Caratteri distintivi degli Insetti

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1 Caratteri distintivi degli Insetti Esa-poda ovvero In-secta oppure En-toma Principale carattere distintivo rispetto al resto degli Artropodi è il numero di zampe toraciche: 3 paia In secondo luogo si considerano anche: la presenza delle ali la divisione del corpo in 3 grandi regioni: capo, torace e addome

2 Divisioni del corpo

3 Sezioni del corpo e loro funzione Capo sensorialità e alimentazione Torace locomozione Addome digestione e riproduzione

4 Morfologia degli Insetti: Esoscheletro o tegumento Rivestimento esterno che protegge gli Artropodi avvolgendoli in una sorta di capsula articolata. Pluristratificato: uno strato vivente e più strati inerti. Strato inerte Strato vivente

5 Morfologia degli Insetti: Esoscheletro o tegumento Rivestimento esterno che protegge gli Artropodi avvolgendoli in una sorta di capsula articolata. Funzioni principali: protezione meccanica e prevenzione della perdita dei fluidi interni per evaporazione. Determina la crescita discontinua degli insetti.

6 Morfologia degli Insetti: Esoscheletro o tegumento Cuticola pluristratificato Epidermide Membrana basale

7 La cuticola E lo strato inerte del tegumento E tipicamente rigida e tri-stratificata Divisa in: epicuticola, esocuticola, endocuticola Gli strati sono di differente spessore e costituzione

8 Struttura dell epicuticola La composizione chimica è fondamentale per impedire la disidratazione (lipidi idrorepellenti liberi o legati, specialmente idrocarburi) Cemento > strato lipoproteinico Strato ceroso > lipidico Strato cuticolinico > lipoproteine molli (cuticoline) che vengono indurite per tannizzazione (sclerotine)

9 La composizione lipidica può variare stagionalmente o in condizioni di siccità per evitare perdite di acqua. Le cere superficiali possono inoltre: Scoraggiare la predazione Impedire l ingresso di acqua Riflettere la radiazione solare o ultravioletta Fungere da segnali olfattivi specie-specifici

10 Struttura dell esocuticola Strato più densamente colorato e responsabile della durezza del tegumento ( micron) Costituito soprattutto da proteine indurite, le sclerotine, che sono cuticoline rese insolubili per mezzo di legami fenolici tra catene proteiche adiacenti. Scarsa quantità di chitina.

11 Reazioni di sclerotizzazione

12 Struttura dell endocuticola È lo strato più spesso. E incolore, molle e lamellare Molle perché le cuticoline non sono sclerotizzate. La matrice proteica amorfa viene stabilizzata dalla presenza di microfibrille di chitina che conferisce al sistema forza ed elasticità. La chitina È un polisaccaride il cui monomero costituente è la N-acetil-glucosammina

13 La chitina viene assemblata dall enzima chitino-sintetasi In particolare l enzima CHSA. Un altra chitino-sintetasi (CHSB) è responsabile della sintesi di chitina a livello intestinale.

14 Biosintesi della chitina

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17 2 molecole di N-acetilglucosammina Legami beta-(1-4) glicosidici

18 Chitina alfa e suo assemblaggio Catene antiparallele Formazione di foglietti

19 2 molecole di N-acetilglucosammina Ultrastruttura Organizzazione elicoidale delle microfibrille di chitina ed effetto lamellare ottenuto dalla differente rotazione delle molecole.

20 Organizzazione microfibrille di chitina

21 Esistono degli insetticidi che interferiscono nel delicato processo di formazione della cuticola, alterando la funzionalità di enzimi importanti come la chitino-sintetasi. Formulato commerciale a base di diflubenzuron che interferisce con la chitino-sintetasi inibendo la funzione di questo enzima. Gli insetti, esposti a queste sostanze, definite ICI (=inibitori di crescita degli insetti) e anche RCI. (=regolatori di crescita degli insetti), soccombono a seguito della formazione di un tegumento incompleto, privo di elasticità e di resistenza, che si fessura in vario modo.

