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Insectos I
CBotto
Zoología I
Carezza Botto
Tópicos
1. Antecedentes generales de los Insectos
2. Evolución del grupo
3. Clasificación de la Clase Insectos
CBotto
1. Antecedentes generales de los
Insectos
CBotto
1.1. Filo Artrópodos
Subfilo
Clase
Trilobites
Merostomados (cangrejos cacerolas)
Quelicerados
Picnogónidos (arañas de mar)
Arácnidos (escorpiones, arañas, garrapatas,
ácaros)
Crustáceos
Diplópodos (milpiés)
Quilópodos (ciempiés)
Unirrámeos
Paurópodos
Sínfilos (ciempiés de jardín)
CBotto
Insectos
Miriapodos
Diplópodo (milpiés)
Quilópodo (ciempiés)
CBotto
Scolopendra
Paurópodo
Sínfilo (ciempiés de jardín)
CBotto
Insectos
CBotto
1.2. Características generales
• Grupo más diverso y abundante (≈ 800.000 especies)
• Estimación: 10 x 106 especies
• Longitud: 1 mm a 20 cm
• Casi ausentes en el mar (si en la interfase mar-aire)
• Amplia distribución: sistemas dulceacuícolas, bosques, cumbres
montañosas, desiertos, parásitos de plantas y animales
Capacidad de vuelo
Huevos bien protegidos
Ciclo de vida corto
Alta capacidad reproductiva
Exoesqueleto
Metamorfosis completa
CBotto
Éxito de los Insectos
• Modificaciones estructurales en alas, patas, antenas, aparato
bucal y tubo digestivo
Utilizan diversos tipos de refugio y
recursos alimentarios
• Existen insectos parásitos, parasitoides, succionadores de savia,
• • CBotto
masticadores de hojas, depredadores, hematófagos, coprófagos
(piezas bucales modificadas para distintos tipos de alimentación)
Generalmente ovíparos
Metamorfosis simple o compleja
1.3. Organización externa y función
• Cuerpo con 3 tagmas: cabeza, tórax y abdomen
Cabeza
(6 metámeros fusionados)
CBotto
Tórax
(3 metámeros)
Abdomen
(número variable de metámeros, 11)
• La cutícula de cada metámero está compuesto por 4 placas (escleritos):
1 dorsal (noto o tergo), 1 ventral (esterno) y 2 pleuras laterales
Apéndices en cabeza y tórax
(reducidos o ausentes
en el abdomen)
Un par de antenas
CBotto
Tórax con 3 pares
de patas articuladas y
en general 2 pares de alas
(puede ser 1 par o ausente)
• Diagrama de la cutícula de un insecto (exoesqueleto)
• Cutícula (dos capas): epicutícula de proteínas + lípidos; procutícula
• (exocutícula + endocutícula) de quitina
Función: protección contra desecación, enfermedades y depredadores
CBotto
Artigas, 1994
Esquema anatomía externa
CBotto
Artigas, 1994
Esquema cabeza (vista frontal)
Ojos simples
(ocelos)
Vértex
Ojo compuesto
Antena
Surco
fronto-genal
Surco
fronto-clipeal
Frente
Gena
Clípeo
Mandíbulas
Labro
• 1 par de ojos compuestos, 1 par de antenas y tres ocelos
CBotto
• Antenas: varían mucho en tamaño y forma
Larva de mariposa de la seda
Escarabajo japonés
Avispón
Mariposa de la seda
Escarabajo ajedrezado
Sírfido (mosca)
• Funcionan como órganos táctiles, olfativos y en algunos casos
CBotto
auditivos
• Tipos de antenas
CBotto
Artigas, 1994
• Piezas bucales formadas por cutícula especialmente endurecida
• Las partes son:
• Labro
• Par de mandíbulas
• Par de maxilas
• Labio
• Hipofaringe en forma de lengüeta
• El tipo de piezas bucales determinan sus hábitos alimentarios
CBotto
Esquema tórax (vista lateral)
Ala anterior
Ala posterior
Metatórax
Protórax
Mesotórax
• Formado por 3 metámeros cada uno con un par de patas
• Generalmente meso y metatórax llevan cada uno un par de alas
CBotto
• Alas: expansiones cuticulares de la epidermis
• Formadas por una doble membrana con venas de cutícula más gruesa
(proporciona rigidez a las alas)
• Modelo de venación varía entre los diferentes taxa, pero se mantiene
constante dentro de una familia, género o especie
• Carácter utilizado para clasificación e identificación
CBotto
Artigas, 1994
• Patas: generalmente modificadas para realizar funciones especiales
• Músculos dentro de un cilindro hueco formado por el exoesqueleto
