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12-Apr-24 1 Entomologia Florestal Aula 03 – Anatomia Externa Os insetos são invertebrados segmentados que possuem o esqueleto externo (exoesqueleto) articulado característico de todos os artrópodes. Plano corporal de anelídeos Plano corporal de insetos Cada segmento apresenta um par de apêndices Muitas características anatômicas dos apêndices (ex. peças bucais, pernas, asas e o ápice abdominal) são importantes para o reconhe- cimento de grandes grupos nos insetos (ordens, famílias e gêneros). A identificação a nível de espécie depende de detalhes morfológicos menos óbvios. A nível de Ordem A nível de Espécie Conhecer e entender a diversidade de formas de insetos não nos permite apenas apreciar as suas funcionalidades, mas também entender o impacto destas estruturas em fatores como: • Herbivoria e modos de interação com plantas; • Predação/parasitismo e controle de pragas; • Polinização e dispersão de plantas; • Dentre outros. Perfurador-sugador Mastigador 12-Apr-24 2 Orientações corporais O corpo bilateralmente simétrico pode ser descrito de acordo com três eixos: • Longitudinal – dividindo o corpo em duas partes simétrica; • Dorsoventral – dividindo o corpo em dorso e ventre; • Transversal – dividindo o corpo em região anterior e posterior. Para apêndices: • Proximal – próximo ao corpo; • Distal – distante do corpo; • Mediano – próximo à linha mediana. Orientações corporais Quatro regiões da superfície do corpo. Dorso Ventre Duas pleuras Superior Inferior Laterais Separam o dorso do ventre e é onde se inserem os membros Cutícula Um dos principais contribuintes para o sucesso dos insetos. Camada inerte que consiste no exoesqueleto (do corpo e dos membros) e as asas. Barreira física entre os tecidos internos e o meio ambiente. Restringe a perda de água pelo inseto, sendo fundamental para o sucesso dos insetos na ocupação de ambientes terrestres. Cutícula Pode ser rígida como uma armadura ou mais flexível. Embora seja fina, sua estrutura é complexa e varia entre os diferentes grupos taxonômicos. Sua estrutura também varia ao longo do desenvolvimento (ex. larvas vs. pupas vs. adultos) e em diferentes partes do corpo. 12-Apr-24 3 Camada única de células que secreta a cutícula Cutícula Epiderme Camada mais espessa e normalmente esclerotizada (mais rígida) Procutícula Camada mais fina onde se encontrada a camada de lipídica (ou de cera) Epicutícula Cutícula Epiderme + Cutícula = Tegumento Cobertura mais externa dos tecidos vivos de um insetos A epiderme está intimamente associada ao processo de troca da cutícula (ecdise). Cutícula A epicutícula varia de 1 a 4 μm. Mesmo constituindo uma camada microscópica de ceras e lipídios, é graças à epicutícula que os insetos não perdem água em excesso para o ambiente. O revestimento de cera dá o aspecto brilhoso da cutícula. Cutícula Além de proteção contra desidratação, a superfície cerosa pode: • Apresentar compostos químicos que repelem predadores; • Produzir padrões de mimetismo e camuflagem; • Repelir o excesso de água da chuva; • Refletir a radiação solar e ultravioleta; • Fornecer sinais olfatórios específicos da espécie. 12-Apr-24 4 Cutícula A quitina é o principal componente da cutícula. Se trata de um polímero não-ramificado de alto peso molecular. Quanto mais ligações entre as cadeias de quitinas adjacentes, maior é a resistência da cutícula. Cadeias de quitina Cutícula Um endurecimento adicional da cutícula se dá pelo processo de esclerotização. Ligação adicional entre as cadeias de quitina e outras proteínas e minerais adicionados à procutícula. A extrema dureza da margem cortante das mandíbulas de alguns insetos se dá pela presença de zinco e/ou manganês na cutícula. Cutícula A dureza da cutícula varia de acordo com a região do corpo do inseto. Escleritos e peças bucais são mais duros. A cutícula é mais macia, plástica ou flexível nas articulações ou em locais onde ocorrem movimentos elásticos. Cutícula Os insetos também apresentam prolongamentos cuticulares, como espinhos e cerdas. Espinhos – estruturas que auxiliam na defesa e no deslocamento. Cerdas – estruturas mecanorreceptoras. 