetábolo, Holometábolo
Ontogenia: todo os estados de
desenvolvimento
Ontogênese: Estudo das origens e
desenvolvimento de um organismo desde a
fecundação do ovo até o indivíduo alcançar
sua forma adulta, passando por diferentes
estágios de desenvolvimento
Etapas de desenvolvimento:
Hemimetábolo: ( ex. Maria fedida)
Holometábolo: ex. Pernilongo
Dependendo do ciclo de vida eles possuem um
tipo de larva (aquáticas)
Tanto os ovos, quanto a pupa não possuem
asas, até que seja adulto.
O que recursos utilizam os imaturos e os
adultos?
Os imaturos utilizam de acordo com o local
em que se encontram utilizam de um recurso
diferente, um exemplo é os de larva aquática
que se alimentam dos recursos disponíveis nas
águas. Os adultos utilizam o recurso
disponível de acordo com sua característica,
nesse caso os pernilongos adultos voam, então
o recurso alimentar deles varia.
2. Holometabola: Estágios desenvolvimento
Ovo - Larva - Pupa - Adulto
Estágio 1 - Ovo
● Camadas exon córion e endo córion,
servindo como uma casca.
● Camadas rígidas???
● Âmnio está na parte periférica, e
forma o embrião
● Serosa esta por fora do embrião,
protegendo-o
● Vitelo, onde os nutrientes necessários
para dividir as células e formam os
embriões se encontram.
● Vitelo forma âmnio e serosa. Onde
Serosa é a membrana extraembrionária
(proteção) e Âmnio gera
posteriormente o embrião.
● Cutícula protege e contribui para que
seja uma proteção mais resistente aos
ovos dos insetos.
Os ovos dos outros Euarthropoda seriam
semelhantes?
Não necessariamente, depende do tipo de
desenvolvimento e do ambiente em que isso
vai ocorrer.
Diversidade dos ovos:
Parasitóides: grupos de inimigos naturais para
controlar algumas pragas?
Larvas
O estágio de larva é um estágio intermediário
no ciclo de vida de muitos animais, como
insetos e anfíbios. Durante esse estágio,
ocorrem mudanças significativas no corpo do
animal, que se adapta a diferentes ambientes.
Por exemplo, as larvas de insetos são
conhecidas como lagartas e as de anfíbios
como girinos. Essas larvas passam por
metamorfose até se transformarem em suas
formas adultas.
Tipos de larvas:
Polipóides são as mais complexas.
Que diferenças têm as larvas polipóides com
os adultos dos Hexapoda?
A diferença seria os apêndices no abdômen (
as larvas possuem no abdômen, diferentemente
dos hexapodas)
Ambas não são articuladas: Polipóide,
Oligopólio e Apoda.
Larvas polipóide:
● Possuem olhos simples apenas.
Larva ápoda:
Pupa
Obtecta - borboletas
Livre/Exarada - Já é possível visualizar asas,
pernas...
O que estaria acontecendo durante a
metamorfose?
Desenvolvimento dos sistemas internos;
Apêndices articulados; assas...
Para que consiga sair da pupa, a pupa é de
certa forma 'perdida/perfurada'.
3. Ontogenia em Drosophila melanogaster
Genes Hox
Genes de Desenvolvimento
Evo-Devo - estuda a função do
desenvolvimento do embrião
Que transformação sofrerá o embrião?
Segmentos se iniciam em eve & ftz,e
finalizam em wg.
Hox-> bicoid - atua na fêmea??
Larva vai expressar Gene Hox.
Que papel cumprem os genes Hox nos
organismos?
● Genes Hox ou Genes Homeóticos
São responsáveis pelo desenvolvimento direto
de estruturas corporais específicas.
Gene Hox - 2 complexos
● Complexo Antennapedia
● Complexo Bitórax
Porque o gene Antennapedia tem esse nome?
Porque utilizando o gene é possível formar no
local da perna a antena, e no lugar da antena a
perna.
Como o disco imaginal viraria uma perna?
(assim como as antenas, mandíbula....)
Todos os genes são expressos, formando
diferentes partes, por diferentes genes e por
fim se unem para formar a perna.
Para as assas acontece algo semelhante
Aula 4- 30/05
Fisiologia do processo da Ecdise em
Hexapoda.
Componentes Cuticulares.
1. Exoesqueleto = Cutícula Estrutura
Hexapoda - Vulnerabilidade é por ser
necessária realizar ecdise para passar de um
processo a outros.
● Cutícula: Estrutura multicamadapor
fora da epiderme que forma o
exoesqueleto.
● Zona de Formação: Área da cutícula
onde sintetiza-se cada uma das
camadas da cutícula (camadas verde
endocutícula (cutícula mais interna))
● Endocutícula + Exocutícula (ambas
são chamadas de) = Procutícula que
configura Rigidez; Força ;Dureza da
cutícula como um todo.
● Exocutícula- fica mais próxima da
área externa (mais dura, mais
resistente...)
● Endurecimento, Esclerotização →
Tanning (Composto principal: Quitina)
- Ação fisiológica que acontece.
Qual seria a parte mais nova da Endocutícula?
A parte mais abaixo verde da cutícula.
Cutícula:
Epicutícula - primeira a ser formada, e por
último endocutícula.
1. Epicutícula Zona de Formação
2. Procutícula Zona de Formação
3. Cera Canal Procutícula → Epiderme
4. Cimento Glândula Dérmica
1.1 Exoesqueleto = Cutícula Bioquímica
3 Vias Metabólicas
1. Glicogênio
2. Thealose
3. Quitina
Como seriam formados os polímeros de
GluNAc?
Os polímeros de GluNAc, ou
N-acetilglucosamina, são formados pela
repetição de unidades de GluNAc ligadas
através de ligações glicosídicas. A GluNAc é
um monossacarídeo derivado da glicose, no
qual um grupo hidroxila na posição 2 do anel
de glicose é substituído por um grupo
acetamida (-NHCOCH3).
Quando várias unidades de GluNAc se ligam
entre si, elas formam um polímero chamado
quitina. A quitina é um polímero estrutural
encontrado em muitos organismos, como
crustáceos, insetos e fungos. É um dos
principais componentes da parede celular dos
fungos e do exoesqueleto de insetos e
crustáceos.
A ligação entre as unidades de GluNAc na
quitina é uma ligação β-1,4-glicosídica, o que
significa que o grupo hidroxila na posição 1 de
uma unidade de GluNAc se liga ao grupo
hidroxila na posição 4 da unidade adjacente,
formando uma cadeia linear.
Assim, os polímeros de GluNAc são formados
pela repetição dessas unidades ligadas por
ligações glicosídicas β-1,4, resultando em uma
estrutura linear de quitina. A quantidade de
unidades de GluNAc em um polímero de
quitina pode variar, resultando em diferentes
comprimentos e propriedades físicas do
polímero.
Formação da fibra de proteínas de quitina:
moléculas de N-acetilglucosamina -> cadeias
de quitina -> nanofibras de quitina envolta de
proteínas -> fibra de proteína de quitina.
● A conformação confere a rigidez das
fibras..
Que consequências poderia trazer essa
deposição dos planos?
Aumenta rigidez, força... propriedades físicas
da cutícula.
2. Processo Ecdise - é um processo contínuo (
como uma cutícula é substituída por outro)
Processo → Crescimento da Cutícula e Síntese
de Quitina é Contínuo
Etapas
1. Apólise
2. Reorganização Morfogênica da
Epiderme
3. Secreção da Nova cutícula
4. Ativação Enzimática
5. Ecdise - líquido absorvido
Segundo vocês, porque acham que se secreta
uma nova cutícula nesta etapa (Secreção da
Nova cutícula)?
Proteção; Digestão dos fluidos. Como está
preenchido por um líquido enzimático inativo,
esse líquido precisa ser protegido.
