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Immagine DIA INDIRE GLI INSETTI

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GLI INSETTI. Immagine DIA INDIRE. Gli insetti: organismi di successo. La classe degli insetti appartiene al tipo Arthropoda. - PowerPoint PPT Presentation

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Immagine DIA INDIREGLI INSETTI

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Gli insetti: organismi di successo

La classe degli insetti appartiene al tipo Arthropoda.

La popolazione mondiale degli artropodi viene stimata intorno ad un miliardo di miliardi di individui (1018), un milione di specie, in gran parte insetti: si tratta dei due terzi degli animali noti e sono presenti in quasi tutti gli habitat.

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Gli insetti: organismi di successoGli insetti vengono considerati tra tutti gli animali viventi e paleontologicamente documentati come il tipo che ha ottenuto il maggior successo evolutivo.

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Aragosta hawaiiana

Gli artropodi:le ragioni del successoLe ragioni del successo degli artropodi sono da attribuire alla organizzazione a segmenti, alla presenza di un solido esoscheletro e alle appendici articolate.

I gruppi di segmenti e le relative appendici sono specializzate per diverse funzioni:motorie, sensoriali, alimentari e riproduttive.

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Gli artropodi:le ragioni del successoQuesta plasticità evolutiva ha portato ad una notevole diversificazione, ad una efficiente specializzazione e ad una adeguata organizzazione strutturale del corpo.

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Scarabeide dell'India-Eupatorus hardwicki

Gli artropodi: l’esoscheletroIl corpo è completamente ricoperto dalla cuticola che costituisce un esoscheletro di componenti proteici e polisaccaridici.L’esoscheletro protegge il corpo ed è anche relativamente impermeabile, perciò isola in modo eccellente l'ambiente interno ponendolo al riparo da eventuali attacchi di microorganismi e funghi e rendendo possibile un preciso controllo dei suoi parametri da parte dei meccanismi fisiologici.

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Scarabeide dell'India-Eupatorus hardwicki

Gli artropodi: l’esoscheletro

Le caratteristiche dell’esoscheletro hanno permesso agli artropodi la conquista dell’ambiente subaereo.

Spesso e rigido in alcuni distretti del corpo, si presenta invece sottile e flessibile in prossimità delle articolazioniSu di esso sono applicati i muscoli che controllano i movimenti delle appendici.

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Confronto tra la gamba dell’uomo e la zampa dell’insetto. Pur presentando sviluppo del tutto indipendente, tali

organi manifestano notevoli analogie determinate da eguaglianze funzionali.

Gli artropodi: l’esoscheletroL'esoscheletro, essendo diviso in segmenti rigidi tra loro incernierati che si comportano come bracci di leva, consente di moltiplicare e di demoltiplicare la velocità del movimento di un'appendice.

I sistemi di leve costituiti dai segmenti dell'esoscheletro permettono inoltre alle appendici di eseguire rapidi movimenti rotatori o di va e vieni che negli animali sprovvisti di scheletro si effettuano male.

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Gli artropodi: l’esoscheletro

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Gli artropodi: la muta

L’esoscheletro, rigido come un’armatura, pone anche dei problemi: durante la crescita l’organismo deve periodicamente liberarsi della cuticola diventata troppo stretta e produrne una nuova.

Questo processo viene chiamato muta, implica costi energetici notevoli e lascia l’animale provvisoriamente inerme nei confronti dei predatori ed esposto ad altri pericoli ambientali.

Muta di libellula

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Mosca in primo piano

Gli artropodi: cefalizzazione

Gli artropodi raccolgono informazioni dall’ambiente esterno attraverso organi di senso ben sviluppati : per la fotorecezione, la chemiorecezione, la meccanorecezione.

La cefalizzazione è molto avanzata e la maggiorparte degli organi dio senso si concentrano nell’estremità cefalica

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Gli artropodi: sistema circolatorio

Il sistema circolatorio è aperto, in esso scorre l’emolinfa, spinta da una struttura specializzata, il cuore.

L’emolinfa si allontana dal cuore all’interno di vasi centrifughi abbastanza brevi per raggiungere cavità chiamate seni e ritorna al cuore tramite pori forniti di valvole.

