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Sistemi anatomici S. digerente S. nervoso S. riproduttore S. circolatorio S. secretore S. escretorio I N S E T T I.

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1 Sistemi anatomici S. digerente S. nervoso S. riproduttore S. circolatorio S. secretore S. escretorio I N S E T T I

2 Sistema muscolare Muscoli splancnici o viscerali a fibra liscia (app. digerente, cuore ecc.); Muscoli scheletrici o somatici a miofibrilla striata

3 Sistema muscolare La grande superficie interna dellesoscheletro consente lattacco di muscoli scheletrici in numero decisamente superiore di quelli che possono inserirsi sullimpalcatura scheletrica dei Vertebrati. Detti muscoli sono collegati a molti apodemi, fragmi e furche, al tentorio o direttamente sulle superfici interne del tegumento. Gli organi interni sono rivestiti da muscolatura viscerale. I muscoli degli insetti sono quasi tutti del tipo striato. Gli elementi strutturali sono le miofibrille longitudinali.

4 Muscolatura scheletrica

5 scleriti tonofibrille muscolo cuticola epidermide Membrana basale

6 I muscoli scheletrici si possono classificare sia rispetto ai movimenti che consentono di fare che rispetto alle varie parti del corpo che mettono in connessione. Esempi di muscoli scheletrici

7 Sistema nervoso degli insetti VisceraleCentralePeriferico

8

9 La trasmissione nervosa Trasmissione elettrica (differenza di potenziale) Trasmissione chimica (mediatori chimici) Acetilcolina Adrenalina Acido γ-amino-butirrico sinapsi Colinesterasi (enzima)

10 La cellula nervosa o neurone e la sua struttura. Negli insetti si riconoscono 3 tipi principali di neuroni: Sensoriali (bipolari o centripeti) Associativi (multipolari o interneuroni) Motori (unipolari o centrifughi) Sistema nervoso degli insetti

11 La trasmissione nervosa Stimolo esterno Stato di allarme Reazione (agli altri gangli) muscolo (agli altri gangli) cuticola

12 Sistema nervoso centrale La catena gangliare Evoluzione

13 SISTEMA NERVOSO CENTRALE Cerebro Gnatocerebro Catena gaglionare ventrale Protoce rebro Deuto cerebr o Trito cereb ro Lobi ottici Cel. neuricrine centri olfattivi (antenne ) Apparati boccali Zampe e ali App genitale

14 Sistema nervoso centrale

15 Versione semplificata protocerebrodeutocerebro tritocerebro cingolo periesofageo ganglio sottoesofageo ganglio sottoesofageo cerebro ghiandole endocrine retrocerebrali

16 Sensilli meccanorecettori Tattili (diffusi in tutto il tegumento soprattutto antenne) Uditivi o setole uditive fonorecettori cordotonali timpani Sensilli termorecettori e igrorecettori Gli organi di senso organizzazione 4 = cellula a cappuccio/ membranogena 5 = cellula tricogena o avvolgente 6 = cellule (neurone) sensoriali

17 Gli organi di senso Sensilli chemiorecettori Sensillo multiporoso olfattivo Sensillo multiporoso gustativa Apparato boccale : labro; mascelle ; palpi Antenne

18 Gli organi di senso Sensilli chemiorecettoris. basiconici s. placoidei s. celoconici Sensillo multiporoso olfattivo Sensilli a funzione gustativa e olfattiva

19 Gli organi di senso Sensilli fotorecettori Locchio composto Gli stemmata & gli ocelli

20 (= otto c. nervose) rabdoma ommatidio Capo di libellula Locchio composto = corneola = cono cristallino = membrana basale del tegumento

21 Formazione dellimmagine apposizionesovrapposizione

22 Gli stemmata: sulle larve degli insetti, ai lati del capo. Funzione e struttura degli ommatidi. Gli ocelli : disposti a triangolo sul vertice del capo; struttura semplificata (senza cristallino e solo 2-4 cellule retiniche), sensibili alla luce polarizzata e variazioni di luminosità giornaliere. triangolo ocellare stemmata

23 Aspetto tubulare, suddiviso in 3 sezioni –anteriore (stomodeo), medio (mesentere) e posteriore (proctodeo) – Valvole separatrici tra le sezioni V. cardiaca tra intestino anteriore e medio V. pilorica tra intestino medio e posteriore – Il cibo procede in genere in linea retta Numerose eccezioni, con rigurgiti da ciechi gastrici Sistema digerente