2. Processo Ecdise
Hormônios
● Os hormônios Juvenis são encontrados
inicialmente em grandes
concentrações. Alguns desses
hormônios precisam ser liberados (os
destacando em verde) para que possa
ser gerado a cutícula.
Segundo vocês, como seriam as concentrações
nos outros estágios?
A demanda energética é menor e
consequentemente o requerimento de
nutrientes tbm.
● Pico grifado em vermelho: Representa
a diminuição da concentração do
hormônio juvenil, pois nesse período a
morfologia do inseto está se
modificando. Nesse período está em
desenvolvimento as estruturas sexuais
por exemplo
● Em azul são os hormônios juvenis, é
possível ver que na fase da pupa a
concentração dele é bem baixa.
● Na fase adulta o hormônio juvenil
aumenta novamente (veremos na
próxima aula)
Onde são sintetizados e como são regulados
esses hormônios?
No cérebro, onde serão sintetizados,
processado.
Hormônio Protoracicotrópico (PTTH) - irá
ativar as glândulas protorácica
Os hormônios Juvenis:
Como acham que será a regulação entre
esses três hormônios?
Parte do cérebro... (só parte)
● Quando há um aumento de sinal dos
hormônios ocorre a produção e a
acumulação, e em certo momento esse
produção e acumulação começa decair
para que seja possível a produção de
outros hormônios e depois acontece a
ecdise.
3. Sucesso Evolutivo - Holometabola
Então, o que é para os Hexapoda o JH como
um dos responsáveis da Ecdise?
Sucesso evolutivo
Resumo:
1.Você acorda rodeado por uma bolha de
energia, no fundo de um oceano cálido cheio
de animais maravilhosos. Alguns dos
animais que caminham pelo fundo chamam
especialmente sua atenção, ao perceber que
tem um corpo rígido e segmentado, onde
cada segmento possui apêndices articulados.
Dado seu conhecimento como graduado em
biotecnologia, faz uma hipótese para
explicar logicamente e entender o que está
acontecendo (Nota: Onde e quando você
está? Que animal está observando?)
R: Maffei 5/5 - Visto a temperatura,
localização e tipo de animal encontrado, é
possível que esse seja um oceano durante o
período cambriano (530 milhões de anos a.C),
parte do Paleozóico. Nesse momento,
começaram a surgir os Euarthropodas, filo
caracterizado pelo seu exoesqueleto rígido,
apêndices articulados e corpo segmentado,
características encontradas nas criaturas vistas.
Teoriza-se que o animal visto possa ser o
ancestral comum que originou o filo ou algum
organismo dos subfilos originários do
Euarthropoda. Esse animal pode ser também
um trilobita, organismo que pertence ao filo
irmão do Euarthopoda e possui características
semelhantes.
R.Mari: Considerando a temperatura,
localização e características dos animais
observados, é plausível inferir que você esteja
no fundo de um oceano durante o período
Cambriano, que ocorreu aproximadamente 530
milhões de anos atrás, no Paleozoico. Durante
esse período, os Euarthropoda surgiram e se
tornaram proeminentes, apresentando
características distintivas, como um
exoesqueleto rígido, corpo segmentado e
apêndices articulados. Ao analisar os animais,
e suas características, é possível especular que
você esteja observando um organismo
pertencente aos Euarthropoda ou a um
organismo relacionado do subfilo desse grupo,
Um candidato interessante é o trilobita, que faz
parte do filo irmão do Euarthropoda e
compartilha características semelhantes, como
o corpo segmentado e apêndices articulados.
2. Sua curiosidade é tão grande que, quase
de forma involuntária, toca esses animais
caminhadores. Suas palpitações aumentam
e, de repente, novamente escuridão… Você
acorda novamente rodeado pela bolha de
energia, companheira inseparável desta
viagem, num terreno com vegetação
incipiente tropical e temperatura cálida. A
fauna terrestre que observa é muito diversa
e, paradoxalmente, você consegue
identificar os grandes grupos sem maior
dificuldade porque são familiares.
Novamente, faz uma hipótese para explicar
logicamente e entender o que está
acontecendo (Nota: Onde e quando você
está? Que grupo de animais está
observando?)
R: Maffei (⅘) - É possível que esse seja o
período Ordoviciano (470 milhões de anos
a.C), momentode firmação do ambiente
terrestre; o clima é tropical e cálido,
correspondendo com a vegetação e
temperatura encontrados. Foi durante o
Ordoviciano em que os Euartrophodas se
diversificaram, formando os grupos de insetos
conhecidos atualmente. Os animais observados
são os Euartrophodas.
R.Mari: Considerando o cenário com
vegetação incipiente tropical e temperatura
cálida, é provável que você esteja no período
Ordoviciano, cerca de 470 milhões de anos
atrás, durante a expansão do ambiente
terrestre. Nessa época, os Euarthropoda, grupo
de artrópodes que inclui insetos e outros
organismos, passaram por uma diversificação
significativa. A fauna terrestre que você está
observando pertence aos Euarthropoda, grupo
familiar que engloba os insetos e outros
artrópodes. Esses organismos desempenharam
papéis cruciais no desenvolvimento da vida em
terra firme, adaptando-se às condições
desafiadoras e preenchendo uma variedade de
nichos ecológicos. A compreensão mais
precisa dos animais específicos requereria uma
análise mais detalhada e evidências adicionais,
mas as características familiares sugerem a
presença de Euarthropoda em sua forma
primitiva ou ancestral.
3. Seus desejos febris de classificar toda essa
diversidade provocam, novamente,
escuridão… Os pulos no espaço-tempo
nesta história, claramente, estão vinculados
às emoções. Você acorda no século 18, na
biblioteca de uma das Universidades mais
importantes da Holanda (=Países Baixos).
Nela, você reconhece ao Carolus Linnaeus
discutindo com outros intelectuais sobre seu
futuro Sistema de Nomenclatura Biológica e
Comunicação. Você percebe que na
discussão surgem ideias modernas da Teoria
de Evolução de Darwin-Wallace, que só vão
ser formalizadas no próximo século.
Intervenha na discussão e guie ao Linnaeus
para que escreva sua obra com as
características que conhecemos hoje,
prevendo uma troca na linha de tempo
(Nota: Explique o trabalho de Carolus
Linnaeus comparando, especialmente, as
diferenças com as ideias de
DarwinWallace).
R: Maffei (10/12) - O Sistema de
Nomenclatura Biológica e Comunicação é um
sistema de classificação taxonomia de
organismos que respeita uma hierarquia, indo
de domínio até espécie, sendo que o último
possui nomenclatura binominal. Aqui, o fator a
ser considerado para a classificação é a
similaridade geral entre os indivíduos,
considerando que esses são imutáveis; os
organismos estão fixos no tempo e,
consequentemente, no modo que são
classificados. Darwin, por sua vez, acreditava
na mutabilidade das espécies e em sua
evolução, originando novas espécies; esse
conceito é ainda observado pela similaridade
geral entre espécies, apontando um ancestral
em comum. A teoria de Darwin inclui também
a seleção de indivíduos mais aptos para o
ambiente, visto suas características que
favorecem sua sobrevivência.
R. Mari: Na intervenção na discussão entre
Carolus Linnaeus e os outros intelectuais,
ressaltaria a importância do trabalho de
Linnaeus em estabelecer um sistema de
classificação hierárquica, conhecido como
Sistema de Nomenclatura Biológica e
Comunicação, que ainda é amplamente
utilizado hoje em dia. Explicaria que o sistema
de Linnaeus se baseia principalmente na
similaridade geral entre os organismos, com
ênfase na classificação estática e imutável. No
entanto, aproveitando a visão privilegiada do
futuro, enfatizaria a necessidade de considerar
a ideia da evolução das espécies e a
mutabilidade ao longo do tempo, que seria
posteriormente formalizada por Charles
Darwin e Alfred Russel Wallace. Introduziria o
conceito de ancestralidade comum e a noção
de que as espécies estão sujeitas a mudanças
ao longo das gerações, enfatizando a
importância da seleção natural na
sobrevivência dos indivíduos mais adaptados
ao ambiente. Guiando Linnaeus nessa direção,
estaríamos prevendo uma mudança
fundamental na linha do tempo, onde seu
trabalho poderia incorporar as ideias
evolutivas de Darwin e Wallace, tornando-se
uma base ainda mais abrangente e dinâmica
para a classificação dos organismos.
