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Artrópodes INTRODUÇÃO • Maior Filo de Metazoários, com cerca de 1 milhão de espécies conhecidas • Grupo mais abundante e diversificado desde o Pré-Cambriano • Grande importância • Médica, ectoparasitas, vetores de doença, produção de drogas. • Agrícola, polinizadores, dispersores de sementes, pragas. • Produção de substâncias como mel, seda e cera, dentre outras – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • Subdivididos em TRILOBITOMORPHA CHELICERIFORMES CRUSTACEA HEXAPODA MYRIAPODA – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes PLANO CORPÓREO BÁSICO • Bilaterais, triblásticos, protostômios, celomados, com celoma esquizocélico. • Metameria heterônoma, com tagmose característica para cada grupo; septos internos ausentes. • Exoesqueleto rígido, com apêndices articulados, trocado periodicamente (ecdise). • Musculatura organizada em feixes individualizados, inseridos em apódemas; apêndices com feixes extrínsecos e intrínsecos; musculatura circular completamente perdida. • Celoma restrito às gônadas e nefrídeos: principal cavidade corpórea é uma blastocela persistente, com funções circulatórias (hemocela). – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes EXOESQUELETO • Quatro escleritos por segmento: tergito, esternito e pleurítos; Membranas artodiais intersegmentares e interarticulares. – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • Cutícula com EPICUTÍCULA (proteínas, lipídios, lipoproteínas e, nos Tracheata, cera) e PROCUTÍCULA (proteínas e quitina). Essa diferencia-se em EXOCUTÍCULA e ENDOCUTÍCULA, a primeira encontra-se esclerotizada por um processo de tanagem e a segunda, em Crustáceos, encontra-se mineralizada, impregnada por sais de cálcio. – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • ECDISE • Pré-muda: sob influência da ecdisona (hormônio), a epiderme antiga secreta novas epicutícula e procutícula, e fluido exuvial. • Muda: inchaço do corpo por tomada de ar ou água; ruptura do esqueleto antigo em linhas de fratura. • Pós-muda: esclerotização da nova cutícula • INTERMUDA: crescimento real. – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • SISTEMA DIGESTÓRIO • Regiões anterior, mediana e posterior, apenas a mediana de origem endodérmica • Apêndices dos segmentos anteriores modificados para a manipulação do alimento (peças bucais). • SISTEMA CIRCULATÓRIO • Aberto: coração tubular dorsal, com 1 par de óstios por segmento, dentro do seio pericárdico. – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • RESPIRAÇÃO • Formas aquáticas com brânquias • Formas terrestres com invaginações epidérmicas na forma de pulmões foliáceos ou traqueias • EXCREÇÃO • Nefrídios fechados internamente, saculiformes, de origem celômica; glândulas antenais e coxais. • Insetos com Túbulos de Malpighi • Formas aquáticas secretam AMÔNIA; as terrestres ÁCIDO ÚRICO – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • SISTEMA NERVOSO • Sistema Nervoso semelhante ao de Anelídeos, com gânglio cerebral dorsal, anel nervoso circunentérico e cordão nervoso ventral ganglionar, o primeiro gânglio, o subentérico; nervos segmentares. • ÓRGÃOS SENSORIAIS • Mecano- e quimirreceptores em sencilas, inclusive cerdas. • Fotorreceptores e olhos lenticulados e olhos compostos com omátideos. – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes • REPRODUÇÃO • ASSEXUADA: não ocorre, embora á regeneração de partes perdidas (apêndices) seja comum. • SEXUADA: dioicos, com grande variabilidade entre os grupos, incluindo formas partenogenéticas. – CARACTERÍSTICAS GERAISArtrópodes UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE – CCBS DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA Subfilo Hexapoda Caracteres Gerais e Anatomia Externa Prof. Raynner Rilke Duarte Barboza Orientação: Rômulo Romeu da Nóbrega Alves Filo Arthropoda • 