Dispersão e Migração Orthoptera, Phasmatodea, Blattaria e Mantodea

ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ - USP DEPARTAMENTO DE ENTOMOLOGIA E ACAROLOGIA Disciplina: Dispersão e Migração Orthoptera, Phasmatodea, Blattaria e Mantodea Alberto S. Corrêa e-mail: ascorrea@usp.br

Ao final desta aula esperamos ser capazes de responder aos seguintes questionamentos O que é dispersão? Por que e como os insetos dispersam? Qual a importância da dispersão dos insetos em um contexto agrícola? Quais as principais características que definem as ordens Orthoptera, Phasmatodea, Mantodea e Blattaria?

Para isso Dispersão; Fatores que influenciam na dispersão; Tipos de dispersão: Passiva; Ativa (Migração); Características das ordens e famílias de Orthoptera, Blattaria, Phasmatodea e Mantodea.

Dispersão Dispersão Qualquer movimento que leva à remoção de um certo número de indivíduos de uma população para um hábitat distinto daquele do seu nascimento. No casso de insetos é geralmente multidirecional e carregados principalmente pelo vento.

Dispersão Por que os organismos dispersam? Desempenha um processo adaptativo na história de vida do organismo de alguma forma aumenta seu fitness (aptidão/reprodução); reduzem a competição intraespecífica; permite explorar novos ambientes e recursos; permite a fixação de novos alelos em nas populações (diferenças fenotípicas entre populações da mesma espécies = diversidade); Evita cruzamento entre indivíduos aparentados (endogamia); Escape, pelo menos temporariamente, de inimigos naturais e patógenos.

Dispersão Fatores que influenciam na dispersão climáticos (fotoperíodo precipitação - temperatura vento); interações intra e interespecífica / disponibilidade de recurso; hormonais/fisiológicos; barreiras físicas e biológicas; - oceanos, rios, montanhas, vegetação, predadores, competidores Pulgão (Myzus persicae)

Dispersão: Passiva X Ativa Passiva Fatores abióticos (principalmente vento); Ação antrópica (ao acaso ou intencional); Interações interespecíficas; hospedeiros foresia - ácaros dispersos por pulgões, mosca-branca e besouros.

Dispersão: Passiva X Ativa Rizopherta dominica X Acarophenax lacunatus R. dominica A. lacunatus Rocha et al., 2009 J. Stored Prod Res 45, 267 271

Migração: Dispersão Ativa Dispersão ativa = Migração Dispersão Qualquer movimento que leva à remoção de um certo número de indivíduos de uma população para um hábitat distinto daquele do seu nascimento. Geralmente multidirecional e carregados pelo vento. Migração Forma especial de dispersão. Considerada como movimentos direcionais realizado por um grande número de indivíduos de uma espécie de um local para outro.

Migração: Dispersão Ativa Quais as características que definem uma dispersão como migração? movimento para uma área determinada de maneira constante e unidirecional; falta de respostas a estímulos habituais; mudanças comportamentais antes e após a migração; mudança da alocação energética dos organismos.

Migração: Dispersão Ativa Exemplos mais comuns de migração em insetos: borboletas monarcas

Migração: Dispersão Ativa Exemplos mais comuns de migração em insetos: Gafanhotos

Dispersão: Espaço x Tempo Padrões de dispersão espacial Ao acaso Regular / uniforme Agregado

Dispersão: Espaço x Tempo Dispersão temporal: qualquer retardo no recrutamento do indivíduo em uma população pode ser considerado como dispersão no tempo. Frequência de chegada em um novo ambiente; dormência: manifesta sazonalmente - Fatores abióticos (principalmente temperatura e fotoperíodo); - Fatores genéticos / fisiológicos (acúmulo de reservas energéticas; metabolismo cai abruptamente; normalmente atribuída a uma deficiência hormonal.

