Appunti di Entomologia agraria

Entomologia agraria

Gli insetti sono una classe di artropodi, ricca di specie e diffusa in tutta la terra. Il nome deriva dal latino che sta a significare corpo suddiviso in setti. Le specie conosciute sono circa un milione, sono presenti ovunque anche negli ambienti estremi come ghiacciai, deserti, caverne sotterranee e depositi di petrolio purché vi sia la presenza di sostanza organica per nutrirsi. Gli insetti si sono evoluti dagli antenati marini circa 400 milioni di anni fa.

Entomologia generale

L’entomologia generale studia gli insetti nei suoi vari aspetti scientifici come: morfologia, anatomia, fisiologia, comportamento, ecologia ecc. Da qui ripartiamo l’entomologia generale in due diversi ambiti:

• Entomologia agraria - Studia l’interazione degli insetti con le piante e i prodotti agroalimentari, inoltre i mezzi e le tecniche per contrastarne gli effetti negativi o potenziarne quelli positivi.
• Entomologia medica - Studia le interazioni degli insetti con la specie umana, come agenti diretti o indiretti di malattie o affezioni.

L’entomologia è una branca della zoologia. La zoologia è la scienza che studia gli animali in tutti i suoi aspetti. In genere, gli animali differiscono dai vegetali per via del loro metabolismo, infatti, le piante sono autotrofe mentre gli animali eterotrofi. In questo caso però ci sono delle incongruenze come i funghi che nonostante appartengono al regno Plantae sono comunque da definirsi eterotrofi. Lo stesso vale per le piante carnivore che sono parzialmente autotrofe perché ricavano le sostanze proteiche dalle vittime animali.

Principali ordini di insetti

• Coleotteri 435.000 specie, gruppo più numeroso
• Imenotteri 190.000 specie, con ali membranose, gran numero di insetti utili nemici naturali di insetti dannosi (api, formiche, vespe)
• Lepidotteri 170.000 specie, mangiano materiale vegetale talvolta sono quindi dannosi (farfalle)
• Ditteri 135.000 specie (mosche, moscerini, zanzare)
• Rincoti 78.000 specie (cimici, cicaline)
• Ortotteri 35.000 specie (grilli, cavallette)
• Odonati 7.000 specie (libellule)
• Altri ordini 50.000 specie

Morfologia degli insetti

Negli insetti il corpo è suddiviso in 3 parti (setti), quali:

• Addome - Non porta zampe ma ha gli organi riproduttivi (gonapofisi), le femmine nel rilascio delle uova danneggiano l’ambiente del rilascio (ovopositore).
• Capo o testa - Con le antenne, occhio composto e alla base ha appendice boccale.
• Torace - Suddiviso in tre parti: Protorace (1° segmento) porta un paio di zampe e non le ali. Mesotorace porta un paio di zampe e un paio di ali. Metatorace porta un paio di zampe e un paio di ali.

Capo degli insetti

Il capo degli insetti presenta diverse strutture importantissime come gli occhi. Gli occhi degli insetti possono essere di diverse tipologie:

• Occhi composti - Sono gli organi visivi principali, in alcuni insetti occupano quasi tutto il capo, sono costituiti da ommatidi (piccoli occhi). Il campo visivo di ogni ommatidio differisce da quello circostante e insieme vanno a comporre l’immagine.
• Stemmata - Sono presenti nelle larve infatti detti anche ocelli larvali, sotto forma di una macchia (larve quasi ceche).
• Ocelli - Diversa origine biologica rispetto ai precedenti, sensibili alla luce anche bassa, visione di limitata risoluzione, disposti a triangolo.

L’inclinazione del capo può assumere diverse angolazioni:

• Capo ipognato - Capo perpendicolare all’asse del corpo.
• Capo metagnato - Il capo forma un angolo acuto con l’asse del corpo.
• Capo prognato - Sono predatori, il capo segue la linea di simmetria. Utile per vedere le prede.
• Capo epignato - Capo rivolto verso l’alto.

Antenne degli insetti

Le antenne sono le strutture che portano gli organi di senso dell’insetto. Sono divise in 3 sezioni:

• Scapo (Sc) - Pezzo unico
• Pedicello (P)
• Flagello (F) - Può essere costituito da più pezzi messi insieme. I membri di un’antenna prendono il nome di antennomeri, indicando per però solo quelli costituenti il flagello, si parla di flagennomeri.

