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Figura 21.28 Camuflagem dos insetos. A borboleta Kallima paralekta parece uma folha morta. Ela é nativa da Indonésia e da Malásia. No entanto, uma grande parte do comportamento dos insetos não é simplesmente uma questão de orientação, mas envolve uma série complexa de respostas. Um par de besouros rola-bosta arranca um pedaço de material fecal, rola-o até formar uma bola, e rola essa bola trabalhosamente até o local onde pretende enterrá-la, para depois depositar seus ovos dentro dela (Figura 21.29). As cigarras cortam a casca de um galho e, então, colocam um ovo em cada um dos cortes feitos. As fêmeas das vespas do gênero Eumenes coletam pelotas de argila, carregando-as uma a uma até o local da construção, e constroem, com estilo, pequenos e graciosos potes de argila de gargalo estreito, dentro dos quais colocam um ovo em cada um. A seguir, a mãe-vespa caça e paralisa um bom número de lagartas, empurra-as para dentro da abertura dos potes, e fecha as aberturas com argila. Cada ovo, protegido individualmente por seu próprio pote, emerge e acaba encontrando um suprimento de comida bem provido. Figura 21.29 Esse besouro rola-bosta africano, Kheper aegyptiorum purpurascens, é generalista para selecionar o tipo de fezes, mas aqui está rolando uma bola de fezes de elefante. Tipicamente, é formada uma bola com as fezes, que é rolada pelos machos, pelas fêmeas ou por ambos os indivíduos juntos. Os ovos são depositados na bola, e os jovens besouros desenvolvem-se aí dentro, algumas vezes sob o cuidado da mãe. Grande parte desse comportamento é inata; entretanto, está envolvida uma parte muito maior de aprendizado do que se pensava anteriormente. Essa vespa, por exemplo, precisa aprender onde ela construiu seus potes uma vez que precisa voltar para preenchê-los com lagartas, um de cada vez. Os insetos sociais, que foram estudados extensamente, são capazes de executar a maioria das formas básicas de aprendizado utilizadas pelos mamíferos. Uma exceção é o aprendizado por intuição. Aparentemente, quando estão em face de um novo problema, os insetos não conseguem reorganizar suas memórias visando construir uma nova resposta. Alguns insetos podem memorizar e efetuar em sequência tarefas que envolvem sinais múltiplos em várias áreas sensoriais. Abelhas operárias foram treinadas para caminhar através de labirintos que envolviam cinco viradas em sequência, usando como pistas a cor de um marcador, a distância entre dois locais determinados ou o ângulo de uma virada. O mesmo ocorre com formigas. Operárias de uma espécie de Formica aprenderam um labirinto de seis pontos em uma velocidade apenas 2 ou 3 vezes mais lenta do que a de ratos de laboratório. As trilhas de forrageamento de formigas e abelhas frequentemente contêm muitas voltas e curvas, mas, uma vez que a forrageira encontrou alimento, a viagem de volta é relativamente direta. Um pesquisador sugere que a série contínua de cálculos necessários para determinar tais ângulos, direções, distâncias e velocidade da viagem e convertê-los em um retorno direto poderia envolver o uso de cronômetro, bússola e cálculo integral vetorial. Ainda não se sabe como os insetos fazem isso. Os insetos comunicam-se entre si por meio de sinais químicos, visuais, auditivos e táteis. Sinais químicos tomam a forma de feromônios, que são substâncias secretadas por um indivíduo que afetam o comportamento ou os processos fisiológicos de outro indivíduo. Muitos feromônios foram descritos. Como os hormônios, os feromônios são eficientes em quantidades ínfimas. Os feromônios são usados em diversas situações. Eles podem atrair o sexo oposto, sinalizar um alarme ou iniciar comportamentos, como passar pelo inverno, entre as joaninhas, ou se agregarem com besouros-de-pinheiro. Também podem ser usados para marcar caminhos, definir territórios ou estimular respostas de defesa. Os parasitos sociais evitam a detecção – e certa destruição – ao imitar ou duplicar os feromônios produzidos pelos membros de sua colônia hospedeira. Os feromônios determinam a casta em cupins e, até certo ponto, em formigas e abelhas. Eles são uma das principais forças integradoras das populações de insetos sociais. Muitos feromônios de insetos foram isolados e identificados. As armadilhas que utilizam iscas de feromônio têm sido usadas por vários anos no monitoramento de insetos de importância econômica. Elas podem ser usadas para detectar a presença de um inseto, como