Appunti completi di Entomologia

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GENERALITÀ SUL PHYLUM ARTHROPODA

A questo phylum appartengono gli insetti invertebrati, provvisti di appendici articolate.

Questo phylum comprende 4 subphyla:

1. Chelicerata: acari, ragni, scorpioni o altri organismi dotati di appendici dette cheliceri

2. Myriapoda: millepiedi, centopiedi e altri organismi con un alto numero di segmenti del tronco

portanti 1 o 2 paia di zampe

3. Crustacea: aragoste, granchi, gamberi e altri organismi acquatici

4. Hexapoda: tutti organismi portanti 3 paia di zampe

1. Entognatha (appendici boccali nascoste all’interno della cavità boccale): collemboli, proturi

e dipluri;

2. Ectognatha:insetti

CARATTERISTICHE GENERALI DELLA CLASSE INSETTI

Gli insetti sono invertebrati segmentati dotati di uno scheletro esterno (esoscheletro)

Gli adulti degli insetti sono, di norma, caratterizzati dalla presenza delle ali (Pterigoti);

esiste però un gruppo primitivo di insetti batteri (Apterigoti).

Per quanto riguarda la divisione del corpo (metameria), questo è composto da 3 grande

regioni:

Capo Torace Addome

Occhi Zampe Organi riproduttori

Antenne Ali

Appendici boccali

Capo

La capsula cranica presenta due aperture: una posteriore diretta verso il protorace (foro

occipitale) e un’altra per l’apparato boccale.

Occhi composti e ocelli

Gli insetti sono caratterizzati dall’avere un capo oloptico, ossia interamente rivestito da

occhi.

Gli organi visivi pirincipali negli insetti sono gli occhi composti (occhi veri e propri),

presenti in tutti gli adulti e nelle ninfe degli eterometaboli.

Questi occhi sono formati da un numero elevato di unità individuali identiche chiamate ommatidi.

Il campo visivo di ogni ommatidio differisce da quelli dei vicini, e l’insieme di queste unità fornisce

all’insetto una visione panoramica del mondo che lo circonda.

Gli ocelli sono gli “occhi semplici/primitivi” e sono di supporto per gli occhi composti. Si trovano

sul corpo di molti adulti e di alcune ninfe, solitamente 3 posti a triangolo sul vertice.

Sono fotorecettori incapaci di percepire le immagini, ma estremamente sensibili a basse intensità

luminose (luce polarizzata), infatti la loro visione è a bassa risoluzione.

La percezione della luce a bassa intensità permette, però, di localizzare la posizione de sole,

anche in condizioni di nuvolosità, perciò molto importante per quanto riguarda l’orientamento.

Gli stemmata, o ocelli larvali, sono i soli organi di visione delle larve degli insetti olometaboli;

collocati lateralmente sul capo, singoli o riuniti in gruppi.

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Antenne

Sono appendici mobili e segmentate (segmento = antennomero).

L’antenna è divisa generalmente in 3 antennomeri:

- Scapo

- Pedicello

- Flagello: parte filamentosa e multisegmentata (flagellomeri)

Sulle antenne si trovano numerosi organi sensoriali detti sensilli con diverse funzioni: olfattiva,

gustativa, meccanico-recettiva, termo-recettiva.

Solitamente i maschi hanno antenne più elaborate con un aumento dell’area superficiale

disponibile per percepire i feromoni sessuali delle femmine.

Apparato boccale

APPARATO BOCCALE MASTICATORE

Ci sono 5 componenti fondamentali:

1.Labbro superiore, la cui superficie ventrale è

detta epifaringe

2. Ipofaringe: divide la cavità orale in due canali:

cibario (da cui entra il cibo) e salivari (da cui

esce la saliva)

3.Mandibole: dotate di un bordo apicale

tagliante con cui tagliano il cibo e una parte

molare per la macinazione. Si articolano al capo

in due punti tramite un sistema condilo-

acetabolo regolato da muscoli

4.Mascelle: formate da un cardine e uno stipite

a cui sono legati due lobi, lacinia e galea, e un

palpo mascellare. Le mascelle si articolano al

cranio tramite un unico condilo, per cui sono

dotate di un maggiore movimento rispetto alle

mascelle. Da un punto di vista funzionale

servono per agevolare la manipolazione del

bolo

5.Labbro inferiore: diviso in post-mento e pre-

mento, che porta un paio di palpi labiali e due

paia di lobi detti glosse e paraglosse.

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Durante l’evoluzione si è sviluppata una serie di apparati boccali modificati a partire da quello

masticatore.

La struttura dell’apparato boccale viene di solito classificata in base al sistema di alimentazione.