12-Apr-24 5 Segmentação e tagmose Plano corporal de anelídeos Larva de inseto A segmentação metamérica, evidente em outros invertebrados, é visível apenas em algumas larvas não-esclerotizadas. Em insetos adultos e ninfas, os segmentos são unidos em unidades funcionais (processo de tagmose). Tagmas: cabeça, tórax e abdome. Segmentação e tagmose Os 20 segmentos originais se dividem em uma cabeça com 6 segmentos, um tórax com 3 segmentos e um abdome com 11 segmentos. A esclerotização de algumas partes da cutícula dá origem a placas de quitina rígidas chamadas escleritos. Os maiores escleritos segmentares são o tergo (conjunto de tergitos) dorsal, o esterno (conjunto de esternitos) ventral e a pleura (ou conjunto de pleuritos) lateral. Esternitos Tergitos Escleritos Suturas As pleuras abdominais são parcialmente membranosas, mas as torácicas são totalmente esclerotizadas e fundidas ao tergo e ao esterno Segmentação e tagmose Cabeça A rígida capsula cefálica apresenta três regiões estruturais de destaque: • Um par de antenas; • Um par de olhos compostos e três ocelos; • As peças bucais ao redor da boca. Peças bucais Antena Olho composto Ocelos Os ocelos são órgãos sensoriais que percebem a variação de luz ambiente, mas não formam imagens 12-Apr-24 6 Cabeça A cabeça é formada por seis segmentos e cinco deles possuem apêndices. Intercalar (labral) Labral Ocular/preantenalOcular/pré-antenal Antenal Mandibular Maxilar Labial Cabeça As antenas são o par de apêndices do segmento antenal. Sua função é sensorial e pode apresentar quimio, mecano, termo e higrorreceptores. Antenas de machos podem ser mais elaboradas que as das fêmeas, sendo capazes de detectar sons e feromônios. Cabeça Peças bucais – formadas a partir dos apêndices dos segmentos cefálicos 3 a 6. Seus formatos estão adaptados ao modo de alimentação do inseto. Peças moedoras, mastigadoras, perfurantes, lambedoras, sugadoras... Cabeça Existem cinco componentes básicos do aparelho bucal: • O labro, ou “lábio superior”; • A hipofaringe (“língua”); • As mandíbulas; • As maxilas; • O lábio, ou “lábio inferior”. Labro Mandí- bula Maxila Lábio Hipofaringe O labro forma o teto da cavidade pré-oral e cobre a base das mandíbulas. 12-Apr-24 7 Cabeça As mandíbulas, as maxilas e o lábio são altamente variáveis em sua estrutura entre as ordens de insetos. Em geral, as mandíbulas possuem uma borda apical cortante, de modo que a área molar mais basal tritura o alimento. Cabeça As mandíbulas também podem ser utilizadas para transportar objetos, para defesa e em contextos de seleção sexual. Elas podem ser muito duras, sendo fácil para alguns cupins e besouros perfurarem placas de metal como cobre e chumbo. Cabeça Atrás das mandíbulas, as maxilas ajudam no processamento do alimento. Partes pontudas e esclerotizadas seguram e maceram o alimento, enquanto outras partes apresentam mecanorreceptores e quimiorreceptores. Cabeça Os apêndices do sexto segmento fundem-se ao esterno e formam o lábio. O lábio forma o assoalho da cavidade pré-oral e também possui palpos com função sensorial. 