4.000 espécies fósseis marinhas bentônicos. Abundantes no Cambriano e Ordoviciano • Extintos no fim do Permiano (~260 Maa) • 3 tagmas, apêndices birramados, 1 par de antenas • Cabeça com 1 par de antenas; 1 par de olhos compostos e 4 pares de apêndices locomotores Filo Arthropoda 1) Classe xyphosura - Límulos • Apenas 5 espécies de Límulos atuais, todas marinhas, bentônicos, enterrados na areia; ocorrendo no Atlântico Norte (EUA) e Indo-Pacífico. • Apresenta 1 par de olhos compostos e 1 par de ocelos; • Apresenta 1 par de queliceras; 1 par de pedipalpos e 4 pares de pernas • O corpo termina na forma de um Telson (espinho) longo. Pelo que se sabe é utilizado por esses animais unicamente para se desvirarem. Filo Arthropoda 2) Classe Pycnogonida – aranhas-do-mar • 1.000 espécies atuais; pequenos (1 mm até 70 cm) • Apresentam pernas muito longas e finas • Apresenta o corpo dividido em uma cabeça, um tronco, um abdomém muito curto • 1 par de queliforos ( homologo as quelíceras ??), 1 par de palpos (homologo aos pedipalpos??) • Apêndices do tórax: 4 ou mais pares de pernas; machos com pernas ovígeras (estruturas muito finas que envolvem os ovos – cuidado da prole é dos machos) Filo Arthropoda • 75.000 espécies atuais marinhas e terrestres • 2 tagmas, apêndices unirramados, sem antenas 3) Classe Arachnida Ordem Acari Ordem Amblypygi Ordem Araneae Ordem Opiliones Ordem Palpigradi Ordem Pseudoscorpionida Ordem Ricinulei Ordem Schizomida Ordem Scorpiones Ordem Solpugida Ordem Uropygi • ORDEM ARANEAE ~35.000 Espécies Corpo dividido em CEFALOTÓRAX + ABDOME separados por pedicelo – faz com que as partes sejam articuladas. Par de queliceras; par de pedipalpos, 4 pares de pernas • ORDEM ARANEAE São animais carnívoros predadores; com glândulas de veneno abrindo-se nas queliceras. Digestão extracorpórea, com eversão de enzimas pela boca Respiração por pulmões foliáceos e/ou traquéias • ORDEM ARANEAE Excreção por glândulas coxais e túbulos de Malpighi Olhos, tricobótrios, cerdas e diversos tipos de órgãos sensoriais. Glândulas sericigenas e fiandeiras Dióicas, com desenvolvimento direto • ORDEM SCORPIONES 1.200 espécies O corpo é dividido em cefalotórax e abdome Cefalotórax — onde se localizam as quelíceras, que servem para triturar o alimento, os pedipalpos, atuam como pinças preensoras, e quatro pares de patas. Abdome ¾ localizam-se as glândulas de veneno, numa dilatação denominada télson, portadora do aguilhão. Respiração por pulmões foliáceos. Excreção por glândulas coxais e túbulos de malpighi Comuns nos locais de clima quente ou temperado. Há diversas espécies com dimensões e coloridos muito variados. Carnívoros, predadores. Digestão extracorpórea Dioicos com transferência indireta de espermatozoides (espermatóforos) através de complexos rituais de corte Vivíparos ou ovovivíparos, com cuidado à prole; partenogênese frequente As espécies mais comuns são o Tytius bahiensis e o Tytius serrulatus. • ORDEM ACARI 30.000 espécies conhecidas de ácaros, como carrapatos e micuins; estima-se 500.000 ~1.000.000. Os ácaros (do latim acarus, ‘carrapato’) compreendem pequenos artrópodes de corpo mal delimitado, pois o cefalotórax e o abdome parecem fundidos numa peça única globosa ou achatada, discóide. Muitas espécies atuam como parasitas de plantas diversas. Outras parasitam animais diversos, inclusive o homem. Ex: Sarcoptes scabiei (causador da sarna por sua multiplicação e irritação das camadas profundas da pele) e Demodex folliculorum (encontrado nos folículos pilosos e glândulas sebáceas da pele humana, agravando as manifestações de acne ou cravo). Existem ainda os ácaros que se nutrem de matéria orgânica em decomposição, de pêlos, de penas e de resíduos epiteliais. Ex: O Dermatophagoides farinae. Entre os ácaros conhecidos como carrapatos, estão os hematófagos, que sugam o sangue de animaisselvagens e domésticos e também do