Resumen Entomologia Optativa 4º PDF

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TEMA 1: ANATOMÍA EXTERNA DE LOS HEXÁPODOS1. LA TAGMOSIS:La ORGANIZACIÓN DE LOS ARTRÓPODOS tiene lugar sobre un MODELO ESTRUCTURAL METAMÉRICO basado en la existencia de unidades o segmentos corporales (METÁMEROS) que se repiten a lo largo del animal.En función del tipo de segmento que compone el cuer...

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TEMA 1: ANATOMÍA EXTER EXTERNA NA DE LOS HEXÁPODOS 1. LA TAGMOSIS: La ORGANIZACIÓN DE LOS ARTRÓPODOS tiene lugar sobre un MODELO ESTRUCTURAL METAMÉRICO basado en la existencia de unidades o segmentos corporales (METÁMEROS) que se repiten a lo largo del animal. En función del tipo de segmento que compone el cuerpo del animal, encontramos DOS CATEGORÍAS dentro de la METAMERÍA: • •

HOMÓNOMA: todos los segmentos del cuerpo son iguales. HETERÓNOMA: los segmentos presentan diferencias estructurales entre ellos.

La METAMERÍA en los artrópodos es HETERÓNOMA y suministra la base para el proceso de TAGMOSIS o TAGMATIZACIÓN: TAGMOSIS TAGMOSIS: consiste en la agrupación de varios segmentos o metámeros para formar una nueva estructura funcional (TAGMA) caracterizado por la especialización funcional que presenta.

La MORFOLOGÍA EXTERNA de los hexápodos consta de TRES TAGMAS: CABEZA, TÓRAX y ABDOMEN. Éstos están constituidos por una serie de segmentos con mayor o menor grado de fusión y contienen una serie de apéndices y estructuras con distinta especialización funcional. 1.1. La cabeza y los apéndices bucales: En la cabeza, el exoesqueleto está formado por varias placas duras o ESCLERITOS que se sueldan dando lugar a la CÁPSULA CEFÁLICA. La cabeza se especializa en la CAPTURA Y MANIPULACIÓN DEL ALIMENTO, la PERCEPCIÓN SENSORIAL y la INTEGRACIÓN NEURONAL. La estructura de la cabeza soporta los ojos y una serie de apéndices articulados: un par de ANTENAS y tres pares de PIEZAS BUCALES.

ANTENAS: dectección de sustancias en el aire (olfato) y detección de estímulos táctiles.

Se distinguen las siguientes regiones: - ESCAPO: une la antena a la cabeza. - PEDICELO: une el escapo al flagelo. - FLAGELO: formado por artejos fusionados o no.

Se distinguen: - MANDÍBULAS: partes cortantes del aparato bucal muy duras y esclerotizadas para cortar el alimento. -MAXILAS: situadas detrás de las mandíbulas que ayudan a sujetar el alimento mientras es cortado. Presentan palpos equipados con organos sensoriales para la búsqueda de alimento. - LABIO: funciones similares a las maxilas. CABEZA

- HIPOFARINGE: situado detrás de la boca, conecta con los conductos de las glándulas salivares. - LABRO: cobertura por encima de las mandíbulas.

APÉNDICES BUCALES: capturar e ingerir el alimento.

Los aparatos bucales presentan difeentes patrones morfológicos en función de sus hábitos alimenticios: - MASTICADOR. - MASTICADOR-LAMEDOR. - LAMEDOR-CHUPADOR: adaptado para ingerir alimentos líquidos. - PICADOR-CHUPADOR: permite cortar tejido para alcanzar el alimento líquido y absorberlo.

1.2. El tórax: las alas y las patas: El tórax se divide en tres partes: PROTOTÓRAX, MESOTÓRAX Y METATÓRAX. Cada segmento se compone de unas placas duras o ESCLERITOS llamados TERGUITOS (posición dorsal), PLEURITOS (posición lateral) y ESTERNITOS (posición ventral). El tórax incluye un par de PATAS por segmento torácico y, puede presentar ALAS.

