Anatomia dels insectes PDF

Preview

Summary

En aquest document es detallen trets característics de l'anatomia dels insectes, classificació, com funcionen aquestes estructures per un correcte funcionament de l'organisme, etc. ...

Description

Hola a tots i totes i benvinguts sigueu a un nou vídeo! Actualment ens trobem a una zona pròxima al Parc Natural de Collserola per tractar un tema ben interessant i que ens ajudarà a conèixer millor la fauna que ens envolta. És per això que avui parlarem sobre els insectes.

QUÈ SÓN ELS INSECTES? Els insectes són uns animals invertebrats triblàstics(Marca la presència de teixits diferenciats) dins del fílum dels artròpodes hexàpodes de la classe Insecta que van aparèixer farà uns 480 milions d’anys enrere durant el període geològic que coneixem amb el nom d’Ordovicià. Aquests animals es caracteritzen per presentar, exactament, 6 potes i dues antenes i de forma opcional poden tenir un o dos parells d’ales.

ANATOMIA... Externa: L’exoesquelet El seu cos està recobert per un exoesquelet format per un conjunt de 3 capes sobreposades unes sobre les altres. La capa més interna i fina és la membrana basal, la qual sostén l’exoestructura i és fonamental pel transport de substàncies clau per a les cèl·lules de la epidermis i algunes glàndules. Seguidament trobem la epidermis, una intercapa formada per cèl·lules especialitzades, incloent glandulars i sensorials, amb la funció principal de formar la cutícula, la tercera i última capa de la que ara parlarem. La cutícula és la capa més superficial secretada per la epidermis formant diferents estrats lipoproteics, lipídics, polisacàrids i complexos glicoproteics però les biomolècules més característiques d’aquesta estructura són el polisacàrid quitina i la proteïna esclerotina. Gràcies a les diferents característiques de les proteïnes que conformen aquesta exoestructura, les propietats de l’exoesquelet varien en funció de la zona on es localitzi, és a dir, en les petites zones al voltant de les potes, l’exoesquelet és més flexible per facilitar el moviment, en canvi, en gran part de la zona dorsal, l’exoesquelet és rígid però segmentat per protegir la zona del seu cos que és més vulnerable i a la vegada permetre el moviment. La rigidesa de determinades zones d’un exoesquelet ve donada gràcies al procés d’esclerotització que enfosqueix i endureix l’exoesquelet. El conjunt d’aquestes 3 capes té la funció de protegir els òrgans interns de l’insecte, donar-li forma, evitar les pèrdues d’aigua gràcies als lípids presents a la seva composició, subjectar els músculs i permetre el vol de l’insecte ja que la estructura que formen les ales deriva de l’exoesquelet de l’animal.

Així mateix, tots els insectes tenen el cos segmentat en 3 parts diferents que ens faciliten el seu estudi: EL CAP: Primerament distingim el cap , cavitat del cos en forma d’ou on situem ulls, antenes o antènules de l’insecte i les peces bucals. El cap està format per un conjunt de peces del seu exoesquelet anomenades esclerites que s’uneixen entre elles per recobrir el que en castellà és conegut com: tentorio, un conjunt endoesquelètic que deriva de l’exoesquelet on es col·loquen els músculs connectats al tracte digestiu i està unit a la resta del cos gràcies a un coll flexible i membranós. Ulls... Com he mencionat anteriorment, és en el cap on situem els ulls de l’insecte, però resulta que existeixen de dos tipus. Podem trobar-ne dos de compostos i, de forma opcional, un màxim de tres simples. Els compostos es situen a la zona lateral del cap, mentre que els simples es troben en l’espai entre ulls compostos. L’ull compost és una agrupació de desenes de milers d’ommatidis que li donen la seva típica aparença d’hexàgons enganxats. Aquests monòmers es componen de cèl·lules fotoreceptores i pigmentàries juntament amb altres cèl·lules que ajuden a les anteriors a mantenir-se vives i actives. Els ommatidis tenen forma de con i es col·loquen de tal manera que la part més àmplia miri cap a fora ja que és aquí on trobem la còrnia i sota d’aquesta, el con cristal·lí. Per tant, la percepció visual de l’insecte serà el resultat de la interpretació cerebral de tota la informació captada per cadascun dels ommatidis. D’altra banda, així com els ulls compostos són complexes i configuren una imatge conjunta, els ulls simples o ocels són senzills i només perceben la presencia o falta de llum ja que resulten de l’agrupació de cèl·lules fotosensibles o fotoreceptores i no tenen capacitat d’enfocament. Antenes... En el cap d’un insecte també diferenciem les antenes, unes unitats multisensores articulades, mòbils i segmentades a través de les que un insecte pot percebre el tacte, olors i, en alguns casos, també sons. Tota antena d’un insecte es divideix en 3 subunitats, la primera és el basal i és la part que s’uneix al cap, la segona és el pedicel, encarregada de connectar el basal amb el flagell per tal que la informació captada no es perdi, i per últim trobem el flagell, un segment format per “flagelomers” que manca de músculs però té moviment gràcies al basal i el pedicel.