5.Após uma acalorada discussão para
manter a linha temporal, fica deitado num
dos sofás da biblioteca. A fadiga vence você
e dorme… Você acorda no século 20, no
pátio de uma cadeia alemã. Aí, você
reconhece a Willi Hennig assistindo o
movimento das aves, melancólico. Encoraje
a Henning a escrever sua futura obra,
Phylogenetic Systematics, discutindo os
problemas da Síntese Evolutiva Moderna
(Nota: Explique o trabalho de Willi Hennig
comparando, especialmente, as diferenças
com as ideias da Síntese Evolutiva
Moderna).
R: Maffei (9/13)- A Síntese Evolutiva
Moderna é baseada na Teoria da Evolução de
Darwin, nos estudos genéticos realizados por
Mendel e na Genética Populacional.
Acredita-se que as mudanças que ocorrem em
uma população em certo local e período de
tempo ocorrem através da modificação da
frequência dos genes; sendo a frequência
alterada pela seleção natural, mutações, deriva
genética e outros. Essa teoria ainda é baseada
na Similaridade Geral, desta vez do DNA,
expressa e visualizada também através do
fenótipo. É necessário que a ideia de
identificação através da Similaridade Geral
seja abandonada para uma classificação mais
coerente. Isso ocorreu com a Sistemática
filogenética Cladística, feita por Henning,
onde os organismos são classificados em
grupos naturais através da ancestralidade
comum e novidades evolutivas que
apresentam.
R.Mari: Ao se deparar com Willi Hennig
observando melancolicamente o movimento
das aves, você o encorajaria a escrever sua
futura obra, "Phylogenetic Systematics",
enquanto discute os problemas encontrados na
Síntese Evolutiva Moderna. Explicaria que a
Síntese Evolutiva Moderna se baseia na Teoria
da Evolução de Darwin, nos estudos genéticos
de Mendel e na Genética Populacional,
enfatizando a modificação da frequência dos
genes como principal motor das mudanças em
populações ao longo do tempo. No entanto,
ressaltaria as diferenças entre essa abordagem
e a sistemática filogenética cladística proposta
por Hennig.
Apontaria para Hennig que a Síntese Evolutiva
Moderna ainda se apoia fortemente na ideia de
Similaridade Geral, tanto no nível do DNA
quanto no fenótipo, para identificar relações
evolutivas entre as espécies. No entanto,
destacaria a importância de abandonar essa
ideia e adotar a análise filogenética como base
para uma classificação mais coerente.
Explicaria que a abordagem de Hennig, ao
considerar a ancestralidade comum e as
novidades evolutivas dos organismos, permite
classificá-los em grupos naturais de forma
mais precisa e robusta.
Enfatizaria a relevância de continuar
desenvolvendo sua obra, Phylogenetic
Systematics, e promover a sistemática
filogenética cladística como uma abordagem
revolucionária para a compreensão da
diversidade biológica. Ao fazer isso,
estaríamos impulsionando uma mudança
significativa na linha do tempo da biologia,
onde as contribuições de Hennig teriam um
impacto duradouro na forma como os biólogos
classificam e reconstruem a história evolutiva
das espécies.
Segunda parte - Figuras.
1. Segundo o estudado na disciplina
“Entomologia Aplicada”, qual das duas
hipóteses filogenéticas apresentadas é mais
aceita pela comunidade científica?
Justifique sua resposta (Nota: Explique
para sua irmã e seu irmão só as diferenças
entre as figuras, considerando as relações
filogenéticas entre as diferentes Ordens de
insetos incluindo presença ou não de grupos
monofiléticos e suas sinapomorfias)
R: Maffei 7/10 - A hipótese representada pelo
diagrama B é a mais aceita. É possível
encontrar inconsistências no diagrama A,
como a remoção das sinapomorfias comuns
entre Odonata (2) e Ephemeroptera (3)
(redução das asas posteriores, a inabilidade de
dobrar as asas sobre o abdômen), considerando
que sua única sinapomorfia seja a presença de
asas. O Diagrama B representa a sinapomorfia
da redução das asas posteriores com um nó.
R. Mari: A hipótese filogenética representada
pelo diagrama B é mais aceita pela
comunidade científica. Ao comparar as duas
figuras, podemos observar diferenças nasrelações filogenéticas entre as diferentes
Ordens de insetos, levando em consideração a
presença ou ausência de grupos monofiléticos
e suas sinapomorfias. No diagrama A,
encontramos uma inconsistência na remoção
das sinapomorfias compartilhadas entre as
Ordens Odonata (2) e Ephemeroptera (3).
Essas sinapomorfias incluem a redução das
asas posteriores e a inabilidade de dobrar as
asas sobre o abdômen. No entanto, no
diagrama A, essas sinapomorfias não são
representadas como um único nó, o que
contradiz a lógica da filogenia. Por outro lado,
o diagrama B apresenta a sinapomorfia da
redução das asas posteriores como um nó,
refletindo uma relação mais precisa entre as
Ordens de insetos. Essa representação é mais
consistente com os princípios da filogenética e
é amplamente aceita pela comunidade
científica.
É importante ressaltar que a análise
filogenética é um campo em constante
evolução, e novas evidências e estudos podem
levar a ajustes nas relações filogenéticas. No
entanto, com base nas informações disponíveis
até o momento, o diagrama B é considerado a
hipótese filogenética mais aceita.
2. Uma vez resolvido o problema, agora
você pode explicar para sua irmã e seu
irmão sobre a classificação e evolução dos
insetos. Usando a figura C, coloque nome a
todas as Ordens numeradas (1-12) e a todos
os nós (a-e) incluindo suas sinapomorfias.
R: Maffei ⅘ - 1. Zygentoma; 2. Odonata; 3.
Ephemeroptera; 4. Dermaptera; 5. Orthoptera;
6. Blattodea; 7. Hemiptera; 8. Hymenoptera; 9.
Coleoptera; 10. Trichoptera; 11. Lepidoptera;
12. Diptera. A. Ectognatha (corpo segmentado
divido em três tagmas, cabeça, tórax e
abdômen, e 3 pares de pernas e 2 antenas);
B.Pterygota (presença de asas); C. Neoptera
(presença do músculo retrator, asas que se
dobram sobre o abdômen); D. “Paraneoptera”
(presença de boca com formato de cone e
estiletes de perfuração); E. Holometabolismo
R.Mari: Às Ordens numeradas na figura C
são as seguintes:
1. Zygentoma
2. Odonata
3. Ephemeroptera
4. Dermaptera
5. Orthoptera
6. Blattodea
7. Hemiptera
8. Hymenoptera
9. Coleoptera
10. Trichoptera
11. Lepidoptera
12. Diptera
Os nós na figura C podem ser nomeados da
seguinte forma:
a. Ectognatha - Caracterizado por um corpo
segmentado dividido em três tagmas (cabeça,
tórax e abdômen), três pares de pernas e duas
antenas.
b. Pterygota - Representa a presença de asas.
c. Neoptera - Caracterizado pela presença do
músculo retrator, que permite que as asas se
dobrem sobre o abdômen.
d. "Paraneoptera" - Caracterizado pela
presença de uma boca com formato de cone e
estiletes de perfuração.
e. Holometabolismo - Refere-se ao tipo de
metamorfose completa observada em insetos
como borboletas e moscas, onde há uma
mudança drástica no corpo durante a fase de
pupa.