homem. Filo Arthropoda • 50.000 espécies atuais marinhas e terrestres • 3 tagmas, apêndices uni- ou birramados, 2 pares de antenas 1) Classe Remipedia 2) Classe Cephalocarida Filo Arthropoda • 50.000 espécies atuais marinhas e terrestres • 3 tagmas, apêndices uni- ou birramados, 2 pares de antenas 3) Classe Branchipoda 4) Classe Maxillopoda Ordem Anostraca Subordem Cladocera Infraclasse Cirripedia Subclasse Copepoda Filo Arthropoda • 50.000 espécies atuais marinhas e terrestres • 3 tagmas, apêndices uni- ou birramados, 2 pares de antenas 5) Classe Malacostraca Ordem Stomatopoda Ordem Isopoda Ordem Euphausiacea Ordem Amphipoda Infraordem Brachyura Infraordem Palinura O rd em D ec ap o d a Filo Arthropoda • 14.000 espécies atuais terrestres (fósseis marinhos) • 2 tagmas, apêndices unirramados, 1 par de antenas 1) Classe Diplopoda 2) Classe Pauropoda Filo Arthropoda • 14.000 espécies atuais terrestres (fósseis marinhos) • 2 tagmas, apêndices unirramados, 1 par de antenas 3) Classe Chilopoda 4) Classe Symphyla Filo Arthropoda • 878.000-1.5M espécies atuais terrestres ou de água doce • 3 tagmas, apêndices unirramados, 1 par de antenas 1) Classe Entognatha Ordem Collembola Ordem Protura Ordem Diplura 2) Classe Insecta Ordem Archaeognatha =Microcoryphia Ordem Zygentoma =Thysanura s.s. Ordem Ephemeroptera Ordem Odonata Ordem Plecoptera Ordem Isoptera Ordem Blattodea =Blattaria Ordem Mantodea Ordem Grylloblattodea =Grylloblattaria Ordem Mantophasmatodea Ordem Ensifera Ordem Caelifera Ordem Phasmatodea Ordem Embioptera =Embiidina Ordem Dermaptera Ordem Zoraptera Ordem Psocoptera Ordem Phthiraptera Ordem Thysanoptera Ordem Hemiptera Ordem Coleoptera Ordem Megaloptera Ordem Rhaphidioptera Ordem Neuroptera Ordem Strepsiptera Ordem Mecoptera Ordem Siphonaptera Ordem Diptera Ordem Hymenoptera Ordem Trichoptera Ordem Lepidoptera Filo Arthropoda • 878.000-1.5M espécies atuais terrestres ou de água doce • 3 tagmas, apêndices unirramados, 1 par de antenas 1) Classe Entognatha Ordem Collembola Ordem Protura Ordem Diplura 2) Classe Insecta Diversidade de Hexapoda 1) Riqueza e abundância • 878.000-1.5M espécies atuais • Alta abundância Insecta - 1 humano/200 milhões de insetos - 184,3kg de biomassa de insetos/acre - 6,4kg de biomassa de humanos/acre Razões para o sucesso dos insetos 1) Asas funcionais • Poder de voo aumentam as chances de sobrevivência e dispersão • Aumento da área de alimentação e reprodução Borboleta monarca - Adultos recém emergidos seguem para montanhas no México onde o clima é úmido e estável - Migram 3.000km a 50km/dia - Passam o inverno em agrupamentos - Voltam na primavera quando começa a florescer a planta hospedeira da lagarta Razões para o sucesso dos insetos 2) Tamanho pequeno • Tempo de desenvolvimento mais curto; podendo se reproduzir mais • Aumento das chances de se esconder e fugir dos inimigos • Possibilidade de utilizar alimentos mais específicos menos abundantes Tamanho varia de <1mm a 27cm Razões para o sucesso dos insetos 2) Tamanho pequeno • Tempo de desenvolvimento mais curto; podendo se reproduzir mais • Aumento das chances de se esconder e fugir dos inimigos • Possibilidade de utilizar alimentos mais específicos menos abundantes Tamanho varia de <1mm a 27cm 3) Exoesqueleto cuticular impermeável • A alta razão superfície / volume do corpo causa uma alta taxa de evaporação • Um exoesqueleto impermeável compensa essa alta taxa de evaporação Razões para o sucesso dos insetos 4) Plasticidade das estruturas • A mesma estrutura pode se adaptar para diferentes funções em diferentes grupos 5) Metamorfose completa • Fases imaturas com histórias de vida diferentes das do adulto • Especialização da larva para crescer e acumular energia mais eficientemente; especialização do adulto para reproduzir e dispersar Razões para o sucesso dos insetos 6) Elevado potencial reprodutivo • Ciclos de vida complexos: