Anatomía y fisiología de insectos

Ing. Agr. M. Sc. Gerardo Gastaminza 02/09/2017

Anatomía de un Insecto. A.- Cabeza; B.- Tórax; C.- Abdomen; 1.- Antena; 2.- Ocelo inferior; 3.- Ocelo superior; 4.- Ojo compuesto; 5.- Cerebro; 6.- Protórax; 7.- Arteria dorsal (aorta); 8.- Tráqueas; 9.- Mesotórax; 10.Metatórax; 11.- Alas anteriores; 12.- Alas posteriores; 13.- Estómago; 14.- Corazón; 15.- Ovarios; 16.- Intestino; 17.- Ano; 18.- Vagina; 19.- Cadena ganglionar ventral; 20.- Tubos de Malpighi; 21.- Tarsómero; 22.- Uña; 23.Tarso; 24.- Tibia; 25.- Fémur; 26.- Trocánter; 27.- Buche; 28.- Ganglio torácico; 29.- Coxas; 30.- Glándula salival; 31.- Collar periesofágico; 32.- Piezas bucales; de izquierda a derecha: labro, mandíbulas, maxilas y labio.

Anatomía del insecto. 1: cerebro; 2: ganglio; 3: cuerpo allatum; 4: cuerpo faríngeo; 5: aorta; 6: ganglio stomacal; 7: buche; 8: ventrículo; 9: válvula cardíaca; 10: mesenterón; 11: hemocele; 12: ventrículo; 13: corazón; 14: ostiolo; 15: recto; 16: ano; 17: vagina; 18: ganglio frontal; 19: anillo periesofágico; 20: epifaringe; 21: faringe; 22: gnatocerebro; 23: esófago; 24: ganglio ventral; 25: válvula pilórica; 26: tubos de Malpighi; 27: proctodeo; 28: ovariola; 29: ovario; 30: espermateca

Sistema digestivo: sus partes Su conformación varia según la dieta alimenticia del insecto

Estomodeo Mesenterón Proctodeo

Estomodeo: (Gr. Stoma = boca; hodaios = camino)

Comprende: •Faringe •Esófago •Buche o Ingluvio •Proventrículo o molleja •Válvula estomodeal o cardíaca

Mesenterón o intestino medio: (Gr. meso = medio; entero = intestino) •Corte del mesenterón

•Glándulas salivares

f. circ. f. long.

m. basal cel. epiteliales

•Válvula estomodeal

•Ciegos gástricos •Estómago •Válvula pilórica

•Tubos de Malphigi

Proctodeo: (Gr. procto = ano; hodaios = camino) •Corte del proctodeo f. long. f. circ. f. long.

m. basal hipod. intima (cut.)

Válvula pilórica Íleon y cólon Recto Ano

Insectos con exceso de agua en su dieta

Mesenterón

Estomodeo

Proctodeo

Proctodeo

FISIOLOGIA DEL SISTEMA DIGESTIVO Función: Proporciona agua, aminoácidos, vitaminas, sales minerales, carbohidratos, esteroides, lípidos y ácidos nucleicos. Debe Permitir: Salivación, ingestión, digestión, absorción y evacuación.

1. Salivación: Función de la saliva: Lubricar; Humectar y disolver; Digerir Algunas enzimas que actúan: • Alfa-amilasa • Alfa-glucosidasa • Amilasa • Invertasa • Proteasa • Lipasa • Anticoagulina ¿Donde ocurre la mezcla de saliva con el alimento?

2. Ingestión: introducción del alimento al canal alimentario • • •

Masticadores Suctores Endoparasitoides ¿Cuál es la función del buche? Digestion estomodeal Digestion extraintestinal ¿Cuál es la función del Proventrículo?