um novo invasor que veio de uma área vizinha (mapeando o espalhamento da mariposa europeia Porthetria dispar nos EUA, ou a presença das lagartas da borboleta europeia Heliothis zea em uma plantação), ou para monitorar as mudanças nos níveis da população. O uso de armadilhas de feromônio tornou-se uma ferramenta importante para detectar infestações potenciais, dando tempo suficiente para que possam ser planejadas medidas para remediar a situação. A produção e a recepção de sons (fonoprodução e fonorrecepção) dos insetos têm sido estudadas extensamente, e, embora o sentido da audição não esteja presente em todos os insetos, esse meio de comunicação é muito significativo entre os insetos que o utilizam. Os sons servem como mecanismos de aviso, informação sobre a propriedade de territórios, ou cantos de acasalamento. Os sons de gafanhotos e grilos parecem estar envolvidos com a corte ou com agressão. Os grilos-machos esfregam as bordas modificadas de suas asas anteriores entre si para produzir seu som característico. O canto bem alongado dos machos de cigarras, que é um chamado para atrair fêmeas, é produzido por membranas vibráteis localizadas em um par de órgãos situados no lado ventral do segmento abdominal basal. Existem muitas formas de comunicação tátil, como tapas, batidas, agarramentos, e o tocar entre antenas, que provocam respostas que vão desde o reconhecimento até o recrutamento e o alarme. Alguns tipos de moscas, colêmbolos e besouros produzem seus próprios sinais visuais na forma de bioluminescência. Os mais bem conhecidos são os vaga-lumes, ou pirilampos (que não são moscas, nem hemípteros, mas besouros), nos quais o pulso luminoso ajuda a localizar um parceiro sexual. Cada espécie apresenta um ritmo de pulsos característico, que é produzido na face ventral dos últimos segmentos abdominais. As fêmeas piscam em resposta ao padrão específico de sua espécie para atrair os machos. A fêmea do Photuris algumas vezes pisca o padrão de outras espécies para atrair machos dessa espécie como presa (Figura 21.30). Comportamento social Alguns grupos comunais são temporários e descoordenados, como as associações de joaninhas para hibernação, ou agrupamentos de pulgões para alimentação. Alguns são coordenados apenas por curtos períodos de tempo e alguns cooperam mais completamente, como é o caso das lagartas do gênero Malacosoma, que se juntam na construção de uma rede que serve de abrigo e local de alimentação. No entanto, todos esses são comunidades abertas com comportamento social limitado. Figura 21.30 A fêmea fatal de um vaga-lume, Photuris versicolor, comendo um macho de Photinus tanytoxus, o qual foi atraído pela fêmea com sinais falsos de acasalamento. Nos Hymenoptera eussociais (abelhas e formigas) e Isoptera (cupins), uma vida social complexa é regulada pela comunicação química e tátil. As interações sociais ocorrem em todos os estágios do ciclo de vida, as comunidades são geralmente permanentes, todas as atividades são coletivas, e existe uma comunicação recíproca e divisão de trabalho. A sociedade geralmente demonstra um polimorfismo, ou diferenciação de castas. As abelhas têm uma das mais complexas organizações dentro do mundo dos insetos. Um total de 60.000 a 70.000 abelhas pode ocupar uma mesma colmeia. Existem três castas: uma única fêmea madura sexualmente, ou rainha; algumas centenas de zangões, que são machos sexualmente maduros; e o resto é composto por operárias, que são fêmeas genéticas sexualmente inativas (Figura 21.31). As operárias tomam conta dos jovens, secretam cera com a qual constroem as células hexagonaisdo favo, coletam néctar das flores, manufaturam o mel, coletam pólen, ventilam e tomam conta da colônia. Um zangão, às vezes mais de um, fertiliza a rainha durante o voo nupcial, quando uma quantidade suficiente de esperma é armazenada na espermateca da fêmea para durar por toda sua vida. Os zangões morrem após o acasalamento, e aqueles que permanecem na colônia no final do verão são empurrados para fora pelas operárias e morrem de fome. As castas são determinadas parcialmente pela fertilização e parcialmente pelo que é oferecido como alimento para as larvas. Os zangões desenvolvem-se partenogeneticamente a partir de ovos não fertilizados (e, consequentemente, são haploides); as rainhas e as operárias desenvolvem-se de ovos fertilizados (sendo, portanto, diploides; ver haplodiploidia, Capítulo 7 e Figura 36.20). As larvas de fêmeas que vão se tornar rainhas