Sistema respiratorio. Schema generale. Elementi costitutivi: stigmi, trachee, tracheole, tracheoblasti

Transcript

1 Sistema respiratorio Schema generale Elementi costitutivi: stigmi, trachee, tracheole, tracheoblasti

2 stigmi Sistema respiratorio

3 Sistema respiratorio stigma evoluto barriera In blu i sacchi aerei nell ape Sistema di chiusura tracheola trachea

4 Sistema respiratorio *

5 Alternative alla respirazione tracheale Insetti acquatici / acquaioli Insetti endoparassitoidi effimera branchie zanzara Le larve delle zanzare hanno respirazione tracheale Resp. cutanea Cappucci respiratori

6 I N S E T T I Sistemi anatomici S. secretore S. circolatorio S. muscolare S. escretore S. nervoso S. digerente S. riproduttore

7 Organizzazione Sistema circolatorio

8 Sistema circolatorio Divisioni dell emocele in 3 seni ad opera dei 2 diaframmi

9 Difese inducibili da attacco Difese costitutive

10 Lepidoptera produce five types of hemocytes Pseudoplusia includens

11 Immunità innata

12 Le risposte cellulari sono: Fagocitosi Incapsulamento

13 NF-kB nella regolazione delle difese immunitarie Pelle Bracovirus IkB-like Meccanismo inibitorio Immune challenge Tube IkB NF-kB Toll Pelle Membrana cellulare Membrana nucleare AMP Melanizzazione Coagulazione Immunità antivirale Ecc.

14 RNAi

15 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

16 Tipo di secrezioni Ceripare aleirodi Difensive (irritanti, tossiche, repugnatorie, inebrianti) Icerya Sericipare baco da seta

17 Urticanti arctia peli urticanti Nidi di processionaria del pino

18 Tipo di secrezioni Salivari Collegate alle appendici boccali. Le labiali sono le più importanti. Funzioni svariate. La saliva spesso provoca reazioni di ipersensibilità da parte del vegetale attaccato con alterazione dei normali tessuti. Faringee Prodotte dall ape operaia è nota come pappa reale. Colleteriche Servono a formare capsule, dette ooteche, contenenti le uova o per incollare queste al substrato. della muta oleose, servono ad eliminare più facilmente la vecchia cuticola. Velenifere Degli Imenotteri Aculeati e dei parassitoidi, a funzione difensiva/offensiva con effetto paralizzante o letale.

19 Ghiandole a feromone Messaggeri chimici intraspecifici per lo scambio istantaneo di informazioni tra individui della stessa specie. Categorie feromonali: Feromoni sessuali Recettore di odori feromonici Feromoni di allarme Feromoni di aggregazione

20 Feromoni sessuali USO DEI FEROMONI Cattura massale monitoraggio Tipi di diffusori piatto collante disorientamento

21 Uso di feromoni di aggregazione Scarafaggi scolitidi trappole

22 Semiochimici Allomoni, Sinomoni & 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.

23

24 Complesso di interazioni semiochimiche

25 Organizzazione Sistema endocrino

26 PTTH JH Ecdisteroidi

27 Blattodea Lepidoptera Diptera

28 Ecdisi

29 JH e riproduzione

30 AKH ormone adipocinetico

31 DH ormone diuretico

32 I N S E T T I Sistemi anatomici S. muscolare S. secretore S. circolatorio S. escretore S. nervoso S. digerente S. riproduttore

33 Sistema riproduttore testicoli ovari Gh. accessorie Ovidotti laterali ghiandole colleteriche Femmina ovariolo Maschio

34 panoistici meroistici politrofici meroistici acrotrofici Tipi di ovarioli App. riproduttore femminile

35 Gametogenesi

36 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. Corteggiamento e copula (emissioni feromoniche, afrodisiache, danze, segnali luminosi, acustici, offerte di cibo) Trasferimento di spermatozoi liberi o racchiusi in spermatofore. Queste possono essere abbandonate sul substrato e raccolte dalla femmina senza alcun accoppiamento. libellule Modalità di ovideposizione cavalletta