1.3. El abdomen: las estructuras reproductoras: Está formado como máximo por 11 segmentos. Los segmentos dorsales conforman el TERGO y el conjunto de los ventrales se denomina ESTERNO. Los ESPIRÁCULOS son las aberturas al exterior del SISTEMA TRAQUEAL que se encuentran situados en el tejido conjuntivo entre tergo y externo. En este tagma también se localizan las ESTRUCTURAS REPRODUCTORAS.

2. EL TEGUMENTO: El TEGUMENTO en los insectos es la BARRERA ENTRE EL ANIMAL Y SU ENTORNO. Está formado por una cubierta (CUTÍCULA) compuesta fundamentalmente por QUITINA y una capa simple de células epidérmicas (EPIDERMIS). La función del tegumento es la de proporcionar PROTECCIÓN MECÁNICA AL CUERPO y a sus APÉNDICES Y PROTECCIÓN CONTRA VIRUS, BACTERIAS Y HONGOS PATÓGENOS. El tegumento se caracteriza además por su CAPACIDAD DE AUTOREPARARSE.

2.1. La cutícula: La CUTÍCULA sirve de exoesqueleto para el ANCLAJE D DE E LOS MÚSC MÚSCULOS ULOS (permitiendo el movimiento) y contiene QUIMIO Y MECANORRE MECANORRECEPTORES CEPTORES Y RECEPTORES D DE E CARGA Y TE TENSIÓN NSIÓN (es responsable de la recepción sensorial). La cutícula está formada por dos capas principales: PROTOCUTÍCULA y EPICUTÍCULA. PROTOCUTÍCULA • • • • •

Capa MÁS INTERNA constituida por quitina. Los grupos de moléculas de quitina se organizan en microfibrillas y, combinadas con proteínas, se disponen en láminas. La protocutícula sufre un proceso irreversible de endurecimiento o ESCLEROTIZACIÓN: se produce cuando las cadenas de proteínas se unen entre sí por medio de quinonas. La capa MÁS EXTERNA y ESCLEROTIZADA de la protocutícula es la EXOCUTÍCULA y la MÁS GRUESA e INTERNA es la ENDOCUTÍCULA. La cutícula se encuentra esclerotizada en zonas que requieren gran resistencia: GARRAS, MANDÍBULAS… Para dar FLEXIBILIDAD a las articulaciones y entre los escleritos del cuerpo, la protocutícula NO SE ESCLEROTIZA y sólo está presente una ENDOCUTÍCULA MEMBRANOSA. EPICUTÍCULA

•

Capa MÁS EXTERNA de la cutícula donde se distinguen las siguientes regiones desde el interior hacia la superficie: - CAPA DE CUTICULINA: compuesta principalmente por proteínas unidas a quinonas y lípidos. - CAPA CÉREA: cadenas de hidratos de carbono y lípidos que proporcionan una barrera eficaz contra las pérdidas de agua y, en combinación con la capa de cemento confieren protección contra ataques bacterianos. En algunos artrópodos no insectos (crustáceos y algunos diplópodos) no existe esta capa y en su lugar encontramos deposiciones de sales cálcicas. - CAPA DE CEMENTO: de carácter lipoproteico.

Los insectos han desarrollado EXTENSIONES en la cutícula. Existen cuatro tipos de estructuras especializadas diferentes con la cutícula esclerotizada: •

• • •

SETAS O SETAE: pelos, macrotrichia o sensilas tricoides. Función sensorial (detectar estímulos y función de órganos táctiles). Cada seta está formada por una célula que interviene en la formación del pelo (CÉLULA TRICÓGENA), otra está involucrada en la formación de la cavidad (CÉLULA TORMÓGENA) y otra queda como célula sensorial. ESPINAS. ACANTAHE. MICROTRICHIA.