são alimentadas com geleia real, uma secreção das glândulas salivares das operárias. Tanto a quantidade de geleia real ingerida como a duração da alimentação afeta a formação da rainha. Trabalhos recentes identificaram metabólitos induzidos por dieta que afetam a expressão do gene e a transdução de sinal no desenvolvimento da larva, direcionando assim o fenótipo para operárias ou rainhas. As rainhas vivem 1 ou 2 anos enquanto as operárias apenas alguns meses. O mel e o pólen são adicionados à dieta da operária a partir do terceiro dia de vida larval. Os feromônios existentes na “substância da rainha”, que são produzidos por suas glândulas mandibulares, impedem que as operárias amadureçam sexualmente. As operárias produzem geleia real apenas quando o nível de feromônio da “substância da rainha” cai na colônia, mais tipicamente devido à superpopulação. Essa mudança também ocorre quando a rainha torna-se muito velha, morre ou é removida. Então, o ovário das operárias desenvolve-se, e elas passam a aumentar uma célula larval e a alimentar uma larva com geleia real a fim de produzir uma nova rainha. A produção de uma nova rainha pode ser seguida pelo enxameamento, quando a antiga rainha sai com parte da colônia. Figura 21.31 A abelha-rainha circundada por sua corte. A rainha é o único animal que coloca ovos na colônia. As atendentes, atraídas pelo feromônio da rainha, ficam constantemente lambendo seu corpo. À medida que o alimento e os feromônios da rainha são transferidos dessas abelhas para outras, a presença da rainha é comunicada através de toda a colônia. As abelhas desenvolveram um eficiente sistema de comunicação através do qual, por meio de certos movimentos do corpo, as escoteiras informam às operárias qual a localização e qual a quantidade das fontes de alimento (Figura 36.23, Capítulo 36). As colônias de cupins contêm várias castas, que consistem em indivíduos férteis, incluindo machos e fêmeas, e indivíduos imaturos (Figura 21.32). Alguns dos indivíduos férteis podem ter asas e abandonar a colônia, acasalar, perder suas asas e, como rei e rainha, iniciar uma nova colônia. Os indivíduos férteis sem asas podem, sob certas condições, substituir o rei ou a rainha. Os membros imaturos não têm asas e tornam-se operárias ou soldados. Os soldados são dotados de cabeças e mandíbulas grandes e fazem a defesa da colônia. Assim como entre as abelhas e as formigas, fatores extrínsecos causam a diferenciação das castas. Os indivíduos reprodutores e os soldados secretam feromônios inibidores que são passados pela colônia às ninfas através de um processo de alimentação mútua, chamado trofaláxis, de modo que se tornem operárias estéreis. As operárias também produzem feromônios, e, se o nível da “substância das operárias” ou da “substância dos soldados” cair, o que pode ocorrer após o ataque de predadores saqueadores, por exemplo, a próxima geração irá produzir proporções compensatórias das castas apropriadas. Figura 21.32 A. Operárias de cupins, Reticulitermes hesperus (ordem Isoptera). As operárias são animais imaturos ápteros que atendem o ninho. B. A rainha de cupim torna-se dilatada e uma máquina poedeira de ovos. A rainha e várias operárias e soldados são mostrados na figura. As formigas também apresentam sociedades altamente organizadas. Superficialmente, elas se assemelham aos cupins, mas elas são mais proximamente aparentadas às abelhas e vespas na ordem Hymenoptera e podem ser distinguidas facilmente. Em contraposição aos cupins, as formigas têm geralmente cor escura, corpo duro e uma constrição posterior ao seu primeiro somito abdominal. As antenas das formigas têm uma dobra, como um cotovelo, enquanto as antenas dos cupins são filiformes ou lembram um cordão de contas (moniliforme). Nas colônias de formigas, os machos morrem logo depois do acasalamento, e a rainha funda sua própria colônia ou junta- se a alguma colônia já estabelecida e efetua a postura de ovos. As operárias e os soldados são fêmeas estéreis sem asas que fazem o trabalho da colônia: recolhem alimento, tomam conta dos jovens e protegem a colônia. Em muitas grandes colônias, pode haver dois ou três tipos de indivíduos em cada casta. As formigas evoluíram alguns padrões marcantes de comportamento “econômico”, como fazer escravos, produzir fazendas de fungos, criar “gado de formiga” (pulgões e outros membros de Sternorrhyncha) (Figura 21.33A), tecer seus ninhos com seda (Figura 21.33B) e usar ferramentas. OS INSETOS E O BEM-ESTAR