Il complesso di seni si chiama emocele: è un sistema cavitario che non rappresenta una sezione del celoma.

Immagine tratta da www.ducabruzzi.it/contributi.html

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Immagine tratta da www.ducabruzzi.it/contributi.html

Gli artropodi: sistema respiratorio

Negli artropodi si sono affermati svariati organi per gli scambi respiratori che devono assicurare la diffusione dei gas nonostante la presenza dell’esoscheletro.

Le specie acquatiche sono in genere provviste di branchie.

La maggior parte degli insetti dispone di un ramificato sistema aerifero costituito da trachee: dotti che a partire da pori dalla cuticola si spingono all’interno del corpo.

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Gli insetti: evoluzione

Lo straordinario successo degli insetti è legato alle vicende della loro evoluzione: i più antichi risalgono al Devoniano (400 milioni di anni fa), ma è stato durante il Carbonifero e il Permiano che sono comparsi e si sono affermati i dispositivi anatomico-fisiologici per il volo e si è avuta una vera esplosione evolutiva.Un’ipotesi largamente diffusa postula che la più rilevante radiazione evolutiva si sia verificata in parallelo a quella delle angiosperme 60-65 milioni di anni fa, nel corso del Cretaceo e all’inizio del Terziario.

Resina di copale con inclusioni di insetti

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Gli insetti: evoluzione

Una seconda teoria sostiene che gli insetti si sarebbero impegnati in radicali processi di diversificazione evolutiva precedentemente alla radiazione delle angiosperme. Se questa seconda ipotesi dovesse avere il soppravvento, si potrà affermare che nel corso della coevoluzione della angiosperme e degli insetti che le impollinavano nutrendosi dei loro prodotti, siano stati i secondi a determinare la radiazione evolutiva delle prime. Sarebbero allora invertiti i termini del rapporto causa-effetto che stanno alla base della prima ipotesi.

Resina di copale con inclusioni di insetti

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Gli insetti

Gli insetti sono gli organismi pluricellulari più diffusi sulla Terra. Vivono in quasi tutti gli ambienti terrestri e in quelli propri delle acque interne; quelli adattati al volo saturano letteralmente l’aria. In mare gli insetti sono rari, ma non del tutto assenti.

I motivi del loro successo sono legati soprattutto a•Esoscheletro (comune a tutti artropodi)•Dimensioni•Adattabilità•Volo•Metamorfosi

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Gli insetti: le dimensioni

Gli insetti sono organismi relativamente piccoli, da meno di 0,3 mm a 30 cm di lunghezza e di apertura alare.

La maggior parte degli insetti si affida alla diffusione per trasportare l’ossigeno dagli stigmi ai tessuti e poiché la diffusione è efficiente solo in piccoli organismi, gli insetti hanno dovuto mantenere dimensioni limitate.

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Gli insetti: le dimensioni

La piccola taglia ne favorisce tuttavia la dispersione perché permette loro di vivere in spazi limitati occupando nicchie ecologiche che non sarebbero adatte ad animali più grandi. Gli individui hanno bisogno solo di piccole quantità di cibo : in questo modo in uno spazio ristretto può vivere un gran numero di esemplari.

La goccia e la formica

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Gli insetti: le dimensioni

Si pensi che una foglia di quercia può contenere sulla sua superficie circa 100 minuscole galle; ogni galla può contenere uno o due ospiti oltre l’imenottero cinipede che la occupa: così una sola foglia ospita circa 300 insetti!

Acaro

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Gli insetti: adattabilità

L’adattabilità degli insetti sembra quasi illimitata: sono pochissimi i luoghi della Terra in cui essi non possono vivere:persino le cime delle montagne, i deserti aridi, i laghi, le sorgenti calde sono abitate da insetti.

Soltanto il mare non è stato colonizzato perché tranne alcune specie che vivono sulla spiaggia, solo un piccolo numero è capace di svilupparvisi.

Deserto libico

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Gli insetti: adattabilità

Gli insetti si sono adattati a diversi modi di vita e alcuni dei più importanti adattamenti sono connesse alle abitudini alimentari.

Le mandibole, che sono in realtà arti modificati, sono adatte a prendere sia cibi solidi che liquidi.

