Sistema respiratorio
Schema
generale
Elementi costitutivi: stigmi, trachee, tracheole, tracheoblasti
Sistema respiratorio
stigmi
Sistema respiratorio
stigma evoluto
In blu i sacchi
aerei nell’ape
tracheola
trachea
Sistema
respiratorio
Alternative alla respirazione tracheale
Insetti acquatici / acquaioli
Insetti endoparassiti
effimera
zanzara
branchie
Le larve delle zanzare
hanno respirazione
tracheale
Resp. cutanea
Sistema circolatorio
Organizzazione
Sistema circolatorio
Apparato vascolare
Vaso dorsale
Sistema lacunare
Vasi pulsatili accessori
Emocele:
interstizi tra gli
organi
cuore
aorta
Funzione dell’emolinfa
emociti
+ Plasma = (92% acqua
+ sostanze minerali)
Funzione trofica
Funzione respiratoria
Funzione di veicolo per
gli ormoni
Funzione di difesa per
l’organismo
(fagocitaria)
Funzione meccanica
(metamorfosi)
Sistema circolatorio
Divisioni dell’emocele in 3 seni ad opera dei 2 diaframmi
Sistema secretore
Gli insetti sono dotati di un ricco complesso di ghiandole,
uni-pluricellulari di derivazione epidermica, dalla struttura
semplice (tubulare, alveolare) o composte (racemose) con
dotto comune e serbatoio.
Esempi di ghiandole:
Ceripare
Laccipare
Sericipare
Urticanti
Difensive
Salivari
Faringee
della muta
Colleteriche
Velenifere
Tipo di
secrezioni
Ceripare
aleirodi
Sericipare
icerya
Difensive
(irritanti, tossiche,
repugnatorie,
inebrianti)
baco da seta
Urticanti
arctia
Nidi di processionaria del pino
peli urticanti
Tipo di
secrezioni
Faringee
Prodotte dall’ape operaia è nota
come pappa reale.
Salivari
Collegate alle appendici boccali.
Le labiali sono le più importanti.
Funzioni svariate. La saliva spesso
provoca reazioni di ipersensibilità
da parte del vegetale con alterazione
dei normali tessuti.
Colleteriche
Servono a formare capsule, dette ooteche,
contenenti le uova o per incollare queste
al substrato.
Velenifere
della muta
oleose, servono ad eliminare più
facilmente la vecchia cuticola.
Degli Imenotteri Aculeati e
dei parassitoidi, a funzione
difensiva/offensiva con
effetto paralizzante o letale.
Ghiandole a feromone
Messaggeri chimici intraspecifici per
lo scambio istantaneo di informazioni
tra individui della stessa specie.
Categorie feromonali:
Recettore di
odori feromonici
Feromoni sessuali
Feromoni di allarme
Feromoni di aggregazione
USO DEI FEROMONI
Feromoni sessuali
Cattura massale
monitoraggio
piatto collante
Tipi di diffusori
disorientamento
Uso di feromoni di aggregazione
Scarafaggi
scolitidi
trappole
Semiochimici
Allomoni, sinomoni e cairomoni
Messaggeri chimici interspecifici per
lo scambio di informazioni tra
individui di differenti specie, persino
appartenenti a regni diversi.
Sono stati suddivisi in categorie rispetto ai
vantaggi / svantaggi che consegue
l’animale / vegetale che li emette.
Complesso di interazioni semiochimiche
Sistema endocrino
Organizzazione
Sistema riproduttore
testicoli
ovari
Gh.
accessorie
Ovidotti laterali
ghiandole
colleteriche
Femmina
ovariolo
Maschio
meroistici acrotrofici
meroistici politrofici
panoistici
Tipi di ovarioli
App. riproduttore femminile
Gametogenesi
Tipi di riproduzione
Gli insetti sono animali a sessi tipicamente distinti,
con maturità sessuale raggiunta allo stadio di adulto,
seguita dal corteggiamento, accoppiamento e deposizione
delle uova.
libellule
Corteggiamento e copula
(emissioni feromoniche, afrodisiache,
segnali luminosi, acustici, danze, offerte di cibo)
Trasferimento di spermatozoi liberi o racchiusi
in spermatofori. Questi possono essere abbandonati
sul substrato e raccolti dalla femmina senza alcun
accoppiamento.
