Fisiologia de
insetos
Noções básicas aplicadas para a Agronomia
Visão
Formação da imagem:
A luz é admitida através da córnea e concentrada pelo cone cristalino e dirige-se ao rabdoma, espalhando-se
pelas retínulas, daí o estímulo vai ao protocérebro
Cada omatídeo forma um ponto luminoso e o conjunto
destes “sinais luminiosos” forma uma imagem em mosaico
A imagem é formada por:
Aposição ou justaposição insetos diurnos (somente raios incidentes são interceptados)
Superposição ou superposta insetos noturnos (interceptam também raios laterais)
Visão
Estrutura de um omatídeo de aposição (insetos diurnos)
Estrutura de um omatídeo de superposição (insetos noturnos)
Visão Aplicações agronômicas Armadilhas atrativas coloridas Monitoramento e confundimento Visão Visão 400 mμ 800 mμ Humanos: 400 a 800 mμ Insetos: 250 a 700 mμ UV IR 0 20 40 60 80 100 250 300 365 390 450 490 550 590 620 770 800 mμ Insetos Homem S e n si b ili d a d e ( % ) IR UV 365 492 556
“caminho do pólen” Luz normal Luz ultravioleta
Insetos-praga
Produção de sons
O nosso aparelho auditivo capta sons na freqüência de 20Hz a 20.000Hz, enquanto os insetos produzem sons numa freqüência que varia de 1Hz e 100kHz.
O som é fundamental para machos adultos se comunicarem com fêmeas adultas da sua espécie e para alerta.
O som produzido pelos insetos pode vir da expulsão de ar através dos espiráculos que é um mecanismo comum em baratas e borboletas.
A percussão é outra forma de produção de som e se caracteriza por batidas contra a madeira ou outra superfície, método utilizado por cupins e besouros. O bater de asas é mais uma maneira de fazer o som ecoar
e é comum entre abelhas, moscas e mosquitos. Os gafanhotos produzem som por estridulação, tégmina
com fêmur.
A estridulação dos grilos e das esperanças é diferente, provém da fricção das asas.
O som das cigarras é produzido por vibrações de
membranas quitinosas abdominais e serve para agregar
Produção de sons
Gafanhotos produzem sons durante o dia para atração da fêmea, através do atrito das tégminas com o fêmur Esperanças produzem sons durante a noite, através do
atritos de tégmina com tégmina
Produção de sons
Aplicações agronômicas Monitoramento
Reconhecimento de pragas e seus inimigos naturais
Atração do sexo oposto Agregação
Tegumento e Ecdise
O tegumento é formado pela
membrana basal, epiderme e cutícula
Membrana basal: separa a epiderme dohemocele
Epiderme: camada de células responsável pela degradação e formação da cutícula Cutícula: camada externa que forma o
exoesqueleto, formada pela epi e a procutícula.
Tegumento e Ecdise
Epicutícula de dentro para fora: camada de cuticulina (secretada pelos enócitos); camada de ceras (secreções das células epidérmcas) e camada de cimento (glândulas dérmicas) Procutícula exo e endocutícula,
constituídas de quitina
OBS.:
A quitina é um polissacarideo nitrogenado com fórmula empírica – (C8 H13 O5 O)n
Normalmente está associado a proteínas (esclerotina), responsáveis pela dureza do tegumento.
Tegumento e Ecdise
Ecdise: nome dado ao fenômeno da
mudança de tegumento dos
artrópodes, sendo de controle
hormonal (ecdisônio).
Apólise: início de uma retração da
epiderme, quando esta começa a
depositar a nova cutícula
Instar: período entre ecdises,
considerado como sendo a duração
entre uma retração e outra
Fase farata: na qual o novo estágio
ainda está encoberto pelo velho
Tegumento e Ecdise
Fases:
Aumento do tamanho das células
dérmicas e separação da cutícula velha
(apólise)
Liberação do fluído da ecdise (células epidérmicas)
Enócitos secretam a camada de cuticulina da epicutícula
Tegumento e Ecdise
Fases:
Depois forma-se as camadas de ceras e de cimento
A muda ocorre pelo rompimento do velho
tegumento ao longo da linha da ecdise que se inicia no crânio, se entendendo pelo dorso, por onde a cutícula velha solta-se mais
rapidamente.
O inseto projeta-se vagarosamente para fora
da cutícula antiga por meio de contrações dos músculos abdominais.
Uma vez fora da cutícula antiga o inseto
expande a nova cutícula deglutindo ar ou água aumentando seu volume.
O inseto também bombeia hemolinfa para
Tegumento e Ecdise
Fases:
A cutícula torna-se escurecida através de ação hormonal (bursicônio), endurecendo em seguida por meio da ligação entre a quitina e proteínas presentes na procutícula, formando o complexo quitina-proteína.
