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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS Campus Anápolis de Ciências Exatas e Tecnológicas - Henrique Santillo Curso de Ciências Biológicas – Modalidade Licenciatura Alberto Augusto Lara Judith Lucas Matheus INSETOS AQUÁTICOS Trabalho para composição da nota de segunda v.a da matéria Zoologia de Invertebrados II, curso de Ciências Biológicas modalidade licenciatura. Anápolis 2019 2 SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO...........................................................................................................3 2.INSETOS AQUÁTICOS............................................................................................4 3.HABITOS E HABITATS...........................................................................................5 4.CLASSIFICAÇÃO.....................................................................................................8 4.1 Ordem Coleóptea 4.2 Ordem Díptera 4.3 Ordem Ephemeroptera 4.5Ordem Plecoptera 4.6 Ordem Plecoptera 4.7 Ordem Odonata 4.8 Classe Megaloptera 4.9 Ordem Trichoptera 5.IMPORTÂNCIA MÉDICA, ECONÔMICA E ECOLÓGICA DOS INSETOS AQUÁTICOS.................................................................................................................18 6.CONCLUSÃO.............................................................................................................19 REFERÊNCIAS.............................................................................................................19 3 INTRODUÇÃO No período Pré-Cambriano, em diversos ambientes terrestres a terra foi ocupada por algumas variedades de animais, estes, sofreram irradiação evolutiva, ocupando atualmente diversos espaços no planeta com variáveis estilos de vida. Dentre esses animais, o Filo dos Artrópodes apresenta mais de um milhão de espécies, sendo um dos filos mais importantes ecologicamente pois contribuem para a manutenção do equilíbrio ambiental, distribuição e abundancia de animais além de ocuparem vários nichos ecológicos. (DE AQUINO; AGUIAR-MENEZES; DE QUEIROZ, 2006). Esses animais apresentam o corpo dividido em segmentos internos e externos ( cabeça e tronco) que tem em sua composição quitina, cutícula formando um exoesqueleto, crescimento por meio de ecdises conhecidas também como mudas, cabeça com presença de olhos compostos e pés bem articulados. Dentre os artrópodes a classe Insecta apresenta em torno de 75,000 espécies descritas. Apresentam algumas variações mesmo sendo pertencentes do filo dos artrópodes pois contem três pares de pernas e dois de asas que se localizam na região torácica média do corpo, comumente com um par de antenas e um par de olhos compostos. (RUPPERT; BARNES, 1996). Pertencente a Classe Insecta, existe uma grande variedade de insetos, entre eles os insetos aquáticos que passam pelo menos uma fase de sua vida dentro de um ambiente aquático. Esses organismos podem ser divididos em três grupos: Bentônicos: Vivem no fundo. Pelágicos: Suspensos em colunas d´água. Neuston: que vivem acima da superfície da água Os insetos aquáticos também podem ser classificados como: Fossadores, nadadores, patinadores, agarradores, mergulhadores e cavadores (HAMADA, NESSIMIAN; QUERINO, 2014), dependendo de suas características morfológicas, comportamentais e fisiológicas. A classe apresenta vários tipos de indivíduos, entre eles os aquáticos são: Coleoptera (Besouros), Odonata (Libélulas), Hymenoptera (vespa, 4 abelha e formiga), Megaloptera (lacraias d’água), Hemiptera (percevejos e cigarras), Ephemeroptera (efêmeras), Plecoptera (perlas) Diptera (mosquitos). Figura 01 - Trichoptera INSETOS AQUÁTICOS Entre os insetos aquáticos, 3% das espécies são caracterizadas por terem uma fase aquática o que constitui aproximadamente 95% de macroinvertebrados. Dentro da ordem dos insetos aquáticos em torno de 13 possuem estágios aquáticos ou semiaquático. Geralmente as outras ordens também apresentam representantes com hábitos aquáticos, semiaquáticos e terrestres em alguma fase da vida. São reconhecidos por apresentarem