Essas sinapomorfias nos ajudam a identificar
características comuns compartilhadas pelas
Ordens e nos permitem entender melhor a
classificação e evolução dos insetos.
3. Finalizando sua tarefa, explique para sua
irmã e seu irmão as evidências que
justificam o sucesso evolutivo do clado
Holometabola, comparando ele com os
outros tipos de desenvolvimento dos insetos
R: Maffei 6/10 - O clado holometabola
compreende os insetos que realizam a
metamorfose completa, isto é, o organismo
passa por 4 estágios de desenvolvimento. O
estágio são o ovo, a larva, a pupa e o adulto
completo; enquanto a larva é uma fase ativa, a
pupa é a fase que passa pela metamorfose,
fechando-se em um casulo, conservando sua
energia e completando seu desenvolvimento.
A grande vantagem evolutiva, que permite sua
predominância, é que insetos da mesma
espécie em fases diferentes de
desenvolvimento não competem entre si (ex:
alimentação), visto que não compartilham o
nicho biológico.
R.Mari: Resumidamente :as evidências do
sucesso evolutivo do clado Holometabola
incluem a minimização da competição
intraespecífica entre diferentes estágios de
desenvolvimento e a capacidade de explorar
uma ampla gama de nichos ecológicos. A
metamorfose completa proporciona uma maior
especialização e adaptação, permitindo que
esses insetos se tornem altamente
diversificados e bem-sucedidos em diferentes
habitats ecológicos.
Terceira parte:
1.Seus colegas estão interessados na
morfologia e no funcionamento mecânico
das asas dos insetos. Descreva para eles a
morfologia geral de uma asa, como está
articulada com o tórax, e mencione as
variações que podem ser encontradas nos
diferentes Ordens (ex., diversidade).
R: Maffei 7/10: As asas se localizam no tórax
dos insetos alados, tendo origem notopleural.
São divididas em veias (anterior para posterior,
em ordem: costa, subcosta, radius, media,
cubitas, anais), e se unem ao tórax por três
escleritos diferentes. A união da asa na região
noto é realizada pelos escleritos auxiliar I,
articulando a parte notal anterior e média da
asa, e o esclerito auxiliar III, que articula a
parte notal posterior; o esclerito auxiliar III
pode contar um músculo retrator de asa, que
podem dobrar a asa sobre o abdômen. A região
pleural conta com o esclerito auxiliar II.
Diferentes ordens possuem asas distintas. Asas
de Odonata possuem uma grande quantidade
de veias, ao contrário das asas de Lepidoptera;
Blattodea possuem asas membranosas; entre
outros.
R.Mari: As asas dos insetos estão localizadas
no tórax e possuem uma morfologia geral
consistente. Elas são divididas em veias, como
a costa, subcosta, rádio, média, cubito e anal,
que fornecem suporte e rigidez à estrutura da
asa. A articulação com o tórax ocorre por meio
de três escleritos: o auxiliar I e o auxiliar III na
região notal, que conectam diferentes partes da
asa ao tórax, e o auxiliar II na região pleural.
Essa estrutura permite a flexibilidade e a
capacidade de dobrar a asa sobre o abdômen.
Cada ordem de insetos apresenta variações nas
asas, refletindo adaptações evolutivas. Por
exemplo, asas de Odonata (libélulas) possuem
muitas veias para um voo ágil, enquanto asas
de Lepidoptera (borboletas e mariposa) são
mais delicadas e adaptadas para o planado.
Outras ordens, como Blattodea (baratas) e
Coleoptera (besouro), possuem características
específicas, como asas membranosas e élitros,
respectivamente. Essa diversidade na
morfologia das asas é resultado de adaptações
para diferentes estilos de vida e necessidades
de voo em seus respectivos habitats.
2. Seus colegas também estão curiosos no
desenvolvimento (ex., ontogênese) das asas
dos insetos. Explique detalhadamente para
eles a origem dupla das asas, começando
pela ativação do gene hox no embrião que
permite sua formação, e continuando com
seu desenvolvimento a partir do disco
imaginal da larva
R: Maffei 15/15 - Os genes Hox são
responsáveis pela síntese de proteínas que se
ligam a interruptores moleculares no DNA,
interrompendo genes. Genes Hox são ativados
em embriões e irão apresentar resultados na
formação dos adultos. A ativação do gene Hox
Antp (presente na T2) em embriões permite o
desenvolvimento das asas, mas a desenvolve.
O gene Hox (presente na T3) deve ser
desligado no momento adequado, pois inibe a
formação das asas. O desenvolvimento das
asas, em si, é realizada pela ação dos genes do
desenvolvimento sobre o disco imaginal das
asas. Os genes en e Hh definem o eixo antero
posterior das asas, o gene Dpp está envolvido
no crescimento anteroposterior e o
crescimento lateral se dá através do gene wg;
por fim, o gene Apterous irá influenciar no
desenvolvimento da asa dorso-ventral,
permitindo a articulação noto-pleural.
R.Mari:
Durante o desenvolvimento dos insetos, as
asas surgem a partir da ativação do gene Hox
no embrião, especificamente o gene Hox Antp
na região torácica 2 (T2). Enquanto isso, o
gene Hox na região torácica 3 (T3) precisa ser
desativado para permitir o desenvolvimento
das asas. O processo continua com o disco
imaginal presente na larva, onde genes do
desenvolvimento, como en, Hh, Dpp, wg e
Apterous, desempenham papéis importantes na
determinação da morfologia e do padrão das
asas. Esses genes coordenam a formação das
asas, incluindo o estabelecimento do eixo
anteroposterior, o crescimentoanteroposterior
e lateral, a articulação entre as regiões notal e
pleural, e a definição da asa dorsoventral. A
expressão correta desses genes é essencial para
o desenvolvimento adequado das asas e o voo
dos insetos adultos.
3.Para colocar em prática esta nova
tecnologia, você decide neutralizar a ação
de um hormônio a sua escolha envolvido no
processo da ecdise dos insetos. Mencione o
hormônio escolhido por você, explique como
poderia ser neutralizada sua ação (Nota: o
nanobot não pode destruir o hormônio) e as
consequências de fazer isso no processo da
ecdise.
R: Maffei 13/15 - O hormônio juvenil é
responsável por reprimir as características
adultas, permitindo o desenvolvimento dos
insetos em fases que antecedem o indivíduo
adulto. Em Holometabolos, aparece em alta
nos estágios larvais iniciais e tem uma queda
ao longo do desenvolvimento, diminuindo
progressivamente nas fases finais da larva,
pupa e finalmente adulto completo, onde irá
apresentar uma leve elevação no final da
ecdise; algo semelhante pode ser observado
em Hemimetábolos, onde as penúltima ninfa
apresenta uma grande dose de hormônio
juvenil que declina conforme ela se aproxima
do adulto completo. Esse hormônio é
secretado pela corpora allara localizada no
cérebro do inseto. A inibição do hormônio
juvenil irá resultar em insetos que não
completam o seu desenvolvimento
corretamente até a fase adulta, causando
perdas na parte reprodutiva, morte na fase da
pupa e outros. O nanorobot pode ser capaz de
causar danos ou a remoção completa da
corpora allara, causando deficiência ou
cessando a produção do hormônio.
R.Mari: O hormônio escolhido é o hormônio
juvenil, que desempenha um papel crucial na
regulação do desenvolvimento dos insetos,
reprimindo as características adultas e
permitindo o progresso pelas diferentes fases
do ciclo de vida. Para neutralizar a ação do
hormônio juvenil, o nanorrobô poderia ser
programado para interferir na produção ou na
ação do hormônio, sem destruí-lo. Uma
possibilidade seria direcionar o nanorrobô para
a corpora allata, uma glândula localizada no
cérebro dos insetos responsável pela secreção
do hormônio juvenil. O nanorrobô poderia
bloquear os receptores do hormônio ou
interromper a produção do hormônio, levando
a uma diminuição ou ausência de sua ação.