Peces bucals... Per últim, al cap trobem unes estructures situades a la zona inferior que permeten a l’insecte alimentar-se, aquestes són les peces bucals. Les peces bucals són diferents i en trobarem de varis tipus en funció de la seva alimentació i la forma en que ho fan, però de forma general diferenciem 4 peces bucals diferents: 1. Llavi simple: Té una forma laminar amb funció gustativa i es situa a la part superior tancant per davant la cavitat bucal. 2. Queixals: Es situen horitzontalment a sota del llavi simple amb la funció de triturar l’aliment. 3. Llavi: Situada a la part inferior de la cavitat bucal, té la funció 4. Maxil·la: És una peça situada a sota dels queixals . Llavi simple Maxil·les Queixals Llavi

EL TÒRAX: Després del cap, trobem el segon segment anomenat tòrax, on situem les potes i les ales de l’insecte. Igual que el cap, el tòrax està format per esclerites que s’uneixen entre elles i segmenten el tòrax en unes altres 3 parts que de menys a més distància al cap, són: el protòrax, mesotòrax i metatòrax. A cadascun d’aquests segments trobem un parell de potes, mentre que en algunes ocasions, podem trobar un parell d’ales al mesotòrax i/o al metatòrax. Les potes... Les potes dels insectes són també segmentades i articulades i els permeten caminar o nadar. Les potes les podem dividir en 5-6 segments diferents formant una estructura que augmenta la fixació amb el terra o que amorteix millor salts/caigudes, tot i que també poden desenvolupar funcions excavadores, recol·lectores, premsadores, entre moltes altres.

Saltadora

Premsadora

Recol·lectora

Les ales... Com he mencionat, al tòrax també situem les ales, unes unitats que en ocasions hi poden ser presents i que usualment permeten a l’individu volar i fer grans desplaçaments tot i que no sempre és així. Per tant, definim les ales com extensions fines de l’exoesquelet de forma aproximadament triangular que contenen al seu interior uns filaments endurits anomenats venes que normalment permeten el vol a insectes adults, solen ser translúcides i d’aparença membranosa. Al llarg de la història evolutiva dels insectes, les ales han patit moltes modificacions que han fet variar la seva morfologia i la forma en que es presenten. Per exemple: 

En els coleòpters, el primer parell d’ales situat al mesotòrax es troben molt endurides i no serveixen per volar, és a dir, es posicionen a sobre del segon parell d’ales actuant sobre aquest com una protecció: Primer parell endurit

Segon parell protegit



En els dípters el segon parell d’ales desapareixen per tal que en el seu lloc surtin dues “boles” que, pel que sembla, ajuden a estabilitzar el vol i orienta a l’animal durant el seu vol:

Ales transformades



En els tisanòpters, els dos parells d’ales s’han fet més estretes i han desenvolupat llargs pèls per tot el perímetre.