bastante diversidade de adaptações morfológicas, fisiológicas e comportamentais no decorrer da vida evolutiva que contribuíram para o grande sucesso evolutivo e adaptativo (SILVA,2006). Em ambientes aquáticos que ocorre falta de salinização os insetos são um dos maiores componentes da comunidade dos invertebrados, são bastante diversificados com uma variedade de representantes de ambientes degradados e preservados, sendo afetados pela disponibilidade de alimento e morfologia do corpo d’água alterna a comunidade dos insetos aquáticos. Graças a grande diversidade do grupo em número de espécies, estratégias de vida, habitat, alimentação, requerimentos e adaptações com relação as diversas variáveis do mundo aquático. Insetos demonstram ser excelentes indicadores ambientais, sendo cada vez mais usados em programas de avaliação e monitoramento da qualidade de água. Entretanto, uma das dificuldades quanto ao uso de insetos aquáticos como bioindicadores 5 se encontra na falta de taxonomistas. Também desempenham um papel importante na ecologia desempenhando papel na manutenção de estruturas biogeocenose como a polinização e dispersão de sementes, controle populacional de organismos, reciclagem de nutrientes e sendo fonte de alimento para vários animais (HERMOGENES et al, 2016). Algumas ordens são fundamentais para o monitoramento de ambientes aquáticos, encontradas em nascentes e rios de segunda ordem em águas limpas e oxigenadas podendo ser utilizadas como bioindicadores de poluição ou ação antrópica (PACIÊNCIA et al.2011 como exemplos temos os representas: Trichoptera, Pleocoptera, Ephemeroptera. Outras ordens que são sensíveis a mudança de temperatura da água como Plecoptera, são utilizados em programas de biomonitoramento para a qualidade da água (AVELINO et al, 2017). Figura 02- Ephemeroptera, representante adulto HABITOS E HABITAT Os táxons são adaptados para viverem em diferentes condições de hábitats aquáticos que apresentam variadas velocidades de correnteza, temperatura da água, substrato etc...Seus hábitos podem ser podem ser bentônicos: maioria dos grupos, associados a fundo de substratos. Pelágico: ficam suspensos na coluna de água e Neuston: vivem abaixo de uma superfície de água ou acima e estão bastante relacionados com a tensão. Apresentam adaptações para viver em regiões particulares do ambiente aquático com um conjunto de caracteres do ambiente no qual ele vive. Quanto a isso, os insetos aquáticos podem ser classificados funcionalmente em relação ao seu modo de existência: 6 Mergulhadores: podem viver tanto com corpos d’água, quando a substratos, respirando ar atmosférico e visitando com frequência a superfície para renovar o estoque de ar. Podem passar a maior parte do seu tempo agarrado a algum substrato pois seu estoque de ar tende a levalos para a superfície onde boiam livremente ou se mantem apoiados a algum substrato. Apresentam pernas natatórias. Agarradores: insetos bentônicos, vivem em áreas com forte correnteza, apresentam adaptações para adesão a substrato com bastante firmeza. Apresentam corpo achatado dorso-ventralmente, tubérculos na superfície dorsal e produção de seca, cor achatado dorso-ventralmente e presença de ventosa. Figura 03 - Tricóptera Reptantes: Bentônicos, vivem em ambientes de correnteza fraca associados a substratos. Suas adaptações incluem proteção das superfícies respiratórias contra a abrasão causada por sedimentos que estão na água. Figura 04 - Ephemeroptera 7 Nadadores: Bentônicos – pelágicos, nadam por ondulaçõesdo corpo, respiram oxigênio dissolvido do ambiente aquático, e apesar de sua classificação passam a maior parte do seu tempo parado ou andando sobre o substrato. Figura 05 - Coleoptera Patinadores: Vivem a cima da água, conseguem “patinar” pela superfície da água sem quebrar a tensão superficial. Possuem cerdas hidrófugas na extremidade de suas garras. Algumas espécies apresentam pernas longas que distribuem o peso do corpo. Figura 06 - Hemiptera Fossadores: Vivem no fundo de rios e habitam substratos argilosos ou arenosos e alguns até mesmo substratos mais duros. Alguns apresentam adaptações para cavar esses substratos como as pernas fossoriais para manter túneis no substrato. Saltadores: Vivem na superfície da água, deslocam-se através de saltos sobre a superfície da água. Em suas adaptações podemos encontrar estruturas saltatorias como a fúrcula ou pernas posteriores extremamente desenvolvidas. 