Clase Insectos 1
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Insectos I CBotto Zoología I Carezza Botto Tópicos 1. Antecedentes generales de los Insectos 2. Evolución del grupo 3. Clasificación de la Clase Insectos CBotto 1. Antecedentes generales de los Insectos CBotto 1.1. Filo Artrópodos Subfilo Clase Trilobites Merostomados (cangrejos cacerolas) Quelicerados Picnogónidos (arañas de mar) Arácnidos (escorpiones, arañas, garrapatas, ácaros) Crustáceos Diplópodos (milpiés) Quilópodos (ciempiés) Unirrámeos Paurópodos Sínfilos (ciempiés de jardín) CBotto Insectos Miriapodos Diplópodo (milpiés) Quilópodo (ciempiés) CBotto Scolopendra Paurópodo Sínfilo (ciempiés de jardín) CBotto Insectos CBotto 1.2. Características generales • Grupo más diverso y abundante (≈ 800.000 especies) • Estimación: 10 x 106 especies • Longitud: 1 mm a 20 cm • Casi ausentes en el mar (si en la interfase mar-aire) • Amplia distribución: sistemas dulceacuícolas, bosques, cumbres montañosas, desiertos, parásitos de plantas y animales Capacidad de vuelo Huevos bien protegidos Ciclo de vida corto Alta capacidad reproductiva Exoesqueleto Metamorfosis completa CBotto Éxito de los Insectos • Modificaciones estructurales en alas, patas, antenas, aparato bucal y tubo digestivo Utilizan diversos tipos de refugio y recursos alimentarios • Existen insectos parásitos, parasitoides, succionadores de savia, • • CBotto masticadores de hojas, depredadores, hematófagos, coprófagos (piezas bucales modificadas para distintos tipos de alimentación) Generalmente ovíparos Metamorfosis simple o compleja 1.3. Organización externa y función • Cuerpo con 3 tagmas: cabeza, tórax y abdomen Cabeza (6 metámeros fusionados) CBotto Tórax (3 metámeros) Abdomen (número variable de metámeros, 11) • La cutícula de cada metámero está compuesto por 4 placas (escleritos): 1 dorsal (noto o tergo), 1 ventral (esterno) y 2 pleuras laterales Apéndices en cabeza y tórax (reducidos o ausentes en el abdomen) Un par de antenas CBotto Tórax con 3 pares de patas articuladas y en general 2 pares de alas (puede ser 1 par o ausente) • Diagrama de la cutícula de un insecto (exoesqueleto) • Cutícula (dos capas): epicutícula de proteínas + lípidos; procutícula • (exocutícula + endocutícula) de quitina Función: protección contra desecación, enfermedades y depredadores CBotto Artigas, 1994 Esquema anatomía externa CBotto Artigas, 1994 Esquema cabeza (vista frontal) Ojos simples (ocelos) Vértex Ojo compuesto Antena Surco fronto-genal Surco fronto-clipeal Frente Gena Clípeo Mandíbulas Labro • 1 par de ojos compuestos, 1 par de antenas y tres ocelos CBotto • Antenas: varían mucho en tamaño y forma Larva de mariposa de la seda Escarabajo japonés Avispón Mariposa de la seda Escarabajo ajedrezado Sírfido (mosca) • Funcionan como órganos táctiles, olfativos y en algunos casos CBotto auditivos • Tipos de antenas CBotto Artigas, 1994 • Piezas bucales formadas por cutícula especialmente endurecida • Las partes son: • Labro • Par de mandíbulas • Par de maxilas • Labio • Hipofaringe en forma de lengüeta • El tipo de piezas bucales determinan sus hábitos alimentarios CBotto Esquema tórax (vista lateral) Ala anterior Ala posterior Metatórax Protórax Mesotórax • Formado por 3 metámeros cada uno con un par de patas • Generalmente meso y metatórax llevan cada uno un par de alas CBotto • Alas: expansiones cuticulares de la epidermis • Formadas por una doble membrana con venas de cutícula más gruesa (proporciona rigidez a las alas) • Modelo de venación varía entre los diferentes taxa, pero se mantiene constante dentro de una familia, género o especie • Carácter utilizado para clasificación e identificación CBotto Artigas, 1994 • Patas: generalmente modificadas para realizar funciones especiales • Músculos dentro de un cilindro hueco formado por el exoesqueleto • Músculos