24 Morfologia Stomodeo Proctodeo Mesentere ghiandole salivari ghiandole salivari

25 Lume intestinale rivestito dallintima Strato epiteliale monocellulare + Strato muscolare ( muscoli longitudinali e circolari ) + Lamina basale che racchiude il tutto Origine embrionale differente – ectodermica: medio e posteriore – endodermica: mesentere N.B.: i tratti anteriore e posteriore rivestiti da intima impermeabile che preclude qualsiasi assorbimento o digestione. Importante funzione di protezione. Sistema digerente

26 S t o m o d e o faringe ingluvie M e s e n t e r e

27 Lassorbimento del cibo ha luogo nel mesentere. Il lume intestinale è rivestito dalla matrice peritrofica, prodotta dalle cellule epiteliali e destinata ad avvolgere e filtrare il bolo alimentare, sottoposto allazione degli enzimi digestivi. microvilli cripta cellule epiteliali fase secernente MP Il passaggio attraverso lo stomodeo condisce il materiale vegetale di enzimi e quello solido viene ulteriormente triturato. Strati muscolari Sezione della parte del mesentere

28 Notare la presenza di uno strato acellulare simil membranaceo a funzione digestiva e protettiva. Esso è indicato come matrice peritrofica (MP) e serve a circondare il bolo alimentare dal ventricolo fino allintestino posteriore. Intima e MP costituite da una matrice di proteine di vario tipo + mucopolisaccaridi acidi in cui è immersa una rete di chitina, spesso organizzata in una griglia ordinata di microfibrille. Caratteristiche del mesentere Il risultato è una struttura reticolare, spessa almeno 10 volte le membrane cellulari epiteliali sottostanti, con la chitina che funge da setaccio (porosità 4-10 nm) che fa passare sostanze selezionate per dimensione.

29 Cellula epiteliale del mesentere Presenza di microvilli sulla superficie esposta nel lume intestinale Ampia superficie per la secrezione e successivo assorbimento Polimeri di chitina sintetizzati nellepitelio mesointestinale Caratteristiche:

30 Valvola pilorica Valvola cardiaca Mesentere Cieco gastrico Cibo & suo movimento Il cibo nel mesentere Il cibo che entra nel mesentere viene racchiuso dalla matrice peritrofica –Il lume del mesentere viene suddiviso dalla MP in uno spazio ectoperitrofico (tra MP ed epitelio) ed uno spazio endoperitrofico Membrana peritrofica Membranaperitrofica TM Enzimi digestivi secreti dallepitelio entrano nello spazio endoperitrofico –Idrolisi dei polimeri in monomeri –Monomeri attraversano la MP e vengono assorbite dallepitelio Si creano correnti dovuti a flussi acquosi, pH, concentrazioni ioniche –Il movimento riporta gli enzimi verso la pt anteriore, distribuisce nutrienti e impedisce il ristagno delle sostanze

31 Spazio endoperitrofico Spazio esoperitrofico Amilasi, cellulasi, tripsina Risultato: riduzione del peso molecolare dei polimeri alimentari Enzimi di piccole dimensioni Enzimi di grandi dimensioni Digestione degli intermedi ottenuti Superficie microvillare dellepitelio Parte finale della digestione con assorbimento da parte delle cellule epiteliali Compartimentalizzazione della digestione

32 Impedisce la penetrazione di patogeni (virus, batteri) Non ferma i baculovirus perché questi hanno una proteina virale (VEF) che idrolizza alcune glicoproteine della MP, rendendola permeabile ai virioni che possono raggiungere lepitelio dove si replicano. Non ferma alcune tossine batteriche (il caso del Bacillus thuringiensis) che, digerite dalle proteasi dello spazio endoperitrofico, vengono così attivate, passano attraverso la MP e raggiungono i recettori situati sui microvilli intestinali. Qui provocano la lisi dellepitelio intestinale, il versamento del contenuto intestinale nellemocele e la morte per setticemia dellinsetto. Ruolo come barriera protettiva della MP

33 Variazioni In molti Omotteri La linfa vegetale ha un basso contenuto aminoacidico, ioni –Questi insetti hanno bisogno di concentrare i nutrienti senza affaticare lintestino Soluzione: le camere filtranti -- I fluidi in eccesso (contenenti sali minerali e zuccheri semplici) sono smistati attraverso delle superfici di scambio nel proctodeo –Lassorbimento dei nutrienti essenziali si ha nel tratto posteriore del mesentere Nelle Termiti La digestione della cellulosa –Avviene nel proctodeo in apposite ampolle rettali –Mediante laiuto di protozoi simbionti infarciti di batteri

34 Leccesso di linfa ingerita dai fitomizi e le utili camere filtranti Camere filtranti esofago cieco gastrico Sovrapposizione di più pareti molto assottigliate. Si ha filtrazione o dialisi delle molecole più piccole dall esofago direttamente nellintestino posteriore, mentre lipidi e proteine passano nel mesentere.