8 Figura 07- Coleóptera, Cybister Escaladores: Bentônicos, habitam substratos com caules e raízes de plantas, filamentos de algas e briófitas. Em suas adaptações podemos encontrar estruturas modificadas para se locomover verticalmente entre superfícies finas, ramificadas ou cilíndricas. Figura 08 - Ephemeroptera CLASSIFICAÇÃO Insetos aquáticos fazem parte da classe Insecta, cujo a principal característica da casse é o corpo segmentado sendo dividido em cabeça, tórax e abdômen, um par de antenas e um par de mandíbulas. Representantes da classe convivem com os humanos todos os dias e alguns representantes são transmissores de doenças como a dengue mas apesar do potencial medico também apresentam benefícios como por exemplo serem ótimos polinizadores. A classe se encontra presente desde a Era Permiana e nos tempos atuais constituem a maioria das espécies viventes com mais de 800 mil espécies descritas. 9 Os insetos aquáticos se enquadram em várias ordens: Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Trichoptera, Megaloptera, Diptera, Coleoptera (SPIES, 2009). Ordem Coleoptera É a maior ordem de Insecta, com aproximadamente 400 mil espécies, desses 4% são representantes aquáticos compondo macroinvertebrados abundantes e diversos de água doce. Apresentam diversas adaptações e morfologias, tipos comportamentais e fisiologia variada, entraram para o ambiente aquático dez vezes durante a evolução. São 11 famílias aquáticas desde a fase larval a adulta mas apresentam também espécies aquáticas na fase de larva com adultos terrestres e vice-versa. Para identificação dos representantes, irá se utilizar as características gerais como: morfologia externa, tamanho, forma, sendo os adultos definidos por terem corpo esclerotizado e asas sinapomófico, presença de gula e antena com onze artículos. Os representantes aquáticos apresentam uma grande diversidade de habitats podendo ficar em rios, riachos e lagos, poças esporádicas ou água acumulada. Toda a diversidade dos coleópteros é explicado pela ocorrência da metamorfose completa, holometábolos diminuindo a competição intra- específica e as modificações das asas que servem como proteção extra recobrindo o corpo desse inseto. A ordem é classificada como monofilética, todos surgiram de um mesmo ancestral comum, sendo assim, diferenças morfológicas entre os Coleoptera aquático, semiaquático e terrestres não são nítidas. Apenas seis grupos são ecologicamente distintos os quais classificam as famílias com representantes aquáticos, sendo eles: Verdadeiramente aquáticos: Adultos (em grande parte da sua vida são aquáticos), larva e pulpa. Exemplos: Dytiscidae, Haliplidae, Elmidae, Torridincolidae, Gyrinidae e Hydroscaphidae. Falsos aquáticos: Só são aquáticos nas fases imaturas e os adultos são principalmente terrestres. Exemplos: Psephenidae, Ptilodacutylidae, Lampyridae e Scirtidae. Facultativos: Entram na água apenas para buscar alimentos ou se refugiar mas são predominantemente terrestres. Exemplo: Scarabaeidae e Staphylinidae. Parasitas: Ficam sobre animais aquáticos na fase adulta. Exemplo: Platypsyllus castoris, vive sobre a pele de castores. 10 Fitofilos: Vivem associados a plantas aquáticas. Exemplo: Chrysomelidae. Ripário: Principalmente terrestres, vivem perto das margens úmidas em todas as fases de desenvolvimento Exemplos: Ptilodactylidae, Heteroceridae. Os coleópteros são diversos em ambientes lênticos e lóticos encontrando famílias associadas a águas bem oxigenadas. Existem diversas formas de adaptação ara viver no sistema aquáticos coo a respiração, varias famílias de coleópteras respiram por brânquias traqueais mas algumas retêm o oxigênio do aerênquima de plantas aquáticas por perfurações, nos adultos a respiração é variada e em algumas espécies a respiração