2.2. Epidermis: La EPIDERMIS es una capa interna de células que se asientan sobre una membrana basal. Se extiende alrededor del organismo y recubre internamente el intestino anterior y posterior y el sistema traqueal. 2.3. El color: origen y adaptaciones: La diversidad de colores es producida por la interacción de la luz con la cutícula y/o con las células o fluidos que subyacen mediante dos mecanismos: •

COLORES FÍSICOS: (estructurales) se producen por la interferencia y la dispersión de la luz debido a las imperfecciones de la cutícula y sus protuberancias. Los colores de INTERFERENCIA (iridiscentes y ultravioletas) se producen por refracción desde regiones variables de la cutícula y por difracción de la luz desde determinadas estructuras diferenciadas. Los colores producidos por la DISPERSIÓN de la luz dependen del tamaño de las irregularidades de la superficie, que se relaciona con la longitud de onda que puede ser absorbida.

•

COLORES QUÍMICOS: se producen debido a la absorción por parte de determinadas moléculas de un rango del espectro de luz visibles y a la emisión de una determinada longitud de onda (reflejada). Estas moléculas (PIGMENTOS) pueden ser obtenidas de tres maneras: -

Por el propio metabolismo del insecto. A través de las plantas de las que se alimentan. De microbios simbiontes.

Los pigmentos se encuentran en la cutícula, epidermis, hemolinfa o en el cuerpo graso. El oscurecimiento puede ser provocado por los procesos de esclerotización o por la deposición de melaninas. Existen muchos otros pigmentos como: -

Carotenoides, omocromos, papilocromos y pteridinas: tonos de amarillos a rojos. Flavonoides: coloración amarilla. Tetrapirroles: tonos rojos, azules y verdes. Quinonas: tonos rojos y amarillos o azules oscuros y verdes.

Los colores desempeñan otras funciones aparte de aquellas relacionadas con la reproducción y la defensa. • • •

Omocromos: ojos. Melanina: convierte la energía lumínica en calor y puede actuar como vía de escape de radicales libres. Hemoglobinas: transportar oxígeno y dióxido de carbono entre los órganos respiratorios y los tejidos.

TEMA 2: ANATOMÍA INTER INTERNA NA Y FISI FISIOLOGÍA OLOGÍA 1. SISTEMA SENSORIAL: Los ÓRGANOS SENSORIALES en los insectos se denominan SENSILAS. ESTÍMULOS MECÁNICOS SONIDOS VIBRACIONES TÉRMICOS QUÍMICOS VISUALES

SENSILAS TÍMPANO PROPIORECEPTORES TERMORRECEPTORES QUIMIORRECEPTORES FOTORRECEPTORES

SISTEMA RESPUESTA NERVIOSO (MECÁNICAS O CENTRAL COMPORTAMIENTO)

1.1. Estímulos mecánicos Están relacionados con la DISTORSIÓN provocada por el MOVIMIENTO DEL MEDIO, con la RELACIÓN INSECTO-ENTORNO o en los propios MÚSCULOS DEL INSECTO. Se incluyen el TACTO, la POSICIÓN, la TENSIÓN, la PRESIÓN, la GRAVEDAD y las VIBRACIONES. MECANORRECEPCIÓN TÁCTIL La recepción de estímulos táctiles se realiza a través de células especiales que se extienden por la CUTÍCULA del insecto: MICROTRICHIA (formadas por una sola célula) y PELOS, CERDAS, SETAS o MACROTRICHIA (multicelular). Estas estructuras emergentes pueden formar parte de un complejo sensorial denominado SENSILA TRICOIDE, constituida por tres tipos celulares: • • •

CÉLULA TRICÓGENA: surge un pelo. CÉLULA TORMÓGENA: punto de transferencia del estímulo mecánico a un estímulo eléctrico. NEURONA SENSORIAL: con una dendrita dirigida al pelo y un axón que en conjunto con otros forman un nervio que conecta con el Sistema Nervioso Central. RECEPCIÓN DE LA POSICIÓN:

Los insectos perciben su POSICIÓN RELATIVA y la ORIENTACIÓN DE SU CUERPO RESPECTO A LA GRAVEDAD a través de los PROPIORRECEPTORES, entre los cuales, los más generalizados son: • • •

PLACAS DE PELOS: posición del aire. RECEPTORES DE TENSIÓN: asociados a los músculos, detectan cambios en la longitud de las fibras musculares y controlan procesos como la distensión abdominal o la tasa de ventilación. SENSILAS CAMPANIFORMES: se localizan en las zonas de unión de las patas y las alas y responden a las distorsiones generadas durante el movimiento o el vuelo. PRODUCCIÓN DEL SONIDO

• •

ESTRIDULACIÓN: una determinada parte del cuerpo especializada roza contra otra que suele estar provista de dientes. Ejemplo: ORTÓPTEROS. TIMBALES: áreas especializadas de la cutícula asociadas a una zona muscular que se relaja y contrae de manera alternada produciendo pulsos de sonido. Ejemplo: cucarachas.

RECEPCIÓN DEL SONIDO Y LAS VIBRACIONES El SONIDO es una fluctuación de la presión que se transmite como ondas a través del aire, suelo o agua. La producción del sonido y su percepción permite la COMUNICACIÓN INTRAESPECÍFICA entre individuos. También les permite detectar a los ENEMIGOS PREPADORES que emiten ultrasonidos. El SISTEMA DE RECEPCIÓN DE SONIDOS de los insectos se basa en el TÍMPANO. Los órganos timpánicos se localizan en diferentes regiones dependiendo del grupo: Otro tipo de vibraciones que pueden detectar los insectos son las señales que se reciben desde el sustrato y de los movimientos que se generan alrededor de un sonido proporcionando información sobre la distancia a la que se encuentra un predador o una hembra. Los órganos especializados en recibir vibraciones son los ÓRGANOS CORDOTONALES (mecanorreceptores situados debajo de la cutícula) que están formados por una o varias agrupaciones de tres células (ESCOLOPIDIOS). Un órgano cordotonal muy particular es el ÓRGANO DE JOHNSTON localizado en el segundo segmento antenal que detecta los movimientos del flagelo de la antena en relación con el resto del cuerpo, permitiendo detectar la VELOCIDAD DE VUELO a través del movimiento del aire.

1.2. Estímulos térmicos y termorregulación: La mayoría de los insectos estudiados utilizan sus ANTENAS para detectar VARIACIONES DE TEMPERATURAS. En algunos grupos se han descrito también la existencia de termorreceptores en las PATAS. Los insectos son animales POIQUILOTERMOS (carecen de mecanismos internos para mantener constante la temperatura corporal) por lo que han adoptado MECANISMOS DE REGULACIÓN CONDUCTALES y ESTRATEGIAS FISIOLÓGICAS para producir calor y calentar sus cuerpos (músculos torácicos de vuelo tienen una tasa metabólica elevada que produce calor). 1.3. Estímulos químicos: Los insectos producen sustancias químicas y su percepción en el medioambiente se realiza a través de QUIMIORRECEPTORES ESPECÍFICOS o QUIMIOSENSORES. Los QUIMIOSENSORES atrapan moléculas que son transferidas a una zona específica para su reconocimiento, donde se produce una despolarización de la membrana de una neurona sensitiva que provoca un potencial de acción que se propaga como un impulso nervioso. Se trata de sensilas con uno (UNIPOROSAS) o varios poros (MULTIPOROSAS). Algunos quimiorreceptores se encuentran en las piezas bucales (QUIMIORRECEPTORES DE CONTACTO) para la DEGUSTACIÓN. Otros se encuentran en los órganos ovopositores de las hembras para detectar los sitios idóneos para la puesta. Las ANTENAS contienen QUIMIORRECEPTORES DE DISTANCIA (pelos antenales). Por otro lado, las PATAS y el TARSO (en contacto con el sustrato) también presentan gran cantidad de quimiorreceptores. La recepción de moléculas químicas (SEMIOQUÍMICOS) del aire se lleva a cabo a través del OLFATO y es importante en la COMUNICACIÓN INTERESPECÍFICA e INTRAESPECÍFICA de los insectos (FEROMONAS). 1.4. Estímulos visuales: los ojos: La estructura fotorreceptora en insectos es el RABDÓMERO que contienen unos pigmentos visuales denominados RODOPSINAS y se encuentra adyacente a un conjunto de células sensoriales llamadas RETÍNULA. Los ojos de los insectos pueden ser SENCILLOS o COMPUESTOS. Muchos insectos adultos y algunas ninfas presentan unos ojos sencillos denominados OCELOS que son generalmente tres situados en posición dorsal en el vértice de la cabeza.