• Músculos actúan antagónicamente para extender y flexionar el apéndice
CBotto
• Tipos de patas
CBotto
Artigas, 1994
• Patas prehensoras: Mantis religiosa
CBotto
• Patas colectoras: abejas melíferas
CBotto
Esquema abdomen (vista lateral)
Cerco
MACHO
Cerco
Oviscapto
Esterno
Tergo
Espiráculos
• Formado por 9 a 11 segmentos (Nº11 reducido a 1 par de cercos, apéndices
• • en el extremo posterior)
Larvas y ninfas con apéndices abdominales
Extremo del abdomen con genitalia externa
CBotto
• Oviscapto: avispas icneumónidas
CBotto
• Cercos: tijeretas (pinzas de aspecto córneo)
CBotto
Locomoción
Marcha
• Disponen las patas en triángulo (1ra y
3era patas de un lado junto con la 2da del
lado opuesto)
Trípode
(mayor estabilidad)
CBotto
Gerris (zapatero de agua)
CBotto
Vuelo
• Presente en algunos grupos de insectos (hormigas y termitas, alas
sólo en machos y hembras fértiles en determinados períodos;
piojos y pulgas siempre ápteros)
• Alas formadas por expansiones de la pared del cuerpo de los
segmentos meso y metatorácicos
• Constituidas por cutícula
• Generalmente 2 pares de alas
• Dípteros (1 par)
Alas posteriores modificadas como
1 par de pequeños halterios (balancines)
que vibran y permiten el equilibrio durante
el vuelo
CBotto
Vuelo
• Alas finas y membranosas (e.g., moscas)
• Alas gruesas y coriáceas (e.g., élitros de escarabajos)
• Alas apergaminadas (e.g., alas anteriores de los saltamontes)
• Alas cubiertas con finas escamas (e.g., mariposas y polillas)
• Alas cubiertas de pelos (e.g., frigáneas)
CBotto
Vuelo
• Movimiento de las alas controladas por músculos del tórax
• Músculos directos del vuelo: unidos
directamente a la propia ala (batir las
alas)
• Músculos indirectos del vuelo: no
están unidos al ala y el movimiento se
produce mediante alteraciones de la
forma del tórax (elevación)
CBotto
Músculos directos e indirectos
del vuelo de langostas y matapiojos
Vuelo
• La contracción muscular para el vuelo tiene dos tipos de control nervioso:
sincrónico y asincrónico
• Insectos grandes: tienen músculos sincrónicos (libélulas, mariposas)
Impulso nervioso
contracción muscular
golpe de ala
• Músculos asincrónicos: aparecen en insectos más especializados
(moscas y abejas)
Almacenamiento de energía potencial en partes elásticas de
la cutícula torácica. Sólo se necesitan impulsos nerviosos
ocasionales para la activación de la contracción
• Mariposa bate 4x/s, mosca bate 100x/s, mosquito bate 1000x/s
CBotto
1.4. Organización interna y función
Nutrición
Esófago
Boca
Buche
Glándulas
salivales
Ciegos
gástricos
Ano
Intestino
medio
Colon
Recto
• Tracto anterior (boca, glándulas, esófago, buche, molleja), tracto medio
(estómago y ciegos gástricos) y tracto posterior (intestino, recto, ano)
CBotto
Nutrición
Dietas
• Fitófagos o herbívoros (especialistas y generalistas)
• Saprófagos (comen animales muertos)
• Depredadores (insectos y otros animales)
• Parásitos (pulgas, piojos)
• Parasitoides (mata a sus hospederos)
CBotto
Piezas bucales: adaptadas a
cada tipo de alimentación
• Aparato bucal masticador (placas
dentales adaptadas para cortar y
triturar)
• Aparato bucal succionador (forma
de tubo; faltan mandíbulas y las
maxilas están modificadas en una
larga probóscide succionadora)
• Aparato bucal lamedor-chupador
(extremo del labio con 1 par de
lóbulos grandes y suaves con
surcos en la superficie inferior que
sirven como canales alimentarios)
CBotto
Circulación
Aorta
Corazón
Ostiolos
• Corazón tubular que impulsa la hemolinfa (90% plasma + 10%
• • hemocitos, no transporta O2) a través de la aorta dorsal
Latido cardíaco: onda peristáltica
Órganos contráctiles accesorios: para el paso de hemolinfa a patas
y alas
CBotto
Intercambio de gases
Cutícula
Epidermis
Válvula
Entramado
protector
Tráqueas
comisurales
Tráquea ventral
Tráquea dorsal
Espiráculos
Traqueolas
Tenidios
Núcleo de la célula
traqueal terminal