Pèls de les ales

L’ABDOMEN: L’abdomen és el tercer i últim segment del cos d’un insecte i es situa després del tòrax. Si analitzem l’abdomen des de l’exterior, ens adonarem que és també segmentat –permetent mobilitat– i que es forma per la unió d’esclerites a la part superior i inferior, entre mig d’aquestes, existeix una separació d’un àrea que no presenta esclerites i, per tant, no hi ha presència d’exoesquelet. Al mancar l’exoesquelet en aquesta zona, apareixen unes petites obertures del sistema respiratori anomenades espiracles o estigmes per on accedeix l’aire extern en direcció a les tràquees de l’insecte. Així mateix, a la part posterior de l’abdomen, trobem un seguit d’orificis que seran emprats per dur a terme la reproducció, la posta d’ous, l’excreció i la defecació. Zona pre-genital

Zona genital

Cercus Placa supranal Placa subanal

Zona pre-genital

Zona genital

La part reproductora... Com podem observar en pantalla, la zona genital o reproductora la situem entre els segments 8 i 10 de l’abdomen ja que és en aquesta zona on solem trobar l’orifici genital o, en altres espècies, es forma un apèndix anomenat gonopodo especialitzat també en la transferència d’esperma. En el cas de la femella, la part reproductora consisteix en un orifici genital format per valves que en conjunt donen lloc a un òrgan conegut com ovipostor amb la funció de posar els ous i incrustar-los en el terra, teixit animal o vegetal. La seva morfologia és variable en funció dels hàbits de l’insecte en la posta d’ous. En alguns insectes trobem que aquest òrgan ha estat modificat per formar un fibló i poder picar i injectar verí. Efectuen la posta per un altre canal.

Ovipostor

Ovipostor d’una abella modificat per picar

També trobem femelles sense ovipostor i desenvolupen un canal o tub de posta que rep el nom de oviscapto. Per tal que aquests ous siguin fecundats, les femelles disposen de dos ovaris, cada ovari conté un seguit d’ovariols que produeixen els òvuls o ous que seran fecundats. Aquests ous baixen per un conducte comú entre els dos ovaris anomenat oviducte. Aquest oviducte s’amplia per donar lloc a la cavitat genital, lloc on trobem l’espermateca, òrgan encarregat d’emmagatzemar l’esperma que fecundarà els òvuls.

Ovaris

Oviducte comú

Oviducte Espermateca

Vagina

D’altra banda, des del punt de vista masculí, l’estructura és ben semblant, és a dir, trobem un parell de testicles que contenen un seguit d’estructures que produeixen esperma. Cada testicle té un conducte deferent que en alguns insectes s’expandeix per formar una vesícula seminal, magatzem d’esperma. Ambdós conductes deferents s’ajunten per donar lloc a un conducte ejaculador únic que finalitza formant el Edeago. Un altre dels elements que opcionalment hi podem trobar és el Cercus, un apèndix que surt de la part final de l’abdomen i serveix per subjectar a l’individu en el moment de la fecundació. Testicles Conducte deferent

Vesícula seminal

Conducte ejaculador

Edeago

INTERNA: Un cop hem entès l’anatomia externa general dels insectes, passarem a explicar què és el que realment cobreix l’exoesquelet, és a dir, veurem l’anatomia interna general dels insectes... EL SN: Primerament començarem explicant el SN. Com bé tots sabem, el SN està format en la seva totalitat per unes cèl·lules anomenades neurones, és a dir, una neurona és la mínima unitat de transmissió d’informació encarregada de captar estímuls i elaborar-ne una resposta. Per tant, el SN és el sistema encarregat d’interconnectar els òrgans sensorials amb els òrgans efectors permetent a l’insecte efectuar una resposta eficaç i ràpida a les condicions que es donin al seu entorn. Dividim el SN d’un insecte en 3 parts diferents: 

Sistema nerviós central (SNC): Primer trobem el SNC, que és la estructura principal del SN, i està formada pel cervell i els ganglis. Els ganglis no són res més que agrupacions neuronals. Situem el cervell al cap de l’insecte. El cervell està constituït per masses fusionades de ganglis que el divideixen en 3 parts en funció d’on prové la informació que reben: 1. Protocervell: Rep informació dels ulls simples i compostos. 2. Deutocervell: Rep informació de les antenes. 3. Tritocervell: Rep informació de la resta del cos. Del cervell surten dues “cordes” nervioses que s’estenen fins l’abdomen de l’insecte paral·lelament, en aquestes “cordes” trobarem repartits els diferents ganglis formant una estructura similar a la nostra medul·la espinal però que en lloc d’estar protegida per una columna vertebral, està protegida per l’exoesquelet de l’animal. La distribució dels ganglis en cada segment del SN dependrà de l’espècie.