35 Intestino posteriore Il cibo viene spinto attraverso il proctodeo –Racchiuso nella matrice peritrofica –I fluidi si muovono con il cibo V. pilorica Ano Retto Colon + ileo Emocele cibo Cibo nella MP Tubulo malpighiano

36 Fisiologia del sistema digerente La fisiologia dipende dal tipo di dieta che determina sia il corredo enzimatico che possibili simbiosi Nel processo di digestione di substrati carenti o difficili da intaccare gli insetti sono coadiuvati da microrganismi Le specie onnivore dispongono di proteasi, lipasi,maltasi, amilasi. I carnivori soprattutto proteasi e lipasi; i fitofagi di carboidrasi varie.

37 Rizofagi Xilofagi Fillofagi Antofagi Carpofagi Spermofagi Fitomizi Svolgono la vita nel terreno a carico delle radici Si nutrono di legno; hanno bisogno di simbionti. Attaccano foglie e parti verdi delle piante. Cicli sincronizzati con le fioriture dei vegetali. Lattacco sui frutti è il danno meno tollerabile. Specie che si nutrono di semi. Succhiatori di linfa; necessitano di simbiosi. Insetti fitofagi

38 RizofagiXilofagi larva di maggiolino larva di rodilegno giallo termiti

39 Fillofagi Fitomizi danno da fillominatore adulti di maggiolino colonia di afidi colonia di psille

40 Antofagi Carpofagi larva di tignola danno di tignola

41 In molti gruppi la sopravvivenza dipende da associazioni con microrganismi usati quali integratori di diete carenti o sbilanciate. La simbiosi negli insetti Casi di ectosimbiosi Formiche tagliafoglie Coleotteri scolitidi Lasioptera berlesiana Casi di endosimbiosi Tèrmiti Fitomizi Ematofagi s. str. Tarlo dei mobili aleirodi scolitide Interessanti sono le modalità di trasferimento dei simbionti: dal semplice imbrattamento alla trasmissione ereditaria.

42 Ectosimbiosi Endosimbiosi Il caso degli scolitidi Il caso dei fitomizi Simbionti alloggiati in micetociti, micetomi o simbiosomi Formica tagliafoglia pupario di aleirode danni da scolitidi

43 Interazione pianta - insetto Stimoli fisici (colore) Stimoli chimici (odori) Importanti le lunghezze donda delle emissioni luminose che hanno differente capacità attrattive A minore distanza giocano un ruolo fondamentale per la localizzazione del vegetale Stimoli chimici (sapori) Il ruolo delle sostanze indicatrici Gli adattamenti alla fitofagia

44 Interazione pianta - insetto PROCESSO DI RICONOSCIMENTO Stimoli visivi Stimoli olfattivi Arrestanti Sostanze di superficie Aggreganti Fagostimolanti

45 Sistema escretore Funzione: regolare i processi di eliminazione dei prodotti azotati di scarto, residui della digestione proteica (urati, -NH 4 ). Controllare la composizione ionica dellemolinfa per mantenere costante pH e pressione osmotica (PO) della stessa. Il tessuto adiposo è coinvolto nellescrezione poiché accumula prodotti di scarto fino alla loro successiva eliminazione.

46 Valvola pilorica Ano Retto Colon + ileo Emocele Escrezione Tubi malpighiani (TM) Strato monocellulare, chiusi allapice –Filtrano emolinfa Ioni pompati nel lume dei TM; lacqua segue per osmosi Fluidi cadono nellintestino Riassorbimento selettivo verso lemolinfa nel retto –Riassorbimento di sali e acqua –Processo che richiede energia –Feci con tracce di acqua mesentere cibo tubo malpighiano Cibo nella MP

47 ESCREZIONE Tubo malpighiano valvola pilorica

48 Sistema escretore Tubi malpighiani Cripto- nefridismo Adattamento per recuperare tutta lH 2 O negli escreti che sono eliminati come Sali. Xilofagi e spermofagi


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