No entanto, neutralizar a ação do hormônio
juvenil teria consequências significativas no
processo da ecdise e no desenvolvimento dos
insetos. Sem a presença adequada do
hormônio, os insetos não seriam capazes de
completar corretamente o seu desenvolvimento
até a fase adulta. Isso resultaria em uma série
de efeitos adversos, incluindo perdas na
capacidade reprodutiva, problemas na
formação de estruturas específicas, como asas,
órgãos genitais e outros tecidos, além de
possíveis deformações ou até mesmo a morte
na fase de pupa. A interrupção da ação do
hormônio juvenil teria um impacto profundo
na metamorfose e no desenvolvimento dos
insetos, comprometendo sua capacidade de
reprodução e sobrevivência.
Fotos:
1. A produtividade da cultura caiu. Os
produtores têm várias suspeitas sobre a
queda da colheita, sendo a hipótese de
aumento das populações de pragas
resistentes à nova cultura a mais aceita.
a. Primeiro dois passos a seguir (ex.
estágios), para descobrir se as parcelas têm
pragas e quais são elas:
R: Com base na hipótese de aumento das
populações de pragas resistentes à nova
cultura, os dois primeiros passos a seguir para
descobrir se as parcelas têm pragas e quais são
elas podem ser: Monitoramento dos estágios
de desenvolvimento das pragas e Coleta de
amostras para análise laboratorial
Realizar uma inspeção minuciosa das plantas e
frutos afetados, observando os diferentes
estágios de desenvolvimento das pragas, como
ovos, larvas, pupas e adultos. Em seguida, é
importante coletar amostras dessas plantas e
frutos para análise laboratorial, a fim de
identificar as espécies de pragas presentes e
verificar sua resistência à nova cultura. Essas
informações ajudarão os produtores a
implementar medidas de controle adequadas e
restaurar a produtividade da cultura.
Durante a amostragem:
Espécie 1 é um besouro.
Espécie 2 percevejo.
Espécie 3 Mariposa.
Espécie 4 cochonilha.
b. Descreva os tipos de desenvolvimento de
cada espécie e mencione todos os estágios
imaturos, indicando onde cada um destes
estágios imaturos podem ser encontrados.
R: Cada uma dessas espécies possui um tipo
de desenvolvimento e estágios imaturos
distintos, com diferentes locais onde podem
ser encontrados.
A Espécie 1, um besouro, passa por
metamorfose completa (holometabolismo),
com estágios imaturos de ovo, larva e pupa. Os
ovos são depositados no solo ou em substratos
próximos às plantas hospedeiras, enquanto as
larvas podem ser encontradas no solo ou em
cavidades nas plantas. As pupas estão
presentes no solo ou em locais abrigados
próximos às plantas.
A Espécie 2, um percevejo, passa por
metamorfose incompleta (hemimetabolismo),
com estágios imaturos de ovo e ninfa. Os ovos
são depositados nas folhas ou hastes das
plantas hospedeiras, e as ninfas podem ser
encontradas nas folhas, caules ou frutos das
plantas, passando por várias mudas antes de se
tornarem adultos.
A Espécie 3, uma mariposa, passa por
metamorfose completa, com estágios imaturos
de ovo, larva e pupa. Os ovos são depositados
nas folhas, caules ou ramos das plantas
hospedeiras, e as larvas, conhecidas como
lagartas, alimentam-se das folhas. As pupas
são encontradas em casulos ou no solo.
A Espécie 4, uma cochonilha, passa por
metamorfose incompleta, com estágios
imaturos de ovo e ninfa. Os ovos são
depositados nas folhas, caules ou raízes das
plantas hospedeiras, e as ninfas podem ser
encontradas nas partes afetadas das plantas,
passando por várias mudas antes de se
tornarem adultos.
d. indique no gráfico os níveis e limiares
populares e econômicos e descreva todas as
afirmações contidas nele justificando sua
resposta.
e.Descreva e justifique ao menos três tipos
de controle do primeiro nível para trocar os
níveis de equilíbrio das populações de
pragas.
f. Descreva e justifique ao menos dois tipos
de controles no segundo nível para a troca.
g.Descreva todas as informações contidas no
gráfico justificando sua resposta.
h. Proponha diferentes tipos de controles
biológicos para atingir todos os estágios.
Indique quais são os agentes biológicos
como atuam e sobre as pragas e suas
especificidades.
i. Descreva como afetaria a falta de
hormônio juvenil no desenvolvimento dos
insetos ( ex. processo de ecdise). (Guia: onde
o hormônio é gerado? Como é a sua
concentração nos diferentes estágios
durante o processo de ecdise)
j. Quais dos estágios de casa espécie não
seriam afetados pelo controle? Justifique
2.
a. Origem das asas (ex. Clado Pterygota) na
filogenia do hexapoda. Discuta, ao menos,
três implicações (ex.vantagens) dessa
novidade evolutiva.
R:A origem das asas nos hexápodes é dupla,
com origem noto-pleural. A parte dorsal das
asas tem origem noto, enquanto a parte ventral
tem origem pleural (origem apendicular).
Quanto à articulação das asas com o tórax,
nem todos os insetos possuem a capacidade de
dobrar as asas acima do abdômen. A
articulação para colocar as asas acima do
abdômen está presente apenas em algumas
ordens de insetos, como os Himenópteros
(abelhas e vespas) e os Coleópteros
(besouros). A origem das asas (Clado
Pterygota) na filogenia do Hexapoda trouxe
várias vantagens evolutivas. Três implicações
importantes são: a capacidade de voo, que
permitiu acesso a novos recursos e evasão de
predadores; a exploração de diferentes
habitats, ampliando as oportunidades de
alimentação e reprodução; e o aumento da
eficiência ecológica, reduzindo a competição
por recursos e facilitando a dispersão e
colonização de novos habitats.
b. Explique detalhadamente a origem dupla
das asas e seu desenvolvimento a partir do
disco imaginal. (guia: complexos de genes
hox promove a formação delas em
drosophila)
R: Durante o desenvolvimento do inseto, as
asas se formam a partir de dois primórdios
embrionários: o tecidonotopleural e o tecido
pleural. O disco imaginal das asas, composto
por células especializadas, é responsável por
esse desenvolvimento. Os genes do complexo
Hox, como en, Hh, Dpp, wg e Apterous,
desempenham papéis essenciais na
determinação dos eixos e no crescimento das
asas. O disco imaginal expressa esses genes de
maneira coordenada, resultando na formação
das diferentes partes da asa, que se unem para
formar a estrutura completa. Esse processo
também ocorre em outras estruturas, como
pernas, antenas e mandíbulas, e é regulado por
padrões específicos de expressão genética. Em
resumo, o desenvolvimento das asas a partir do
disco imaginal é um processo complexo e
geneticamente regulado, com a atuação de
genes específicos para a formação das
diferentes partes das asas.
c. Funcionamento do batimento das asas
dos insetos. Descreva os dois sistemas de
musculatura no voo dos insetos (ex.
musculatura síncronos e assíncronos de
voo). Onde estão inseridos os músculos em
casa sistema? Como funcionam as casas em
casa sistema ?