Soltanto poche cose non vengono attaccate dagli insetti.

Tutte le piante, tranne forse solo quelle marine, hanno almeno un insetto ospite.

Parassiti

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Gli insetti: il volo

L’acquisizione del volo è una chiave fondamentale per comprendere il grande successo degli insetti.Un organismo volante può fuggire più facilmente ai predatori terrestri, reperire il cibo, incontrare individui dell’altro sesso ed accoppiarsi.Può diffondersi meglio in altri habitat.

Heliconiu elpomene, farfalla del Sud America

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Gli insetti: il volo

Gli insetti dispongono di una o due coppie di ali che battono con una velocità elevatissima grazie a muscoli molto efficienti. Le ali sembrerebbero essere un’estensione dell’esoscheletro cuticulare e non una modificazione di altre appendici del tronco, così gli insetti hanno strutture per volare senza aver dovuto sacrificare gli arti.Al contrario i vertebrati volanti sono in genere lenti negli spostamenti terrestri.L’ala degli insetti è analoga ma non omologa all'ala di altri animali volanti come uccelli e pipistrelli

Ali di mosca

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Page 24: Immagine DIA INDIRE

Gli insetti: le aliLa classificazione degli insetti dipende in gran parte dalle ali.Il nome degli ordini spesso termina in –ptera, dal greco pteron, ala.Diptera significa “due ali”, Aptera “senza ali”, Lepidoptera vuol dire “ali a scaglie”.

Particolare ala di farfalla

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Tegmine, ala sclerificata

Gli insetti: i nomi delle ali

CavallettaImmagine DIA INDIRE

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Emielitra, degli eterotteri: ha la prima metà coriacea e l'estremità membranosa.

CimiceImmagine DIA INDIRE

Gli insetti: i nomi delle ali

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Elitra: ala anteriore rigida dei coleotteri

Coccinella

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Gli insetti: i nomi delle ali

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28Immagine DIA INDIRE:

Immagine DIA INDIRE: Cavalletta

Il ciclo biologico di molti insetti prevede una metamorfosi.

Se l a metamorfosi è incompleta (Eterometabolia) gli individui assomigliano agli adulti a parte le dimensioni ridotte e le diverse proporzioni corporee. Il ciclo ontogenetico dell’animale progredisce attraverso una successione di mute.

Gli insetti: la metamorfosi

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Gli insetti: la metamorfosi

Se la metamorfosi è completa (Olometabolia) la forma larvale è completamente diversa dalla forma adulta. Dall’uovo (1) nasce una larva vermiforme (2) che solo dopo un periodo di profonda trasformazione in stadio di pupa immobile (3) diventa adulto (4).

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Gli insetti: la metamorfosi

Negli Insetti olometaboli la metamorfosi è un processo breve, irreversibile e complesso che coinvolge fenomeni di istolisi (distruzione cellulare dei tessuti), istogenesi (creazione di nuovi tessuti) e marcate modificazioni. Essa è caratterizzata da due periodi di muta; la muta ninfale e la muta immaginale. La metamorfosi comincia al culmine della muta ninfale; fenomeni istogenetici assicurano la formazione degli organi propri dell'adulto. Immagine DIA INDIRE

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Gli insetti: la metamorfosi

L'organogenesi avviene a partire da organi già esistenti, oppure da strutture quiescenti durante gli stadi larvali chiamati dischi immaginali. Il processo di differenziazione dei nuovi tessuti richiede la presenza di cellule poco differenziate o del tutto indifferenziate: gli istoblasti, che prolificano e si differenziano secondo i piani genetici. I fenomeni di istolisi riguardano i soli organi o tessuti larvali (tubo digerente, muscoli, trachee, epidermide, ghiandole, ecc.) e sono determinati dall'attivazione dei lisosomi (enzimi capaci di distruggere i tessuti) .

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Gli insetti: la metamorfosiAnche la metamorfosi gioca un ruolo importante nel successo evolutivo.

Quando due stadi si nutrono di cibi diversi, per esempio i bruchi che si nutrono di foglie e le farfalle che succhiano nettare , una data area può chiaramente sostenere più insetti di quanti ne potrebbe sopportare se questi si nutrissero di un solo cibo nel corso della loro esistenza.