Las larvas de insectos holometábolos poseen unos órganos visuales específicos llamados ESTEMAS o STEMMATA que ocupan la posición lateral donde se desarrollarán los ojos compuestos en estado adulto. La unidad básica del OJO COMPUESTO es el OMMATIDIO y está constituida por dos lentes, la CÓRNEA y el CRISTALINO. La córnea es secretada por células epidérmicas especiales CORNEAGE-NOSAS. 2. LA MUSCULATURA: 2.1. La fibra muscular y las inserciones musculares: En función de su localización en el animal, los músculos pueden ser agrupados en dos grandes CATEGORÍAS: • •

ESQUELÉTICOS O ESTRIADOS: aparecen asociados a la pared del cuerpo. Encargados de mover una parte del esqueleto con respecto a la otra cuando comparten algún tipo de articulación. VISCERALES: envuelven los órganos internos y se encargan de sus movimientos.

La UNIDAD ESTRUCTURAL del músculo de los insectos es la FIBRA MUSCULAR. Cada músculo consta de un número de fibras alargadas (células). Cada célula o fibra está rodeada de una membrana plasmática y de una cubierta llamada SARCOLEMA. Estas células musculares presentan MIOFIBRILLAS dispuestas paralelamente en el sarcoplasma. Estas fibrillas están compuestas por dos tipos de filamentos, los MIOFILAMENTOS y los FILAMENTOS DE ACTINA. Atendiendo a cómo se distribuyen los filamentos, se distinguen músculos LARVARIOS, VISCERALES, TUBULARES, MICROFIBRILARES y FIBRILARES. A excepción de los músculos viscerales, el resto (músculos esqueléticos) se CONTRAE POR LA ACCIÓN DE IMPULSOS NERVIOSOS. Los músculos esqueléticos pueden comportarse de dos maneras: • •

MÚSCULOS SINCRÓNICOS: responden a los impulsos contrayéndose con cada uno de ellos. Agrupan a los músculos tubulares. MÚSCULOS ASINCRÓNICOS: responden a los impulsos con múltiples contracciones por cada uno. Agrupan a los músculos fibrilares y microfibrilares. Son responsables del movimiento rápido de las alas.

Cada región del cuerpo de los insectos y cada apéndice segmentario presenta todos los músculos responsables de su movimiento.

El músculo está unido a una parte fija o casi siempre fija de la pared corporal por medio de TONOFIBRILLAS. En el sitio de unión tonofibrilar, la cutícula interna sufre modificaciones y se especializa formando APODEMAS que son proyecciones internas del tegumento que permiten la INSERCIÓN MUSCULAR. Si estos apodemas se alargan formando “brazos” se denominan APÓFISIS. 2.2. El vuelo de los insectos: El desarrollo del vuelo permitió a los insectos una mayor movilidad, favoreciendo la búsqueda de alimento y su capacidad de dispersión. Las ALAS están compuestas por DOS CAPAS DE CUTÍCULA que dejan un ESPACIO ENTRE ELLAS ocupado por VENAS, engrosamientos en forma de tubo que conforman un entramado y proporcionan un SOPORTE EFICAZ. Estas venas contienen hemolinfa, tráqueas y ramificaciones nerviosas sensoriales. En los insectos MÁS PRIMITIVOS, el patrón de distribución de las venas es RETICULAR. Mientras, la TENDENCIA EVOLUTIVA es la de un patrón basado en unas pocas VENAS TRANSVERSALES y LONGITUDINALES. La capacidad de plegar las alas distingue también dos grandes grupos de insectos: los insectos MÁS PRIMITIVOS (libélulas) que mantienen sus ALAS EXTENDIDAS y otras que adquirieron la CAPACIDAD DE PLEGAR LAS ALAS sobre el abdomen y mantenerlas plegadas en reposo.