é por meio de plastrão na qual diversas partes do corpo são cobertas por cerdas hidrofóbicas dependentes de ar atmosférico para respirar e retornam a superfície para reestabelecer o estoque de ar (SEGURA,2008). Figura 09- Forma larval e individuo adulto. Ordem Díptera Entre os insetos aquáticos, os dípteros são reconhecidos por larvas com ausência de apêndices torácicos articulados. Insetos adultos como as moscas e os mosquitos se diferenciam de outros insetos pelas asas reduzidas posteriores em halteres, deixando o grupo conhecido como duas asas devido apenas as anteriores serem notórias (HAMADA, et al, 2014). Suas larvas compõem mais de 10.000 espécies em diversas famílias como: Simuliidae, Culicidae, Chironomidae e Ceratopogonidae. Dípteros são aniamis 11 holometábolos (metamorfose completa durante o desenvolvimento). Larvas normalmente vermiformes, apresentam pernas falsas e não articuladas distribuídas pelo corpo com cabeça completamente esclerotizada e mandíbulas que funcionam horizontalmente (GULLAN, 2017). No sistema traquela as trocas gasosas são cuticulares em sistema fechado no qual há brânquias que podem ser abertos e em certas espécies possuem conexão com a atmosfera por sifão respiratório alongado terminal. Espiráculos em algumas larvas mantém um camada de gás na estrutura, parecida com uma malha, do átrio. Apresenta de três a quatro estágios larvais (o borrachudo pode ter até dez). A fase de pulpa ocorre normalmente dentro d’água, esta fase não é mandibulada e possui apêndice fundido ao corpo. O tempo de desenvolvimento de um díptero varia de dez dias até mais de um ano, dependendo da espécie, os adultos podem ser efêmeros ou de vida longa. As larvas podem demonstrar diversos hábitos alimentares podendo variar de filtradores, saprófagos, micropredadoras e consumidores de algas. Muitas larvas de dípteros não tem adaptações fisiológicas no processo de dessecação e a maior parte completa a fase larval do seu ciclo de vida antes de perderem a água do ambiente. Certos quironomídeos tem capacidade de sobreviverem a longas estações de dessecação em substratos mais profundos, porém outros insetos tem o mecanismo de ovos de resistência ou cavam dentro dos sedimentos até a água do ambiente normalizar. Insetos aquáticos possuem uma variedade de adaptações morfológicas, fisiológicas e comportamentais diferentes de acordo com o local que vivem, podendo ser especializado ou generalizado quanto a sua localidade. Figura 10 – Forma larval 12 Figura 11 – Forma adulta Ordem Ephemeroptera Os efêmeros fazem parte de um dos grupos mais ricos em espécies da América do sul, em seu ciclo de vida os adultos tem a vida curta em comparação com suas ninfas, sendo encontrados em maior diversidade em ambientes lóticos fazendo papel fundamental como consumidores primários e como alimento para consumidores secundários, da população que encontramos no Brasil sendo essa ordem composta por 10 famílias, com 68 gêneros e 211 espécies (SHIMANO, Y et al, 2011). Os representantes adultos da ordem, apresentam hábitos terrestres, seu ciclo devida pode durar de poucas horas a 10 dias, sendo voltado exclusivamente para a reprodução. Ninfas possuem hábitos aquáticos e uma fase de sua vida é conhecida como subimago, eles já são alados porém ainda não podem reproduzir e por isso precisam sofrer mais uma muda para se tornarem adultos, sendo reconhecidos pela cor leitosa de suas asas que ficam transparentes na fase adulta (SILVA,2007). No estado larval apresentam brânquias abdominais e aparelho bucal bem formado, antenas longas em forma de fio e pernas terminam em garras simples, são encontradas em pedras, troncos ou na vegetação submersa, sendo consumidores primários e se alimentam de algas e detritos orgânicos. Encontramos apenas uma espécie reconhecida como predadora, os adultos possuem um corpo mole e delicado com antenas curtas e em forma de seta, aparelho bucal atrofiado com um ou dois pares de asas e dois ou três filamentos caudais longos em formas de fios, subimago é muito parecido com o adulto, encontrados na borda de lagos, rios e igarapés onde fazem a muda no caso do sublimado e depositam seus ovos na fase adulta, na fase adulta os ephemeropteros não se alimentam. 