Reprodução e Desenvolvimento de Insetos Oviparidade: as fêmeas depositam os ovos que dão o nascimento às larvas ou ninfas. Ovos em massa ou isolados, protegidos ou não Nas plantas, no solo, na água, em animais, sobre ou dentro de outros insetos, etc. As posturas podem ser endo ou exofíticas O número de ovos varia de um (pulgões em clima frio) a milhões (insetos sociais) Viviparidade: o desenvolvimento embrionário é completado dentro do corpo da fêmea, que deposita a larva ou a ninfa em vez de ovos. Ovoviviparidade: quando são depositados ovos em avançado estádio de desenvolvimento do embrião, ou mesmo larvas recém-eclodidas. Ex.: Tachinidae Viviparidade adenotrófica: quando após a eclosão as larvas são retidas no corpo da fêmea onde se alimentam de secreções de glândulas hipertrofiadas, sendo depositadas larvas maduras que logo pupam. Ex.: moscas tsé-tsé Viviparidade no hemocele: os ovos são liberados no hemocele e as larvas devoram o corpo da fêmea. Ex.: Strepsiptera Viviparidade pseudoplacentária: o embrião se desenvolve eu uma parte alongada da vagina. Ex.: pulgões 1
Tachinidae Strepsiptera Partenogênese: os óvulos desenvolvem-se completamente, sem nunca terem sido fecundados Partenogênese telítoca: quando se originam apenas fêmeas. Ex.: pulgões em regiões de clima tropical Partenogênese arrenótoca: dá origem apenas à machos. Ex.: zangões Partenogênese anfítoca: quando origina indivíduos de ambos os sexos. Ex.: pulgões durante o outono Partenogênese facultativa: os óvulos não fecundados dão origem apenas à fêmeas e os fecundados à ambos. Ex.: Coccus hesperidium Partenogênese obrigatória: quando a reprodução só ocorre por partenogênese. Ex.: zangões e pulgões em clima tropical Partenogênese apomítica: quando não há redução no número de cromossomos durante a oogênese. Ex.: pulgões Partenogênese automítica: quando há redução no número de cromossomos durante a oogênese. Ex.: moscas-brancas Partenogênese reducional: quando os descendentes são haplóides. Ex.: zangões 2
Coccus hesperidium Pedogênese: insetos imaturos que possuem ovários funcionais. Ex.: Cecidomyiidae e Chironomidae Neotenia: retenção dos caracteres imaturos no estágio adulto. As fêmeas adultas são larvas neotênicas que se acasalam e depositam ovos dentro do cesto. Ex.: bicho-cesto Poliembrionia: produção de dois ou mais embriões a partir de um único ovo. Ex.: Encyrtidae, Braconidae, etc. Hermafroditismo: os dois sexos acham-se presentes no mesmo indivíduo. Ex.: Icerya purchasi 3
Desenvolvimento Mudança no tamanho (ecdise) e forma (metamorfose) Pode ser dividido em: embrionário (fase de ovo) e pós-embrionário Desenvolvimento Desenvolvimento embrionário Para insetos de reprodução sexuada: Inicia com a fecundação do óvulo núcleo zigótico Termina com a eclosão da larva ou ninfa Para insetos de reprodução partenogenética: Inicia através de um estímulo (físico ou químico) Desenvolvimento O embrião é formado por um processo de divisão ordenada: Ovo núcleo núcleos de clivagem blastoderma disco germinativo camadas germinativas primárias (endoderma, mesoderma e ectoderma) gástrula 4
