Sistema respiratorio Schema generale Elementi costitutivi: stigmi, trachee, tracheole, tracheoblasti

Sistema respiratorio stigmi

Sistema respiratorio stigma evoluto tracheola trachea In blu i sacchi aerei nell’ape tracheola trachea

Sistema respiratorio

Alternative alla respirazione tracheale Insetti acquatici / acquaioli Insetti endoparassiti effimera zanzara Resp. cutanea branchie Le larve delle zanzare hanno respirazione tracheale

Sistema circolatorio Organizzazione

Vasi pulsatili accessori Emocele: interstizi tra gli organi Sistema circolatorio Apparato vascolare Sistema lacunare Vaso dorsale Vasi pulsatili accessori Emocele: interstizi tra gli organi cuore aorta

Funzione dell’emolinfa emociti Plasma = (92% acqua + sostanze minerali) + Funzione trofica Funzione respiratoria Funzione di veicolo per gli ormoni Funzione di difesa per l’organismo (fagocitaria) Funzione meccanica (metamorfosi)

Sistema circolatorio Divisioni dell’emocele in 3 seni ad opera dei 2 diaframmi

Sistema secretore Gli insetti sono dotati di un ricco complesso di ghiandole, uni-pluricellulari di derivazione epidermica, dalla struttura semplice (tubulare, alveolare) o composte (racemose) con dotto comune e serbatoio. Esempi di ghiandole: Ceripare Laccipare Sericipare Urticanti Difensive Salivari Faringee della muta Colleteriche Velenifere

Tipo di secrezioni Ceripare Sericipare Difensive aleirodi icerya baco da seta Difensive (irritanti, tossiche, repugnatorie, inebrianti)

Nidi di processionaria del pino Urticanti arctia Nidi di processionaria del pino peli urticanti

Tipo di secrezioni Faringee Salivari Colleteriche Velenifere Prodotte dall’ape operaia è nota come pappa reale. Salivari Colleteriche Collegate alle appendici boccali. Le labiali sono le più importanti. Funzioni svariate. La saliva spesso provoca reazioni di ipersensibilità da parte del vegetale con alterazione dei normali tessuti. Servono a formare capsule, dette ooteche, contenenti le uova o per incollare queste al substrato. Velenifere della muta Degli Imenotteri Aculeati e dei parassitoidi, a funzione difensiva/offensiva con effetto paralizzante o letale. oleose, servono ad eliminare più facilmente la vecchia cuticola.

Ghiandole a feromone Messaggeri chimici intraspecifici per lo scambio istantaneo di informazioni tra individui della stessa specie. Recettore di odori feromonici Categorie feromonali: Feromoni sessuali Feromoni di allarme Feromoni di aggregazione

USO DEI FEROMONI Feromoni sessuali Cattura massale monitoraggio Tipi di diffusori disorientamento piatto collante

Uso di feromoni di aggregazione Scarafaggi scolitidi trappole

Sono stati suddivisi in categorie rispetto ai Semiochimici Allomoni, sinomoni e cairomoni Messaggeri chimici interspecifici per lo scambio di informazioni tra individui di differenti specie, persino appartenenti a regni diversi. Sono stati suddivisi in categorie rispetto ai vantaggi / svantaggi che consegue l’animale / vegetale che li emette.

Complesso di interazioni semiochimiche

Sistema endocrino Organizzazione

Sistema riproduttore Maschio Femmina ovariolo testicoli ovari Gh. accessorie Ovidotti laterali ghiandole colleteriche Maschio Femmina ovariolo

Tipi di ovarioli meroistici politrofici meroistici acrotrofici App. riproduttore femminile meroistici politrofici meroistici acrotrofici panoistici