• Sistema traqueal: extensa red de finos tubos que se ramifican por
todo el cuerpo
CBotto
Intercambio de gases
Espiráculos
• 2 pares en el tórax y 7-8 pares en el abdomen
• Simple orificio en el tegumento o puede presentar una válvula
para evitar pérdida de H2O
• Puede presentar placas perforadas para evitar el ingreso de
H20, parásitos y polvo a las tráqueas
Tráqueas
• Única capa de células revestidas por cutícula
• Sostenidas por engrosamientos en espiral de la cutícula
(tenidios) para que no colapsen
• Traqueolas: ramificación de las tráqueas en conductos muy
finos llenos de líquido
CBotto
Intercambio de gases
• Sacos aéreos: tráqueas
dilatadas sin tenidios
• Paredes finas y flexibles
• Ubicados en cavidad corporal
y apéndices
• Permite el cambio de
volumen de los órganos
internos durante el
crecimiento sin cambiar la
forma del insecto
CBotto
Saco aéreo
Intercambio de gases
• Branquias traqueales: finas expansiones de la pared del cuerpo con
abundantes tráqueas
Sistema presente en ninfas
acuáticas de cuerpos blandos
Intercambio gaseoso por difusión a
través de la pared del cuerpo (red
traqueal situada bajo el tegumento)
CBotto
Excreción y equilibrio hídrico
• Sistema excretor: túbulos de
Malpighi + glándulas de la
pared del recto
• Túbulos de Malpighi: número
variable, tubos ciegos finos y
elásticos
• Extremos libres de los túbulos
flotan en el hemocelo y están
bañados por hemolinfa
CBotto
Túbulos de
Malpighi
Excreción y equilibrio hídrico
• Funcionamiento de los túbulos
de Malpighi
Solutos (K) son secretados
activamente en la pared
superior de los túbulos
Le siguen el H2O y KHUr
El K es reabsorbido en la parte
inferior de los túbulos, y el
H2O y otros solutos en el
recto
CBotto
Sistema nervioso
Cerebro
Ganglio
subesofágico
Ganglio
torácico
Ganglio
abdominal
• Parecido al de los crustáceos más grandes (tendencia hacia fusión de
• • ganglios)
Ciertos insectos presentan fibras nerviosas gigantes (e.g., Drosophila)
Otros presentan sistemas nerviosos análogos al sistema nervioso
autónomo de los vertebrados (e.g., baratas)
CBotto
Órganos de los sentidos
Mecanorreceptores
• Sensilas: recogen los estímulos mecánicos (contacto, presión,
vibración)
Sensila
seda conectada a una
célula nerviosa o a una
terminación nerviosa
situada debajo de la cutícula
CBotto
órgano complejo (órgano
escolopóforo) formado por
células sensoriales cuyas
terminaciones contactan la pared
del cuerpo (presente en antenas,
patas)
Órganos de los sentidos
Percepción de sonidos
• Sensilas tricógenas: sedas muy
sensibles que detectan sonidos
• Órganos timpánicos: una serie de
células sensoriales relacionadas
con una fina membrana timpánica
que cierra un espacio aéreo en el
cual se detectan las vibraciones
(ortópteros, homópteros,
lepidópteros)
• Completamente insensibles a los
sonidos transmitidos por el aire,
pero detectan vibraciones en el
sustrato mediante órganos en las
patas
Tímpano
CBotto
Órganos de los sentidos
Quimiorrecepción
• Receptores de gusto u olor
• Fascículos de prolongaciones de células sensoriales que se localizan
generalmente en las fosetas sensoriales
• Fosetas: se sitúan en las piezas bucales
• Hormigas, abejas y avispas también en las antenas
• Mariposas, polillas y moscas también en las patas
• Sentido muy agudo en insectos
• Sentido implicado en la alimentación, apareamiento, selección de
CBotto
hábitat, relaciones hospedero-parásito
Órganos de los sentidos
Percepción visual
• Dos tipos de ojos
• • Simples (ocelos)
Presentes en algunas ninfas y
larvas y en muchos adultos
La mayoría tiene 3 ocelos en la
cabeza
• • • • CBotto
Compuestos
Presente en la mayoría de los
insectos adultos
Ocupan gran parte de la cabeza
Formados por cientos de
ommatidios
Semejante al de los crustáceos
Órganos de los sentidos
Percepción visual
• Ojos compuestos
• Abejas: ven simultáneamente en todas las direcciones, pero las
