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BBIIOOSSSSIISSTTEEMMÁÁTTIICCAA DDEE IINNSSEETTOOSS AAQQUUÁÁTTIICCOOSS 1a SEMANA DE BIOLOGIA DA FASI Prof. Frederico Falcão Salles 1 1. INTRODUÇÃO - Menos de 3% das espécies de insetos apresentam estágios ligados a hábitats aquáticos. Porém, os insetos representam mais de 95% dos indivíduos de determinados biótopos de água doce. - Insetos aquáticos exibem uma ampla variedade de adaptações morfológicas, fisiológicas e comportamentais, possibilitando sua ocupação em virtualmente todos os corpos d' água. - Segundo a literatura, 13 ordens com estágios aquáticos ou semi-aquáticos, das quais em 5 (Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Megaloptera e Trichoptera) todas as espécies tem estágios aquáticos. - A maioria das ordens é anfibiótica, porém existem grupos em que tanto imaturos quanto adultos são aquáticos (Heteroptera, Coleoptera). - Insetos aquáticos são aqueles que, ao menos durante algum estágio do ciclo de vida, vivem exclusivamente no ambiente aquático. - Insetos semi-aquáticos são aqueles que, embora colonizem áreas alagadas, podem viver em hábitats terrestres; geralmente vivem nas margens alagadas (alguns Heteroptera), estão associados ao filme superficial de água (alguns Collembola) ou a macrófitas aquáticas (alguns Orthoptera, Heteroptera e Lepidoptera). 2 2. HÁBITATS AQUÁTICOS Sistema Marinho - (águas salgadas - 34-47 p/1000) - Oceano Hábitat Oceânico - águas além e abaixo da plataforma continental, mar aberto. Hábitat Nerítico - águas acima da plataforma continental, próximas a costa. Hábitat Intertidal - zona de marés. Sistema Estuarino - (águas salobras - 0,5-32 p/1000) - ecótones entre águas continentais e o mar - deltas e estuários de rios, lagoas costeiras, baías e brejos salgados Hábitat Subtidal - abaixo da zona de marés. Hábitat Intertidal - na zona de marés. Sistema Lêntico - (águas doces e salobras) - lagos, poças, reservatórios, brejos, (TH), (phytotelmata) Hábitat Lacustre - lagos, poças. Hábitat Palustre - brejos, pântanos - ecótones entre os ambientes terrestre e aquático. Zona Litoral - esntende-se da margem ao limite das plantas enraizadas no substrato. Zona Limnética - da superfície da água até uma profundidade onde ocorre entrada de luz. Zona Profunda - área abaixo do nível de penetração de luz. Sistema Lótico - (águas doces - 0,01-0,5 p/1000) - nascentes, córregos, rios Hábitat Crenal - nascentes. Hábitat Rhithral - zonas de córregos e riachos em áreas de declive acentuado. Hábitat Potamal - zonas de rios com pouco declive, normalmente ao nível do mar. Zonas de Erosão - alta velocidade, partículas menores carregadas em suspensão. Zonas de Deposição - velocidade relativamente baixa, partículas menores ficam depositadas. Sistema Subterrâneo – águas subterrâneas Hábitat Troglal - corpos d'água em cavernas. Hábitat Stygal - água de lençol freático (ground water). 3 4 4 3. COMUNIDADES BENTOS - associados ao substrato do fundo e a qualquer substrato relacionado. - Agarradores (clingers) – substratos em forte correnteza ou batimento de ondas. - Escaladores (climbers) - caules e raízes de plantas, algas filamentosas, musgos. - Reptantes (sprawlers) - pedras, sedimentos finos, madeira, folhiço. - Fossadores (burrowers) – substratos arenosos ou argilosos, eventualmente substratos mais duros. PLEUSTON - na superfície da água, associados ao filme superficial. - Patinadores (skaters) e Saltadores (jumpers). PLANCTON - suspensos na coluna d'água, nadadores fracos, levados pelas correntes. NECTON - bons nadadores com capacidade de flutuar na coluna d'água e deslocar-se independentemente das correntes. - Mergulhadores (divers) - geralmente insetos que respiram ar atmosférico, mas que se mantêm associado ao filme superficial. - Nadadores (swimmers) - insetos que respiram ar atmosférico ou não. 5 6 6 4. ALIMENTAÇÃO CORTADORES (> 103): - Tecidos vivos de hidrófitas vasculares – herbívoros mastigadores ou minadores – Trichoptera, Lepidoptera, Coleoptera e Diptera. - Tecidos em decomposição de hidrófitas vasculares – detritívoros (mastigadores de CPOM) – Plecoptera, Trichoptera, Coleoptera e Diptera. COLETORES (< 103): - Matéria orgânica fina (FPOM) em decomposição – detritívoros filtradores ou detritívoros apanhadores - Ephemeroptera, Heteroptera, Neuroptera, Coleoptera e Diptera. RASPADORES (< 103): - Perifíton, algas aderidas e material associado (fungos e bactérias) – herbívoros raspadores de superfícies orgânicas e minerais – Ephemeroptera, Heteroptera, Trichoptera, Lepidoptera, Coleoptera e Diptera. PERFURADORES DE MACRÓFITAS (> 102 - 103): - Fluidos vivos de células e tecidos de hidrófitas vasculares ou de algas filamentosas macroscópicas – herbívoros perfuradores de tecidos ou células e sugadores de fluidos – Neuroptera e Trichoptera. PREDADORES (> 103): - Tecido animal vivo – engolidores (carnívoros que atacam a presa e a ingerem total ou parcialmente) ou perfuradores (carnívoros que atacam a presa, perfuram tecidos ou células e sugam seus fluidos) – Plecoptera, Odonata, Ephemeroptera, Heteroptera, Megaloptera, Neuroptera, Trichoptera, Coleoptera e Diptera. PARASITAS (> 103): - Tecido animal vivo – parasitas internos de ovos, larvas e pupas ou parasitas externos de larvas, prépupas e casulos pupais – Hymenoptera e Diptera. 