Dispersão: Espaço x Tempo Dormência: condição fisiológica de atraso ou interrupção do crescimento ou reprodução que permite suportar condições ambientais adversas. Quiescência: resposta a mudanças súbitas, não antecipadas e acíclicas, usualmente de curta duração. Normalmente resulta em atraso no desenvolvimento ou reprodução do inseto Diapausa: Sistema de dormência que permite suportar condições ambientais cíclicas, extremas e de longa duração. Requer período preparatório para acumular reservas e preparação hormonal. O inseto não se alimenta e o retorno das condições favoráveis não interrompe de imediato a diapausa. Programado geneticamente

Dispersão: Espaço x Tempo Controle endócrino da diapausa: Ovo (embrionária): futuros embriões em diapausa, sendo dependentes do Hormônio da Diapausa (HD). Jovem: fase mais comum de ocorrência de diapausa. Inibição de PTTH e ecdisteróides devido ao elevada concentração de HJ, pela não interrupção da atividade do Corpora Allata. Pupa: causa principal é a não produção de PTTH pelo cérebro e/ou não secreção de ecdisona pelas glândulas protorácicas. Adulto: é um repouso reprodutivo. Paralisação do desenvolvimento de ovos, reabsorção de ovos, aumento no tamanho do corpo gorduroso, mudanças metabólicas e comportamentais, devendo-se a uma deficiência de HJ.

Dispersão: Espaço x Tempo Diapausa: clima tropical X clima temperado: mais difícil reduzir o metabolismo em altas temperaturas. aumenta a vulnerabilidade aos inimigos naturais e doenças. maiores problemas com perda de água devido às altas temperaturas. excesso de água no período chuvoso podendo levar os insetos a morte. *Contudo, os problemas citados podem ser amenizados por: seleção de sítios de diapausa mais seguros agregações de indivíduos (proteção contra predadores e umidade maior teor de cera na epicutícula, espiráculos com válvulas ou pelos e aliados a cera. cor clara do inseto refletindo mais luz, o que evita maior aquecimento do que os insetos de cor escura.

Dispersão em um contexto agrícola Objetivos gerais escalonamento de cultivos; implementação de barreiras físicas e fiscais; áreas de refúgio para inimigos naturais e populações susceptíveis a estratégias de controle; Aplicação de pesticidas manejo de resistência a estratégias de controle (inseticidas e plantas geneticamente modificadas). melhoramento de plantas (coevolução); espécies invasoras (local e origem da invasão);

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Estudos populacionais com marcadores artificiais, bioquímicos e moleculares Marcação física com soltura (pós fluorescentes) Proteínas específicas (albumina) - teste de ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) Marcadores moleculares

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Qual a área escolhida para o primeiro plantio? 1 2 Direção principal do vento 3

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Qual a área escolhida para o primeiro plantio? Direção principal do vento

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Qual a área escolhida para o primeiro plantio? Quais outras estratégias? Direção principal do vento

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Qual a área escolhida para o primeiro plantio? Quais outras estratégias? - Construção de barreiras Direção principal do vento

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Qual a área escolhida para o primeiro plantio? Quais outras estratégias? - Construção de barreiras - Destruição de restos culturais Direção principal do vento

Dispersão em um contexto agrícola (conservação e vetores) Kaur et al., 2013. Pest Manag Sci., 69, 685 68 Frequência do alelo de resistência a fosfina (inseticida) na praga Rizopherta dominica em fazendas de grãos na Austrália com aplicação e sem aplicação da fosfina nos últimos cinco anos Preto = presença do alelo; Listrada = ausência do alelo; Branco = não amostrado Circulo vermelho = locais onde o inseticida é aplicado Alta capacidade de dispersão do inseto possibilita a presença do gene de resistência a fosfina mesmo em áreas com ausência de aplicação do inseticida.

ORDENS: Orthoptera, Phasmatodea, Blattaria e Mantodea

Orthoptera gafanhoto esperança grilo paquinha taquarinha

Orthoptera Olhos compostos desenvolvidos Ocelos: 3 Antenas: setáceas ou filiformes Aparelho bucal: mastigador GAFANHOTO ESPERANÇA

Orthoptera Aparelho bucal: MASTIGADOR epifaringe lábio superior maxilas palpo maxilar mandíbula hipofaringe lábio inferior palpo labial

Orthoptera Tipos de antenas Subordem: Caelifera Subordem: Ensifera Setáceas Filiformes gafanhoto esperança taquarinha grilo

Orthoptera Morfologia da cabeça - Esperança Fastígio (prolongamento anterior da cabeça)