Desenvolvimento Camadas germinativas primárias: endoderma mesoderma Mesêntero Aparelho circulatório Testículos e ovários Músculos Hemócitos Corpos gordurosos ectoderma Estomodeu Proctodeu Aparelho respiratório Sistema Nervoso Oviduto e canal ejaculador Desenvolvimento Eclosão Final do desenvolvimento embrionário Mecanismo de eclosão: Aparecimento de movimentos peristálticos na faringe (indicação de deglutição de líquido amniótico) Com a deglutição do líquido o inseto aumenta de volume Após, através de contração muscular ele rompe as membranas do ovo Continuação os movimento musculares até o abandono do ovo. Desenvolvimento Desenvolvimento pós-embrionário Inicia com a eclosão da larva e termina com a emergência do adulto Fase de intensas transformações Crescimento cíclico O desenvolvimento é marcado por uma série de trocas do tegumento (ecdise) e as conseqüentes mudanças morfológicas (metamorfose) Assim: Ecdise crescimento do corpo e Metamorfose mudança de forma 5
Desenvolvimento: metamorfose - tipos Ametabolia: Não há mudança de forma, apenas o crescimento do corpo. Ex.: traça-dos-livros Hemimetabolia ou paurometabolia: a forma jovem assemelha-se ao adulto, com a diferença externa de tamanho, ausência de asas e órgãos genitais imaturos. Ex.: náiades de libélula e ninfas de gafanhotos, cigarrinhas, percevejos, baratas, cupins, etc; efemerópteros, etc. Holometabolia: Metarmofose completa, compreendendo obrigatoriamente as fases de ovo, larva, pupa e adulto. Ex.: besouros, moscas, borboletas, abelhas, formigas, etc. Hipermetabolia: uma seqüência de formas larvares precedendo o estado de pupa. Ex.: Meloidae Hipometabolia: apresenta a última fase de ninfa imóvel, com hábito semelhante à pupa, mas morfologicamente igual a uma ninfa. Ex.: cigarras, etc. Desenvolvimento: metamorfose - tipos Náiade ou ninfa aquática Ninfas de libélula Desenvolvimento: metamorfose - tipos Ninfa terrestre Ninfa de reduvideo Ninfa de pentatomideo 6
Desenvolvimento: metamorfose - tipos Exemplo de Hipermetabolia Desenvolvimento: metamorfose controle hormonal O controle da metamorfose e da ecdise é de natureza hormonal Os hormônios envolvidos são produzidos por glândulas endócrinas Os principais hormônios são: Hormônio protorácico-trópico Ecdisteróides Hormônio da eclosão Hormônio juvenil Bursicônio Desenvolvimento: metamorfose controle hormonal 7
Desenvolvimento: metamorfose controle hormonal Hormônio protorácico-trópico É um polipeptídio produzido por células nervosas com função secretora (neurossecretoras) em uma região do protocérebro (pares intercerebrais) É armazenado em um par de glândulas retrocecebrais (corpos cardíacos) Função: estimular as glândulas protorácicas (localizadas na cabeça ou tórax) a produzir os ecdisteróides Ecdisteróides Esteróis com atividade promotora da ecdise O ecdisônio é o mais comum e não é armazenado (é liberado na medida que é produzido) As glândulas produtoras (glândulas protorácicas) são degeneradas no estágio adulto, na maioria das espécies Função: preparar as células para a apólise. Desenvolvimento: metamorfose controle hormonal Hormônio da eclosão Produção e armazenamento semelhante ao hormônio protorácicotrópico No último ínstar larval é sintetizado e armazenado nos gânglios torácicos e abdominais e liberado antes de ocorrer o estádio de pupa Função: regular o comportamento do inseto durante as ecdises Hormônio juvenil Também conhecido por neotenim Produzido em um par de glândulas retrocerebrais (corpos alados), situados próximos ao esôfago Apresenta conexões nervosas com as células neurossecretoras e o gânglio subesofagiano Também não é armazenado, a exemplo do ecdisônio Funções: manutenção dos caracteres larvais ou ninfais dos insetos na fase jovem e maturação sexual e comportamento em adultos Bursicônio Produzido pelas células neurossecretoras