ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ - USP DEPARTAMENTO DE ENTOMOLOGIA E ACAROLOGIA Disciplina: Diversidade dos Insetos: Evolução e Classificação Principais Ordens de Importância Agrícola Alberto S. Corrêa e-mail: ascorrea@usp.br
Ao final desta aula esperamos ser capazes de responder os seguintes questionamentos Como surgiram/surgem as espécies? Por que e como classificar as espécies? Quais as principais ordens de insetos de importância agrícola?
Para isso Evolução; A Origem das Espécies ; Evolução dos insetos; Sistemática Taxonomia Filogenia Classificação e identificação das principais ordens de insetos.
Evolução Evolução Genótipo + Ambiente = Fenótipo Parental F1 F2
Evolução Evolução = mudança (características herdáveis em uma população de organismos) Explica... - A mudança das espécies ao longo do tempo; - Complexidade, similaridade e diferenças dos seres vivos; - A diversidade de vida. - Macro e Microevolução LIVRO: A Origem das Espécies (teoria da Seleção Natural) Charles Darwin Alfred Wallace
Evolução Especiação (surgimento de uma nova espécie) (1) (2)
Evolução Especiação (surgimento de uma nova espécie)
Evolução
Evolução Código genético universal
Diversidade de Insetos Representação do tamanho relativo do grupo de organismo em relação ao número de espécies descritas dentro de cada grupo.
Diversidade de Insetos Estima-se: 3-30 milhões de espécies de seres vivos e INSETOS são 50% Grimaldi & Engel (2005). Evolution of the Insects
Diversidade de Insetos Grimaldi & Engel (2005). Evolution of the Insects
Diversidade de Insetos II. Introdução Por que os insetos são o grupo com maior número de espécies? exoesqueleto e asas; capacidade reprodutiva; tamanho reduzido; sistema sensorial e neuromotor organizado; metamorfose. 1/4 Ecologia Molecular de Artrópodes
Classificação Sistemática = Taxonomia + Filogenia A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos; Taxonomia: ciência da descoberta, descrição e classificação das espécies e grupo de espécies em sistema ordenado de nomes, com suas próprias normas e princípios; Uma filogenia infere com qual outra espécie (ou grupo de espécies) uma determinada espécie, compartilha o ancestral comum mais recente.
Taxonomia Taxonomia é a disciplina acadêmica que define os grupos de organismos biológicos, com base em características comuns e dá nomes a esses grupos fundamenta-se em outras ciências (morfologia, ecologia, fisiologia, genética). Aristóteles (384-322 a.c)
Taxonomia Systema Naturae (10 edição 1758) - Nomenclatura binomial (em latim) = nome genérico + nome especifíco; - Divisão em classes e ordens Carolus Linnaeus (1707-1778) Regras Internacionais de Nomenclatura Zoológica - 5 Congresso Internacional de Zoologia (1901); - 01/01/1758: data de validade de nomes dados a espécies e gêneros.
Classificação Reino... Animal Filo... Arthropoda Classe... Insecta Ordem... Coleoptera Família... Curculionidae Gênero... Anthonomus Espécie... A. grandis Bicudo-do-algodoeiro: Anthonomus grandis (Coleoptera: Curculionidae)
Filogenia A filogenia é a ciência que estuda a relação de parentesco entre as espécies; permitindo um maior entendimento dos aspectos adaptativos de um grupo de organismos no ambiente; é representada por árvores filogenéticas que são diagramas que mostram as relações entre as espécies, de acordo com a recentilidade de seus ancestrais comuns.
Hexapoda Cladograma da Superclasse Hexapoda
Filogenia Uma filogenia infere com qual outra espécie (ou grupo de espécies) uma determinada espécie, compartilha o ancestral comum mais recente; Como os eventos de diversificação e especiação ocorreram no passado, as filogenias são inferidas usando caracteres que são compartilhados pelas espécies; Estes caracteres podem ser morfológicos (em nível macroscópico), celulares (cromossômicos) e mais recentemente, sequências de nucleotídeos de genes.
Filo Arthropoda - Exoesqueleto - Corpo segmentado - Apêndices articulados Caranguejo, camarão, siri, cracas, tatuí. Piolho-de-cobra Aracnídeos, límulo, aranhasdo-mar, escorpiões-do-mar.
Superclasse Hexapoda - três pares de pernas - corpo dividido em cabeça, tórax e abdome - um par de antena Caranguejo, camarão, siri, cracas, tatuí. Piolho-de-cobra Aracnídeos, límulo, aranhasdo-mar, escorpiões-do-mar.