Tipologie di antenne:

• Articoli del flagello simili tra loro:
• Setiforme
• Imbricata
• Pettinata
• Articoli del flagello diversi fra loro:
• Antenna lamellata
• Antenna clavata

Sull’antenna sono situati tutti gli organi adibiti all’olfatto, al gusto, alla temperatura, alla CO₂ e al movimento. Esternamente si possono distinguere gli organi olfattivi (fori su tutta la superficie), quando invece è presente un foro singolo sul sensillo (pelo, organo recettore) saremo sicuramente in presenza di un organo di gusto.

Apparati boccali

Gli apparati boccali degli insetti possono essere di diversi tipi:

• Masticatore - Apparato boccale masticatore di foglie, radici e tronchi, ad esempio cavalletta.
• Ortomasticatore lambente - Esempio della vespa.
• Lambente-succhiante
• Succhiante - Apparato boccale succhiante, non provoca alcun tipo di danno, esempio farfalla.
• Pungente succhiante - Provoca danni, fora e succhia. Esempio cicala e zanzara.
• Pungente-succhiante-lambente - Esempio tafano.

I “pezzi” boccali invece sono suddivisi in:

• Labbro superiore
• Mandibole - Pezzi pari utili al taglio e alla macinazione del cibo, si articolano al capo mediante un attacco a due punti chiamato condilo-acetabolo, regolato dai muscoli. È costituito da un’area molare (AM) e una triturante (AT).
• Mascelle - Pezzi pari uniti da un unico punto (condilo) in modo tale da muoversi liberamente in più direzioni nella manipolazione del bolo alimentare.
• Labbro inferiore

Sotto il labbro superiore è situata l’ipofaringe, un apparato suddiviso in:

• Parte dorsale - Canale da dove entra il cibo
• Parte ventrale - Canale dove sono situate le ghiandole per digerirlo

Frontalmente si notano solo i primi due (labbro superiore e mandibola), mentre lateralmente si notano tutte e quattro. Se si fa una sezione longitudinale, non si vedono le mascelle perché esterne ma si nota l’ipofaringe che divide in una parte dorsale e una ventrale come due canali. Dalla parte sopra inizia l’apparato digerente, da quella sotto l’apparato (dotto) salivare.

Masticatore di Ortottero (cavallette e grilli): È il più diffuso e primitivo, non per l’anzianità ma perché è quello di partenza di tutti gli apparati, hanno antenne e occhi, poi verso il basso si ha il clipeo (pezzo di cranio) al quale è attaccato il labbro superiore (pezzo non articolabile) che delimita il cavo orale. Andando verso il basso si ha due mandibole dentellate che servono a spaccare e costituite da un pezzo unico variamente conformato.

Sono divise in tre parti le mascelle: cardine, stipite (due lobi: galea e lacigna), palpo mascellare. Il labbro inferiore è caratterizzato da post-mento, mento e pre-mento poi si ha il palpo labiale e due lobi esterni (para glossi) e quello interno (glosso) è uno solo.

Mandibole due pezzi, la parte apicale detta area di taglio e quella interna detta area molare, si articolano in due punti mediante un sistema condilo-acetabolo regolato dai muscoli. Mascelle due pezzi pari, si articolano al cranio in un unico punto detto condilo e pertanto possono muoversi in più direzione. Labbro inferiore si divide nelle varie parti.

Per quanto riguarda l’apparato boccale delle larve di lepidotteri (es: farfalle), sono molto dannose. In esse variano le mascelle e il labbro inferiore rispetto all’adulto. Infatti, nelle larve è presente un apparato maxillo-labiale, costituito da due lobi laterali e uno centrale (anziché avere le ghiandole salivari, c’è un tubicino che secreta un liquido che a contatto con l’aria forma la seta).

Nel lepidottero adulto si hanno grandi occhi e la spiritromba, i cui peli sopra sono i palpi labiali. Mandibole molto ridotte come il labbro superiore. Ciò che rimane sono le galee che danno origine alla spiritromba poiché si allungano. La spiritromba in posizione di riposo è arricciata e si srotolerà grazie all’emolinfa che è contenuta all’interno del cranio avvolgendo il cervello. La spiritromba si allungherà grazie alla contrazione dei muscoli del cranio che fanno diminuire la cavità della testa spingendo con una certa pressione il liquido nella spiritromba.