22 Strato vivente del tegumento Epidermide Strato unicellulare che secerne gran parte dei componenti della cuticola. Sistema di trasporto di queste sostanze sono i pori canali che attraversano tutta l endo e l esocuticola. Cellule differenziate dell epidermide: ghiandolari e tricogene. Membrana basale Isola il tegumento dalla cavità corporea sottostante. E di natura connettivale.

23 Epidermide

24 Proprietà e funzioni del tegumento Protegge, isola e sostiene tessuti e organi. Robustezza e spessore variabile. Capsula articolata fatta di scleriti, suture e membrane. Elasticità: le membrane a minor spessore sono molto flessibili.

25 Decorazioni: rugosità, scanalature, sculture a maglie, spine, etc.

26 Le regioni del corpo Il capo e la sua organizzazione E una capsula derivante dalla fusione di 6 segmenti Ha due fori (apertura boccale e foro occipitale) Rispetto all asse longitudinale del corpo, il capo può essere variamente inclinato, formando un angolo di differente ampiezza. Prognato, ipognato, metagnato, opistognato

27 I casi più noti: prognato ipognato capo di vespa capo di carabide Capo rivolto in avanti di insetto predatore Capo rivolto in basso di insetto fitofago

28 Il capo e la sua organizzazione vertice ocelli occhio composto antenna suture gena fronte clipeo mandibole l. superiore Posteriormente al vertice ci sono l occipite e il post-occipite

29 Le appendici del capo occhi composti antenna antenna appendici boccali

30 Le appendici boccali Subiscono notevoli modificazioni a seconda degli adattamenti al cibo e possono trasformarsi anche profondamente nei vari gruppi. La struttura più semplice è quella dell apparato boccale masticatore che gli insetti hanno in comune con gli artropodi progenitori.

31 Apparato boccale masticatore Pezzi costitutivi

32 Evoluzione dell apparato boccale Per effetto delle specializzazioni alimentari questo organo subisce frequenti trasformazioni. Gli adattamenti Succhiatore pungente o perforante Rincoti fitomizi Zanzare Tripidi Succhiatore non pungente o lambente Lepidotteri Apoidei Mosca domestica

33 Situazioni intermedie capo di termite soldato larva di crisopa dotata di un forcipe boccale

34 Esempi di apparati perforanti Emitteri Detti anche Rincoti per la presenza di questo rostro che accoglie le appendici boccali stilettiformi. Nutrizione liquida. afide Sono detti fitomizi (afidi, cicaline, cocciniglie, etc.)

35 Apparato perforante di un afide In sezione

36 Le 2 coppie di stiletti mascella mascella mandibola mandibola

37 Esempi di apparati perforanti Culicidi: le zanzare 6 stiletti boccali pungenti in sezione

38 Esempi di apparati lambenti Lepidotteri Enorme sviluppo delle galee galee

39 Mosca domestica palpo mascellare Labbro inferiore espanso l. superiore canale alimentare labello l. inferiore ipofaringe

40 Mosca domestica

41 Esempi di apparati lambenti Ape Modello di partenza galea Ligula (= glosse fuse)

42 Funzionamento dell apparato lambente dell ape canale di suzione galee ligula sbocco salivare

43 Antenne scapo + pedicello + flagello flagello(= funicolo + clava) Torulo = fossetta di inserzione dell antenna

44 Antenne

45 Differenti tipi antennali

46 Antenne Antenne flabellate di maggiolino Antenne bipettinate di farfalla maschio Sede di numerosi tipi di sensilli, soprattutto olfattivi

47 strutture ghiandolari Le antenne possono anche essere sede di strutture ghiandolari importanti nella produzione di sostanze utilizzate nella comunicazione tra i due sessi Antenne di maschio di imenottero afelinide

48 Il torace e le sue appendici Organizzazione per segmenti e aree Capo Torace Addome

49 Le zampe ( coxa + trocantere + femore + tibia +tarso + pretarso ) Modificazioni delle zampe: cursorie natatorie prensili raptatorie saltatorie - fossorie pidocchio