do cérebro Função: escurecimento do novo tegumento Desenvolvimento: metamorfose mecanismo O hormonio pró-torácico é liberado na hemolinfa e estimula as glândulas protorácicas a produzir os ecdisteróides (ecdisônio) Com aumento do nível de ecdisônio ocorre o processo de apólise e inicia-se a produção da epicutícula pelas células da epiderme O tipo de cutícula a ser produzido (se para formas jovens ou adulta) depende da presença do neotenim. Assim, na fase de pupa o neotenim desaparece e a produção de ecdisônio leva a produção da cutícula do adulto O hormônio da eclosão regula o comportamento do inseto para o início da ecdise Após a ecdise ocorre a expansão, o escurecimento, o endurecimento e a deposição da endocutícula, pela ação provável do bursicônio. 8
Desenvolvimento: metamorfose principais eventos Larva: Vermiforme: larva ápoda, em que muitas vezes a cabeça não é diferenciada. Ex.: larvas de moscas Eruciforme: larva de borboletas e mariposas, também chamada de lagarta. Apresenta três pares de pernas torácicas e cinco abdominais, portadoras de colchetes ou ganchos as quais podem estar ausentes nos 3º, 4º e 5º urômeros (mede-palmo). Himenópteros podem também ter este tipo de larvas, mas não apresentam colchetes e geralmente o número varia, com uma média de 8 pares. vermiforme eruciforme Larva: Limaciforme: larvas achatadas e ápodas, parecidas com lesmas. Ex.: Syrphidae Curculioniforme: ápoda, recurvada, com cabeça diferenciada e quitinizada, branco-leitosa. Ex.: tamanduá-da-soja, bicheira-da-raíz do arroz, etc. Carabiforme: larva alongada, com três pares de pernas torácicas curtas. Ex.: carabídeos Escarabeiforme: larva recurvada em forma de C, com três pares de pernas torácicas, branco-leitosa, com muitas dobras no tegumento. Ex.: pão-de-galinha, capitão, etc. 9
curculioniforme carabiforme limaciforme escarabeiforme Larva: Campodeiforme: larva com três pares de pernas torácicas alongadas, muito ágil. Ex.: joaninhas Elateriforme: larva alongada, achatada, com o corpo bastante quitinizado ( duro ), três pares de patas torácicas. Ex.: larva arame Buprestiforme: larva ápoda, com cabeça pequena, segmentos torácicos alargados, destacando-se a parte anterior do corpo. Ex: buprestídeos Cerambiforme: larva parecida com a anterior, porém com a segmentação mais nítida e a parte anterior do corpo pouco destacada. Ex.: serra-pau Campodeiforme Cerambiforme Elateriforme Buprestiforme 10
Pupa: Livre ou exarada: pupa com apêndices (antenas ou pernas) visíveis e afastados do corpo. Ex.: alguns besouros, abelhas, vespas, etc. Pupa: Obtecta: pupa com apêndices intimamente aderidos ao corpo, sendo difícil a sua visualização. Ex.: lepidópteros, traça, etc Crisálida Pupa nua Pupa em casulo Pupa em estojo estojo crisálida casulo 11
Pupa nua Bicho-cesto Pupa: Coarctada: pupa envolvida pela exúvia do último ínstar larval, sem apêndices visíveis. Ex.: dípteros 12
Aula prática As larvas foram amarradas com linha comum de costura na região do 5 segmento larval, aos 5 e 7 dias após a eclosão dos ovos. Amarriu aos 5 dias após eclosão Amarriu aos 7 dias após eclosão Testemunha Aula prática Questões para práticas experimentais: O que ocorre se o hormônio juvenil (neotenim) é aplicado de forma exógena na fase de pupa? Caso fosse aumentada a concentração do ecdisônio em larvas recém eclodidas, o que iria acontecer? Se formas jovens tiverem a circulação da hemolinfa bloqueada logo após o tórax o que ocorrerá? O que isso prova? 13