L’apparato boccale degli Emitteri o Rincoti è caratterizzato da un labbro inferiore (rostro) internamente cavo, che si allunga enormemente rispetto a quello dei lepidotteri, contenente mandibole e mascelle trasformate in stiletti mascellari (lunghi e aguzzi) contenuti all’interno del labbro quando sono nella posizione di riposo. Trasversalmente, si distinguono gli stiletti mascellari (interni) e mandibolari (esterni). I primi sono sempre uniti anche a riposo mentre i secondi sono separati e si uniscono in un secondo momento per succhiare.

Grazie a questo specifico apparato distinguiamo un apparato pungente-succhiante. Nella sezione trasversale, il labbro inferiore si vede, quattro pezzi, quelli interni mascellari ed esterni mandibolari; i mascellari sono già uniti a formare canali da cui passa la linfa. Il canale da cui passa il cibo prende il nome di cibario. Il foro da cui esce la saliva, canale ventrale, è detto salivario. Gli stiletti mandibolari scorrono su quelli mascellari già uniti. Il labbro inferiore ha dei muscoli che prendono gli stiletti (pinza) e aiutano a penetrare per pungere e poi succhiare.

• Labbro inferiore lo poggiano sul substrato facendo penetrare gli stiletti
• Labbro inferiore si ripiega a ginocchio rovesciato per poi far penetrare gli stiletti

A fare il primo buco sono le mandibole, prima una poi l’altra e solo dopo penetrano gli stiletti.

Torace

Fornisce attacco alle ali e alle zampe ed è suddiviso in tre segmenti: protorace, mesotorace e metatorace.

Ali

Le ali si sono formate per espansione laterale del tegumento a livello del meso e del metatorace. Dalla morte delle cellule epidermiche si forma un sottile strato cuticolare che costituisce le nervature. Queste forniscono supporto all’ala. Sono apparse, in origine, come pieghe tegumentali e, in seguito, sono divenute mobili per articolazioni più o meno complesse costituitesi tra la regione tergale e la pleurale.

Organi vivi dotati di nervature cave, contenenti trachee e nervi, all’interno delle quali scorre l’emolinfa. Si articolano al torace per mezzo di scleriti collegati con muscoli che rendono possibili le variazioni di direzione e di velocità del volo, apparati di agganciamento che prendono nomi diversi a seconda dei gruppi. Le ali sono in genere 4 ma possono essere anche 2 (nei Ditteri) o essere assenti (apterigoti). Sono analoghe (non omogenee) con le ali di altri animali alati.

Tipi di ali:

• Con scarse nervature ali simili
• Con numerose nervature ali sub simili
• Ali diverse con numerosissime nervature
• Senza nervature
• Ali anteriori ridotte
• Ali posteriori ridotte
• Ali posteriori assenti
• Ali posteriori trasformate in bilancieri
• Ali membranose
• Ali tegmine
• Ali emieritre
• Ali eritre (indurite)

Zampe

Altro elemento molto importante per gli insetti, ne abbiamo quattro tipologie:

• Cursorie (corre)
• Saltatorie (salta)
• Fossorie (scava)
• Rapinatore (veloci per acchiappare)

Le zampe si articolano con gli scleriti pleurali e sono costituite da una serie di segmenti. Il pretarso è formato dalle unghie laterali e da un arolio mediano. Dall’alto in basso possiamo distinguere le varie parti nel dettaglio:

1. Coxa (cx)
2. Trocantera (tr)
3. Femore (fm)
4. Tibia (tb)
5. Tarso (ts)
6. Unghia (u)

Addome

Costituito primitivamente da 11 segmenti e un telso terminale non segmentato. Nell’embrione di solito sono visibili 10 uriti più un piccolo segmento perinale. Presenza di appendici: stili (urosternali) e cerci (nell’ultimo urite).

M - Membrana intersegmentale

St - Stigma

Us - Urosterno

Ut - Urotergo

L’ottavo e il nono segmento nella femmina e il nono nel maschio, sono definiti uniti genitali poiché contengono le armature genitali esterne, dette gonapofisi. Quest’ultime sono responsabili nell’accoppiamento e nella deposizione delle uova.

Gonapofisi: nelle femmine per l’accoppiamento e/o la deposizione delle uova. Derivano da modificazioni di appendici addominali. Associate all’VIII (1paio) e al IX segmento (2 paia) quelle maschili solo al IX.

Ovopositore

Morfologico: costituita da 3 coppie di valve, una all’VIII sternite, due al IX. Ovopositore di sostituzione: i segmenti terminali dell’addome si allungano a costituire un sottile ovopositore telescopico (efenotteri, ditteri, coleotteri ecc…).