12-Apr-24 8 Cabeça Conhecer a forma e a função das peças buscais nos ajuda a identificar insetos a nível de ordem, família ou mesmo de gênero. As peças bucais de abelhas são do tipo mastigador e lambedor. Glossas labiais formam uma língua com pelos que retêm o néctar. Mandíbulas ajudam na manipulação de cera e construção do ninho. Cabeça A maioria das borboletas adultas obtêm o seu alimento sugando líquidos por meio de peças bucais sugadoras, as quais forma uma probóscide. O alimento líquido é bombeado para dentro da boca por ação muscular da faringe. Cabeça Mosquitos possuem uma probóscide do tipo que pica e suga. Peçasorais formam um conjunto de bainha e agulhas, as quais penetram a pele, seguram a abertura, percebem a presença química dos capilares, sugam o mesmo e injetam saliva anticoagulante. Cabeça O hábito hematófago dos dípteros os tornou importantes vetores de doenças. O tipo de doença transmitido pelo díptero varia de acordo com o tamanho da probóscide. Borrachudos – alimentação mais superficial Transmitem microfilárias, que se concentram na pele 12-Apr-24 9 Cabeça O hábito hematófago dos dípteros os tornou importantes vetores de doenças. O tipo de doença transmitido pelo díptero varia de acordo com o tamanho da probóscide. Mosquitos – alimentação mais profunda Transmitem patógenos que circulam pelo sangue, como a malária Cabeça A mosca doméstica apresenta peças orais modificadas em esponjas que absorvem os alimentos. Cabeça Ninfas de libélula apresentam um lábio modificado que captura presas. Cabeça Alguns insetos adultos que possuem um curto período de vida nesta fase possuem peças bucais atrofiadas e não funcionais. Como estes insetos costumam viver só por um dia como adultos, eles focam todo o seu tempo disponível em tentativas de reprodução e não se alimentam. 12-Apr-24 10 Tórax O tórax é composto de três segmentos: protórax, mesotórax e metatórax. Cada um destes segmentos possui um par de pernas. Insetos alados possuem dois pares de asas, um no mesotórax e outro no metatórax. Tórax As pernas dos insetos são apêndices articulados formados por seis artículos: coxa, trocanter, fêmur, tíbia, tarso e pós-tarso com garras. A face inferior do tarso pode apresentar almofadas que auxiliam na adesão a substratos. Tórax A superfície de cada almofada é cerdosa (pilosa). Graças à capacidade de adesão do tarso, insetos conseguem caminhar por superfícies verticais e contra a gravidade. Tórax Normalmente, o fêmur e a tíbia são os artículos mais compridos da perna, mas variações no comprimento e na robustez de cada artículo varia com suas funções Insetos que andam (gressoriais) ou que correm (cursoriais) apresentam fêmures e tíbias bem desenvolvidos em todas as pernas. 12-Apr-24 11 Tórax Insetos saltadores (saltatoriais) apresentam fêmures e tíbias das pernas posteriores desproporcio- nalmente desenvolvidos. Insetos que vivem em ambientes aquáticos apresentam um ou mais pares de pernas modificados para a natação (natatórias), com franjas e pelos longos e finos. Tórax Insetos que vivem em cavidades no solo possuem as tíbias das pernas anteriores alargadas e modificadas para cavar (fossoriais). Insetos predadores possuem membros anteriores especializados na captura e contenção de presas (raptoriais). Tórax As tíbias das pernas posteriores de abelhas são modificadas para a coleta e transporte de pólen. As asas são completamente desenvolvidas apenas nos adultos. Asas são projeções cuticulares em forma de aba, sustentadas por nervuras esclerotizadas tubulares. As nervuras maiores são longitudinais, estendendo-se da base até a ponta da asa. Tórax 12-Apr-24 12 Tórax Nervuras menores transversais conectam as nervuras maiores e dão maior sustentação às asas. As nervuras maiores contém traqueias (oxigênio), vasos