7 8 5. RESPIRAÇÃO PROBLEMAS: 1. A saturação máxima de oxigênio dissolvido na água a igual a 15 ppm (o ar contém mais de 200.000 ppm). 2. A quantidade de oxigênio dissolvido na água é muito variável. 3. A alta densidade da água dificulta a circulação por difusão. NECESSIDADES: 1. Grande superfície respiratória. 2. Epitélio respiratório localizado externamente. 3. Modificações no sistema traqueal. I. SISTEMAS FECHADOS Respiração Cutânea: perda das camadas de cera e cimento da epicutícula; tamanho pequeno (relação superfície/volume); parede do corpo ricamente vascularizada (com traquéias). Traqueobrânquias: evaginações da parede do corpo, com muitas traquéias. Funções: respiração, ventilação, natação, adaptação à correnteza, alimentação, osmorregulação. Relação área/volume: Há aumento em número e tamanho das brânquias de acordo com o desenvolvimento do inseto, mas nem sempre o tamanho da brânquia está relacionado à necessidade de oxigênio. O aumento das brânquias pode ocorrer como adaptação para outras funções (ventilação, natação, aumento de superfície de fricção). Mudança para o ambiente terrestre: Espiráculos tornam-se funcionais no fim do desenvolvimento em alguns grupos (Odonata, Megaloptera). Brânquias Sanguíneas: extensões da parede do corpo cheias de hemolinfa (Diptera). II. SISTEMAS ABERTOS 1. Excursões à superfície. 2. Extensões para alcançar a superfície. 9 3. Mecanismos para retirar ar de plantas submersas. 4. Estruturas para carregar ar no corpo (poucas excursões à superfície). 5. Estruturas cuticulares especializadas (praticamente sem excursões à superfície). NECESSIDADES: 1. Estruturas hidrófugas para quebrar a tensão superficial da água e para fechar os espiráculos (cerdas, óleo de glândulas periespiraculares). 2. Mecanismos de fechamento (válvulas periespiraculares - sifão de Diptera Culicidae). Sifão: extensão do corpo com abertura dos espiráculos ao ar atmosférico (alguns adaptados a perfurar tecidos vegetais para atingir o aerênquima). Brânquia Física: reservatórios de ar sob asas ou bolhas de ar, associados a cerdas hidrófugas, em contatocom espiráculos. Entrada de oxigênio da água para a bolha, enquanto que o nitrogênio faz o caminho inverso, limitando o tempo de mergulho. Plastrão (brânquias físicas permanentes, de volume constante): reservatório de ar que resiste à entrada de água e mudanças de volume provocadas pela pressão hidrostática. Não há perda de nitrogênio. Ocorre em insetos de águas muito oxigenadas. 10 11 12 6. OSMORREGULAÇÃO Cutícula impermeável - adaptação ao meio terrestre - vantagem em termos de balanço hídrico no meio aquático Cutícula permeável - adaptação à troca gasosa no meio aquático - problema no balanço hídrico. DULCIAQÜÍCOLAS (Regulação Hiperosmótica) Insetos aquáticos possuem pressão osmótica interna maior que a da água doce (hipertônicos) tendo a tendência a perder sais e ganhar água. 1- Produção de urina hipotônica 2- Absorção de íons da água: células cloreto; epitélio cloreto; papilas anais. 3- Beber água e retirar os sais no tubo digestivo. MARINHOS (Regulação Hiposmótica) Insetos aquáticos possuem pressão osmótica interna menor que a da água salgada (hipotônicos) tendo a tendência a ganhar sais e perder água. 1- Produção de urina hipertônica. 2- Eliminação de íons para a água: redução da quantidade e tamanho de células cloreto; epitélio cloreto; papilas anais. 3- Beber água e eliminar os sais. 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 CHAVE DE IDENTIFICAÇÃO DE LARVAS NOS ÚLTIMOS ESTÁDIOS PARA AS FAMÍLIAS DE ODONATA OCORRENTES NO BRASIL Carvalho, A.L. & Calil, E.R. 2000. Chave de identificação para as famílias de Odonata (Insecta) ocorrentes no Brasil, adultos e larvas. Papéis avulsos de Zoologia, São Paulo. 