imágenes son más difusas que en humanos. Distinguen colores
CBotto
Órganos de los sentidos
Otros sentidos
• Órganos para la temperatura (antenas y patas)
• Órganos para la humedad
• Órganos para la propiocepción (de su entorno y de su posición
corporal)
• Órganos para la gravedad
CBotto
Reproducción
• Sexos separados y fecundación generalmente interna
• Partenogénesis en homópteros e himenópteros
• Diversos medios para atraer parejas (feromonas, destellos
luminosos, sonidos, coloración, comportamientos de cortejo)
• Machos generalmente depositan los espermatozoides en los
conductos genitales de la hembra durante la cópula
CBotto
Reproducción
Ovario
Receptáculo
seminal
Oviscapto
Vagina
Oviducto
• En algunos órdenes los espermatozoides están encerrados en
• • CBotto
espermatóforos que son transferidos en la cópula
Espermatozoides se almacenan en la espermateca de la hembra
La oviposición ocurre en lugares bien definidos
1.5. Metamorfosis y crecimiento
Metamorfosis holometábola
• En 88% de los insectos
• Baja competencia entre larvas
y adultos
• Larvas vermiformes
presentan piezas bucales
masticadoras (orugas, cresas,
cuncunas). Varias intermudas
• La larva forma un capullo o
pupa (crisálida): no se
alimenta y pasa el invierno
CBotto
Metamorfosis hemimetábola
• Metamorfosis gradual (incompleta)
• Ninfas: estadios juveniles
• Ninfas acuáticas: náyades
• Crecimiento por sucesivas mudas
• Saltamontes, cigarras, mántidos,
hemípteros, libélulas
CBotto
Desarrollo directo
• Presente en pocos insectos
• Huevo - joven - adulto
• Juveniles parecidos a los adultos excepto por el tamaño y madurez
sexual
• Insectos primitivos sin alas
• Colémbolos
CBotto
Fisiología de la metamorfosis
Principales órganos endocrinos
implicados en el desarrollo
• Metamorfosis de insectos regulada por hormonas
CBotto
Fisiología de la metamorfosis
Células neurosecretoras del cerebro y
ganglios del cordón nervioso
Hormona cerebral PTTH
(hormona protoracicotrópica)
Cuerpos alados
Hormona juvenil
Baja hormona juvenil y
larva muda a pupa,
cese de su producción
conduce al adulto
Transportada por la hemolinfa hasta
la glándula protorácica
se almacena en
los cuerpos
cardíacos
situada en
cabeza o
protórax
Hormona de la muda (ecdisona)
Pérdida de la cutícula vieja
(ecdisis)
Cada muda simple produce una
larva más grande
CBotto
1.6. Diapausa
• Interrupción prolongada del crecimiento causada por factores
internos, no ambientales
• No obstante, el factor que desencadena la diapausa es ambiental
(calor, frío, fotoperíodo, sequía) y vuelve a la actividad cuando cesa
dicho factor
• Regulada por hormonas y puede producirse en cualquier período
del desarrollo
• Determinada genéticamente en cada especie
• Importante adaptación para sobrevivir condiciones ambientales
adversas
CBotto
1.7. Defensa
• Coloraciones de advertencia
• Mimetismo
• Agresión (e.g., abejas, hormigas)
• Guerra química
• Mal sabor
• Mal olor
• Compuestos venenosos
• Pulverizados irritantes
Mimetismo Batesiano
CBotto
1.8. Comportamiento y comunicación
• Aguda percepción sensorial (receptivos a muchos estímulos)
• Comportamientos innatos y aprendidos
• Comunicación mediante señales químicas
Feromonas
Sustancias producida por un individuo
y que afectan el comportamiento o
los procesos fisiológicos de otro
Feromonas: sexuales, agregación, evitar agresión,
marcar pistas y territorios, alarma
CBotto
• Fonoproducción y fonorrecepción
Mecanismos de aviso, cortejo
y reclamos territoriales
Agresión y cortejo
(frotan alas anteriores)
CBotto
Atracción de hembras
(membranas vibrátiles de un órgano
en el lado ventral del abdomen)
• Comunicación táctil – químico/táctil
Golpear, acariciar, abrazar, tocar con las antenas
Respuestas: reconocimiento, alarma y reclutamiento
• Comunicación por señales visuales (bioluminiscencia)
Localización de
pareja en luciérnagas
CBotto