Cervell Ganglis del cap

Ganglis toràcics

Ganglis abdominals

Estructura típica del SNC d’un insecte





SN visceral: Forma part del SNC i és la part encarregada d’interconnectar i fer arribar la informació a la resta de sistemes com al digestiu o el circulatori focalitzant-se en el cor. Sistema nerviós perifèric (SNP): Representa tota la resta d’estructura nerviosa que deriva del SNC i del SN visceral i connecta músculs i glàndules. També incloem en aquesta part tots els nervis que fan arribar la informació captada per receptors al SNC on serà processada i s’enviarà una resposta que viatjarà pel SNP cap a una cèl·lula efectora. Ganglis toràcics (SNC) Nervis (SNP)

Ganglis abdominals (SNC) Cervel (SNC)

EL SISTEMA MUSCULAR (SM): Un cop hem vist el sistema nerviós d’un insecte, ara veurem el sistema que pot encarregar-se d’executar la resposta enviada per aquest, és a dir, el sistema muscular. El sistema muscular és essencial pel moviment de l’insecte ja que fa possible la mobilitat de totes les extremitats articulades gràcies a molts músculs diferents que, sorprenentment, superen en quantitat als nostres. De forma general, el teixit del SM d’un insecte està format per fibres estriades que a la seva vegada les formen miofibril·les constituïdes per actina i miosina, proteïnes que permeten la contracció del múscul en rebre un Múscul estriat estímul del SN. Com he dit anteriorment, l’exoesquelet d’un insecte pot formar estructures internes que ens recorden a un endoesquelet tot i tractar-se d’un animal invertebrat. El fet que es generin aquestes estructures permet als músculs tenir una zona de fixació i poder contreure’s i relaxar-se sense patir cap descol·locació.

D’altra banda, diferenciem dos tipus de SM: 



SM esquelètic: És la part del SM encarregada del moviment de les articulacions i es caracteritza per executar moviments ràpids i precisos a més de sempre trobar-se a les parets internes del cos de l’insecte. SM visceral: És l’altra part del SM especialitzada en recobrir els òrgans interns de l’insecte i realitzar els seus moviments de forma lenta i rítmica per tal que puguin complir les seves funcions principals, un clar exemple és el cor.

EL SISTEMA CIRCULATORI: El cor és un múscul que pertany al sistema circulatori i és gràcies a la seva contracció i relaxació que la hemolimfa pot arribar a arreu del cos de l’insecte. El sistema circulatori d’un insecte consta únicament d’una artèria dorsal oberta al cap, que recorre cap, tòrax i abdomen, que aboca la hemolimfa a unes “llacunes sanguínies” (Hemocoel) per la obertura davantera de l’artèria. És a la llacuna on les cèl·lules podran rebre la hemosubstància i la regresaran al cor. Així doncs, el cor d’un insecte és el segment abdominal de l’artèria dorsal. Està format per un conjunt de cavitats on situem uns ostíols que actuen com vàlvules per impedir el retrocès de la hemolimfa i evitar que aquesta no sigui bombejada cap a l’artèria aorta, situada en tòrax i cap.