actúan antagónicamente para extender y flexionar el apéndice CBotto • Tipos de patas CBotto Artigas, 1994 • Patas prehensoras: Mantis religiosa CBotto • Patas colectoras: abejas melíferas CBotto Esquema abdomen (vista lateral) Cerco MACHO Cerco Oviscapto Esterno Tergo Espiráculos • Formado por 9 a 11 segmentos (Nº11 reducido a 1 par de cercos, apéndices • • en el extremo posterior) Larvas y ninfas con apéndices abdominales Extremo del abdomen con genitalia externa CBotto • Oviscapto: avispas icneumónidas CBotto • Cercos: tijeretas (pinzas de aspecto córneo) CBotto Locomoción Marcha • Disponen las patas en triángulo (1ra y 3era patas de un lado junto con la 2da del lado opuesto) Trípode (mayor estabilidad) CBotto Gerris (zapatero de agua) CBotto Vuelo • Presente en algunos grupos de insectos (hormigas y termitas, alas sólo en machos y hembras fértiles en determinados períodos; piojos y pulgas siempre ápteros) • Alas formadas por expansiones de la pared del cuerpo de los segmentos meso y metatorácicos • Constituidas por cutícula • Generalmente 2 pares de alas • Dípteros (1 par) Alas posteriores modificadas como 1 par de pequeños halterios (balancines) que vibran y permiten el equilibrio durante el vuelo CBotto Vuelo • Alas finas y membranosas (e.g., moscas) • Alas gruesas y coriáceas (e.g., élitros de escarabajos) • Alas apergaminadas (e.g., alas anteriores de los saltamontes) • Alas cubiertas con finas escamas (e.g., mariposas y polillas) • Alas cubiertas de pelos (e.g., frigáneas) CBotto Vuelo • Movimiento de las alas controladas por músculos del tórax • Músculos directos del vuelo: unidos directamente a la propia ala (batir las alas) • Músculos indirectos del vuelo: no están unidos al ala y el movimiento se produce mediante alteraciones de la forma del tórax (elevación) CBotto Músculos directos e indirectos del vuelo de langostas y matapiojos Vuelo • La contracción muscular para el vuelo tiene dos tipos de control nervioso: sincrónico y asincrónico • Insectos grandes: tienen músculos sincrónicos (libélulas, mariposas) Impulso nervioso contracción muscular golpe de ala • Músculos asincrónicos: aparecen en insectos más especializados (moscas y abejas) Almacenamiento de energía potencial en partes elásticas de la cutícula torácica. Sólo se necesitan impulsos nerviosos ocasionales para la activación de la contracción • Mariposa bate 4x/s, mosca bate 100x/s, mosquito bate 1000x/s CBotto 1.4. Organización interna y función Nutrición Esófago Boca Buche Glándulas salivales Ciegos gástricos Ano Intestino medio Colon Recto • Tracto anterior (boca, glándulas, esófago, buche, molleja), tracto medio (estómago y ciegos gástricos) y tracto posterior (intestino, recto, ano) CBotto Nutrición Dietas • Fitófagos o herbívoros (especialistas y generalistas) • Saprófagos (comen animales muertos) • Depredadores (insectos y otros animales) • Parásitos (pulgas, piojos) • Parasitoides (mata a sus hospederos) CBotto Piezas bucales: adaptadas a cada tipo de alimentación • Aparato bucal masticador (placas dentales adaptadas para cortar y triturar) • Aparato bucal succionador (forma de tubo; faltan mandíbulas y las maxilas están modificadas en una larga probóscide succionadora) • Aparato bucal lamedor-chupador (extremo del labio con 1 par de lóbulos grandes y suaves con surcos en la superficie inferior que sirven como canales alimentarios) CBotto Circulación Aorta Corazón Ostiolos • Corazón tubular que impulsa la hemolinfa (90% plasma + 10% • • hemocitos, no transporta O2) a través de la aorta dorsal Latido cardíaco: onda peristáltica Órganos contráctiles accesorios: para el paso de hemolinfa a patas y alas CBotto Intercambio de gases Cutícula Epidermis Válvula Entramado protector Tráqueas comisurales Tráquea ventral Tráquea dorsal Espiráculos Traqueolas Tenidios Núcleo de la célula traqueal terminal • Sistema traqueal: extensa red de finos tubos que se ramifican por todo el cuerpo CBotto Intercambio de gases Espiráculos • 2 pares en el tórax y 7-8 pares en el abdomen • Simple orificio en el tegumento o puede presentar una válvula para evitar pérdida de H2O • Puede presentar placas perforadas para evitar el ingreso de H20, parásitos y polvo a las tráqueas Tráqueas • Única capa de células revestidas por cutícula • Sostenidas por engrosamientos en espiral de la cutícula (tenidios) para que no colapsen • Traqueolas: ramificación de las tráqueas en conductos muy finos llenos de líquido CBotto Intercambio de gases • Sacos aéreos: tráqueas dilatadas sin tenidios • Paredes finas y flexibles • Ubicados en cavidad corporal y apéndices • Permite el cambio de volumen de los órganos internos durante el crecimiento sin cambiar la forma del insecto CBotto Saco aéreo Intercambio de gases • Branquias traqueales: finas expansiones de la pared del cuerpo con abundantes tráqueas Sistema presente en ninfas acuáticas de cuerpos blandos Intercambio gaseoso por difusión a través de la pared del cuerpo (red traqueal situada bajo el tegumento) CBotto Excreción y equilibrio hídrico • Sistema excretor: túbulos de Malpighi + glándulas de la pared del recto • Túbulos de Malpighi: número variable, tubos ciegos finos y elásticos • Extremos libres de los túbulos flotan en el hemocelo y están bañados por hemolinfa CBotto Túbulos de Malpighi Excreción y equilibrio hídrico • Funcionamiento de los túbulos de Malpighi Solutos (K) son secretados activamente en la pared superior de los túbulos Le siguen el H2O y KHUr El K es reabsorbido en la parte inferior de los túbulos, y el H2O y otros solutos en el recto CBotto Sistema nervioso Cerebro Ganglio subesofágico Ganglio torácico Ganglio abdominal • Parecido al de los crustáceos más grandes (tendencia hacia fusión de • • ganglios) Ciertos insectos presentan fibras nerviosas gigantes (e.g., Drosophila) Otros presentan sistemas nerviosos análogos al sistema nervioso autónomo de los vertebrados (e.g., baratas) CBotto Órganos de los sentidos Mecanorreceptores • Sensilas: recogen los estímulos mecánicos (contacto, presión, vibración) Sensila seda conectada a una célula nerviosa o a una terminación nerviosa situada debajo de la cutícula CBotto órgano complejo (órgano escolopóforo) formado por células sensoriales cuyas terminaciones contactan la pared del cuerpo (presente en antenas, patas) Órganos de los sentidos Percepción de sonidos • Sensilas tricógenas: sedas muy sensibles que detectan sonidos • Órganos timpánicos: una serie de células sensoriales relacionadas con una fina membrana timpánica que cierra un espacio aéreo en el cual se detectan las vibraciones (ortópteros, homópteros, lepidópteros) • Completamente insensibles a los sonidos transmitidos por el aire, pero detectan vibraciones en el sustrato mediante órganos en las patas Tímpano CBotto Órganos de los sentidos Quimiorrecepción • Receptores de gusto u olor • Fascículos de prolongaciones de células sensoriales que se localizan generalmente en las fosetas sensoriales • Fosetas: se sitúan en las piezas bucales • Hormigas, abejas y avispas también en las antenas • Mariposas, polillas y moscas también en las patas • Sentido muy agudo en insectos • Sentido implicado en la alimentación, apareamiento, selección de CBotto hábitat, relaciones hospedero-parásito Órganos de los sentidos Percepción visual • Dos tipos de ojos • • Simples (ocelos) Presentes en algunas ninfas y larvas y en muchos adultos La mayoría tiene 3 ocelos en la cabeza • • • • CBotto Compuestos Presente en la mayoría de los insectos adultos Ocupan gran parte de la cabeza Formados por cientos de ommatidios Semejante al de los crustáceos Órganos de los sentidos Percepción visual • Ojos compuestos • Abejas: ven simultáneamente en todas las direcciones, pero