Modalità di ovideposizione
cavalletta
Ovideposizione
Esterna o interna
Isolata o a gruppi
ovatura
Esposta o racchiusa
ooteca
Oviparità
Ovoviviparità
cocciniglia ovipara
Cocciniglia ovovivipara
afide partoriente
Viviparità
Altri tipi di riproduzione
Encarsia perniciosi
Partenogenesi
Arrenotoca
(aploide)
Negli imenotteri entomofagi
la P. arrenotoca è molto frequente;
il maschio aploide deriva da uova
non fecondate e le femmine da
uova fecondate (= aplodiploidia)
Telitoca
(diploide)
Dà origine a sole femmine
Vantaggi di questa forma di riproduzione
Encarsia formosa
Deuterotoca (Arrenotoca +Telitoca )
WOLBACHIA
Negli ultimi anni numerosi studi hanno accertato il
coinvolgimento di batteri nelle manifestazioni
riproduttive degli Insetti (della partenogenesi telitoca in
particolare) con conseguenza sulla determinazione
del sesso e sulla sex-ratio.
Questi batteri (Wolbachia) si trasmettono verticalmente
nella linea femminile mentre fenomeni di incompatibilità
citoplasmatica determinano la morte delle cellule maschili
o la loro femminilizzazione.
In definitiva questi batteri sono dei manipolatori della riproduzione
detti parassiti riproduttivi allo scopo di assicurarsi la loro
trasmissione indipendentemente dai benefici o meno che questo
comportamento arreca all’ospite.
Altri tipi di riproduzione
Eterogonia (afidi)
Pedogenesi
moscerini dei
funghi
Neotenia (cocciniglie + afidi)
Ermafroditismo
icerya
Sviluppo embrionale
In genere gli insetti presentano uova centrolecitiche.
Dopo la penetrazione dello spermatozoo si ha il processo
di maturazione dell’ovocellula; segue la fecondazione ed inizia
lo sviluppo embrionale.
Le uova ricche in vitello (= tuorlo) hanno una segmentazione
parziale e superficiale con formazione di un foglietto cellulare
detto blastoderma; alcuni nuclei rimangono nella massa vitellina,
altri diventano primordi delle cellule germinali.
Seguono le fasi di seguito illustrate …
FASE I
Un ispessimento ventrale
del blastoderma forma la
stria germinativa
Le pieghe amniotiche
si fondono creando la
cavità amniotica che è
protetta da 2 membrane:
la serosa e l’amnios.
FASE II
FASE III
FASE IV
Un’invaginazione ventrale dell’embrione
forma un nuovo strato cellulare
(ecto- + mesoderma)
FASE VI
g. sopraesofageo
l. superiore
FASE V
bocca
mesentere
cell.
germinali
ano
Dall’ectoderma e mesoderma
si formano gli abbozzi
degli organi interni e delle
varie appendici.
Completamento dorsale
dell’embrione con il
mesentere che andrà a
racchiudere il tuorlo.
Sviluppo postembrionale
Sgusciamento
(schiusa dell’uovo)
Ovatura di lepidottero &
bruchi neonati
Ovatura di cimice & neonati
Sviluppo postembrionale
Sviluppo postembrionale
Per poter crescere gli insetti devono disfarsi
periodicamente della loro cuticola. La crescita è
discontinua (dimensioni) e continua (peso).
Attraverso vari stadi vitali si compie il
processo di crescita che porta all’adulto.
Durante la muta l’insetto rinnova la cuticola,
il lume delle trachee, dello stomodeo e del
proctodeo.
La nuova cuticola indurisce durante il processo
di sclerotizzazione e blocca ulteriori espansioni.