Gametogenesi

Tipi di riproduzione Gli insetti sono animali a sessi tipicamente distinti, con maturità sessuale raggiunta allo stadio di adulto, seguita dal corteggiamento, accoppiamento e deposizione delle uova. libellule Corteggiamento e copula (emissioni feromoniche, afrodisiache, segnali luminosi, acustici, danze, offerte di cibo) Trasferimento di spermatozoi liberi o racchiusi in spermatofori. Questi possono essere abbandonati sul substrato e raccolti dalla femmina senza alcun accoppiamento. Modalità di ovideposizione cavalletta

Ovideposizione Esterna o interna Isolata o a gruppi Esposta o racchiusa ovatura ooteca

Oviparità Ovoviviparità cocciniglia ovipara Cocciniglia ovovivipara afide partoriente Viviparità

Altri tipi di riproduzione Encarsia perniciosi Partenogenesi Arrenotoca (aploide) Telitoca (diploide) Negli imenotteri entomofagi la P. arrenotoca è molto frequente; il maschio aploide deriva da uova non fecondate e le femmine da uova fecondate (= aplodiploidia) Dà origine a sole femmine Encarsia formosa Vantaggi di questa forma di riproduzione Deuterotoca (Arrenotoca +Telitoca )

WOLBACHIA Negli ultimi anni numerosi studi hanno accertato il coinvolgimento di batteri nelle manifestazioni riproduttive degli Insetti (della partenogenesi telitoca in particolare) con conseguenza sulla determinazione del sesso e sulla sex-ratio. Questi batteri (Wolbachia) si trasmettono verticalmente nella linea femminile mentre fenomeni di incompatibilità citoplasmatica determinano la morte delle cellule maschili o la loro femminilizzazione. In definitiva questi batteri sono dei manipolatori della riproduzione detti parassiti riproduttivi allo scopo di assicurarsi la loro trasmissione indipendentemente dai benefici o meno che questo comportamento arreca all’ospite.

Altri tipi di riproduzione Eterogonia (afidi) Neotenia (cocciniglie + afidi) Ermafroditismo Pedogenesi moscerini dei funghi icerya

Sviluppo embrionale In genere gli insetti presentano uova centrolecitiche. Dopo la penetrazione dello spermatozoo si ha il processo di maturazione dell’ovocellula; segue la fecondazione ed inizia lo sviluppo embrionale. Le uova ricche in vitello (= tuorlo) hanno una segmentazione parziale e superficiale con formazione di un foglietto cellulare detto blastoderma; alcuni nuclei rimangono nella massa vitellina, altri diventano primordi delle cellule germinali. Seguono le fasi di seguito illustrate …

FASE I FASE III FASE II Un ispessimento ventrale del blastoderma forma la stria germinativa Le pieghe amniotiche si fondono creando la cavità amniotica che è protetta da 2 membrane: la serosa e l’amnios. FASE III FASE II

FASE IV FASE VI FASE V Un’invaginazione ventrale dell’embrione forma un nuovo strato cellulare (ecto- + mesoderma) g. sopraesofageo l. superiore FASE V bocca mesentere cell. germinali ano Dall’ectoderma e mesoderma si formano gli abbozzi degli organi interni e delle varie appendici. Completamento dorsale dell’embrione con il mesentere che andrà a racchiudere il tuorlo.

Sviluppo postembrionale Sgusciamento (schiusa dell’uovo) Ovatura di lepidottero & bruchi neonati Ovatura di cimice & neonati

Sviluppo postembrionale

Sviluppo postembrionale Per poter crescere gli insetti devono disfarsi periodicamente della loro cuticola. La crescita è discontinua (dimensioni) e continua (peso). Attraverso vari stadi vitali si compie il processo di crescita che porta all’adulto. Durante la muta l’insetto rinnova la cuticola, il lume delle trachee, dello stomodeo e del proctodeo. La nuova cuticola indurisce durante il processo di sclerotizzazione e blocca ulteriori espansioni.