50 Le zampe Zampa saltatoria di cavalletta femore coxa trocantere tibia tarso Zampa saltatoria di pulce

51 Le zampe Zampa fossoria di grillotalpa tibia femore trocantere coxa

52 Le zampe Zampa raptatoria di mantide tibia femore trocantere coxa

53 Le ali degli insetti Espansioni tergo-pleurali del torace, le ali sono organi vivi ricche di nervature, denominate rispetto alla posizione occupata sul disco alare. Le nervature conferiscono resistenza alla lamina alare. Nel loro lume scorrono nervi ed emolinfa. Insetti alati Insetti atteri Il loro numero può variare da 0 a 4

54 Pterostigma: ingrossamento della n. costale con funzione regolatrice delle forze coinvolte nel volo Le ali sono articolate al torace per mezzo di scleriti (pterali)

55 Le ali dei vertebrati Non esiste omologia tra le ali degli insetti e quelle di uccelli e pipistrelli! Questi sacrificano un paio di arti per poter conquistare i cieli e contendere agli insetti questo primato Omero radio-ulna metacarpo falangi 2 Pollice e polso Radio -ulna Omero 3 Esiste analogia tra alcune strutture delle diverse ali, come ad es. tra pterostigma e polso 4 metacarpo e falangi 5 Patagio

56 Radio-ulna Pollice e polso Omero 2 Patagio 5 metacarpo e falangi 4 3 Ala di chirottero

57 Forme alari cavalletta cimice tegmine emielitra coleottero Elitra blatta A. membranosa

58 Le ali e loro differenti forme aleirodi piralide Ali ricoperte di cera ali membranose Ali ricoperte di squame 1 paio di ali membranose coleottero elitre mosche

59 Organizzazione dell addome I segmenti e le appendici urotergiti cerco urosterniti valviferi valvule terebra (imenottero) ovopositore (cavalletta)

60 La terebra e il pungiglione degli imenotteri imenottero parassitoide Ovopositore di sostituzione Addome a telescopio (mosca della frutta)

61 Le appendici addominali cerci

62 Pungiglione dell ape sacca del veleno canale del veleno muscoli seghettato

63 Braccio dorsale Endoscheletro Introflessione del tegumento Tentorio bracci anteriori ponte tentoriale furca Punto di attacchi muscolari e sostegno organi interni

64 Endoscheletro del torace: fragmi, apodemi, furche Endoscheletro dell addome: minimi elementi scheletrici

65 Colori fisici Le colorazioni Sono detti strutturali. Effetto di giochi di diffrazione o interferenza negli strati cuticolari Detti colori metallici o iridescenti. Sono permanenti.

66 Colori chimici o pigmentari Presenza di sostanze chimiche (= pigmenti) nella cuticola, nell epidermide o nella cavità corporea Questi colori vengono perduti con le mute e si alterano dopo la morte dell insetto.

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68 Significato delle colorazioni Gli insetti quali prede di animali superiori, inseriti nelle reti alimentari, hanno sviluppato meccanismi di difesa basati sulle colorazioni. Esse possono servire per occultare o rendere maggiormente visibili gli stessi insetti e così far aumentare le possibilità di sopravvivenza. Nel secondo caso i colori vistosi sono abbinati ad armi di offesa e/o difesa molto efficaci.

69 Colorazioni premonitrici Dette anche vessillari o sematiche Colori vistosi e pericolose armi di difesa e/o offesa Arctia Calabrone

70 Colorazioni pseudosematiche L insetto indifeso (mimo) imita specie (modello) dotate di armi di difesa molto efficaci. Sirfide Sesia

71 Paura?!

72 Fulgora laternaria L aspetto bizzarro di una cicala tropicale

73 Colorazioni foberiche Mimetismo aggressivo L insetto assume atteggiamenti terrifici o presenta combinazioni di colori che ricordano occhi di animali superiori. Bruco di sfinge Saturnia

74 Paura??

75 Colorazioni mimetiche Il mimetismo criptico = confondersi con il substrato Insetto foglia Biston betularius Il melanismo industriale