EL SISTEMA DIGESTIU La composició de la hemolimfa conté alguns compostos orgànics que l’insecte ha d’ingerir. És per això que dins l’insecte també trobem un sistema digestiu encarregat d’absorbir nutrients que l’insecte incorporarà al seu cos mentre que les substàncies no digerides seran expulsades en forma d’excrement. L’alimentació dels insectes és molt variada ja que poden menjar des de fulles o carn fins a fusta, cadàvers i femtes. Per extreure els nutrients necessaris, el sistema digestiu d’un insecte consisteix en un tub revestit de teixit epitelial (Semblant a un intestí) que travessa de banda i banda el cos d’aquest amb un seguit d’estructures i glàndules associades que el permeten nodrir-se i incorporar o expulsar matèria. Dividim el sistema digestiu d’un insecte en 3 parts: 





Estomodeo: Zona que comprèn del cap a la meitat del tòrax amb la funció d’ingerir i triturar els aliments i predigerir-los amb l’ajuda de saliva formada per determinats enzims que és secretada per glàndules salivals. Mesenteron: Zona central del sistema digestiu que ocupa la segona meitat del tòrax i part de l’abdomen, on trobem una gran cavitat principal de digestió on totes les substàncies ingerides són degradades per certs enzims i algunes són absorbides.

Proctodeum: És la tercera i última zona que trobem del sistema digestiu situada al llarg de tot l’abdomen que s’encarrega d’absorbir l’aigua i els nutrients restants. Les restes del metabolisme de l’insecte, són expulsades per l’anus.

EL SISTEMA RESPIRATORI Com és ben sabut que en l’activitat metabòlica de cèl·lules aeròbiques, l’oxigen és necessari per obtenir energia en forma d’ATP. L’estructura encarregada de captar i distribuir l’oxigen de l’aire és el sistema respiratori, que en el cas dels insectes, sempre consisteix en una xarxa de tràquees internes que s’encarrega de repartir l’oxigen per les diferents parts del cos. Així mateix, abans de repartir l’oxigen, necessitem captar aire, i és per això que a les zones laterals del cos de l’insecte trobem unes obertures de l’exoesquelet anomenades espiracles que s’obren i tanquen gràcies al SM (Múscul relaxat: Espiracle obert//Múscul contret: Espiracle tancat). Quan l’aire entra pels espiracles, passa pel sistema de tràquees que capta l’oxigen i el porten a les cèl·lules properes que, després d’efectuar la respiració cel·lular, ha d’expulsar el diòxid de carboni a través dels espiracles.

Animació:https://www.edumedia-sciences.com/es/media/375-respiracion-de-los-insectos

SISTEMA EXCRETOR: El sistema excretor d’un insecte que dues funcions principals: 1. Mantenir un equilibri osmòtic. 2. Captar productes residuals de la llacuna sanguínia per expulsar-los juntament amb les femtes. La estructura encarregada d’aquesta funció són els tubs de Malpighi, situats a la part intestinal mesenteron però deriven de l’estructura intestinal final on es situa l’anus.

Reproducció - metamorfosis Ara que hem treballat i coneixem tota la anatomia general dels insectes, podem parlar de la seva reproducció. Normalment els insectes solen reproduir-se de forma sexual però trobem casos en que aquest procés és asexual. Dos clars exemples són els insectes pal on la mare posa els ous sense fecundar i s’obtenen femelles mentre que dels ous que pon la reina abella sense fecundar, surten mascles. Així com la gran majoria d’insectes tenen una reproducció sexual, també són ovípars tot i que també trobem casos d’ovivípars i espècies hermafrodites. En el moment que l’ou o óvul és fecundat i neix l’individu, el subjecte passa per un seguit d’estadis, que variaran en funció de l’espècie, que el faran passar d’un estadi immadur a un totalment madur patint grans canvis estructurals. Aquest conjunt de fases s’anomenen metamorfosis i en molts insectes implica la renovació del seu exoesquelet de forma regulada pel sistema endocrí degut al creixement que experimentaran. En el moment que arriben a l’edat adulta, el principal objectiu dels insectes és reproduir-se i és per això que assoliran una maduresa sexual. Comportament social: Com éssers vius que són, els insectes es relacionen amb el seu medi i altres individus. Els grups més coneguts pel seu comportament social són les abelles i les formigues. Aquests dos grups viuen en col·lònies molt organitzades i és sabut que fins i tot les abelles han desenvolupat un sistema de llenguatge simbòlic innat però això no vol dir que la majoria d’insectes siguin socials, sinó que és totalment...