DO SER HUMANO Insetos benéficos Embora a maioria de nós pense nos insetos primariamente como pragas, toda a vida terrestre, incluindo a dos humanos, teria grande dificuldade para sobreviver se todos os insetos desaparecessem de repente. Alguns produzem materiais úteis: mel e cera de abelhas, seda do bicho-da-seda e laca de uma cera produzida por uma cochonilha. Mais importante, no entanto, é que os insetos são necessários para a fertilização de muitas plantações. As abelhas polinizam plantações de alimento em um total que equivaleria a quase 14 bilhões de dólares por ano somente nos EUA, e esse quadro não inclui a polinização de forrageiras para o gado nem a polinização por outros insetos. As populações de abelha estão em declínio em muitos lugares do mundo, inclusive nos EUA. Além disso, elas oscilaram nos tempos antigos e modernos, mas o desaparecimento recente de colmeias inteiras que começou em torno de 2006 tem tido um impacto significativo na agricultura. As causas da Desordem de Colapso das Colmeias não são bem compreendidas. Embora a infecção pelo ácaro Varroa e seus vírus associados esteja correlacionada com a morte das abelhas, outras causas potenciais incluem danos ao ecossistema e perda de plantas nativas. A evolução de angiospermas levou a uma grande irradiação de insetos. Os insetos e as plantas codesenvolveram um surpreendente volume de adaptações que envolvem tanto recompensa como dissimulação. A morfologia floral, a cor e o aroma atraem polinizadores específicos e guiam seus movimentos; como exemplo, veja os guias de néctar mencionados anteriormente. 18) (UFC-2003) Os Primeiros Socorros protegem a vítima contra maiores danos, até a chegada de um profissional de saúde especializado. No caso de picadas de cobras peçonhentas, devemos socorrer a vítima até 30 minutos após a mordida, com as seguintes medidas: a) manter a vítima em repouso, fazer a assepsia e aplicar compressas frias ou gelo. b) manter a vítima em movimento, fazer garroteamento e oferecer um pouco de álcool. c) manter a vítima em movimento, fazer a assepsia e oferecer um pouco de querosene. d) manter a vítima em repouso, fornecer um pouco de álcool e aplicar a respiração de socorro. e) manter a vítima em pé, fazer garroteamento e cortar a pele para extrair sangue. 19) (UFSCar-2002) A pomba, a cobra e o gafanhoto eliminam excretas nitrogenadas na forma de: a) ácido úrico que, sendo solúvel, torna o animal independente de água. b) uréia que, sendo quase insolúvel, pode ser excretada com pouca perda de água. c) amônia que, sendo altamente solúvel, torna o animal independente do meio aquático. d) uréia que,sendo solúvel, difunde-se no sangue e é facilmente eliminada pelos rins. e) ácido úrico que, sendo quase insolúvel, pode ser excretado com pouca perda de água. 20) (Mack-2003) Considere as seguintes afirmações: I. O embrião dos mamíferos, em certa etapa do desenvolvimento, apresenta brânquias. II. As fases embrionárias de um animal guardam certas semelhanças com as fases embrionárias de seus ancestrais. III. A presença de estruturas vestigiais em uma espécie indica que ela descende, juntamente com outras que têm aquelas estruturas desenvolvidas, de um ancestral comum. Assinale: a) se apenas I for verdadeira. b) se apenas II for verdadeira. c) se apenas III for verdadeira. d) se apenas II e III forem verdadeiras. e) se todas forem verdadeiras. O estudante concluiu que o animal pertencia ao grupo VI. Esse animal pode ser a) um gambá. b) uma cobra. c) um tubarão. d) uma sardinha. e) um sapo. 22) (Unicamp-2005) Em abril de 2003, freqüentadores da praia da Joatinga, no Rio de Janeiro, mataram a pauladas um tubarão mangona. As espécies animais causam medo, repulsa ou estão associadas a superstições são inapelavelmente sentenciadas à morte. Cobras, aranhas, morcegos, escorpiões, arraias, marimbondos, sapos, lagartos, gambás e, claro, tubarões, morrem às dezenas, porque falta à população um nível mínimo de conhecimento sobre tais animais, seu comportamento, seu papel na cadeia alimentar e nos ecossistemas. (Adaptado de Liana John, Sentenciados à morte por puro preconceito. www.estadao.com.br/ciência/ecos/mai/2003). a) As arraias pertencem ao mesmo grupo taxonômico dos tubarões. Que grupo é esse? Dê uma característica que permite agrupar esses animais. b) Sapos e lagartos pertencem a classes distintas de vertebrados. Dê uma característica que permite diferenciar as duas classes. c) Aranhas e escorpiões têm em comum o fato de capturarem as suas presas ou se defenderem utilizando venenos. Indique que estruturas cada um deles utiliza para inocular o veneno e em que região do corpo do animal essas estruturas se localizam. 