La muta
processo
di muta
spoglia residua
Sviluppo postembrionale
Metamorfosi (= cambiamento di forme)
eterometabolia
olometabolia
(cenno alla
ametabolia)
Sviluppo postembrionale
Eterometabolia
adulti
ninfe
neanidi
Sviluppo postembrionale
Varianti dell’eterometabolia sono:
cleon
Prometabolia
sub-adulto
attero
secondario
Pseudoametabolia
pupari di aleirodi
Neometabolia
Catametabolia
(metamorfosi involutiva)
Olometabolia
Varianti sono la
ipermetabolia e
criptometabolia
Sviluppo postembrionale
Tipi larvali degli olometaboli
Oligopode
campodeiformi
dorifora
melolontoidi
coccinella
elateriformi
Sviluppo postembrionale
polipode
eruciformi
Queste larve sono dotate di pseudozampe
addominali, in numero di 5 paia nei
Lepidotteri (dove non mancano eccezioni)
e 7 paia negli Imenotteri fitofagi, come le
tentredini.
pseudozampe
Sviluppo postembrionale
Larve apode
criptocefale
eucefale
capo
microcefale
Sviluppo postembrionale
pupe &
crisalidi
Sviluppo postembrionale
Pupari
coleottero
dittero
Fisiologia della metamorfosi
centri endocrini
Ormone cerebrale dalla pars intercerebralis
verso i corpi cardiaci (serbatoio), i corpi allati
e le ghiandole protoraciche.
Le ghiandole protoraciche producono α-ecdisone
(ormone della muta e metamorfosi) che si diffonde
nell’emolinfa e viene modificato dal tessuto adiposo
nella forma β, quella attiva.
I corpi allati producono l’ormone giovanile
Sotto l’azione dell’allatotropina, che è
antagonista dell’ecdisone.
Il tessuto adiposo produce in particolari momenti
anche un’esterasi dell’ormone giovanile che inattiva
quello presente in circolo.
Un altro ormone, l’allatostatina può inibire
temporaneamente la funzionalità dei corpi allati.
Dalla diversa concentrazione degli ormoni
coinvolti scaturisce il tipo di risultato della
loro azione: muta o completamento della
metamorfosi.
Correlazioni ormonali
GP
MH
(schema semplificato)
CA
JH
Sviluppo Post embrionale
Metamorfosi
Ametambolia
• insetti atteri;
• insetto giovane
simile ad insetto
adulto
Uovo neanide adulto
eterometambolia
Uovo
Neanide = si differisce
dall’adulto per la
mancanza delle ali e di
dimensiono più piccole
Ninfa = dimensioni
maggiori e presenza di
abbozzi alari
Adulto
olometambolia
Uovo
Larve = diverso
dall’adulto; attero
pupa = insetto
immobile; formazione
delle ali;
differenziazione
immaginale
Adulto
Eterometambolia
Pseudoametabolia
Uovo neanide adulto
Mallofagi e anopluri
(pulci; insetti atteri)
Paurometabolia
Emimetabolia
• insetti giovani
atteri ma simili agli
adulti;
• presenta diverse e
età di neanidi e
ninfe le quali vivono
negli stessi ambienti
degli adulti.
• insetti giovani
atteri ma simili agli
adulti;
• presenta diverse e
età di neanidi e
ninfe le quali vivono
in ambienti diversi
dagli adulti.
Ortotteri = grillo,
cavalletta
odonati = libellule
Eterometambolia
Prometabolia
Uovo neanide
sub immagine
ninfe
adulto
Efemerotteri = l’adulto
vive al mx una
settimana; insetti
pterigoti; vivono in
acqua
Neometabolia
Uovo neanide preninfe
(immobili) ninfa adulto
Tisanotteri e coccidi
(cocciniglia mezzo
grano di pepe)
Olometambolia
Euolometabolia
Ipermetabolia
Uovo
Uovo
Larva di + età
Larva di 1° tipo
Criptometabolia
Uovo di grandi
dimensioni
Larva
Eopupa simile alla
larva
Larva 2° tipo
Pupa (immobile)
Prepupa
Prepupa (indurita non
pigmentata)
Pupa (immobile)
Pupa (immobile)
adulto
adulto
adulto
presentano una metamorfosi
nascosta il quale porta o alla
fuoriuscita dell’adulto o di
una larva adulta che si
svilupperà subito in pupa
Catametabolia