Sistema respiratorio
Schema
generale
Elementi costitutivi:
stigmi, trachee, tracheole, tracheoblasti
Sistema respiratorio
stigmi
Sistema respiratorio
stigma evoluto
barriera
In blu i sacchi
aerei nell’ape
Sistema di chiusura
tracheola
trachea
Sistema
respiratorio
*
Alternative alla respirazione tracheale
Insetti acquatici / acquaioli
Insetti endoparassitoidi
effimera
zanzara
branchie
Le larve delle zanzare
hanno respirazione
tracheale
Resp. cutanea
Cappucci respiratori
INSETTI
Sistemi anatomici
S. secretore
S. circolatorio
S. muscolare
S. nervoso
S. escretore
S. digerente
S. riproduttore
Sistema circolatorio
Organizzazione
Sistema circolatorio
Divisioni dell’emocele in 3 seni ad opera dei 2 diaframmi
Difese costitutive
Difese inducibili da attacco
Lepidoptera produce five types
of hemocytes
Pseudoplusia includens
Immunità innata
Le risposte cellulari sono:
Fagocitosi
Incapsulamento
NF-kB nella regolazione delle difese immunitarie
Pelle
Immune
challenge
Tube
Toll
Membrana
cellulare
IkB
Bracovirus
Meccanismo
IkB-like
inibitorio
NF-kB
Pelle
Membrana
nucleare
AMP
Melanizzazione
Coagulazione
Immunità antivirale
Ecc.
RNAi
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 attaccato
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
Feromoni sessuali
USO DEI FEROMONI
Cattura massale
monitoraggio
piatto collante
Tipi di diffusori
disorientamento
Uso di feromoni di aggregazione
Scarafaggi
scolitidi
trappole
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.
Complesso di interazioni semiochimiche
Sistema endocrino
Organizzazione
PTTH
JH
Ecdisteroidi
Blattodea
Lepidoptera
Diptera
Ecdisi
JH e riproduzione
AKH – ormone adipocinetico
DH – ormone diuretico
INSETTI
Sistemi anatomici
S. secretore
S. circolatorio
S. muscolare
S. nervoso
S. escretore
S. digerente
S. riproduttore
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, 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.
Modalità di ovideposizione
cavalletta
Ovideposizio
ne
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
Encarsia formosa
Vantaggi di questa forma di riproduzione
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 ereditaria 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
Il futuro embrione
FASE IV
FASE VI
Dalla banda germinativa si originano nuovi
strati cellulari (ecto- + mesoderma)
embrionali
g. sopraesofageo
l. superiore
FASE V
bocca
mesentere
cellule
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 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.
La muta
processo
di muta
spoglia residua
Sviluppo postembrionale
Metamorfosi (= cambiamento di forme)
eterometabolia
olometabolia
Sviluppo postembrionale
Eterometabolia
adulti
ninfe
neanidi
Sviluppo postembrionale
Varianti dell’eterometabolia sono:
Prometabolia
pidocchio
Esiste un
cleon sub-adulto
che muta a
sua volta in
adulto
attero
secondario
Pseudoametabolia
Catametabolia
(metamorfosi involutiva:
perdita di appendici)
cocciniglie
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
Olometabolia
Varianti sono la
ipermetabolia e
criptometabolia
Sviluppo postembrionale
Tipi larvali degli olometaboli
Oligopode
campodeiformi
melolontoidi
dorifora
elateriformi
coccinella
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
Apode
criptocefale
eucefale
capo
microcefale
Sviluppo postembrionale
Gli stadi della riorganizzazione
pupe &
crisalidi
Sviluppo postembrionale
Pupari
coleottero
dittero
Fisiologia della metamorfosi
centri endocrini
Dalla diversa concentrazione degli ormoni
coinvolti scaturisce il tipo di risultato della
loro azione: muta o completamento della
metamorfosi.
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.
Ormone steroideo
I corpi allati producono l’ormone
giovanile sotto l’azione dell’allatotropina,
che è antagonista dell’ecdisone e ne
modula l’attività.
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.
Correlazioni ormonali
GP
MH
(schema semplificato)
CA
JH