23) (UFPB-2006) Uma empresa dedetizadora expôs o seguinte anúncio: 21) (Fuvest-2004) Num exercício prático, um estudante analisou um animal vertebrado para descobrir a que grupo pertencia, usando a seguinte chave de classificação: afirmar: Analisando-se a propaganda da empresa, pode-se I. O anúncio contém informações incorretas porque, além de insetos, estão citados quelicerados e vertebrados. II. Carrapatos, ácaros e escorpiões não são insetos, e sim quelicerados pertencentes ao grupo dos Arachnida. III. Os insetos citados no anúncio são as baratas, as traças e as formigas. http://www.estadao.com.br/ciência/ecos/mai/2003) Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): a) I, II e III b) apenas I e II c) apenas II e III d) apenas I e III e) apenas III 24) (UFPR-2006) Em relação à classificação dos animais, é correto afirmar: a) As planárias, apesar de não serem parasitas, são classificadas no Filo Platyhelminthes. b) Os pernilongos não são considerados insetos, porque apresentam apenas um par de asas. c) As estrelas-do-mar pertencem ao Filo Chordata, pois apresentam esqueleto interno. d) Os caramujos não pertencem ao Filo Mollusca (= corpo mole), pois apresentam uma concha dura que os envolve. e) Os vertebrados apresentam dois pares de apêndices; portanto, peixes não são vertebrados. 25) (UFC-2006) Uma espécie de anfíbio apresenta fase larval aquática e onívora e fase adulta terrestre e carnívora. Nessa frase, encontramos os conceitos de: a) teia alimentar e hábitat. b) biocenose e pirâmide de energia. c) teia alimentar e nicho ecológico. d) ecossistema e biocenose. e) hábitat e nicho ecológico. 26) (UECE-2005) Dos animais abaixo relacionados, os que apresentam, no decorrer do desenvolvimento do seu ciclo biológico, respiração branquial, cutânea e pulmonar são: a) as planarias e as rãs b) as lulas e águas vivas; c) as salamandras e os sapos; d) as minhocas e os lagartos 27) (UFRJ-2006) A Figura 1 a seguir mostra as vilosidades do intestino de uma serpente após um longo período de jejum, enquanto a Figura 2 mostra a mesma região minutos após a ingestão de alimentos. Essa rápida alteração nas vilosidades é causada por um intenso aumento da irrigação sangüínea na porção interna dessas estruturas. Tal mudança após a alimentação é importante para o aumento da eficiência do processo de nutrição das serpentes. Por que a alteração nas vilosidades contribui para a eficiência da nutrição das serpentes? Justifique sua resposta. 28) (UFSCar-2007) As temperaturas corporais de um felino e de uma serpente foram registradas em diferentes condições de temperatura ambiental. Os resultados estão apresentados na tabela. Temperatura (°C) ambiente felino serpente 10 37 11 20 38 21 30 38 30 Com base nesses resultados, pode-se considerar que a) a serpente é ectotérmica, pois sua temperatura corporal é variável e independe da temperatura ambiente. b) o felino é ectotérmico, pois a variação da temperatura ambiente não interfere na sua temperatura corporal. c) a serpente e o felino podem ser considerados ectotérmicos, pois na temperatura ambiente de 10°C apresentam as menores temperaturas corporais. d) o felino é endotérmico, pois sua temperatura corporal é pouco variável e independe da temperatura ambiente. e) a serpente é endotérmica, pois a variação de sua temperatura corporal acompanha a variação da temperatura ambiente. 29) (PUC - RJ-2007) Os peixes são animais pecilotérmicos. Essa afirmativa é: a) correta e significa dizer que, nesses animais, a temperatura corporal varia com a do ambiente. b) incorreta e significa dizer que esses animais possuem respiração pulmonar. c) correta e significa dizer que esses animais apresentam respiração branquial. d) correta e significa dizer que, nesses animais, a temperatura corporal não varia em relação ao ambiente. e) incorreta e significa dizer que, nesses animais, a temperatura corporal varia com a do ambiente. 30) (PUC - RJ-2007) O vôo das aves é uma atividade que demanda um grande gasto energético. Em relação a esse gasto existe uma grande utilização direta do sistema: a) locomotor. b) excretor. c) reprodutor. d) hormonal. e) cardiorespiratório. 31) (UEMG-2008) Considerando os animais focalizados na ilustração abaixo está INCORRETO afirmar que eles apresentam em comum.