APPARATO BOCCALE LARVE LEPIDOTTERI

Le larve dei lepidotteri possiedono un apparato dotato di un complesso maxilo-labiale a cui

appartiene una struttura detta filiera composta da ghiandole salivari modificate, atte alle

produzione di filamenti di seta.

APPARATO BOCCALE LEPIDOTTERI ADULTI

I Lepidotteri adulti si nutrono aspirando i liquidi tramite un apparato boccale succhiante dotato di

spiritromba (derivante dall’unione delle due galee mascellari, estremamente allungate).

Questa proboscide si allunga in seguito ad un incremento di pressione dell’emolinfa provocata

dalla contrazione dei muscoli del cranio e, una volta ottenuto il nutrimento, i muscoli tornano ad

una posizione rilassata e anche la spiritromba torna alla posizione di partenza (arricciata su se

stessa).

Fanno eccezione alcuni nottuidi che portano delle spinescenze apicali alla spiritromba che gli

permettono di incidere la superficie dei frutti per poi succhiare i liquidi zuccherini.

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APPARATO BOCCALE DEGLI EMITTERI/RINCOTI

Questi insetti presentano un apparato boccale modificato per perforare e succhiare. Infatti

mandibole e mascelle assumono una forma allungata a stiletti, dove:

• I due stiletti mascellari presentano due rientranze in modo che quando si avvicinano formano

due canali: uno di suzione (più grosso e dorsale) e uno salivare (più piccolo, ventrale). Per cui

svolgono in compito di provvedere alla suzione dei liquidi nutritivi

• I due stiletti mandibolari si trovano esternamente a quelli mascellari e servono per dare una

maggiore robustezza e per effettuare il buco sull’epidermide della pianta in cui penetreranno gli

stiletti mascellari

In questo apparato il labbro inferiore ha lo scopo di contenere gli stiletti, stringendoli tra loro così

da favorirne l’ìingresso nella pianta.

Il labbro inferiore ha la funzione di avvolgere gli stieletti quando a riposo, mentre durante la

suzione si piega a gomito per favorirne l’entrata nel tessuto vegetale.

In alcuni Emitteri gli stiletti possono essere più lunghi del rostro e per cui si trovano ripiegati al suo

interno o in una tasca detta crumena.

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Torace

Il torace è composto da 3 segmenti:

1. Protorace

2. Mesotorace

3. Metatorace

ALI

Le ali sono completamente sviluppate

solo nell’insetto adulto e inserite nel 2 e

3 segmento.

Sono espansioni cuticolari sostenute da

nervature e articolate al torace tramite

scleriti (parti corporee indurite) e sono

collegate a dei muscoli che rendono

possibili variazioni di velocità e di direzione

del volo.

In numerosi ordini ali anteriori e posteriori

possono essere accoppiate durante il volo

per migliorarne l’efficacia; i meccanismi di

accoppiamento più comuni sono gli amuli, fila

di uncini disposti sull’ala posteriore che si

incastrano su una piega dell’ala anteriore ,

oppure una o più setole sull’ala posteriore,

dette frenuli, che si incastrano ad una struttura

di aggancio, detta retinacolo, presente sull’ala

anteriore.

ZAMPE

Le zampe si trovano in ciascuno dei tre

segmenti toracici e tipicamente ciascuna

zampa è caratterizzata da 6 segmenti:

1. Coxa

2. Trocantere

3. Femore

4. Tibia

5. Tarso: porzione segmentata. Sul lato

inferiore dei tarsomeri possono essere

presenti delle strutture dette pulvilli, che

favoriscono l’adesione alle superfici,

mentre all’estremità un paio di unghie

laterali e un arolio mediano.

6. Pretarso (o Post-tarso)

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Addome

In linea generale è formato da 11 segmenti anche se il 1 può essere ridotto o incorporato

al torace (come negli imenotteri) e i segmenti terminali possono essere variamente

modificati.

Ogni segmento presenta una parte dorsale, ventrale e laterale ed è diviso degli altri da

una membrana inter-segmentale.

La parte terminale dell’addome (8-9 urite) porta i genitali; il segmento 10 solitamente è

privo di appendici mentre l’11 può portare delle appendici modificate dette cerci.

Gli organi dedicati all’accoppiamento o alla deposizione delle uova vengono detti genitali

esterni.