Orthoptera Tipos de asas (ortho = reto; ptera = asas) tégmina membranosas

Orthoptera Tipos de pernas gafanhoto esperança grilo anteriores e medianas (ambulatórias); posteriores (saltatórias) Paquinha anteriores fossoriais medianas ambulatórias posteriores saltatórias

Orthoptera Abdome ovipositor Esperança Grilo

Orthoptera Estridulação = atrito entre partes do corpo Esperança atrito entre as tégminas Grilo atrito das tégminas com fêmur posterior Gafanhoto

Orthoptera Subordem Ensifera Órgão auditivo (tímpano) Base das tíbias anteriores (esperanças)

Orthoptera Subordem: Caelifera Órgão auditivo (tímpano) 1 o segmento do abdome gafanhotos tórax abdome 1 0 2 0

Orthoptera

Orthoptera ovos postos no solo NINFAS GAFANHOTO

Orthoptera maioria terrestre espécies arborícolas superfície do solo subsolo

Orthoptera Fitófagos Predadores e canibais Gryllidae

Orthoptera REPRODUÇÃO SEXUADA

Orthoptera Gafanhotos Esperanças endofítica exofítica Algumas espécies possuem ootecas

Orthoptera Paquinhas pragas de gramado PRONOTO DACTILO Scapteriscus vicinus Scapteriscus borellii Scapteriscus abbreviatus

Orthoptera Camuflagem refere ao padrão de coloração e textura, que torna um organismo semelhante ao seu entorno, dificultando a sua detecção Homotipia - assemelha-se à forma do substrato Homocromia - cor semelhante à do substrato

Orthoptera Mimetismo Refere-se a características que evoluíram especificamente para se assemelhar com as de outra espécie (evolução convergente) Inseto sem defesa assemelha-se a outro inseto com meio de defesa esperança vespa

Orthoptera APOSEMATISMO Espécies possuem fluídos corporais não palatáveis

Phasmatodea Bicho-pau

Phasmatodea ORDEM ORTHOPTERA Família Proscopiidae ORDEM PHASMATODEA Família Phasmatidae taquarinha bicho-pau

Phasmatodea - Ap. bucal mastigador - Cabeça livre, pequena, opistognata - Olhos compostos desenvolvidos e ocelos em número variável - Pernas anteriores maiores que as posteriores - Antenas setáceas, multisegmentadas - Torax e abdome cilíndrico (liso ou com espinhos) - Protorax curto (menor que a cabeça e mesotorax longo - cercos - Asas anteriores de tamanho variável (longas, atrofiadas ou ausentes) - Deslocam-se lentamente (mimetismo)

Phasmatodea Reprodução sexuada; Ovos colocados no solo e de maneira isolada; Hemimetábolos Mimetismo e camuflagem (homotipia e homocromia) Ovos

Mantodea Louva-a-deus

Mantodea - Cabeça destacada, triangular, hipognata e móvel - Ap. bucal mastigador - Pernas anteriores raptatórias - Asas anteriores tégmina - cercos - Antenas setáceas ou filiformes, multisegmentadas inseridas na fronte - Olhos compostos desenvolvidos e presença de três ocelos

Mantodea Reprodução sexuada; Ovos colocados em ootecas; Hemimetábolos Mimetismo e camuflagem (homotipia e homocromia)

Blattaria Baratas

Blattaria - Corpo ovalado e achatado - Antenas filiformes ou setáceas, longas e inserida entre os olhos - Ap. bucal mastigador - Pronoto largo, achatado, cobrindo a cabeça - Pernas ambulatórias com tarsos ricos em espinhos - Cheiro característico (feromônio) - Asas anteriores tipo tégmina - Cercos no último urômero - Colorações predominantes marrom, parda ou preta

Blattaria Ciclo de Vida Fêmea adulta Fêmea com ooteca ootecas ninfas Dimorfismo sexual Macho Fêmea cercos estilos

Ortopteróides Aparelho bucal mastigador; 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

Neste momento somos capazes de responder aos seguintes questionamentos: O que é dispersão? Por que e como os insetos dispersam? Qual a importância da dispersão dos insetos em um contexto agrícola? Quais as principais características que definem as ordens Orthoptera, Phasmatodea, Mantodea e Blattaria?