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Gli insetti: la metamorfosiI vari stadi non entrano in competizione ed anzi spesso colonizzano

habitat diversi.

La maggior parte degli insetti presenta metamorfosi completa.

Gli insetti olometaboli,

ovvero a metamorfosi

completa (in verde nel

grafico) rappresentano

l’83% degli insetti

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Gli insetti: la metamorfosiNegli Insetti olometaboli dalle uova si sviluppano larve vermiformi

La nascita delle larve nella farfalla cavolaia

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Gli insetti: la metamorfosi

La fase larvale è essenzialmente trofica, dedicata cioè all’accrescimento dell’organismo. La larva va incontro a successive mute, man mano che l’incremento delle dimensioni lo richiede.

Bruco di Saturnia intento a nutrirsi di foglie di rosa

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Gli insetti: la metamorfosi

Dopo diverse mute la larva si rinchiude all’interno di un bozzolo.Lo stadio di crisalide 0 pupa ha durata molto variabile da specie a specie; in questa fase dello sviluppo la crisalide è completamente immobile, ma all'interno la larva subisce profondi cambiamenti e sviluppa le ali.

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Page 37: Immagine DIA INDIRE

Gli insetti: la metamorfosiUna volta che l'insetto all'interno si è formato, inizia a spingere contro il guscio della crisalide che si rompe permettendo l'uscita dell'adulto. Le crisalidi possono essere di varie forme e colori e possono essere sospese, interrate o protette da un bozzolo.

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Gli insetti: la metamorfosi

L’adulto ha tipicamente il compito di garantire attraverso l’accoppiamento la riproduzione e la diffusione della prole in altri ambienti.

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Gli insetti: la metamorfosiL’adulto perciò è spesso dotato di ali

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Gli insetti: la riproduzione

La riproduzione negli insetti è di norma di tipo sessuale e prevede gonocorismo, cioè individui di sesso diverso.

I partner si incontrano e si riconoscono tramite vari segnali: colori ( le farfalle), emissioni di suoni (grilli), sostanze odorose-feromoni (falene).

Falena

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Page 41: Immagine DIA INDIRE

Gli insetti: la riproduzioneLa fecondazione in genere è interna e nella maggior parte degli insetti avviene durante l’ accoppiamento.

Solo in poche specie il maschio depone una spermatofora, una massa di spermi avvolti in materiali accessori,che la femmina raccoglie ed inserisce nel corpo.

La spermateca è la struttura che accoglie gli spermi e li conserva per consentire la fecondazione di più di una generazione di ovociti.

Insetti stecco in accoppiamento

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Gli insetti: la riproduzione

In molti insetti l’accoppiamento è un evento che si realizza una sola volta nella vita.

Dopo l’accoppiamento e la fecondazione la femmina depone le uova sopra o dentro un substrato alimentare del quale le larve si nutriranno dopo la schiusa delle uova.

Moscerini della frutta in accoppiamento

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Gli insetti: la riproduzione

Per quanto gli insetti siano di solito ovipari e la femmina deponga una grande quantità di uova, non mancano casi diversi: alcune mosche rilasciano una prole già autonoma, di solito un individuo alla volta. Uova di insetti stecco con opercolo già aperto

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Gli insetti: la partenogenesiLa partenogenesi è una forma di riproduzione che comporta lo sviluppo dell’uovo non fecondato.Può essere obbligatoria continua, obbligatoria ciclica con alternarsi di generazioni anfigoniche e partenogenetiche, facoltativa come avviene per l’ape domestica la cui regina genera maschi se non apre la spermateca o femmine se la apre.La partenogenesi dell’insetto stecco è detta occasionale e si verifica solo se le femmine si trovano in certe condizioni ambientali che non permettono loro di incontrare un maschio; nascono solo femmine.

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Gli insetti: il mimetismoTra le strategie difensive, una delle più utilizzate è il mimetismo

Il mimetismo batesiano è basato sull’inganno e consiste nella somiglianza di una specie commestibile con un’altra non commestibile o pericolosa. Questa Lateraria phosphorea presenta macchie a forma di occhi sulle ali, la cui funzione è quella di spaventare gli uccelli.