R: No voo dos insetos, existem dois sistemas
de musculatura: o síncrono e o assíncrono. No
sistema síncrono, os músculos estão ligados
diretamente às asas e contraem e relaxam
simultaneamente, gerando um movimento
rítmico e coordenado das asas. No sistema
assíncrono, os músculos estão conectados ao
tórax e aos pontos de apoio das asas, e se
contraem e relaxam alternadamente,
resultando em um batimento assimétrico das
asas. Ambos os sistemas permitem que os
insetos voem e realizem manobras no ar de
maneira eficiente.
d. Para estudar a aerodinâmica dos insetos
voadores, é preciso entender a morfologia
básica e geral do inseto. Indique ao menos
15 nomes de estruturas nas figuras. Incluir
estrutura de todos os tagmatas e de
diferentes apêndices.
mais:
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/2010/04/nota-fundamentos-sobre-os-insetos
.pdf
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Prova 1 - Entomologia Aplicada
Diversidade, Evolução e Importância dos Euarthropoda
1. Quem são os Euarthropoda?
● Euarthropoda: os verdadeiros artrópodes
● insetos (hexápodes), aracnídeos (quelicerados), miriápodes, “crustáceos”
○ os mais estudados durante a disciplina
● influência na vida humana: alimentação, equilíbrio da cadeia alimentar, doenças (vetores), pragas
na agricultura (economia), polinização de abelhas
● os artrópodes influenciam os humanos desde sempre
○ considerados deuses/entidades dos povos antigos, já utilizavam os artrópodes para
benefício próprio
○ envolvidos nos mitos da criação do universo (cultura indígena americana, africana
oriental e indiana)
2. Evolução e Relações Filogenéticas
● a Terra tem 4600 milhões de anos
● Euarthropoda surgiram na explosão do cambriano
● período cambriano: aproximadamente 540 milhões de anos atrás, o clima era cálido (quente) e
templado (temperado, ameno), a maioria dos animais eram aquáticos
● “Megacheirans”: artrópodes extintos que existiram durante o cambriano, forma que lembra um
crustáceo atual, viviam em ambiente aquático
● Trilobitas: artrópodes extintos, grande diversidade de registros fósseis, características que
lembram as características dos artrópodes atuais
● a diversificação dos grupos atuais dos artrópodes ocorreu no período ordoviciano
(aproximadamente 470 milhões de anos atrás)
○ ordoviciano: apresentava clima cálido (quente) e tropical, registros de animais terrestres
(algumas espécies começaram a conquistar a terra e por isso houve uma diversificação -
locomoção, proteção, alimentação), pode ter havido mudanças atmosféricas nesse
período
○ terrestrialização de plantas e animais, surgimento de novos ambientes propícios para
sustentar a vida
● grupos monofiléticos: quando todos os organismos derivaram do mesmo ancestral comum
○ quelicerados, miriápodes e hexápodes
● grupos polifiléticos: existem vários ancestrais e nem todos os participantes do grupo derivam do
mesmo
○ crustáceos
○ o ideal seria que cada grupo derivado do mesmo ancestral tivesse uma nomenclatura
própria
○ pela árvore filogenética, os hexápodes possuem um ancestral nos crustáceos, ou seja,
são derivados de algum grupo de crustáceo
● artrópodes fazem parte dos Ecdysozoa
○ são os Onycophora, Tardigrada (animais microscópios), Nematoda (organismos que
parasitam, também possuem cutícula externa) e Euarthropoda
○ a característica geral é a presença de uma cutícula externa e a realização da ecdise
● os artrópodes são protostômios (durante o desenvolvimento, o blastóporo deu origem à boca) e
possuem simetria bilateral
3. Conceitos Básicos
● as características que definem um artrópode são a presença de apêndices articulados, a
presença de exoesqueleto e o corpo dividido em segmentos
● exoesqueleto: conferem proteção (contra desidratação, contra predação, contra os danos físicos
e temperatura), a desvantagem é o processo de ecdise
○ perde a proteção durante o crescimento, até a formação de um novo exoesqueleto
● cutícula/exoesqueleto: estrutura multicamada, localizada fora da epiderme
○ procutícula (endocutícula + exocutícula), epicutícula, cera e cimento
● ecdise: processo de troca da cutícula velha, que será quebrada e ‘expelida’, processo multifásico
○ apólise, morfogênese da epiderme, secreção da nova cutícula, ativação das enzimas, fim
da ecdise
● exúvia/muda: sobra da cutícula deixada no ambiente
● metâmero/segmento: unidades básicas do corpo dos artrópodes
○ são 19 no total - no caso dos artrópodes
● apêndice articulado: estruturas anatômicas pares que saem de cada segmento (nem todos
apresentam apêndices)
○ tipos: sensoriais, mastigadores, locomotores, respiratórios e outros
● tagma: unidade funcional que comporta vários segmentos
○ nos hexápodes, são cabeça (5 segmentos), tórax (3 segmentos) e abdômen (11
segmentos)
○ em quelicerados, são prossoma (6 segmentos) e opistossoma (14 segmentos)
○ nos miriápodes, são cabeça (6 segmentos) e tronco alongado (+90 segmentos)
○ nos crustáceos, são cefalotórax (10 segmentos) e abdômen (6 segmentos)
4. Biodiversidade dos Euarthropoda
● biodiversidade: diversidade da vida em todos os níveis
○ genes, espécies (foco da disciplina), ecossistemas
○ determinadas medidas são cruciais para nossa compreensão do universo
● declínio da biodiversidade: mudança quantitativa ao longo do tempo, declínio do registo de
espécies
○ 41% de declínio dos últimos 30 anos
○ ⅓ das espécies de artrópodes em risco de extinção
○ mudanças de habitat, poluição, mudanças climáticas, parasitas e patógenos
● metade das espécies da Terra são insetos
● os quelicerados são divididos em 14 grupos, os miriápodes são divididos em 4 grupos, os
crustáceos são divididos em 10 grupos e os hexápodes são divididos em 31 grupos
● hot spots: pontos quentes de biodiversidade, locais no mundo onde há mais biodiversidade
○ são 35 ao redor do mundo e 2 no Brasil (mata atlântica e cerrado)
○ presença de várias espécies endêmicas
Classificação e Morfologia Básica dos Hexápodes
1. Classificação e Sistemática dos Hexápodes
● Hexapoda não Insecta: Protura, Collembola e Diplura
○ os mais inferiores na árvore filogenética, os ancestrais de todos os hexápodes
● Insecta sem asas: Archaeognatha e Zygentoma
○ se localizam em nós fora de todos os Insecta com asas
○ são aproximadamente 1% da diversidade dos Insecta
● Paleoptera: Odonata e Ephemeroptera
○ menos que 1% da diversidade dos Insecta
● Polyneoptera: Zoraptera, Dermaptera, Plecoptera, Orthoptera, Mantophasmatodea,
Grylloblattodea, Embioptera, Phasmatodea, Mantodea e Blattodea (+ Isopoda)
○ são aproximadamente 2% da diversidade dos Insecta
● “Paraneoptera”: Thysanoptera, Hemiptera e Psocodea
○ não formam um grupo monofilético
○ são aproximadamente 11% da diversidade dos Insecta
● Holometabola: Hymenoptera, Raphidioptera, Megaloptera, Neuroptera, Strepsiptera,Coleoptera,
Trichoptera, Lepidoptera, Siphonaptera, Mecoptera e Diptera
○ as maiores diversidades estãos nos grupos Hymenoptera, Coleoptera, Lepidoptera e
Diptera
○ são aproximadamente 83% da diversidade dos Insecta
2. Abdômen
● composto por 11 segmentos
● divisão em 3 eixos: plano longitudinal (eixo anterior-posterior e eixo dorsal-ventral), plano
transversal (eixo dorsal-ventral e eixo lateral) e plano sagital (eixo anterior-posterior e eixo lateral)
● em relação ao número de segmentos, a complexidade externa diminui da cabeça ao abdômen,