É necessária a presença do O2
OBS.: número de instares x número de
mudas:
duas mudas = 3º instar
Tegumento e Ecdise
Metamorfose
Tegumento e Ecdise
Aplicações agronômicas Formulações de agrotóxicos e afins; Mecanismos de ação dos inseticidas
reguladores de crescimento: Inibidores da síntese da quitina
(Diflubenzuron)
Juvenóides (Fenoxicarb)
Agonistas de ecdisteróis (Tebufenozide,
Lufenoron)
Produção de luz
Luminescência (produção de luz fria)
Células fotogênicas
Contém a luciferina que é oxidada pela enzima
luciferase, produzindo luz que é refletida na
camada celular interna, atravessando a cutícula transparente. Ex.: vagalumes, etc.
Pode ainda ser gerada como fruto do
Transmissão do impulso nervoso
A transmissão do impulso nervoso se dá de maneira elétrica (axônica) e química (sináptica)
Ao longo da célula nervosa existe uma diferença de potencial entre os íons Na+, K+ e Cl-, a qual transmite o impulso
Entre dois neurônios ocorre a sinapse (fenda sináptica) intermediada por receptores químicos (neurotransmissores), a exemplo da acetilcolina, que é modulada por canais de Ca+
A transmissão do impulso nervoso ocorre sempre do axônio de um neurônio para o dendrito ou corpo celular do neurônio seguinte
Transmissão do impulso nervoso
A membrana no estado de repouso é permeável ao
K (alta [ ] no interior da célula) e impermeável ao Na (baixa [ ] no meio externo)
Mediante estímulo os canais de k fecham-se e os de
Na abrem-se despolarização.
Pelo contrário, forem os canais de Cl a abrir, ocorrerá um aumento da diferença de potencial, ou seja o interior do neurônio tornar-se-á ainda mais negativo hiperpolarização.
Na extremidade do axônio pré-sináptico ocorrem vesículas de aceticolina para que o impulso se propague para o neurônio vizinho (pós-sináptico), em seguida a aceticolina é degradada pela aceticolinesterase em ácido acético e colina.
Transmissão do impulso nervoso
A libertação do neurotransmissor ocorre por
exocitose, após a chegada do potencial de
ação à membrana pré-sináptica, pois esta apresenta canais de cálcio, ativados pela própria corrente elétrica formada.
Este tipo de canal não existe em nenhum outro local do neurônio, apenas na zona sináptica. Com a concentração de cálcio é superior no exterior do neurônio, a abertura dos canais provoca a sua entrada brusca para o citoplasma do dendrito.
Este é o sinal para as vesículas de
neurotransmissor se fundirem com a membrana pré-sináptica, libertando o seu conteúdo para a fenda sináptica.
Transmissão do impulso nervoso
Transmissão do impulso nervoso
Aplicações agronômicas
Mecanismo de ação de agrotóxicos: Transmissão axônica:
Piretróides (deixam os canais de Na abertos por um tempo acima do normal)
Oxadiazinas (suprimem a fases ascendente do impulso)
Transmissão sináptica:
Organofosforados e carbamatos (inibem a aceticolinesterase)
Neonicotinóides (provocam a degradação lenta da acetilcolina)
Cartap (paralisia por bloqueio da acetilcolinesterase) Avermectinas (aumentam a permeabilidade ao Cl+ e
bloqueiam a transmissão do impulso) Ciclodienos (bloqueiam o Cl+ e provocam
hipersensibilidade) Plantas tóxicas
Sistema digestivo
Os insetos não sintetizam ecdisônio (para ecdise) e nem carotenóides (para pigmentação) e necessitam retirá-los dos alimentos que ingerem.
Apresentam grande diversidade: Alguns insetos sugadores apresentam a
chamada câmara filtro com a finalidade de retirar o excesso de água dos alimentos (pulgões, percevejos)
Outros, não se alimentam na fase adulta
(efemerópteros)
Abelhas não possuem comunicação com o
mesêntero e proctodeu, enquanto larvas, assim não podem eliminar seus excrementos.
Sistema digestivo
A parte do intestino onde ocorre 80% da absorção dos alimentos é o mesêntero Estomodeu condução do bolo alimentar Mesêntero digestão e assimilação Proctodeu condução do bolo fecal,
reabsorção de água e reciclagem de nutrientes
Sistema digestivo
Apresentam rica fauna e flora intestinal (simbiontes)
Tipos variados de alimentos: folhas, frutos, sangue, madeira, lã, penas, seiva, néctar, etc.
pH intestinal é variável de espécie para espécie em função de seu hábito alimentar
Sistema digestivo
Aplicações agronômicas:
Mecanismo de ação de inseticidas biológicos e
sintéticos atuam a nível de mesêntero:
Bactérias esporulantes (Bacillus sp.) Nematóides (Steinernema sp.) Vírus (Baculovírus)
Imidacloprid, Spinosad, Thiamethoxam, etc. Produção de mel
Transgenia Tecidos (seda)
Tolerância à inseticidas por ser em função da
