Sanidad forestal Práctica no.1: “Morfología de insectos: Orden Orthoptera”. Alumnos: Antonio Zárate Raymundo y Fuentes Varduño Delia Guadalupe. Profesor David Cibrián Tovar Fecha de entrega: 08/02/2024 1. Introducción En la actualidad, el grupo de los insectos es el grupo de animales más diverso y numeroso sobre la Tierra. Pertenecen al phyllum de los artrópodos y dentro de éste, a un grupo muy especializado y numeroso de la clase insecta o hexápoda (Cabezas, 1996). Se distinguen por poseer tres regiones corporales: cabeza, tórax y abdomen, además de contar con tres pares de patas y uno o dos pares de alas que se encuentran en la parte dorsal del tórax (Freeman, 2009). Los insectos tienen una gran variación en las modificaciones de la estructura básica del cuerpo en varios taxones. Estas modificaciones les permiten ocupar casi todos los nichos ecológicos y tienen una asombrosa variedad de fuentes de alimentos, además de poseer diversos estilos de vida. La importancia de este grupo radica en la importante función que cumplen en el ecosistema al ser la principal fuente de alimento para otros animales, además de ser polinizadores de una gran variedad de especies vegetales. Sin embargo, homogeneización de los cultivos, la pérdida de hábitats y la producción pecuaria a gran escala han influido en el crecimiento poblacional de algunas especies, traducido en considerables pérdidas económicas para el hombre en distintos sectores. Por lo tanto, conocer la estructura externa de estos organismos permite obtener más elementos para el manejo de poblaciones plaga que representan daños económicos en los diversos sectores que abarca, facilitando la elaboración de estrategias que permitan tanto el control de dichas plagas, como la protección al ambiente en que se desarrollan. Es por ello que en la presente práctica se realizará un desglose de cada uno de los tagmas que componen la estructura general de los insectos a fin de familiarizarse con las diversas formas y funciones que cumplen dichas estructuras para el desarrollo en el hábitat correspondiente. 2. Metodología El desarrollo de la práctica se realizó presencialmente en el laboratorio de entomología de la División de Ciencias Forestales de la Universidad Autónoma Chapingo. Dirigida por el profesor David Cibrián Tovar, la práctica se realizó en un periodo de seis horas distribuidas en cuatro sesiones de hora y media cada una. Dio inicio el 29 de enero del 2024 y concluyó el 01 de febrero del mismo año y consistió en la entrega y disección de un ejemplar de Melanoplus a fin de observar e identificar la morfología básica de esta clase de insectos. Para ello fue necesario el uso de microscopio estereoscópico, alcohol etílico al 70%, agujas de disección, navajas, pinzas quirúrgicas, cajas Petri y tubos de recolección. Durante la primera sesión se realizó la observación general del ejemplar, incluidos los datos sobresalientes del género. Posteriormente, se inició con la separación de la cabeza, donde fueron identificados los tipos de antena, aparato bucal y ojos del ejemplar. En la segunda sesión se realizó una observación profundizada de cada parte de la cabeza, iniciando por la identificación de las secciones del cráneo, las partes que componen las antenas y la extracción del aparato bucal para su posterior caracterización. La tercera sesión estuvo destinada a la observación del tórax, donde de igual manera, fue separado de las otras partes del cuerpo. Fueron identificadas las regiones que componen el tórax y las características específicas para la determinación de cada una de ellas. Asimismo, fueron extraídas tanto las patas como las alas para un posterior análisis sobre las funciones que cumplen de acuerdo a los hábitos de la especie en cuestión. Por último, la sesión número cuatro estuvo enfocada en el segmento restante, el abdomen. Fueron observados los segmentos abdominales, iniciando por la diferenciación entre el primer segmento abdominal y la última región toráxica. También fueron observadas las diferencias del último segmento abdominal para la determinación del sexo de la especie. Cabe mencionar que, al inicio de cada sesión, fue dada una explicación específica de las partes a observar, así como también la representación gráfica de la sección de interés para una identificación más acertada de cada parte. 