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Gli insetti:il mimetismo

Altra strategia è il mimetismo criptico come nel caso dell’insetto stecco (Bacillus rossius), che è identico ad un ramoscello.

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Gli insetti: morfologia

Il corpo dell’insetto è ripartito in tre regioni: capo, torace e addome.

L’organizzazione ripetitiva è ben evidente a livello di torace ed addome, mentre nella regione cefalica i metameri risultano fusi tra loro.

La regione toracica è dotata di tre coppie di zampe ed una o due coppie di ali.

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Gli insetti: morfologia

Immagine tratta da www.ducabruzzi.it/contributi.html

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Gli insetti: morfologia

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Page 50: Immagine DIA INDIRE

Gli insetti: il capoIl capo presenta una coppia di occhi composti.

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Primo piano libellula

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Gli insetti: il capoIl capo presenta una coppia di antenne.

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Lucciola

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Gli insetti: il capoGli insetti presentano specializzazioni boccali utilizzate

per masticare, per raccogliere liquidi, per aspirare.

Capo di farfalla. Notare la lunghissima tromba avvolta a spirale dell’apparato boccale

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Gli insetti: il capo

Apparato boccale di cavalletta

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Gli insetti: il sistema nervoso

Il sistema nervoso degli insetti corrisponde ad una coppia di cordoni neurali caratterizzati dalla presenza di diversi gangli segmentali intercalati. I due cordoni convergono in corrispondenza del capo dove i gangli danno luogo alla formazione cerebrale localizzata vicino alle antenne, agli occhi e a tutti gli organi sensoriali. Immagine tratta da www.insetti.org

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Gli insetti: il sistema nervoso

Grazie a queste strutture cerebrali, gli insetti sono in grado di impegnarsi in comportamenti elaborati, anche se queste prestazioni risultano in gran parte di natura innata. Anche la complessa organizzazione sociale di api e formiche sembra essere ereditaria. Cella di Apis mellifica

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Uomini e insetti

Gli insetti,tanto numerosi, diversificati e diffusi hanno ovviamente un impatto notevolissimo sugli altri organismi e giocano un ruolo molto importante negli ecosistemi come predatori, parassiti e detritivori.Anche l’impatto sulle attività umane è notevole. Da un lato sono responsabili dell’impollinazione delle piante in varie attività agricole e vivaistiche (per la produzione di cereali, di frutta, verdura, piante e fiori ornamentali).

Apis mellifica

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D’altra parte, a causa della loro efficienza, molti insetti sono divenuti un flagello per le coltivazioni, soprattutto per le monoculture e per le derrate conservate dall'uomo, e da ciò è derivato l'interesse pratico verso di loro, interesse che il più delle volte mira a distruggerli.

Filossera, fitofago della vite

Uomini e insetti

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Nelle regioni africane, gli insetti distruggono circa il 75% delle derrate alimentari, ma nei paesi avanzati le cose non vanno meglio.Gli Stati Uniti ogni anno spendono miliardi di dollari per distruggerli ed irrorano le piantagioni di dosi massive dei più pericolosi veleni prodotti

Parassiti dei piselli

Uomini e insetti

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Gli insetti sono anche vettori di numerose malattie, tra cui la malaria e la malattia del sonno, che continuano ad essere veri

flagelli.

Uomini e insetti

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Uomini e insetti

Per quanti tentativi vengano messi in atto, la nostra specie non è ancora riuscita a mettere in discussione la superiorità degli insetti.

“Le cimici non sono destinate a conquistare la Terra per il semplice fatto che ne sono già in possesso. Sarà perciò opportuno stabilire rapporti meno conflittuali con i nostri padroni di casa” T. Eisner Cornell University

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Sitografiahttp://www.ducabruzzi.it/contributi.html sezione Patologia ed Entomologia vegetale

http://www.insetti.org/

http://www.lucianabartolini.net/ immagini insetti

http://www.indire.it/archivi/dia/ immagini

http://www.webalice.it/leonardo.melchionda/insetti.htm

http://www.linnea.it/

http://www.legambientearcipelagotoscano.it/biodiversita/invertebratiterrestri/insetti.htm

http://omodeo.anisn.it/omodeo/artropodi.htm