3. Digestión estomacal: Enzimas: proteasa, lipasa, amilasa, invertasa y maltasa. - Inicial (Espacio endoperitrófico) Amilasa………………………...almidón Celulasa………………………..celulosa Hemicelulasa………………….hemicelulosas Proteasa, Tripsina……….......proteínas - Intermedia (ectoperitrófico) Los polímeros pasan a dímeros - Final (en células digestivas) Los dímeros pasan a monómeros 4. Absorción: Paso de monómeros a la sangre o hemolinfa 5. Evacuación: Eliminación de desechos del proceso digestivo

Importancia agronómica: Insecticidas de ingestión Estomacales (protoplasmático) Neurotóxicos Defensas del insecto

Vectores de enfermedades (daños indirectos) Transmisión mecánica: Patógenos no persistente o transportados por el estilete: Los principales transmisores son los pulgones. Se caracterizan por no tener período de latencia y por el corto tiempo en que los vectores son infectivos, que dura 1 o 2 horas. Ejemplo: “mosaicos”. Patógenos semipersistentes: Los vectores deben alimentarse de la planta infectada, el patógeno pasa al cuerpo y luego a las glándulas salivales. El vector permanece infectivo mientras contenga las partículas patógenas en su cuerpo El pulgón negro de los cítricos. Patógenos Persistentes: Se caracterizan porque el vector al picar una planta enferma es incapaz de transmitir el patógeno inmediatamente, debe transcurrir un período de latencia de 5 hs a 10 días, dependiendo del patógeno y del vector. Cada patógeno de este tipo es transmitido por una o pocas especies de vectores. Ej.. Trips transmisores de virus; Diaphorina citri transmisora de la bacteria causante del HLB.

Sistema excretor: Regula composición de la hemolinfa al eliminar desechos del metabolismo que resultan nocivos. ¿Cuáles son los riñones del insecto? •Tubos de Malpighi: evaginaciones tubulares finas con extremos: distal cerrado y basal abierto que desembocan en el proctodeo. •Cuerpos Grasos: masas de células adiposas. •Almacenamiento en tegumento y eliminación con secreciones glandulares y exuvias

Sistema circulatorio: Funciones: Transporte de sustancias nutricias y de productos de excreción; intercambio de sustancias químicas; rol en ecdisis y eclosión Consta de: •Vaso dorsal: Corazón y aorta •Diafragmas: Dorsal y ventral •Órganos pulsatiles •Sangre o hemolinfa: Plasma y hemocitos

Sistema respiratorio: Respiración Interna: procesos Metabólicos para producir energía.

Tenidio-intima Cel. Epiteliales

R. Externa: transporte de gases entre el medio y los tejidos Sistema traqueal: De origen ectodérmico, consta de: • Espiráculos • Tráqueas: invaginaciones del tegumento en forma de tubo • Traqueolas: tubos muy finos con pliegues anulares y sin quitina. Los traqueoblastos son células estrelladas que dan adhesión a los órganos. Intercelulares. • Sacos aéreos: tórax y abdomen

Fisiología de la respiración: •No hay agente de transporte de O2 como en mamíferos. •El O2 penetra por difusión. Hay diferencia de presión entre la atmósfera y terminales traqueolares. •El CO2 se elimina por difusión y vía tegumento. •A veces aspiración por compresión y relajamiento de troncos traqueales. •Ventilación: en insectos con sacos aéreos. •En traqueolas el O2 es disuelto en líquido traqueolar. Interna: sistema citocromo (mitocondrias) Aplicaciones: •Aceites emulsionables •Fumigantes.

Sistema reproductor Asegurar propagación de la especie a través del tiempo y del espacio. ¿Cómo se reproducen los insectos? Sexual: de células sexuales o gametos. Unisexual: (partenogénesis). Bisexual: hermafroditismo; anfigónica. Sistema anfigónico: Consta de: - Glándulas sexuales (ovarios y testículos) - Conductos pares - Ducto único (vagina y ducto eyaculador) - Genitalia externa.

Ovarios: cuerpos grandes y compactos. Generalmente dos. Ovariolas: unidad funcional. Nº variable.

Sistema reproductor masculino •Testículos: menor tamaño que los ovarios de la hembra. •Folículos o tubos espermáticos: unidad funcional. •Vasos deferentes. •Vesícula seminal. •Ducto o canal eyaculador. •Pene o aedeago.