las imágenes son más difusas que en humanos. Distinguen colores CBotto Órganos de los sentidos Otros sentidos • Órganos para la temperatura (antenas y patas) • Órganos para la humedad • Órganos para la propiocepción (de su entorno y de su posición corporal) • Órganos para la gravedad CBotto Reproducción • Sexos separados y fecundación generalmente interna • Partenogénesis en homópteros e himenópteros • Diversos medios para atraer parejas (feromonas, destellos luminosos, sonidos, coloración, comportamientos de cortejo) • Machos generalmente depositan los espermatozoides en los conductos genitales de la hembra durante la cópula CBotto Reproducción Ovario Receptáculo seminal Oviscapto Vagina Oviducto • En algunos órdenes los espermatozoides están encerrados en • • CBotto espermatóforos que son transferidos en la cópula Espermatozoides se almacenan en la espermateca de la hembra La oviposición ocurre en lugares bien definidos 1.5. Metamorfosis y crecimiento Metamorfosis holometábola • En 88% de los insectos • Baja competencia entre larvas y adultos • Larvas vermiformes presentan piezas bucales masticadoras (orugas, cresas, cuncunas). Varias intermudas • La larva forma un capullo o pupa (crisálida): no se alimenta y pasa el invierno CBotto Metamorfosis hemimetábola • Metamorfosis gradual (incompleta) • Ninfas: estadios juveniles • Ninfas acuáticas: náyades • Crecimiento por sucesivas mudas • Saltamontes, cigarras, mántidos, hemípteros, libélulas CBotto Desarrollo directo • Presente en pocos insectos • Huevo - joven - adulto • Juveniles parecidos a los adultos excepto por el tamaño y madurez sexual • Insectos primitivos sin alas • Colémbolos CBotto Fisiología de la metamorfosis Principales órganos endocrinos implicados en el desarrollo • Metamorfosis de insectos regulada por hormonas CBotto Fisiología de la metamorfosis Células neurosecretoras del cerebro y ganglios del cordón nervioso Hormona cerebral PTTH (hormona protoracicotrópica) Cuerpos alados Hormona juvenil Baja hormona juvenil y larva muda a pupa, cese de su producción conduce al adulto Transportada por la hemolinfa hasta la glándula protorácica se almacena en los cuerpos cardíacos situada en cabeza o protórax Hormona de la muda (ecdisona) Pérdida de la cutícula vieja (ecdisis) Cada muda simple produce una larva más grande CBotto 1.6. Diapausa • Interrupción prolongada del crecimiento causada por factores internos, no ambientales • No obstante, el factor que desencadena la diapausa es ambiental (calor, frío, fotoperíodo, sequía) y vuelve a la actividad cuando cesa dicho factor • Regulada por hormonas y puede producirse en cualquier período del desarrollo • Determinada genéticamente en cada especie • Importante adaptación para sobrevivir condiciones ambientales adversas CBotto 1.7. Defensa • Coloraciones de advertencia • Mimetismo • Agresión (e.g., abejas, hormigas) • Guerra química • Mal sabor • Mal olor • Compuestos venenosos • Pulverizados irritantes Mimetismo Batesiano CBotto 1.8. Comportamiento y comunicación • Aguda percepción sensorial (receptivos a muchos estímulos) • Comportamientos innatos y aprendidos • Comunicación mediante señales químicas Feromonas Sustancias producida por un individuo y que afectan el comportamiento o los procesos fisiológicos de otro Feromonas: sexuales, agregación, evitar agresión, marcar pistas y territorios, alarma CBotto • Fonoproducción y fonorrecepción Mecanismos de aviso, cortejo y reclamos territoriales Agresión y cortejo (frotan alas anteriores) CBotto Atracción de hembras (membranas vibrátiles de un órgano en el lado ventral del abdomen) • Comunicación táctil – químico/táctil Golpear, acariciar, abrazar, tocar con las antenas Respuestas: reconocimiento, alarma y reclutamiento • Comunicación por señales visuales (bioluminiscencia) Localización de pareja en luciérnagas CBotto