porém a contagem de segmentos é mais evidente quando observamos a anatomia interna
○ pode esclarecer onde se inicia e onde termina cada segmento com base nas estruturas
de cada sistema
● encontramos o sistema circulatório, o sistema digestivo, o sistema nervoso e o sistema
reprodutor dentro do abdômen
● tergito: esclerito dorsal
○ são estruturas rígidas
● esternito: esclerito ventral
● pleura: membrana lateral localizada entre o tergito e o esternito
● não existem apêndices articulados no abdômen
○ apenas estruturas de origem apendicular, como os cercos e estiletes (peças bucais), os
quais só são articulados na base
● espiráculos: são as estruturas externas do sistema respiratório
○ localizados na pleura
○ os insetos respiram pelo abdômen
○ têm ligação com as traqueias, as quais se comunicam com todas as células do corpo
○ o sistema traqueal é todo composto por cutículas
● terminália: vai dos segmentos VIII-XI
○ é onde está alocado o sistema reprodutor
● órgãos sexuais: machos (cápsula A8, clasper A8 e aedeagus interno) e fêmeas (valvifer I +
válvula I no A8, valvifer II + válvula II no A9 e ovopositor)
○ existem órgãos de origem apendicular e de origem não apendicular, dependendo do
grupo de Insecta em questão
3. Tórax
● dividido em 3 partes (protórax, mesotórax e metatórax)
● noto: é um tergito, o esclerito dorsal, fenômeno da segmentação secundária (articulações)
○ pronoto: está localizado no protórax
○ mesonoto: composto pelo escuto 2 e pelo escutelo 2, localizado no mesotórax
○ metanoto: composto pelo pós-noto 2, pelo escuto 3 e pelo escutelo 3, localizado no
metatórax, exceto o pós-noto 2 que se localiza no mesotórax
● também apresenta pleura (membrana lateral)
○ presença de espiráculos
● cervix: uma área membranosa maior que permite o movimento da cabeça
● pleurito: é o esclerito lateral que fica associado à pleura
○ formado por duas partes, episterno (parte anterior) e epímero (posterior), as quais são
unidas por uma estrutura chamada sutura pleural
○ presença de uma subcoxa de origem apendicular que tem seu início saindo do pleurito
● podômero: unidade dos apêndices que formam a perna
○ são 6 + subcoxa
○ presença de tarsus subdivididos em tarsômeros
○ representam uma diversidade de funções e formas de locomoção em diferentes grupos
○ pretarsus: estrutura mais externa (extremidade), podendo servir para fricção (garras e
empódio) e para adesivar (pulvilos e arólio)
● asas: estruturas de origem notopleural
○ enervação: 1. costa, 2. subcosta, 3. radial, 4. média, 5. cubital e 6-8. anal (são estruturas
por onde há circulação da hemolinfa e fornecem sustentação)
○ estão articuladas com a pleura e com o noto
○ articulações do noto: esclerito auxiliar 1 (processo notal anterior e processo notal médio)
e esclerito auxiliar 3 (processo notal posterior, pode ter músculo retrator de asa)
○ articulações do pleurito: esclerito auxiliar 2 (processo pleural)
○ o surgimento se deu no grupo Pterygota
○ nos Paleoptera, as asas não se dobram sobre o abdômen, ou seja, não há músculo
retrator de asa, já os Neoptera conseguem dobrar as asas
○ nos Polyneoptera, houve a expansão das veias anais das asas
4. Cabeça
● é o tagma de maior complexidade
○ não pode ser melhor esclarecida ao analisar a anatomia interna
● no embrião, é possível visualizar os 5 segmentos que formam a cabeça
● cabeça dividida em procephalon (labrum ou preocular, segmento antenal e segmento intercalar)
e gnathocephalon (segmento mandibular, segmento maxilar e segmento labial)
○ mandíbula sem endito articulado (sem nenhuma estrutura associada)
○ maxila com palpo (endito)
○ lábio com palpo (endito), formado a partir da fusão das segundas maxilas
○ a diversidade de estruturas e formações existe por causa da diversidade de formas de
alimentação dos insetos
● cérebro: dividido em protocérebro (labrum ou preocular), deuterocérebro (segmento antenal) e
tritocérebro (segmento intercalar)
● nos Ectognatha (Insecta), há exposição dos apêndices bucais, estão por fora da cabeça
● os não Insecta, possuem as estruturas dentro da cabeça, na chamada cápsula cefálica
● no grupo dos “Paraneoptera”, há redução ou perda dos palpos labiais
● as antenas estão conectadas ao deuterocérebro
○ são estruturas com enorme diversidade
○ lóbulo antenal
● os olhos estão conectados ao protocérebro
○ olhos simples ou ocelo: informação luminosa captada por cada célula retinal (rabdomero),
que converge num único nervo ocelar
○ olhos compostos: conjunto de omatídeos, onde cada um é formado por 2 células
pigmentadas primárias, 4 células de semper (cone cristalino) e 8 células retinais
(rabdomero)
○ os olhos compostos são 76% do protocérebro, e o resto é composto de corpos de
cogumelos
Ontogenia dos Holometábolos
1. Ontogenia ou Desenvolvimento
● ontogenia: estudo dos estágios de desenvolvimento dos organismos, desde o embrião
● ametábolo: desenvolvimento direto, indivíduos nascem como pequenos adultos sem órgãos
sexuais funcionais
○ três fases de desenvolvimento: ovo - imaturo - adulto
○ exemplo: Zygentoma
● hemimetábolo: “metamorfose incompleta”, ninfas sem asas e sem órgãos sexuais funcionais
○ três fases de desenvolvimento: ovo - ninfa - adulto
○ exemplo: Hemiptera, Orthoptera, Mantodea, Blattodea e Odonata
○ nos Hemiptera (maria fedida), geralmente existem 5 estágios de ninfa, e no quinto
estágio estão presentes asas e órgãos sexuais primários, para que no adulto a formação
já esteja completa e seja funcional
● holometábolo: metamorfose completa, larva e pupa sem asas e sem órgãos sexuais funcionais
○ quatro fases de desenvolvimento: ovo - larva - pupa - adulto
○ exemplo: Lepidoptera, Coleoptera, Hymenoptera e Diptera
○ nos Culicomorpha (pernilongo), as larvas são ativas na alimentação, mas de recursos
diferentes dos adultos visto que são aquáticas, as pupas não se alimentam, pois a
energia está toda destinada a conclusão da metamorfose
2. Estágios de Desenvolvimento dos Holometábolos
● estágios do ovo: oócito maduro - célula zigoto - embrião em desenvolvimento
○ córion: camadas rígidas que protegem o ovo, formado pelo exocórion e pelo endocórion
○ os nutrientes do ovo estão concentrados no vitelo
○ serosa é o outro nome para córion e representa uma membrana extraembrionária
○ âmnio é a estrutura que gera o embrião
○ nos Insecta, a serosa ou córion faz a secreção de uma cutícula, a qual confere proteção
contra a desidratação
○ a organização do ovo dos artrópodes não Insecta são bem mais simples
○ há uma extensa diversidade de ovos, sendo registradas +10.000 descrições de tamanho e
forma, isso ocorre por conta da ecologia dos diferentes organismos (por exemplo
terrestre ou aquático)
● organização dos pés no estágio larval: polipóide (muitas pernas), oligopóides (poucas pernas,
localizadas na parte anterior do corpo) e ápodes (sem pernas)
○ abdômen das larvas polipóides: “pernas abdominais” chamadas de prolegs, subcoxa de
origem apendicular, coxa e planta
○ nos Hymenoptera, as pernas não têm ganchos
○ nos Lepidoptera, as pernas têm ganchos
○ presença de espiráculos na pleura ao longo do corpo
○ cápsula cefálica: área quitinosa (rígida) onde se localizam as estruturas associadas à
cabeça, stemmata (semelhantes aos olhos simples), labrum, antenas, mandíbulas,