Hexapoda Cladograma da Superclasse Hexapoda
Hexapoda Ap. Bucal entognata (peças bucais retraídas) Ap. Bucal Ectognata (peças bucais livres e salientes) Cladograma da Superclasse Hexapoda
Hexapoda Protura Collembola Peças bucais entognatas - envolvidas por uma dobra da cabeça Diplura São na maioria detritívoros 2/4
Estádios evolutivos dos insetos Processos evolutivos: - Surgimento das asas - Dobramento das asas - Surgimento da metamorfose
Insecta Ordens Classe Insecta
Classe Insecta: Pterygota x Apterygota Apterygota Sem asas Todos os outros insetos Primariamente alados Thysanura Desenvolvimento Ametábolo
Insecta Ordens Classe Insecta
Classe Insecta: Pterygota (Palaeoptera x Neoptera) Asas que não podem ser dobradas sobre o corpo em descanso Ephemeroptera Asas que podem ser dobradas sobre o corpo em descanso Odonata Efêmeras Libélulas Larvas aquáticas
Insecta Ordens Classe Insecta
Classe Insecta: Pterygota: Neoptera Presença de plântulas tarsais (Ortopteróides) Ausência de plântulas tarsais Hemimetábolos Aparelho bucal sugador labial (Hemipteróides) Metamorfose completa Holometábolos
Insecta Ordens Classe Insecta
Classe Insecta: Pterygota: Neoptera: Polyneoptera Isoptera Blattaria Mantodea
Ortopteróides Aparelho bucal mastigador; Presença de plântulas tarsais Lóbulo anal da asa posterior desenvolvido; Cercos presentes; Tubos de Malpighi numerosos. ORDENS: Orthoptera grilos, gafanhotos, esperanças e paquinhas Phasmatodea bicho-pau Mantodea louva-a-deus Blattaria baratas Isoptera cupins Dermaptera - tesourinhas
Insecta Ordens Classe Insecta
Classe Insecta: Pterygota: Neoptera: Paraneoptera Psocoptera Hemiptera Thysanoptera Phthiraptera
Insecta Ordens Classe Insecta
Classe Insecta: Pterygota: Neoptera: Endopterygota Coleoptera Hymenoptera Diptera Siphonaptera Neuroptera Lepidoptera
Estádios evolutivos dos insetos Processos evolutivos: - Surgimento das asas - Dobramento das asas - Surgimento da metamorfose
Principais Ordens de importância Econômica
% de espécies de insetos Fitófagos vs Não fitófagos Fitófagos Não fitófagos 50 40 30 20 10 0 35 29 >99 11 91 >99 25
Chave de Identificação
Principais Ordens de Importância Econômica Apterygota - Ap. bucal Ectognata - Ápteros
Ordem: Archaeognatha Archae = primitivo, Gnatha = maxilas
Ordem: Archaeognatha Traças saltadoras Filamento mediano Antena filiforme Tórax convexo Olhos compostos bem desenvolvidos mastigador Estilos ventrais nos segmentos abdominais 2-9 Olhos próximos (contíguos)
Ordem: Thysanura (Zygentoma) Thysanos = fio, oura = cauda Tórax pouco convexo Uroesternitos 2-6 com estilos Olhos compostos reduzidos ou ausentes (nunca contíguos)
Principais Ordens de Importância Econômica Paleoptera - Possuem asas (Pterygota) - Asas não dobram em repouso
Ordem: Ephemeroptera Ephemeron = breve, efêmero ptera = asas Até 40 mm comp. Cabeça curta com ap. bucal mastigador Asas membranosas (reticuladas) Anteriores > posteriores Antenas curtas (setáceas) cercos Olhos compostos grandes
Ordem: Ephemeroptera Presenta muitas mudas (até 3 anos) Náiades campodeiformes
Ordem: Odonata odous = dente, Gnatha = maxilas Cabeça grande, tomada por olhos compostos Cercos no último Segmento abdominal Corpo alongado (20 160 mm) Antenas curtas Ap. bucal mastigador Asas membranosas (c/ retículos)
Principais Ordens de Importância Econômica Polyneoptera - Possuem asas (Pterygota); - Asas dobram em repouso (Neoptera); - Possuem plântulas tarsais (Polyneoptera); - Hemimetábolos.