13 Figura 12 – forma larval Figura 13- Forma adulta Figura 14 - Subimago Ordem Plecoptera O nome da ordem é referente a dobra que fica localizada na parte anal na asa posterior, os adultos possuem asas bem articuladas que repousam sobre o abdômen graças aos escleritos móveis. São encontrados em quase todos os ambientes continentais mesmo os mais frios. Ninfas se parecem com os adultos encontradas normalmente em edras de água bem arejadas e limpas, dificilmente são encontradas em águas poluídas ou paradas, 14 os que tornam excelentes bioindicadores de qualidade de água. Apresentam ampla forma de alimentação, respiração por brânquias cutâneas e seu desenvolvimento para fase adulta varia de 10 a 30 mudas podendo levar de 1 a 4 anos dependendo da espécie (Ribeiro, 2013). Figura 16 – Forma larval Figura 17- Forma adulta Ordem Odonata Ordem conhecida pelos seus representantes, as libélulas, é constituída por insetos hemimetábolos com adultos terrestres-aéreos e larvas aquáticas. Podem ser encontradas em ambientes tanto lóticos quanto lênticos ou em água acumulada em folhas e trocos 15 ocos. Sua fase larval pode durar de dois meses a dois anos e se alimentam principalmente de outros artrópodes e de pequenas larvas de peixes e anfíbios. Seu lábio extensível funciona como dobradiça, possuindo palpos labiais armados com espinhos e cerdas para capturar suas presas (Sou\a et al, 2007). Na fase adulta, são rápidas e grandes voadoras, podem ficar estáticas no ar ou voar para trás, seus hábitos são diurnos, e na fase adulta se alimentam de invertebrados pequenos, vespas,moscas, besouros e abelhas. Vivendo de um a dois meses, e seus olhos bem desenvolvidos enxergam quase em 360 graus com uma boa bem desenvolvida em dois pares de peças bucais. Libélulas possuem um ciclo de vida intermediário entre estágio de larva e o adulo chamado de náiade, essa fase se assemelham ao inseto, porém ainda vivem na água e se movimentam através de jatos de água que pelo reto, se parecem com um sifão, nessa fase que o inseto faz a transição do meio aquático para o meio terrestre, geralmente isso ocorre a noite para evitar predadores e quando o ambiente se demostra seguro dará sua última muda, para se tornarem adultos. (CORREARD,2010). Figura 18 – forma larval 16 Figura 19 – Forma adulta Classe Megaloptera Essa ordem constitui 34 gêneros, possui de 200 a 300 espécies, considerados insetos primitivos, as larvas são aquáticas e os ambientes dos quais podem ser encontrados são águas limpas em ambientes lênticos ou lóticos, os bentônicos vivem associados a pedras, trocos etc... e suas larvas podem passar por estágios por até 5 anos, a fase adulta dura de 8 a 24 dias para reprodução e deposição de ovos. (FILHO, junior 2011). Figura 20 – forma larval Figura 21 – Forma adulta Ordem Trichoptera A maior da ordem dos insetos, são exclusivamente aquáticos, se diferenciam também no monitoramento de qualidade de água, pela sua sensibilidade a alterações 17 químicas e físicas. Larvas compões a maior parte da biomassa de insetos nos riachos, sendo também uma conexão em transferência de energia entre os diversos níveis das teias tróficas. Possuem uma grande diversidade de hábitos alimentares, fazem parte de todas as categorias funcionais dos macroinvertebrados associada a produção de seda pelas glândulas labiais, facilitando a ocupação de vários habitats de ecossistemas aquáticos lênticos e lóticos. Podem utilizar de pequenas rochas para construir abrigos com a ajuda da seda que produzem (NOGUEIRA ET AL, 2011). Figura 22 – Forma larval Figura 23 – Forma adulta 18 Figura 24 – Abrigo formado de pequenas rochas e seda IMPORTÂNCIA MEDICA, ECONÔMICA E ECOLÓGICA DOS INSETOS AQUÁTICOS A Entomofagia, ou seja, o uso de insetos na alimentação humana é uma prática antiga. Provavelmente mais de 1.000 espécies de insetos, em mais de 370 gêneros e 90 famílias, são ou foram usadas como alimento em algum lugar do mundo, em especial na África central e meridional, Ásia, Austrália