3. Resultados 3.1.Cabeza: Es una cavidad con una porción anterior esclerosada que contiene al cerebro, y una parte ventral membranosa en la que está situada la boca o abertura oral. Esta región se encuentra en la parte anterior al cuerpo y está dividida por suturas que delimitan ciertos escleritos. 3.1.1. Cráneo: Se compone de tres áreas principales: frente, gena y occipucio. La frente es el área sobre la cara anterior situada entre los brazos epicraneales o debajo de estos. La gena es la parte inferior de la cabeza que está situada por debajo de los ojos y posterior a la frente. Por último, el occipucio es el área que abarca la mayor parte de la región posterior de la cabeza; está separado del vértex y de las genas por la sutura occipital. Fr Ocp Ge Figura 1. Vista lateral de la cabeza de Melanoplus. Frente (Fr) y gena (Ge) Figura 2. Vista trasera de la sección de la cabeza de Melanoplus. Occipucio (Ocp). 3.1.2. Antena: Son un par de apéndices segmentados que son móviles y salen de la parte frontal, generalmente de entre los ojos y que se articulan en las fosas antenales. Su función principal es sensorial, por lo que cuentan con una gran cantidad de sensilas con funciones mecanoreceptoras y quimioreceptoras. El tipo de antena observado en el ejemplar de Melanoplus, del orden Orthoptera, fue filiforme, el cual es considerado el tipo de antena más primitivo y extendido de los insectos. Posee tres segmentos básicos: escapo, que se articula directamente con la cabeza mediante la fosa antenal; pedicelo, que es un segmento más corto y que contiene una estructura sensorial; flajelo, que está subdividido en varios subsegmentos (flagelómeros), donde se encuentra la mayoría de sensilas. Fl Pe E Fa Figura 3. Estructura de antena filiforme de Melanoplus. Fosa antenal (Fa), Escapo (E), Pedicelo (Pe) y Flajelo (Fl). 3.1.3. Ojos: Posee un par de ojos compuestos que están compuestos por un gran número de omatidios, donde cada omatidio presenta una faceta regularmente hexagonal que funciona como un lente. También posee tres ocelos u ojos simples, los cuales se localizan en la parte superior de la cabeza y se componen de un solo omatidio. Oc Figura 4. Ojos compuestos (Oc de Melanoplus. Ocs Figura 5. Ocelos (Ocs) de Melanoplus. 3.1.4. Partes bucales. • Labro: Es la pieza móvil inserta en el borde ventral de la parte frontal. La cara interna del labro forma el frente de la cavidad preoral y se denomina epifaringe. Se articula con el clípeo mediante una membrana flexible, lo que le permite movilidad. Lb Lb Cp Figura 6. Vista de frente de Melanoplus. Labro presente (Lb). • Figura 7. Vista frontal de Melanoplus. Señalización de clipeo (Cp) y labro (Lb). Hipofaringe: Es un lóbulo insegmentado localizado encima del labium y entre las maxilas. Posee áreas cubiertas por órganos sensoriales. Hp Figura 8. Hipofaringe (Hp) de Melanoplus situado encima del labium. • Mandíbulas: Son un par de apéndices esclerosados que juegan un papel muy importante en la manipulación de alimento. Se sitúan directamente por detrás del labro y poseen varias filas de dientes y pelos. Lb Mn Figura 9. Mandíbulas (Mn) desde la vista frontal, detrás del labro (Lb). • Figura 10. Mandíbulas extraídas del ejemplar de Melanoplus. Maxilas: se sitúan inmediatamente detrás de las mandíbulas, es un órgano masticador dividido en varias partes: Cardo, estipe, gálea, lacinia y palpo. Ca Pa Lc Ga Ep Ga Lc Pa Figura 11. Maxilas de ejemplar de Melanoplus ubicadas detrás de las mandíbulas. Gálea (Ga), lacinia (Lc) y palpos (Pa). Figura 12. Maxila extraída. Cardo (Ca), Estipe (Ep), Gálea (Ga), lacinia (Lc) y palpos (Pa). • Labio: forma el labio por detrás de las maxilas y consiste en un segundo par de maxilas que se soldan al mesión para formar una estructura funcional. Esta dividido en dos regiones, una basal o postmento y una distal o premento. En el premento se encuentran los palpos labiales y una lígula que a su vez, se compone de glosas y paraglosas. Pt Pg Gl Pr Plb Gl Figura 13. Conformación de labio de Melanoplus. Glosas (Gl) y palpos labiales (Plb) Figura 14. Postmento (Pt) y premento (Pr) de Melanoplus desde la vista anterior. Glosas (Gl) y Paraglosas (Pg) 3.2.Tórax: Es la parte central del cuerpo en que se encuentran ubicadas las alas y patas. Está dividido entres segmentos: protórax, mesotórax y metatórax. Cada uno de estos tres segmentos puede dividirse en tres regiones: noto o tergo (parte dorsal); pleura (parte lateral) y esternón (parte ventral) y de acuerdo con el segmento en cuestión, se agrega el prefijo “pro”, “meso” o “meta” respectivamente. Figura 15. Noto o vista dorsal del tórax de Melanoplus. Figura 16. Pleura o vista lateral. Figura 17. Esternón o vista ventral. 