41(15): 223-241 1. Ápice do abdome com três dos apêndices anais (epiprocto e paraproctos) desenvolvidos em lamelas caudais longas (Fig. 1) (subordem Zygoptera).......................................................................2 1'. Ápice do abdome com uma típica pirâmide anal, composta dos cinco apêndices anais rígidos (epiprocto, cercos e paraproctos). relativamente curtos e pontiagudos (ao menos os paraproctos) (Fig. 2) (subordem Anisoptera)...........................................................................................................9 2. Primeiro artículo antenal maior em comprimento que os demais artículos juntos; lígula muito projetada, apresentando fenda mediana muito alargada subapicalmente (Fig. 3)........Calopterygidae 2'. Primeiro articulo antenal menor em comprimento que os demais artículos juntos; lígula pouco projetada, com fenda mediana curta e estreita (Fig. 4) ou ausente......................................................3 3. Lamelas caudais laterais (paraproctos) muito alongadas, de comprimento aproximadamente igual ao do corpo inteiro da larva; tíbias posteriores alongadas, de comprimento maior que o do abdome..............................................................................................................................Dicteriadidae 3'. Lamelas caudais laterais de comprimento nitidamente inferior ao do corpo da larva; tíbias posteriores de comprimento menor que o do abdome..........................................................................4 4. Lamelas caudais infladas e sem arestas, cobertas com cerdas escamiformes e apresentando protuberâncias digitiformes (Fig. 5); brânquias abdominais filamentosas ventrais presentes nos segmentos 2 – 7..................................................................................................................Polythoridae 4'. Lamelas caudais foliáceas ou infladas, com arestas, não apresentando cobertura de cerdas escamiformes nem protuberâncias digitiformes; brânquias abdominais ausentes...............................5 5. Lamelas caudais laterais com três arestas, geralmente infladas e apresentando um filamento no ápice (Fig. 6)..........................................................................................................Megapodagrionidae 5'. Lamelas caudais laterais foliáceas, sem filamento no ápice (Fig. 1)..............................................6 27 6. Premento abruptamente alargado no tergo distal (Fig. 7), ultrapassando o nível do terceiro par de pernas, quando o lábio está fechado); garra móvel armada dorsalmente com pelo menos uma seta longa..........................................................................................................................................Lestidae 6'. Premento alargando-se gradativamente para o ápice' (Fig. 4), não ultrapassando o nível do terceiro par de pernas, quando o lábio está fechado; garra móvel sem setas...................................... 7 7. Premento com fenda mediana; lamelas caudais com ápice arredondado (Fig. 8)..........Perilestidae 7'. Premento sem fenda mediana; lamelas caudais geralmente com ápice agudo (Fig. 1)..................8 8. Setas prementais ausentes; lamelas caudais com base estreita, abruptamente alargadas na porção mediana (Fig. 9).......................................................................................................Pseudostigmatidae 8'. Setas prementais presentes (ao menos um par) ou raramente ausentes; lamelas caudais não alargadas ou podendo alargar-se gradativamente (Fig. 1)...............Coenagrionidae ou Protoneuridae 9. Lábio piano; palpos labiais, quando recolhidos, não cobrem o labro e o clípeo............................10 9'. Lábio côncavo, em forma de concha; palpos labiais, quando recolhidos, cobrem o labro e o clípeo..................................................................................................................................................11 10. Antenas robustas, com quatro artículos; tarsos médios com dois artículos...................Gomphidae 10'. Antenas delgadas, com mais de cinco articulos; tarsos com três artículos.....................Aeshnidae 11. Área da fronte que limita as regiões frontal e dorsal da cabeça apresentando uma crista coberta de cerdas curtas em sua margem (Fig. 10); cerdas da cabeça (incluindo as da crista citada) clavadas e achatadas...........................................................................................................................Corduliidae 11'. Área da fronte que limita as regiões frontal e dorsal da cabeça sem crista distinta; cerdas da cabeça normais, afladas e cilíndricas..................................................................................Libellulidae 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 48
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