Le larve possono essere: apodi (senza zampe né pseudo zampe) oppure polipode.

Tegumento o esoscheletro

Delimita e protegge il corpo, assicura l’attacco ai muscoli e l’ancoraggio agli organi interni. Dall’esterno all’interno: cuticola, epidermide, lamina basale. Una sottilissima membrana monostratificata che prende il nome di lamina basale, separa l’epidermide dall’emocele. La sua funzione è quella di agire da filtro tra l’emolinfa e le cellule epidermiche, regolando il passaggio delle molecole nelle due direzioni.

Cuticola (Cu)

È composta da due strati, quali:

• Epicuticola, strato responsabile della impermeabilità del tegumento (sottile, lipoproteine tannizzate, cere e cemento).
• Procuticola, è costituita da due strati:
  • Esocuticola, strato più sottile. (str. colorato, prot. tann., chitina e sclerotina).
  • Endocuticola, strato più spesso (str. spesso, incolore e molle, attraversato da pori canali. Costituito da proteine non tannizzate, chitina e resilina).

Epidermide (E) strato vivente, secerne la cuticola. Lamina basale (Mb) molto fine, costituita da un mucopolisaccaride che ingloba fibre di collagene.

Ordini insetti (parte 1- prof. Barbara Conti)

Classe Insecta

Ci sono due sottoclassi: Apterygota (4 ordini) senza ali e Pterygota (26 ordini).

Apterygota

Comprendono:

• Collembola
• Protura
• Diplura
• Thysanura (pesci argentati)

I quali hanno le seguenti caratteristiche:

• Atteri – Senza ali
• Piccole dimensioni
• Tipici degli ambienti umidi
• Fitofagi, micofagi o saprofagi – Si nutrono di vegetali, funghi e organismi in decomposizione
• I Tisanuri si nutrono di alghe, funghi, licheni e manufatti contenenti cellulosa
• Ametaboli - Insetto che non subisce metamorfosi durante lo sviluppo

Gli insetti si suddividono in:

• Eterometaboli - Lo sviluppo prevede dall’uovo la fuoriuscita di una forma giovanile simile a quella dell’adulto. È simile nella forma all’apparato boccale con l’unica differenza che nell’individuo adulto mancano le ali.
• Olometabolia - Le forme giovanili sono completamente diverse rispetto alla forma adulta (stadio di ninfa e pupa).

Chiaramente vi sono diverse eccezioni di cui una di queste è quella della sottoclasse degli apterigoti che sono ametaboli cioè non raggiungono mai la forma adulta poiché non hanno una vera e propria metabolia e quindi trasformazione. Il motivo è perché non sviluppano le ali. Tali insetti una volta raggiunto lo stadio adulto, che coincide con lo sviluppo delle gonadi, possono riprodursi continuando però a fare mute (sono gli unici a farlo).

Pterygota

Eterometaboli – Insetti con sviluppo incompleto che alla nascita è già simile all'adulto, differenziandosi da esso solo per la mancanza di ali. Olometaboli – Dall’uovo esce una forma completamente diversa dall’adulto (es. larve). Stato pupa afago e quiescente (uovo larva pupa adulto)

1. Odonata (libellula)

• Eterometaboli, Olometaboli; Ovipari depongono le uova sull’acqua; Stadi preimaginali acquatici (respirazione acquatica);
• Predatori;
• 2 sottordini Anisoptera e Zygoptera.

Forme giovanili: Uovo neanidi e ninfe (senza ali, abbozzi alari i secondi) Respirazione acquatica: Tracheobranchie possono essere nasali (Zygoptera) e toraciche (Anisoptera).

Sottordini:

• Zygoptera Forma adulta: quando sono fermi, tengono le ali chiuse verticali rispetto al corpo. Forma giovane: le tracheobronchie sono estroflessione caudali (portare in fondo)
• Anisoptera Forma adulta: Quando sono in posizione di riposo tengono le ali aperte (non le chiudono mai). Forma giovane: Le tracheobranchie sono rettali, cioè sono estroflesse solo nel momento del bisogno (e sono portate in una tasca anale).

2. Orthoptera

Hanno molte caratteristiche:

• Dimensioni varie (fino a 25 cm di apertura alare)
• Apparato boccale masticatore (fitofagi) è ortotteroide nel senso che l’apparato di partenza è primitivo. È costituito da un labbro superiore, ipofaringe, gnatiti (mascelle 1° paio, mandibola e individui in...