sanguíneos (nutrientes) e fibras nervosas (comandos cerebrais). Tórax Os padrões de enervação das asas são as principais características utilizadas na classificação e identificação de insetos dentro de grupos como Ordens, Famílias e Gêneros. Tórax Normalmente, dois pares de asas funcionais, membranosas e transparentes são localizadas dorsolateralmente no tórax. P ro M es o M et a As asas anteriores são encontradas no mesotórax, enquanto as asas posteriores são encontradas no metatórax. Tórax Variações deste padrão básico de asas são encontrados em diversas ordens de insetos. Algumas ordens apresentam asas anteriores espessas e coriáceas, chamadas de tégminas. Blattodea Orthoptera Mantodea 12-Apr-24 13 Tórax Coleópteros possuem asas anteriores endurecidas que formam estojos de proteção das asas posteriores: os élitros. Hemípteros possuem asas anteriores com parte basal espessa e parte apical membranosa: os hemiélitros. Coleoptera Hemiptera Élitro Hemiélitro Tórax Dípteros só possuem duas asas (di + ptera) anteriores. As asas posteriores são modificadas em halteres e não funcionam como asas. Halteres – estabilizam o voo. Tórax Em cupins (Blattodea: Termitoidae) e formigas (Hymenoptera: Formicidae), apenas os indivíduos reprodutores possuem asas. Estas asas são decíduas, sendo funcionais apenas durante o voo nupcial e perdidas após o mesmo. Tórax Muitos insetos primitivos não possuem asas (ápteros, Ordens Archaeognatha e Zygentoma). Zygentoma Outros insetos perderam as asas secundariamente, sendo descendentes de ancestrais alados, como os piolhos (Psocodea) e as pulgas (Siphonaptera). Siphonaptera 12-Apr-24 14 Abdome Primitivamente, o abdome dos insetos apresenta 11 segmentos, podendo haver variações neste padrão. Em geral, os 7 primeiros segmentos abdominais (segmentos pré- genitais) de adultos são semelhantes entre si e não apresentam apêndices. Abdome Adultos de alguns grupos ou mesmo larvas e ninfas podem apresentar apêndices nestes 7 primeiros segmentos. Brânquias abdominais em ninfas aquáticas Abdome A parte anal-genital do abdome é chamada terminália, que consiste em geral nos segmentos 8 a 11. • Os segmentos 8 e 9 apre- sentam a genitália e seus apêndices; • O segmento 10 não possui apêndices; • O segmento 11 apresenta um par de cercos e o ânus. Os cercos podem ser modificados (como nas tesourinhas) ou reduzidos Abdome Os segmentos terminais têm função excretora e sensorial em todos os insetos, mas nos adultos também possuem função reprodutora. A genitália externa de fêmeas é mais simples, enquanto a de machos é mais variada e pode ser usada como caractere de identificação de espécies. Pênis Pênis 12-Apr-24 15 Abdome A genitália externa dos machos inclui um órgão para a transferência de espermatozoides (livres ou empacotados - espermatóforos) e estruturas que agarram, seguram e estimulam a parceira durante a cópula. Esta estrutura copulatória é chamada de edeago. Abdome A terminália de fêmeas inclui estruturas internas para receber o órgão copulador masculino e seus espermatozoides ou espermatóforos, além de estruturas externas utilizadas para oviposição. Abertura copulatória Ovipositor Em alguns Hymenoptera, o ovipositor é modificado em um ferrão injetor de veneno Abdome A maior parte da variação da genitália externa masculina se relaciona com a posição de acasalamento, que pode ser variável entre e intra ordens. Abdome Mas há casos de reversão sexual com a evolução de pênis feminino e vagina masculina. O espermatóforo produzido por machos se torna um recurso mais valioso que os gametas femininos. Cavernas brasileiras pobres de nutrientes. 12-Apr-24 16 Entomologia Florestal Aula 03 – Anatomia Externa