maxilas e lábio
● pupa Exarada: pupas em que é fácil distinguir as diferentes partes das estruturas dos adultos
● pupa Obtecta: pupas em que não conseguimos encontrar as estruturas dos adultos
○ durante o desenvolvimento, o sistemarespiratório e a câmara de ar aumentam e o
sistema digestório reduz
3. Ontogenia em Drosophila melanogaster
● genes maternos: determinantes citoplasmáticos presentes no óvulo antes da fertilização
○ gene bicoid (bcd): estabelece a polaridade cabeça-cauda
● genes gap: ativados pelos genes de efeito materno
○ gene hunchback (hb): organiza as células em grupos de segmentos
● genes de regra par: ativados pelos genes gap
○ genes eve & ftz: organizam as células em segmentos individuais
● genes de segmentação: ativados pelos genes de regra par
○ gene wingless (wg): organiza as células em segmentos individuais
● genes hox: ativados pelos genes gap e de regra par
○ responsáveis pelo desenvolvimento direto de estruturas específicas corporais, baseados
em concentrações de certos genes em áreas específicas
○ exemplo: gene abdominal-A
● genes hox ou homeóticos: codificam proteínas que se ligam a interruptores moleculares que
podem ligar e desligar certas estruturas
○ em Drosophila melanogaster e Insecta, são 8 genes hox localizados no cromossomo 3,
divididos em dois complexos
○ ligados em diferentes segmentos do embrião
○ ligam diferentes genes de desenvolvimento de estruturas no adulto
○ a presença do gene materno bicoid e do gene de regra par ftz é considerada uma
novidade evolutiva no Drosophila melanogaster
● complexo Antennapedia: cada gene hox no embrião determina diferentes estruturas no adulto
○ gene labial (Lb): desenvolvimento do intercalar (procephalon) e do intestino
○ gene proboscipedia (Pb): desenvolvimento dos palpos do lábio e das maxilas
○ gene deformado (Dfd): desenvolvimento das mandíbulas e das maxilas
○ gene pentes sexuais reduzido (Scr): desenvolvimento da cabeça e do tórax
○ gene Antennapedia (Antp) em T2: promove a formação das pernas e das asas, mas não
ativa as asas
● complexo Bitórax: cada gene hox no embrião determina diferentes estruturas no adulto
○ gene ultrabithorax (Ubx) em T3: reprime a formação da asa
○ gene abdominal-A (Abd-A): reprime a formação das pernas
○ gene abdominal-B (Abd-B): desenvolvimento dos últimos segmentos do corpo
● disco imaginal: é uma estrutura epitelial em forma de saco encontrada dentro da larva de insetos
que sofrem metamorfose, cada disco é responsável por desenvolver uma estrutura no adulto
○ genes de desenvolvimento: desempenham papéis vitais de organização no
desenvolvimento e diferenciação dos discos imaginais
○ disco imaginal da perna: gene engrailed - en (desenvolvimento do eixo anteroposterior),
gene hedgehog - Hh (desenvolvimento do eixo anteroposterior), gene decapentaplegic -
Dpp (crescimento anteroposterior), gene wingless - wg (crescimento anteroposterior) e
gene distal-less - Dll (desenvolvimento do eixo proximal distal)
○ disco imaginal da asa: gene engrailed - en (desenvolvimento do eixo anteroposterior),
gene hedgehog - Hh (desenvolvimento do eixo anteroposterior), gene decapentaplegic -
Dpp (crescimento anteroposterior), gene wingless - wg (crescimento lateral), gene
Apterous (desenvolvimento da asa dorsal e ventral)
Fisiologia do Processo da Ecdise em Hexápodes
1. Estrutura e Bioquímica do Exoesqueleto
● cutícula: estrutura multicamada por fora da epiderme, que forma o exoesqueleto
● zona de formação: é uma área da cutícula onde é sintetizada cada uma das camadas da cutícula
○ maquinaria celular de formação
● pensando em como a cutícula é formada, a parte mais nova da cutícula é a que está mais perto
da epiderme no momento
● procutícula: formada pela endocutícula e pela exocutícula
○ garante rigidez, força e dureza
○ endurecimento: processo chamado de tanning ou esclerotização
○ o principal composto é a quitina
● epicutícula: estrutura mais externa, portanto foi a primeira a ser formada na zona de formação
● cera: canais localizados na procutícula, tendo início na epiderme e desembocando na epicutícula
● cimento: é a glândula dérmica
● quitina: é um polissacarídeo formado por polímeros de N-acetilglucosamina (GluNAc)
○ as vias metabólicas para formação são a do glicogênio, a da thealose (dissacarídeo) e a
redução da quitina
○ unidade básica: glicose-6-fosfato
○ redução até UDP-N-acetilglicosamina, feita pela proteína de membrana chamada quitina
sintase
● cadeias de quitina: forma cristalina
○ união dos polímeros de GluNAc
● nanofibra de quitina envolta de proteínas: uma cadeia de poli GluNAc
● fibra de proteínas de quitina: 18 cadeias de poli GluNAc
● plano: fibras de proteínas de quitina alinhadas
● deposição de planos: alocados em sentido anti-horário
2. Processo da Ecdise
● o crescimento da cutícula e a síntese da quitina são processos contínuos
● estágio entre mudas: todas as camadas estão presentes
● apólise: separação entre a epiderme e a cutícula antiga, o espaço é preenchido com um fluido
cheio de enzimas inativas
○ início da liberação de hormônio esteróide (20-HE = 20-hidroxiecdisona)
● reorganização morfogênica da epiderme: o inseto cresce, portanto pode haver divisão celular
○ altos níveis de 20-HE
● secreção da nova cutícula: formação da epicutícula e procutícula
○ altos níveis de 20-HE
● ativação enzimática: digestão da procutícula antiga (endocutícula), os fluidos enzimáticos são
reabsorvidos, a nova cutícula é protegida pela sua epicutícula, há uma nova cutícula
esclerotizada
○ diminuição dos níveis de 20-HE
○ tanning da exocutícula
● ecdise: a nova cutícula está finalmente toda esclerotizada, tanning da endocutícula
○ há um neuro-hormônio chamado bursicon
○ após a ecdise, a deposição da procutícula para
● hormônio da muda (MH): alfa-ecdisona, 20-HE (20-hidroxiecdisona)
○ aumenta e diminui a concentração ao longo do processo da ecdise
○ no ponto mais alto de secreção, ocorre a reorganização morfogênica e a secreção da
nova cutícula
● hormônio juvenil (JH): a concentração vai diminuindo ao longo do processo da ecdise, pois esse
hormônio em alta concentração impede a muda
● hormônio PETH: hormônio desencadeante da pré-ecdise
○ liberação pontual pois coordena uma ação específica
● hormônio ETH: hormônio desencadeante da ecdise
○ liberação pontual pois coordena uma ação específica
● hormônio EH: hormônio da eclosão
○ liberação pontual pois coordena uma ação específica
● a troca do estágio de larva para pupa depende de uma altíssima concentração de 20-HE e uma
baixíssima concentração de JH
● as células neurossecretoras do cérebro liberal o PTTH (hormônio protoracicotrópico)
○ o PTTH ativa a glândula protorácica para produzir o 20-HE
● a corpora allata do cérebro libera o JH, durante o estágio de larva e pupa
● o PETH e o ETH são gerados nas células Inka, as quais se localizam nas traqueias
○ a produção e a acumulação do PETH e do ETH ocorrem quando há alta concentração de
20-HE
○ quando há baixa concentração de 20-HE, ocorre a liberação do EH, o qual estimula as
células Inka a liberaram também o PETH e o ETH
3. Sucesso Evolutivo dos Holometábolos
● características: exoesqueleto (tal como todos os Ecdysozoa), asas (tal como todos os
Pterygota), ovos com serosa (tal como todos os Insecta) e desenvolvimento com metamorfose
completa