La muta processo di muta spoglia residua

Sviluppo postembrionale (cenno alla ametabolia) Metamorfosi (= cambiamento di forme) olometabolia eterometabolia

Sviluppo postembrionale

Eterometabolia adulti ninfe neanidi

Sviluppo postembrionale Varianti dell’eterometabolia sono: Prometabolia cleon sub-adulto attero secondario Pseudoametabolia pupari di aleirodi Neometabolia Catametabolia (metamorfosi involutiva)

Olometabolia Varianti sono la ipermetabolia e criptometabolia

Sviluppo postembrionale Tipi larvali degli olometaboli O l i g o p o d e campodeiformi dorifora melolontoidi coccinella elateriformi

Sviluppo postembrionale polipode eruciformi Queste larve sono dotate di pseudozampe addominali, in numero di 5 paia nei Lepidotteri (dove non mancano eccezioni) e 7 paia negli Imenotteri fitofagi, come le tentredini. pseudozampe

Sviluppo postembrionale Larve apode criptocefale eucefale capo m i c r o c e f a l e

Sviluppo postembrionale pupe & crisalidi

Sviluppo postembrionale Pupari coleottero dittero

Fisiologia della metamorfosi centri endocrini

Dalla diversa concentrazione degli ormoni Ormone cerebrale dalla pars intercerebralis verso i corpi cardiaci (serbatoio), i corpi allati e le ghiandole protoraciche. Le ghiandole protoraciche producono α-ecdisone (ormone della muta e metamorfosi) che si diffonde nell’emolinfa e viene modificato dal tessuto adiposo nella forma β, quella attiva. I corpi allati producono l’ormone giovanile Sotto l’azione dell’allatotropina, che è antagonista dell’ecdisone. Il tessuto adiposo produce in particolari momenti anche un’esterasi dell’ormone giovanile che inattiva quello presente in circolo. Un altro ormone, l’allatostatina può inibire temporaneamente la funzionalità dei corpi allati. Dalla diversa concentrazione degli ormoni coinvolti scaturisce il tipo di risultato della loro azione: muta o completamento della metamorfosi.

Correlazioni ormonali GP CA (schema semplificato) MH JH X

Sviluppo Post embrionale Metamorfosi Ametambolia eterometambolia olometambolia insetti atteri; insetto giovane simile ad insetto adulto Uovo Neanide = si differisce dall’adulto per la mancanza delle ali e di dimensiono più piccole Ninfa = dimensioni maggiori e presenza di abbozzi alari Adulto Uovo Larve = diverso dall’adulto; attero pupa = insetto immobile; formazione delle ali; differenziazione immaginale Adulto Uovo neanide adulto

Eterometambolia Pseudoametabolia Paurometabolia Emimetabolia insetti giovani atteri ma simili agli adulti; presenta diverse e età di neanidi e ninfe le quali vivono negli stessi ambienti degli adulti. insetti giovani atteri ma simili agli adulti; presenta diverse e età di neanidi e ninfe le quali vivono in ambienti diversi dagli adulti. Uovo neanide adulto Mallofagi e anopluri (pulci; insetti atteri) Ortotteri = grillo, cavalletta odonati = libellule

Eterometambolia Prometabolia Neometabolia Uovo neanide preninfe (immobili) ninfa adulto Uovo neanide ninfe sub immagine adulto Efemerotteri = l’adulto vive al mx una settimana; insetti pterigoti; vivono in acqua Tisanotteri e coccidi (cocciniglia mezzo grano di pepe)

Olometambolia Euolometabolia Ipermetabolia Criptometabolia Uovo Larva di + età Eopupa simile alla larva Prepupa (indurita non pigmentata) Pupa (immobile) adulto Uovo Larva di 1° tipo Larva 2° tipo Prepupa Pupa (immobile) adulto Uovo di grandi dimensioni Larva Pupa (immobile) adulto presentano una metamorfosi nascosta il quale porta o alla fuoriuscita dell’adulto o di una larva adulta che si svilupperà subito in pupa

Catametabolia