37 Ovideposizio ne Esterna o interna Isolata o a gruppi ovatura Esposta o racchiusa ooteca

38 Oviparità Ovoviviparità cocciniglia ovipara afide partoriente Cocciniglia ovovivipara Viviparità

39 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 Deuterotoca Encarsia formosa (Arrenotoca +Telitoca )

40 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 ereditaria indipendentemente dai benefici o meno che questo comportamento arreca all ospite.

41 Altri tipi di riproduzione Eterogonia (afidi) Neotenia (cocciniglie + afidi) Pedogenesi Ermafroditismo moscerini dei funghi Icerya

42 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

43 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 Il futuro embrione

44 FASE IV Dalla banda germinativa si originano nuovi strati cellulari (ecto- + mesoderma) embrionali FASE V FASE VI g. sopraesofageo l. superiore bocca mesentere cellule germinali Dall ectoderma e mesoderma si formano gli abbozzi degli organi interni e delle varie appendici. ano Completamento dorsale dell embrione con il mesentere che andrà a racchiudere il tuorlo.

45 Sviluppo postembrionale Sgusciamento (schiusa dell uovo) Ovatura di lepidottero & bruchi neonati Ovatura di cimice & neonati

46 Sviluppo postembrionale

47 Sviluppo postembrionale Per poter crescere gli insetti devono disfarsi della loro cuticola periodicamente. 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.

48 La muta processo di muta spoglia residua

49 Sviluppo postembrionale Metamorfosi (= cambiamento di forme) eterometabolia olometabolia

50 Sviluppo postembrionale

51 Eterometabolia adulti ninfe neanidi

52 Sviluppo postembrionale Varianti dell eterometabolia sono: pidocchio Prometabolia attero secondario cleon Esiste un sub-adulto che muta a sua volta in adulto Pseudoametabolia Catametabolia (metamorfosi involutiva: perdita di appendici) cocciniglie

53 Neometabolia aleirodi: pupario In questi fitomizi c è la comparsa di uno stadio quiescente, simile alla pupa degli olometaboli, da cui si otterrà l adulto alato. maschio di cocciniglia tripidi

54 Varianti sono la ipermetabolia e criptometabolia Olometabolia

55 dorifora Sviluppo postembrionale Tipi larvali degli olometaboli campodeiformi O l i g o p o d e melolontoidi coccinella elateriformi

56 Sviluppo postembrionale P o l i p o d e 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

57 Sviluppo postembrionale A p o d e eucefale criptocefale capo m i c r o c e f a l e

58 Sviluppo postembrionale Gli stadi della riorganizzazione pupe & crisalidi

59 coleottero Sviluppo postembrionale P u p a r i dittero

60 centri endocrini Fisiologia della metamorfosi

61 Dalla diversa concentrazione degli ormoni coinvolti scaturisce il tipo di risultato della loro azione: muta o completamento della metamorfosi. Ormone steroideo LA MUTA Ormone cerebrale, detto protoracotropico, dalla pars intercerebralis raggiunge i corpi cardiaci (= serbatoio di OC), poi i corpi allati e le ghiandole protoraciche. Le ghiandole protoraciche producono α-ecdisone (=ormone della muta e della 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 e ne modula l attività.

62 LA METAMORFOSI Il tessuto adiposo produce in particolari momenti anche un esterasi dell ormone giovanile che inattiva quello presente in circolo. L ecdisteroide Un altro ormone, l allatostatina può inibire temporaneamente la funzionalità dei corpi allati. La scomparsa dell ormone giovanile presente nell emolinfa e la mancata funzionalità dei corpi allati determina la trasformazione ad adulto.

63 Correlazioni ormonali GP (schema semplificato) CA MH JH