Nelle femmine adulte è presente una struttura tubulare, utilizzata per la deposizione delle

uova, detta ovipositore e può essere di due tipi:

- Morfologico: derivante dalle appendici dei segmenti addominali 8 e 9 e composto da

tre paia di valve

- Di sostituzione: derivante da un allungamento dei segmenti addominali terminali

- Aculeo

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Tegumento

La cuticola è uno strato importantissimo in quanto da origina all’esoscheletro che riveste

corpo e arti difendendoli da agenti esterni, prevenendo la disidratazione e impedendo

l’ingresso ad individui estranei, inoltre assicura l’attacco ai muscoli e l’ancoraggio agli

organi interni. Questo strato si divide in:

• Epicuticola: strato sottile che assicura l’impermeabilità al tegumento

• Procuticola: strato più spesso che a sua volta si divide in:

• Esocuticola, destinata a subire un processo di sclerificazione

• Endocuticola

Al di sotto della cuticola si trova l’epidermide,formata da un singolo strato di cellule, il cui

compito è quello di secernere la cuticola.

lamina basale

E sotto l’epidermide si trova la , strato molto fine, che separa l’epidermide

dall’emocele, agendo dunque come un filtro tra le cellule epidermiche e l’emolinfa

Apparato digerente e digestione

La conformazione dell’apparato digerente è in funzione del cibo che viene ingerito.

Gli insetti che si nutrono di cibi solidi hanno

un tubo digerente ampio, dritto, breve e

provvisto di una robusta muscolatura oltre

che di un evidente sistema di protezione

contro l’abrasione. Mentre gli insetti che si

nutrono di linfa-sangue-nettare hanno un

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tubo digerente lungo,stretto, convoluto, che garantisce il massimo contatto con il liquido

Il tubo digerente si divide in:

Stomodeo Mesentero Proctodeo

ingestione, accumulo, Produzione e secrezione degli Vi arrivano i materiali rimasti nel

sminuzzamento e trasporto del enzimi digestivi e assorbimento tubo insieme alle urine derivanti

cibo nella regione successiva dei prodotti della digestione del dai tubi malapighiani. In questo

cibo tratto avviene l’assorbimento di

acqua, sali e altre molecole utili

prima che vengano eliminate

insieme alle feci dall’ano.

Caratterizzati da un rivestimento rivestimento cuticolare assente Caratterizzati da un rivestimento

cuticolare cuticolare

- - -

faringe Ventricolo ileo

- - -

Esofago Ciechi gastrici: diverticoli a Colon

- -

Ingluvie (aree di accumulo del fondo cieco che servono per Retto

cibo) aumentare la superficie

- Ventriglio (o stomaco assorbente

masticatore, presente negli

insetti che si nutrono di cibo

solido che ne consente un

ulteriore sminuzzamento) L’epitelio mesenteriale è separato

dal cibo da una guaina detta

membrana peritrofica (formata da

fibrilla di chitina); questa

costituisce un filtro che consente

il passaggio degli elementi

nutritivi derivanti dalla digestione

verso l’epitelio, dove verranno

assorbiti. Impedendo che i

succhi gastrici entrino in diretto

contatto con l’epitelio e con i

prodotti della digestione che

andrebbero a rovinare.

Per quanto riguarda gli insetti che si

nutrono di linfa tipiche strutture sono

camere filtranti

le necessarie in

quanto una dieta a base di linfa è

squilibrata in quanto ricca di glucidi

ma povera di sostanze azotate, per

questo motivo, per dover rispondere

alla richiesta di azoto, questi insetti

devono ingerire enormi quantità di

linfa che scarteranno per la maggior

parte sotto forma di acqua e zuccheri

che non devono, però, entrare in

diretto contatto con l’emolinfa per

evitare che diluisca troppo.

Queste camere sono formate da un

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ripiegamento del mesentere che pone a contatto le sue due estremità e per un

assottigliamento dei due epiteli contrapposti consente di riversare direttamente nel

proctodeo l’eccesso di acqua e zuccheri che verranno espulsi sotto forma di melata.

Apparato respiratorio e

respirazione

Negli insettti, a differenza dei vertebrati, il trasporto dell’ossigeno non è affidato

all’emolinfa ma avviene tramite scambi gassosi.

Tutti gli insetti sono organismi aerobi, dunque per sopravvivere devono assorbire

l’ossigeno presente nell’ambiente in cui vivono, ed eliminare l’anidride carbonica respirata

dalle loro cellule. Questo fenomeno è detto scambio gassoso (diverso dalla respirazione

che si riferisce ai processi metabolici che consumano ossigeno).

In quasi tutti gli insetti lo scambio gassoso si verifica attraverso le trachee (invaginazioni

epidermiche con struttura simile a quella del tegumento , con uno strato di cellule

epiteliali che secernano una membrana basale verso l’esterno e un’intima cuticola verso

l’interno; quest’ultima presenta dei rilievi detti tendi che prevengono il collassamento delle

trachee, preservandone l’elasticità. Alcune porzioni di trachea possono però perdere

completamente o parzialmente i tenidi e dilatarsi a formare dei sacchi aerei atti a

migliorare la distribuzione dell’aria all’interno del sistema tracheale e/o a consentire lo

svolgimento di altre importanti funzioni vitali.