3.2.1. Protórax: Es el segmento que se encuentra unido a la cabeza por una membrana cervical. Este segmento carece de alas, por lo que es considerado el segmento menos desarrollado en la mayoría de los insectos alados. Por otra parte, en esta zona se encuentra el primer par de patas del insecto, que para el caso del ejemplar observado, es de tipo saltadora. Cx Tr Pt Fe Ti Figura 18. Región del propleura del tórax. Ta Pu Figura 19. Regiones del primer par de patas ubicadas en el protórax. Coxa (Cx), trocante (Tr), fémur (Fe), tibia (Ti), tarso (Ta) y pulbilo (Pu). 3.2.2. Mesotórax: En este segmento se encuentra el primer par de alas o alas anteriores, por lo que es una zona robusta y fuerte para permitir el aleteo. También posee un segundo par de patas, que es indispensable para la diferenciación entre segmentos. Figura 20. Región mesotoráxica en que se encuentran insertas las alas posteriores. Figura 21. Región del mesosternon de Melanoplus. 3.2.3. Metatórax: Este segmento cuenta con un segundo par de alas o alas posteriores y un tercer par de patas. En esta zona se tiene un espiráculo toráxico que es utilizado para realizar el intercambio de gases o respiración del insecto. Etx Figura 21. Región metapleural. Se encuentran insertos un tercer par de patas excavadoras. Figura 22. Espiráculo toráxico (Etx) utilizado para el intercambio gaseoso. 3.3.Abdomen: Es el último tagma del cuerpo de los insectos y el más simple, aunque tiene funciones importantes. En esta región se encuentran externamente estructuras de reproducción y de oviposición, las aberturas de los órganos de respiración, y algunas estructuras sensoriales como el tímpano. 3.3.1. Preabdomen: El ejemplar observado cuenta con 10 segmentos abdominales. La pleura es membranosa y en esa región se localizan los espiráculos abdominales y el tímpano. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Figura 23. Número de segmentos abdominales de Melanoplus. Tmp Ea Figura 24. Tímpano (Tmp) ubicado en el primer segmento abdominal. Figura 25. Espiráculos (Ea) ubicados en la pleura de cada segmento abdominal. 3.3.2. Postabdomen: en este segmento abdominal se encuentran estructuras asociadas con el apareamiento y la oviposición. Se compone de una placa dorsal llamada epiprocto y dos placas laterales denominadas paraproctos. También se encuentra un par de apéndices segmentados llamados cercos cuya función es meramente sensorial. Cabe mencionar que dichas estructuras son físicamente diferentes entre machos y hembras, pues estas últimas se diferencian por un ovipositor formado por valvíferos y válvulas modificadas. Epi Va Vv Ov Cer Figura 26. Epiprocto (Epi), cercos (Cer) y Valvas (Va) de ejemplar hembra. Pa Figura 27. Paraprocto (Pa), valvíferos (Vv) y Ovipositor de hembra (Ov). Pa Epi Ce Figura 28. Epiprocto (Epi) de ejemplar macho de Melanoplus. Figura 29. Cercos (Ce) y Paraprocto de ejemplar macho. Figura 30. Diferencias entre aparatos reproductores de hembra (arriba) y macho (abajo) de Melanoplus. 4. Conclusiones Conocer la morfología de un organismo permite entender el hábitat en que se desarrolla y cómo se desenvuelve ante dichos factores, así como determinar las posibles interacciones que pueda tener con otros organismos. Esto es de gran importancia en el ámbito forestal, ya que dichos conocimientos permiten la elaboración de planes estratégicos para el manejo de poblaciones de algunos insectos plaga para su control. Por otra parte, estudiar tanto su morfología como comportamiento nos ayudará en un futuro a replantear escenarios de conservación de los distintos ecosistemas, pues poseen amplios rangos de tolerancia que les han permitido ocupar gran parte de los nichos ecológicos. 5. Fuentes consultadas Cabezas-Melara, F. A. (1996). Introducción a la entomología. Trillas: UAAAN. Cibrián T., D. et al. (2017.). Fundamentos de Entomología Forestal. Universidad Autónoma Chapingo. Texcoco, Estado de México, México. Freeman, S. (2009). Biología. Pearson education, Tercera edicioón. Madrid España. Milo, A. (2023). Entomología, el estudio científico que ayuda a comprender la importancia de los insectos en el mundo natural y social. National Geographic en español. Recuperado de ¿Qué es la entomología y cuál es su importancia en el conocimiento? (ngenespanol.com)