Fisiología de la reproducción Reproducción bisexual: (biparental) Producción de gametas: - Ovogénesis, hormonas, producto final. - Espermatogénesis, hormonas, producto final.

•Asegurar cópula •Fecundación: encuentro del óvulo y espermatozoide •Asegurar postura: rol de la hembra. •Fecundidad: número de huevos por hembra. •Fertilidad: porcentaje de huevos viables. IMPORTANCIA AGRONÓMICA: -Quimioesterilizantes -Radiaciones

SISTEMA NERVIOSO Esta constituido por tejido nervioso y tejido conectivo. Tejido nervioso Neurona: unidad funcional (excitabilidad y conductividad) • Neurocito: Membrana plasmática, neuroplasma y núcleo. • Prolongaciones: Dendritas y axón Tejido conectivo Conformado por células conjuntivas (tejido de sostén).

Sistema nervioso P: Protocerebro. D: Deutocerebro. T: Tritocerebro. G: Ganglio subesofágico. CV: Cordón nervioso ventral.

- Sensitivas: las que transmiten impulsos producidos por los receptores de los sentidos. - Motoras: las que transmiten los impulsos que llevan las respuestas hacia los órganos encargados de realizarlas. - De asociación: unen entre sí neuronas de diferentes tipos.

Fisiología del sistema nervioso: Excitabilidad: Reacción ante estímulos (Mecánicos, físicos, químicos o fisiológicos). Conductividad: Respuesta a la excitación.

- Centrípeta (Sensitiva, aferente). - Centrifuga (Motora, eferente). La transmisión es eléctrica a nivel de axón y química en la unión sináptica. ¿A que se denomina impulso nervioso? ¿ A que se denomina sinapsis?

Acción de insecticidas •Fosforados: Inhibición a nivel de acetilcolinesterasa •Carbámicos: Inhibición a nivel de acetilcolinesterasa •Clorados: permeabilidad de la membrana nerviosa. •Piretroides: a nivel de axón, impidiendo la entrada de iones.

Órganos de los sentidos •Vista: Ojos compuestos y ocelos •Olfato: Quimioreceptores: Antenas (rhinarias), palpos maxilares y labiales, epi e hipofaringe, proboscide, antenas, tarsos, faringe. Perciben: salado, dulce, ácido, amargo. •Oido: Finas membranas cuticulares asociadas a sensilios •Tacto: Mecanoreceptores. Célula tricógena y sensilios

• Tegumento: Cutícula y epidermis Cutícula • Epicutícula: cemento, cera, polifenol, cuticulina • Procutícula: Exocutícula y Endocutícula. Epidermis (Células epidérmicas) Membrana basal

Sistema tegumentario ¿Cómo aumentan de tamaño los insectos?

Pasos de la ecdisis: •Ante ingesta y formación de nuevos tejidos, el insecto “siente” que la piel le queda chica (Estímulo) •Al llegar la información al cerebro, células neurosecretoras segregan neurohormonas. •Las neurohormonas impactan en los cuerpos cardiacos (Sist. Endocrino) que segrega la hormona cerebral. •La hormona cerebral transportada por la hemolinfa impacta en glándula protorácica que segrega la Ecdisona que va a la epidermis •Las células epidérmicas se agrandan y separan de la cutícula (apólisis) •Células epidérmicas activadas por la ecdisona segregan el fluido de muda que digiere y disuelve a la cutícula vieja

• Células neurosecretoras: (normalmente se hallan en los ganglios del SNC. Los cuerpos alados: secretan la hormona juvenil. También en estas estructuras, se genera la hormona HPTT La hormona HPTT, impacta en la glándula protorácicas y la estimula a formar la hormona de ecdisis o ecdisona,.

•Formación de la cutícula nueva por parte de células epidérmicas. •Secreción glandular de cera y cemento sobre piel nueva (impermeabilización). •Ruptura de piel vieja y emergencia del insecto que una vez fuera expande su nueva cutícula en ese entonces blanda y elástica. •Esclerotización de la piel nueva ocurriendo luego la pigmentación o melanización. •El insecto vuelve a su tamaño plegándose a la piel nueva. •La piel se extenderá a medida que crezca.