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Diversidade dos Insetos: Evolução e Classificação Principais Ordens de Importância Agrícola Alberto S. Corrêa e-mail: ascorrea@usp.br ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ - USP DEPARTAMENTO DE ENTOMOLOGIA E ACAROLOGIA Disciplina: Entomologia Geral Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ao final desta aula esperamos ser capazes de responder os seguintes questionamentos Como surgiram/surgem as espécies? Por que e como classificar as espécies? Quais as principais ordens de insetos de importância agrícola? Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Para isso… Evolução; “A Origem das Espécies”; Evolução dos insetos; Sistemática Taxonomia Filogenia Classificação e identificação das principais ordens de insetos. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Evolução Evolução Genótipo + Ambiente = Fenótipo Parental F1 F2 Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Evolução Evolução = mudança (características herdáveis em uma população de organismos) Explica... - A mudança das espécies ao longo do tempo; - Complexidade, similaridade e diferenças dos seres vivos; - A diversidade de vida. - Macro e Microevolução Charles Darwin Alfred Wallace LIVRO: A Origem das Espécies (teoria da Seleção Natural) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Evolução Especiação (surgimento de uma nova espécie) (1) (2) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Evolução Especiação (surgimento de uma nova espécie) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Evolução Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Evolução Código genético universal Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Diversidade de Insetos Representação do tamanho relativo do grupo de organismo em relação ao número de espécies descritas dentro de cada grupo. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Diversidade de Insetos Grimaldi & Engel (2005). Evolution of the Insects Estima-se: 3-30 milhões de espécies de seres vivos e INSETOS são 50% Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Diversidade de Insetos Grimaldi & Engel (2005). Evolution of the Insects Prof. Alberto S. Corrêa Ecologia Molecular de Artrópodes Por que os insetos são o grupo com maior número de espécies? exoesqueleto e asas; capacidade reprodutiva; tamanho reduzido; sistema sensorial e neuromotor organizado; metamorfose. II. Introdução Diversidade de Insetos 1/4 Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classificação Sistemática = Taxonomia + Filogenia A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos; Taxonomia: ciência da descoberta, descrição e classificação das espécies e grupo de espécies em sistema ordenado de nomes, com suas próprias normas e princípios; Uma filogenia infere com qual outra espécie (ou grupo de espécies) uma determinada espécie, compartilha o ancestral comum mais recente. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Taxonomia Taxonomia é a disciplina acadêmica que define os grupos de organismos biológicos, com base em características comuns e dá nomes a esses grupos fundamenta-se em outras ciências (morfologia, ecologia, fisiologia, genética). Aristóteles (384 - 322 a.C) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Taxonomia Systema Naturae (10° edição – 1758) - Nomenclatura binomial (em latim) = nome genérico + nome especifíco; - Divisão em classes e ordens Carolus Linnaeus (1707 - 1778) Regras Internacionais de Nomenclatura Zoológica - 5° Congresso Internacional de Zoologia (1901); - 01/01/1758: data de validade de nomes dados a espécies e gêneros. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classificação Reino ..................... Animal Filo ..................... Arthropoda Classe ..................... Insecta Ordem ..................... Coleoptera Família ..................... Curculionidae Gênero ..................... Anthonomus Espécie ..................... A. grandis Bicudo-do-algodoeiro: Anthonomus grandis (Coleoptera: Curculionidae) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Filogenia A filogenia é a ciência que estuda a relação de parentesco entre as espécies; permitindo um maior entendimento dos aspectos adaptativos de um grupo de organismos no ambiente; é representada por árvores filogenéticas que são diagramas que mostram as relações entre as espécies, de acordo com a recentilidade de seus ancestrais comuns. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Hexapoda Cladograma da Superclasse Hexapoda Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Filogenia Uma filogenia infere com qual outra espécie (ou grupo de espécies) uma determinada espécie, compartilha o ancestral comum mais recente; Como os eventos de diversificação e especiação ocorreram no passado, as filogenias são inferidas usando caracteres que são compartilhados pelas espécies; Estes caracteres podem ser morfológicos (em nível macroscópico), celulares (cromossômicos) e mais recentemente, sequências de nucleotídeos de genes. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Filo Arthropoda Caranguejo, camarão, siri, cracas, tatuí. Piolho-de-cobra Aracnídeos, límulo, aranhas- do-mar, escorpiões-do-mar. - Exoesqueleto - Corpo segmentado - Apêndices articulados Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Superclasse Hexapoda Caranguejo, camarão, siri, cracas, tatuí. Piolho-de-cobra Aracnídeos, límulo, aranhas- do-mar, escorpiões-do-mar. - três pares de pernas - corpo dividido em cabeça, tórax e abdome - um par de antena Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Hexapoda Cladograma da Superclasse Hexapoda Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Hexapoda Cladograma da Superclasse Hexapoda Ap. Bucal Ectognata (peças bucais livres e salientes) Ap. Bucal entognata (peças bucais retraídas) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Hexapoda CollembolaProtura Diplura Peças bucais entognatas - envolvidas por uma dobra da cabeça São na maioria detritívoros 2/4 Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Estádios evolutivos dos insetos Processos evolutivos: - Surgimento das asas - Dobramento das asas - Surgimento da metamorfose Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Insecta Classe Insecta O rd e n s Classe Insecta: Pterygota x Apterygota Todos os outros insetos Primariamente alados Apterygota Sem asas Thysanura Desenvolvimento Ametábolo Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Insecta Classe Insecta O rd e n s Asas que não podem ser dobradas sobre o corpo em descanso Asas que podem ser dobradas sobre o corpo em descanso Ephemeroptera Odonata Efêmeras Libélulas Larvas aquáticas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classe Insecta: Pterygota (Palaeoptera x Neoptera) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Insecta Classe Insecta O rd e n s Presença de plântulas tarsais (Ortopteróides) Ausência de plântulas tarsais Hemimetábolos Aparelho bucal sugador labial (Hemipteróides) Metamorfose completa Holometábolos Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classe Insecta: Pterygota: Neoptera Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Insecta Classe Insecta O rd e n s Isoptera Blattaria Mantodea Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classe Insecta: Pterygota: Neoptera: Polyneoptera Prof. Alberto S.Corrêa Entomologia Geral Ortopteróides ORDENS: Orthoptera – grilos, gafanhotos, esperanças e paquinhas Phasmatodea – bicho-pau Mantodea – louva-a-deus Blattaria – baratas Isoptera – cupins Dermaptera - tesourinhas Aparelho bucal mastigador; Presença de plântulas tarsais Lóbulo anal da asa posterior desenvolvido; Cercos presentes; Tubos de Malpighi numerosos. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Insecta Classe Insecta O rd e n s Psocoptera PhthirapteraThysanopteraHemiptera Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classe Insecta: Pterygota: Neoptera: Paraneoptera Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Insecta Classe Insecta O rd e n s Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Classe Insecta: Pterygota: Neoptera: Endopterygota Coleoptera Diptera Siphonaptera Lepidoptera Hymenoptera Neuroptera Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Estádios evolutivos dos insetos Processos evolutivos: - Surgimento das asas - Dobramento das asas - Surgimento da metamorfose Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Principais Ordens de importância Econômica Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Fitófagos vs Não fitófagos 0 10 20 30 40 50 Fitófagos Não fitófagos % d e e s p é c ie s d e i n s e to s 35 29 >99 >9911 91 25 Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Chave de Identificação Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Principais Ordens de Importância Econômica Apterygota - Ap. bucal Ectognata - Ápteros Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Archaeognatha Archae = primitivo, Gnatha = maxilas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Archaeognatha Olhos compostos bem desenvolvidos Olhos próximos (contíguos) mastigador Tórax convexo Antena filiforme Filamento mediano Traças saltadoras Estilos ventrais nos segmentos abdominais 2-9 Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Thysanura (Zygentoma) Olhos compostos reduzidos ou ausentes (nunca contíguos) Tórax pouco convexo Uroesternitos 2-6 com estilos Thysanos = fio, oura = cauda Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Principais Ordens de Importância Econômica Paleoptera - Possuem asas (Pterygota) - Asas não dobram em repouso Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Ephemeroptera Até 40 mm comp. Cabeça curta com ap. bucal mastigador Asas membranosas (reticuladas) Anteriores > posteriores Antenas curtas (setáceas) Olhos compostos grandes cercos Ephemeron = breve, efêmero ptera = asas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Ephemeroptera Náiades campodeiformes Presenta muitas mudas (até 3 anos) Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Odonata Corpo alongado (20 – 160 mm) Cabeça grande, tomada por olhos compostos Antenas curtas Ap. bucal mastigador Asas membranosas (c/ retículos) Cercos no último Segmento abdominal odous = dente, Gnatha = maxilas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Principais Ordens de Importância Econômica Polyneoptera - Possuem asas (Pterygota); - Asas dobram em repouso (Neoptera); - Possuem plântulas tarsais (Polyneoptera); - Hemimetábolos. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Blattaria Cabeça subtriangularAntenas longas filiformes Ap. bucal mastigador Corpo ovalado Cheiro produzido por glândulas do 5º e 6º seg. abdominal Postura em ooteca Blatta = achatado Baratas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Isoptera Isos = igual; Ptera = asa Cupins, aleluias, térmitas, siriris Olhos compostos nas formas aladas e atrofiado nas ápteras Antenas moniliformes Ap. bucal mastigador Tórax achatado Asas membranosas nos reprodutores Castas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Isoptera Adultos reprodutores: machos e fêmeas alados Formas ápteras: operárias e soldados Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Mantodea Mantodea Cabeça triangular Hipognata Ootecas Ap. bucal mastigador Cercos e estilos presentes Pernas anteriores: Raptatórias Mantis = profeta Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Dermaptera Mastigador Antenas filiformes Asas anteriores do tipo élitro e pernas ambulatórias Par de cercos semelhantes a pinças Glândulas secretoras de fluido fétido Predadores Derma = pele, Gnatha = maxilas Tesourinhas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Orthoptera Orthos = reto; Ptera = asa Gafanhotos, esperanças, grilos, paquinhas e taquarinhas Terceiro par de pernas saltátorias A maioria apresenta tímpanos ao lado do primeiro urômero ou na base das tíbias anteriores Produzem sons: - Esperanças e grilos produzem sons atritando as tégminas - Gafanhotos, atritando a parte interna do fêmur posterior contra as nervuras das tégminas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Phasmatodea Bicho Pau Opistognata Forte mimetismo Ap. bucal: mastigador Tórax cilíndrico Pernas anteriores mais longas que as posteriores Cercos curtos nas fêmeas e longos nos machos Antenas setáceas multisegmentadas Phasma = espectro Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Principais Ordens de Importância Econômica Paraneoptera - Ap. bucal Ectognata; - Possuem asas (Pterygota); - Asas dobram em repouso (Neoptera); - Não possuem plântulas tarsais (Paraneoptera); - Hemimetábolos. Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Phthiraptera Antenas filiformes ou clavadasPernas escansoriais Phthir = piolho, aptera = sem asas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Thysanoptera Tripes 0,5 – 13 mm Antenas filiformes ou moniliformes com cerdas ou sensilos Sugador labial Asas franjadas Vetores de vírus Thysanos = franja, ptera = asas Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Hemiptera Percevejos, barbeiro, cochonilhas, pulgões, psilídeos, cigarras, cigarrinhas, mosca-branca, soldadinhos, etc. Subordens Sternorrhyncha (cochonilhas, pulgões, psilídeos e mosca- branca); Auchenorrhyncha (cigarras e cigarrinhas); Heteroptera (percevejos). Hemi = metade; Ptera = asa Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Principais Ordens de Importância Econômica Endopterygota - Ap. bucal Ectognata; - Possuem asas (Pterygota); - Asas dobram em repouso (Neoptera); - Holometábolos (Endopterygota). Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Neuroptera Ap. bucal mastigador Asas membranosas reticuladas Olhos compostos proeminentes (laterais) Asas membranosas não dobradas Antenas dilatadas no ápice Larvas campodeiformes Neuros = nervura; Ptera = asa Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Siphonaptera Siphonaptera Insetos pequenos Ectoparasitas ou parasitas teciduais Sugador labialÁpteros Saltadores Pulgas e bicho-de-pé Siphon = tubo, Ptera = asa Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Coleoptera Coleus = caixinha, estojo; Ptera = asa Besouros, vagalumes, pirilampos, serra-pau, joaninha, vaquinha Mastigador Élitro Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Diptera Di = dois; Ptera = asa Mosca, Mosquito, Pernilongo, mutuca, moscas-das-frutas, varejeiras, berne etc Asas posteriores tipo Balancins ou Halteres Ap bucal sugador labial Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem:Lepidoptera Borboletas Mariposas Sugador maxilar (Espirotromba) Asas membranosas com escamas A c o p la m e n to d e a s a s Lepidon = escamas; Ptera = asa Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Ordem: Hymenoptera abelha mamangava vespaformiga Asas com poucas nervuras anteriores > posteriores Cabeça e olhos desenvolvidos parasitoides Hymen = membrana; Ptera = asa Prof. Alberto S. Corrêa Entomologia Geral Neste momento somos capazes de responder os seguintes questionamentos: Como surgiram/surgem as espécies? Por que e como classificar as espécies? Quais as principais ordens de insetos de importância agrícola?