e América Latina (RASTOGI, 2011; GULLAN & CRANSTON, 2012). Os insetos que se alimentam de matéria vegetal e alguns destes vegetais produzem toxinas para minimizar a herbivoria, consequentemente, quando o inseto se alimenta de vegetais tóxicos há absorção destas toxinas pelos insetos, estas espécies são evitadas para consumo animal (RAVEN et al., 1996). Os insetos tem alto teor de proteínas e energia, além de vitaminas e minerais, podendo formar de 5 a 10% da proteína animal consumida anualmente por certos povos indígenas (GULLAN & CRANSTON, 2012). Larvas de Coleoptera, como a espécie Rhynchophorus phoenicis (Coleoptera: Curculionidae), por exemplo, proporcionam uma das mais ricas fontes de gordura animal, bem como cálcio, potássio e zinco, sendo considerado um alimento de alto valor nutritivo (EKPO & ONIGBINDE, 2005). Este inseto é bem conhecido no Brasil, Colômbia, Paraguai e Venezuela e no Continente Africano, mas a larva é considerada praga em lavouras (GULLAN & CRANSTON, 2012). Em Rondônia, no Brasil, a tribo Suruí tem como base de alimentação larvas de algumas espécies de Coleoptera. Além de servirem de fonte alimentar, a gordura das larvas é misturada à tinta de urucum (Bixa orellana) e a mistura é utilizada como pintura corporal e medicamento de uso tópico contra febre, dor de cabeça e feridas (COIMBRA- JÚNIOR, 1984). Os povos atuais da America Central, especialmente do México, coletam, vendem, cozinham e consomem larvas de formigas (Liometopum sp.) como uma iguaria agradável e bastante cara, os Escamoles, chamados de “caviar de insetos” (DEFOLIART, 1999). Os gafanhotos eram consumidos com frequência pelas tribos nativas do oeste da America do Norte antes da chegada dos europeus (GULLAN & CRANSTON, 2012). Os aborígenes australianos utilizam uma fonte de açúcar bem peculiar, eles usam espécies de formigas potes de mel (Melophorus sp.) e formigas doceiras (Camponotus sp.), formigas que são especializadas em armazenar o néctar para extrair açúcar, além de utilizarem 19 muitas outras espécies de formigas para alimentação (DEFOLIART, 2004; RASTOGI, 2011). Apesar disso, a entomofagia é vista com certa repugnância pelos povos ocidentais, apesar de não ter fundo científico nisso, visto que outros vertebrados como alguns crustáceos e moluscos serem itens apreciados na culinária do ocidente. Esta repugnância é mais relacionada a questões culturais, pois esta prática está associada a povos “primitivos” (DEFOLIART, 2004; COSTA-NETO, 2003). Mas, recentemente, a FAO (Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura)da ONU (Organização das Nações Unidas), afirma que os insetos são importantes fontes alternativas de proteínas ainda não exploradas e tem um potencial enorme não só como alimento, mas também para a fabricação de ração para gado, pois a criação é de baixo custo e ecologicamente viável (HUIS et al., 2013). Além disso, recentes pesquisas concluem que o uso dos insetos para consumo humano e como alternativa em rações para peixes e gado pode contribuir para garantir a segurança alimentar no planeta bem como ser parte importante para solucionar a crise mundial nas emissões de gases de efeito estufa emitidos pela criação de gado. Ademais, os grãos que seriam direcionados para ração animal, poderão ser utilizados para consumo humano (HUIS et al., 2013; HUIS, 2013) CONCLUSÃO Com o presente trabalho foi possível obter maio compreensão do Filo Arthoropoda, principalmente sobre o subfilo Hexapoda, identificando as classes e as ordens, importância do grupo e suas características gerais como a grande diversidade desse animais e suas variáveis adaptações morfológicas, fisiológicas, comportamentais e evolutivas. Sendo assim de grande importância para o conhecimento e formação acadêmica. REFERÊNCIAS ANGELINI, M.R.; JÚNIOR,A.L.B. Biologia de Imaturos e Adultos de Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) Alimentados com Lagartas de Dione juno juno (Cramer) (Lepidoptera: Nymphalidae), criadas em Diferentes Genótipos de Maracujazeiro EntomoBrasilis 8 (3): 196-200, 2015. 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