I sacchi aerei sono quindi dilatazioni di tratti tracheali solitamente privi di tenidi. Sono

serbatoi di aria di ausilio, spesso, ai muscoli delle ali).

Le trachee si biforcano e si diramano in tutto il corpo, in prossimità dei tessuti diventano

di un diametro inferiore a 1 micrometro e vengono dette tracheole, tubicini a fondo cieco,

sono in contatto con tutti gli organi e tessuti interni e sono particolarmente numerosi nei

tessuti che hanno una maggiore richiesta di ossigeno.

L’aria entra nelle trachee (inspirazione) tramite delle aperture cuticolari dette stigmi/

spiracoli ,disposti lateralmente sui segmenti addominali e toracici, che dopo vengono

chiusi permettendo all’aria di diffondere all’interno del corpo e di arrivare ai tessuti tramite

le tracheole.Qui deve raggiungere i mitocondri per poter svolgere i processi ossidativi.

Contemporaneamente all’ingresso di O, dall’apertura degli stigmi, si ha anche la

fuoriuscita della CO2.

Gli stigmi internamente sono formati dal peritrema e da una camera, o atrio, tappezzato

interamente da apparati di filtrazione (peli, setole…atti a mantenere il sistema pulito) e

possono essere dotati o meno (sistema aperto) di un dispositivo di apertura e chiusura

detto valva.

Gli insetti possono presentare 10 paia di spiracoli, 2 toracici e 8 addominali; in alcuni casi

possono essere di numero inferiore a 10 ma sempre superiore a 0.

• Olopneustici: 2 coppie di spiracolli toracici e 8 addominali funzionali

• Anfipneustici: solo la prima e l’ultima coppia di spiracoli aperti

• Propneustici: solo la prima coppia

• Metapneustici: solo l’ultima coppia

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• Apneustici: no spiracoli aperti e la respirazione avviene attraverso la superficie

corporea o attraverso branchie. Caratteristico degli insetti acquatici o di

endoparassitoidi.

Gli insetti che vivono in ambiente acquatico si distinguono in:

- Acquaioli: se vincolati dalla respirazione atmosferica. Necessitano di un contatto semi-

permanente con la superficie; devono, infatti, fare scorta di bolle di aria, prelevate dalla

superficie e immagazzinate in diverse parti del corpo per poi utilizzarle nel tempo di

permanenza sott’acqua. Sono dotati di spiracoli localizzati; alcune tipologie di insetti

inseriscono questi spiracoli all’interno dell’aerenchima di piante acquatiche, altri sono,

invece, dotati di strutture specializzate (peli o setole), atte a mantenere un film

permanente di aria sulla superficie corporea (piastrone respiratorio), a cui sono

connesse le trachee per consentire il passaggio di ossigeno ai tessuti.

- Acquatici: se in grado di respirare l’ossigeno disciolto nell’acqua tramite delle

pseudobranchie, branche spiracolari o branche rettali. Tutte queste sono ricoperte da

una cuticola molto fine , al di sotto della quale si estende una fitta rete di trachee e

tracheole. Tranne poche eccezioni, il sistema tracheale degli insetti acquatici viene

definito “chiuso” in quando l’ossigeno disciolto nell’acqua non entra attraverso gli

spiracoli che, anche quando sono presenti non sono funzionali, ma tramite la finissima

cuticola, e tramite il ricco sistema tracheale viene trasportato ai tessuti.

Un caso particolare di scambio gassoso è quello degli insetti parassitoidi, che devono

compiere parte del loro sviluppo immersi nell’emolinfa dell’ospite.

Per far cio vengono adottate due soluzioni:

1. Respirare l’ossigeno disciolto nell’emolinfa della vittima per via cutanea o tramite

espansioni tegumentali

2. Respirare l’ossigeno atmosferico penetrando la cuticola dell’ospite e ponendo i propri

spiracoli o il peduncolo del proprio uovo all’esterno, oppure forando un ramo del

sistema tracheale dell’ospite, ponendolo a contatto con il proprio.

Apparato circolatorio e

circolazione

L’emolinfa è il fluido corporeo di un insetto che circola intorno agli organi interni, nella

cavità corporea, detta emocele, divisa in tre seni (pericardiale - periviscerale - perineurale)

da:

• Diaframma dorsale: formato da tessuto connettivo dal quale si originano i muscoli alari

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