Ordem: Blattaria Antenas longas filiformes Ap. bucal mastigador Corpo ovalado Cheiro produzido por glândulas do 5º e 6º seg. abdominal Blatta = achatado Baratas Cabeça subtriangular Postura em ooteca
Ordem: Isoptera Isos = igual; Ptera = asa Cupins, aleluias, térmitas, siriris Olhos compostos nas formas aladas e atrofiado nas ápteras Antenas moniliformes Ap. bucal mastigador Tórax achatado Asas membranosas nos reprodutores Castas
Ordem: Isoptera Formas ápteras: operárias e soldados Adultos reprodutores: machos e fêmeas alados
Ordem: Mantodea Mantis = profeta Cabeça triangular Hipognata Ootecas Ap. bucal mastigador Cercos e estilos presentes Mantodea Pernas anteriores: Raptatórias
Ordem: Dermaptera Derma = pele, Gnatha = maxilas Tesourinhas Mastigador Predadores Antenas filiformes Asas anteriores do tipo élitro e pernas ambulatórias Glândulas secretoras de fluido fétido Par de cercos semelhantes a pinças
Ordem: Orthoptera Orthos = reto; Ptera = asa Gafanhotos, esperanças, grilos, paquinhas e taquarinhas Terceiro par de pernas saltátorias A maioria apresenta tímpanos ao lado do primeiro urômero ou na base das tíbias anteriores Produzem sons: - Esperanças e grilos produzem sons atritando as tégminas - Gafanhotos, atritando a parte interna do fêmur posterior contra as nervuras das tégminas
Ordem: Phasmatodea Phasma = espectro Opistognata Bicho Pau Antenas setáceas multisegmentadas Ap. bucal: mastigador Tórax cilíndrico Pernas anteriores mais longas que as posteriores Forte mimetismo Cercos curtos nas fêmeas e longos nos machos
Principais Ordens de Importância Econômica Paraneoptera - Ap. bucal Ectognata; - Possuem asas (Pterygota); - Asas dobram em repouso (Neoptera); - Não possuem plântulas tarsais (Paraneoptera); - Hemimetábolos.
Ordem: Phthiraptera Phthir = piolho, aptera = sem asas Pernas escansoriais Antenas filiformes ou clavadas
Ordem: Thysanoptera Thysanos = franja, ptera = asas Sugador labial Asas franjadas Tripes Antenas filiformes ou moniliformes com cerdas ou sensilos Vetores de vírus 0,5 13 mm
Ordem: Hemiptera Hemi = metade; Ptera = asa Percevejos, barbeiro, cochonilhas, pulgões, psilídeos, cigarras, cigarrinhas, mosca-branca, soldadinhos, etc. Subordens Sternorrhyncha (cochonilhas, pulgões, psilídeos e moscabranca); Auchenorrhyncha (cigarras e cigarrinhas); Heteroptera (percevejos).
Principais Ordens de Importância Econômica Endopterygota - Ap. bucal Ectognata; - Possuem asas (Pterygota); - Asas dobram em repouso (Neoptera); - Holometábolos (Endopterygota).
Ordem: Neuroptera Neuros = nervura; Ptera = asa Olhos compostos proeminentes (laterais) Asas membranosas não dobradas Larvas campodeiformes Antenas dilatadas no ápice Ap. bucal mastigador Asas membranosas reticuladas
Ordem: Siphonaptera Siphon = tubo, Ptera = asa Pulgas e bicho-de-pé Ápteros Sugador labial Insetos pequenos Siphonaptera Saltadores Ectoparasitas ou parasitas teciduais
Ordem: Coleoptera Coleus = caixinha, estojo; Ptera = asa Besouros, vagalumes, pirilampos, serra-pau, joaninha, vaquinha Mastigador Élitro
Ordem: Diptera Di = dois; Ptera = asa Mosca, Mosquito, Pernilongo, mutuca, moscas-das-frutas, varejeiras, berne etc Asas posteriores tipo Balancins ou Halteres Ap bucal sugador labial
Ordem: Lepidoptera Lepidon = escamas; Ptera = asa Borboletas Sugador maxilar (Espirotromba) Mariposas Acoplamento de asas Asas membranosas com escamas
Ordem: Hymenoptera Hymen = membrana; Ptera = asa Asas com poucas nervuras anteriores > posteriores Cabeça e olhos abelha desenvolvidos parasitoides mamangava formiga vespa
Neste momento somos capazes de responder os seguintes questionamentos: Como surgiram/surgem as espécies? Por que e como classificar as espécies? Quais as principais ordens de insetos de importância agrícola?