partenogênese • Sociedades verdadeiras Características de Hexapoda 1) Três tagmas com 19 segmentos • Corpo composto por cabeça (5), tórax (3) e abdômen (11) Características de Hexapoda 2) Tegumento 1) Epicutícula • Várias camadas em insetos Características de Hexapoda 3) Cabeça • Cabeça com as seguintes estruturas (apêndices em negrito): par de olhos compostos, ocelos (0-3), par de antenas, clipeolabrum, par de mandíbulas, par de maxilas e lábio (segundas maxilas fusionadas). Características de Hexapoda 3) Cabeça • Fotorreceptores: Par de olhos compostos Características de Hexapoda 3) Cabeça • Fotorreceptores: Par de olhos compostos e olhos simples Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores FILIFORME Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça • Par de antenas: homólogo às antênulas de crustáceos • Apêndices mecano e quimioreceptores Características de Hexapoda 3) Cabeça Posição da cabeça e peças bucais • Hipognata: peças bucais voltadas para baixo • Prognata: peças bucais voltadas para frente • Opistognata: peças bucais voltadas para trás Hipognata Prognata Opistognata Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais MASTIGADOR PICADOR-SUGADOR MASTIGADOR-LAMBEDOR LAMBEDOR-SUGADOR SUGADOR Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais: mandíbulas e maxilas funcionais; palpos bem desenvolvidos Mastigador Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais: mandíbulas e maxilas funcionais; palpos bem desenvolvidos Mastigador Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais: mandíbulas funcionais; maxilas com gáleas bem desenvolvidas e alongadas; lábio (glossa) forma língua para lamber néctar e pólen Mastigador-Lambedor Hymenoptera (abelhas) Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais: mandíbulas atrofiadas e não-funcionais; gálea (da maxila) bem desenvolvida formando canal alimentar para sugar néctar, outras estruturas da maxila atrofiadas; palpos labiais desenvolvidos (sensoriais) Sugador Sugador-Maxilar Lepidoptera (borboletas, mariposas) Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais: mandíbulas e maxilas atrofiadas; lábio modificado formando labelos servindo como esponja para sugar líquido Lambedor-Sugador Sugador-Labial Diptera (moscas) Características de Hexapoda 3) Cabeça • Peças bucais: mandíbulas, maxilas e lábio modificados em estiletes para perfuraçãoe formação do canal alimentar Hemiptera (besouros) Diptera (mosquitos) Siphonaptera (Pulgas) palpo maxilar maxilas Palpo labial lacínia maxilar Picador-Sugador Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas: Coxa, Trocanter, Fêmur, Tíbia, Tarso (composto de 1-5 tarsômeros) e o Pós-tarso (representado pelas garras tarsais) Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas COLETORA CURSORIAL SALTATORIAL RAPTORIAL FOSSORIAL ESCANSORIAL NATATORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas CURSORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas SALTATORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas FOSSORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas RAPTORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas NATATORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas COLETORA Características de Hexapoda 4) Toráx • Pernas torácicas ESCANSORIAL Características de Hexapoda 4) Toráx • Asas • Expansões torácicas (meso- e metatórax) cuticulares (dupla camada) suportadas por veias esclerotizadas tubulares • Veias principais contém traqueias, vasos sanguíneos e fibras nervosas • Geralmente veias principais alternam entre convexas e côncavas Características de Hexapoda 4) Toráx • Asas Venação generalizada: (anterior para posterior) Costa, Subcosta, Rádio, Média, Cubital, Anais Características de Hexapoda 4) Toráx • Asas Venação generalizada: (anterior para posterior) Costa, Subcosta, Rádio, Média, Cubital, Anais Lepidoptera (borboletas) Blattodea (baratas) Hemiptera (formigas) Odonata (libelulas) Coleoptera (besouros) Diptera (mosquitos) Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas 2. Pergaminosas ou tegminas 3. Hemiélitro 4. Balancim 5. Élitro Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas (ex., Hymenoptera, Odonata, todas asas posteriores) Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas (ex., Lepidoptera, Trichoptera) (recobertas com escamas ou cerdas) Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas (ex., Lepidoptera, Trichoptera) 2. Pergaminosas ou tegminas (ex., Orthoptera) Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas (ex., Lepidoptera, Trichoptera) 2. Pergaminosas ou tegminas (ex., Orthoptera) 3. Hemiélitro (percevejos) Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas (ex., Lepidoptera, Trichoptera) 2. Pergaminosas ou tegminas (ex., Orthoptera) 3. Hemiélitro (percevejos) 4. Balancim (Diptera) Características de Hexapoda 4) Toráx Tipos de asas 1. Membranosas (ex., Lepidoptera, Trichoptera) 2. Pergaminosas ou tegminas (ex., Orthoptera) 3. Hemiélitro (percevejos) 4. Balancim (Diptera) 5. Élitro (Coleoptera) Características de Hexapoda 4) Toráx Teorias de origem das asas 1. Teoria paranotal: asas se originaram de lobos torácicos, chamados paranotos. PRO: Existem muitos grupos de hexápodes fósseis com paranotos que realmente se assemelham a asas. CON: Musculatura, traqueação, venação e inervação teria de ser secundário. Palaeodictyoptera Características de Hexapoda 4) Toráx Teorias de origem das asas 2. Teoria branquial: asas se originaram da fusão do endito e exito de um segmento basal (epicoxa) do apêndice torácico. Esse fusionamento também deu origem às brânquias abdominais atuais de imaturos de efemerópteros. PRO: Exitos e enditos possuem traqueação e articulação. CON: Não existe registro fóssil de espécimes com brânquias abdominais e torácicas. Imaturo de efemeróptero atual com brânquias abdominais Características de Hexapoda 8) Excreção por túbulos de Malpighi • Invaginações do proctodeu (ectodérmicos) Características de Hexapoda 9) Dióicos • Hermafroditas raros Características de Hexapoda 10) Desenvolvimento direto ou indireto direto indireto Características de Hexapoda 11) Fundamentalmente terrestres • Habitam quase todos ambientes terrestres e de água doce; poucos grupos estão associados ao hábitat marinho Halobates sp. e ovos depositados sobre concha flutuante Importância de Hexapoda 1) Reciclagem de nutrientes em ambientes terrestres • Decompositores, dispersão de fungos, aeração do solo Importância de Hexapoda 2) Polinização e dispersão de sementes • 80% das plantações do mundo dependem de polinizadores; quase todos são insetos Mangangá Abelha melífera Importância de Hexapoda 2) Polinização e dispersão de sementes • 80% das plantações do mundo dependem de polinizadores; quase todos são insetos Importância de Hexapoda 3) Influência na estrutura da comunidade de plantas • Fitofagia, inclusive predação de sementes pulgões pulgões Importância de Hexapoda 4) Influência na estrutura da comunidade de animais • Alimento para muitos predadores • Transmissão de doenças, predação e parasitismo Importância de Hexapoda 4) Influência na estrutura da comunidade de animais • Alimento para muitos predadores • Transmissão de doenças, predação e parasitismo Transmissão da doença de Chagas por barbeiros Trypanosoma cruzii 6-18 milhões de pessoas, matando 50.000 anualmente na América latina Percevejos vetores (Reduviidae) dos gêneros Triatoma, Rhodnius, and Panstrongylus Importância de Hexapoda 4) Influência na estrutura da comunidade de animais • Alimento para muitos predadores • Transmissão de doenças, predação e parasitismo Insetos úteis Bombyx mori: bicho-da-seda Apis mellifera: mel e própolis Insetos úteis Alimento Insetos úteis Alimento
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