Insectos como las cucarachas o las termitas, baten los dos pares de alas de forma independiente; en otros insectos, las dos alas de cada lado están engarzadas y se baten juntas; en el caso de insectos como los escarabajos, sólo se utiliza el segundo par de alas para volar, el primero queda endurecido (élitros) y tiene función protectora. Los dípteros presentan su segundo par de alas modificado en unas protuberancias (HALTERIOS) con el objetivo de controlar la estabilidad. Algunos insectos baten sus alas de forma relativamente lenta y tienen poca maniobrabilidad mientras que otros aletean rápidamente gracias a una musculatura muy potente (con grandes fibrillas y mitocondrias).

3. EL SISTEMA ENDOCRINO: Las hormonas son sustancias PRODUCIDAS POR EL ORGANISMO y transportadas a través de los fluidos circulantes a las distintas zonas donde ejercen su acción e influencian sobre los PROCESOS FISIOLÓGICOS. Una HORMONA es un MENSAJERO QUÍMICO entre las células y se caracteriza por actuar a MUY BAJAS CONCENTRACIONES. En insectos, existe una COORDINACIÓN ENTRE LAS CÉLULAS NERVIOSAS O NEUROSECRETORAS, que liberan neurohormonas en la hemolinfa, y las GLÁNDULAS ENDOCRINAS ESPECIALIZADAS que sintetizan y secretan hormonas. En insectos, el sistema endocrino es especialmente importante en la REGULACIÓN DE PROCESOS DE MUSA Y METAMORFOSIS. 3.1. Principales glándulas y hormonas en insectos: Los principales órganos endocrinos de los insectos son el CEREBRO, el CUERPO ALADO, el CUERPO CARDÍACO y las GLÁNDULAS PROTORÁCICAS. CÉLULAS NEUROSECRETORAS Son NEURONAS MODIFICADAS que se encuentran a lo largo del sistema nervioso y que producen hormonas que viajan a través del axón hasta la zona de liberación. Uno de los productos principales de estas células es la HORMONA DE ECLOSIÓN (EH) que se transporta al cuerpo cardíaco para liberarse y que induce el proceso de ecdisis. CUERPOS CARDIACOS Están formados por un par de CUERPOS NEURO-GLANDULARES localizados a ambos lados de la arteria aorta y debajo del cerebro. Además de producir sus propias neuro-hormonas, ALMACENA y LIBERA neurohormonas secretadas por otros centros hormonales (ejemplo: hormona protoracicotrópica). CUERPOS ALADOS Consisten en un par de CUERPOS GLANDULARES de origen epitelial que se localizan a ambos lados de la región anterior del tubo digestivo. (ejemplo: hormona juvenil (JH) que interviene en la metamorfosis y la reproducción). GLÁNDULAS PROTORÁCICAS Se localizan en el toráx o detrás de la cabeza de los insectos. Secretan ECDISONA que actúa sobre el desarrollo postembrionario. La forma activa de esta hormona, la 20-hidroxiecdisona, se encarga de la muda de la epidermis.

3.2. El proceso de la muda: La presencia de EXOESQUELETO RÍGIDO impide un crecimiento gradual del tamaño del insecto por lo que este CRECIMIENTO ES DISCONTINUO y está marcado por CICLOS DE MUDA durante los cuales el e...