sistemi anatomici s. digerente s. nervoso s. riproduttore s. circolatorio s. secretore s. escretorio...
TRANSCRIPT
Sistemi anatomici
S. digerenteS. nervoso S. riproduttore
S. circolatorioS. secretore
S. escretorio
I N S E T T I
Sistema muscolare
• Muscoli splancnici o viscerali a fibra liscia (app. digerente, cuore ecc.);
• Muscoli scheletrici o somatici a miofibrilla striata
Sistema muscolare
La grande superficie interna dell’esoscheletro consente
l’attacco di muscoli scheletrici in numero decisamente superiore di quelli che possono inserirsi sull’impalcatura scheletrica dei Vertebrati.
Detti muscoli sono collegati a molti apodemi, fragmi efurche, al tentorio o direttamente sulle superfici interne del tegumento.
Gli organi interni sono rivestiti da muscolatura viscerale.
I muscoli degli insetti sono quasi tutti del tipo striato.
Gli elementi strutturali sono le miofibrille longitudinali.
Muscolaturascheletrica
scleriti
tonofibrille
muscolo
cuticola
epidermide
Membrana basale
I muscoli scheletrici si possono classificare siarispetto ai movimenti che consentono di fare cherispetto alle varie parti del corpo che mettono in connessione.
Esempi di muscoli scheletrici
Sistema nervoso degli insetti
Viscerale Centrale Periferico
La trasmissione nervosa
Trasmissione elettrica (differenza di potenziale)
Trasmissione chimica (mediatori chimici)
Acetilcolina
Adrenalina
Acido γ-amino-butirrico
sinapsi
Colinesterasi (enzima)
La cellula nervosa o neurone e la sua struttura.
Negli insetti si riconoscono 3 tipi principali di neuroni:
Sensoriali (bipolari o centripeti)
Associativi (multipolari o interneuroni)
Motori (unipolari o centrifughi)
Sistema nervoso degli insetti
La trasmissione nervosa
Stimolo esterno
Stato diallarme
Reazione
(agli altri gangli)
muscolo(agli altri gangli)
cuticola
Sistema nervoso centrale
La catena gangliare
Evoluzione
SISTEMA NERVOSO CENTRALE
Cerebro GnatocerebroCatena
gaglionare ventrale
Protocerebro
Deutocerebr
o
Tritocereb
ro
•Lobi ottici
•Cel. neuricrine
•centri olfattivi (antenne)
•Apparati boccali
•Zampe e ali
•App genitale
Sistema nervoso centrale
Sistema nervoso centrale
Versione semplificata
protocerebro deutocerebro
tritocerebro
cingoloperiesofageo
gangliosottoesofageo
gangliosottoesofageo
cerebroghiandole endocrine retrocerebrali
Sensilli meccanorecettoriTattili (diffusi in tutto il tegumento soprattutto antenne)
Uditivi o setole uditivefonorecettori cordotonali
timpani
Sensilli termorecettori e igrorecettori
Gli organi di senso
organizzazione
4 = cellula a cappuccio/ membranogena5 = cellula tricogena o avvolgente6 = cellule (neurone) sensoriali
Gli organi di senso
Sensilli chemiorecettori
Sensillo multiporosoolfattivo
Sensillo multiporosogustativa
Apparato boccale :• labro;• mascelle ;• palpi
Antenne
Gli organi di senso
Sensilli chemiorecettori s. basiconici
s. placoidei
s. celoconici
Sensillo multiporosoolfattivo
Sensilli a funzione gustativa e olfattiva
Gli organi di sensoSensilli fotorecettori
L’occhio composto
Gli stemmata & gli ocelli
(= otto c. nervose)
rabdoma
ommatidio
Capo di libellula
L’occhio composto
= corneola
= cono cristallino
= membrana basale deltegumento
Formazione dell’immagineapposizione sovrapposizione
Gli stemmata: sulle larve degli insetti, ai lati del capo.
Funzione e struttura degli ommatidi.
Gli ocelli: disposti a triangolo sul vertice del capo;struttura semplificata (senza cristallino e solo 2-4 cellule retiniche), sensibili alla luce polarizzata e variazioni di luminosità giornaliere.
triangoloocellare
stemmata
• Aspetto tubulare, suddiviso in 3 sezioni
–anteriore (stomodeo), medio (mesentere) e posteriore (proctodeo)
– Valvole separatrici tra le sezioni•V. cardiaca tra intestino anteriore e medio•V. pilorica tra intestino medio e posteriore
– Il cibo procede in genere in linea retta•Numerose eccezioni, con rigurgiti da ciechi gastrici
Sistema digerente
Sistema digerenteMorfologia
Stomodeo
Proctodeo
Mesentere
ghiandole salivari
ghiandole salivari
•Lume intestinale rivestito dall’intima
• Strato epiteliale monocellulare+ Strato muscolare (muscoli longitudinali e circolari)+ Lamina basale che racchiude il tutto
• Origine embrionale differente– ectodermica: medio e posteriore– endodermica: mesentere
N.B.: i tratti anteriore e posteriore rivestiti da intima impermeabile che preclude qualsiasi assorbimento o digestione. Importante funzione di protezione.
Sistema digerente
S t o m o d e o
faringe
ingluvie
M e s e n t e r e
L’assorbimento del cibo ha luogo nel mesentere. Il lume intestinale è “rivestito” dalla matrice peritrofica, prodotta dalle cellule epiteliali e destinata ad avvolgere e filtrare il bolo alimentare, sottoposto all’azione degli enzimi digestivi.
microvilli
cripta
cellule epiteliali
fase secernenteMP
Il passaggio attraverso lo stomodeo “condisce” il materiale vegetale di enzimi e quello solido viene ulteriormente triturato.
Strati muscolari
Sezione della parte del mesentere
Notare la presenza di uno strato acellulare simil membranaceo a funzione digestiva e protettiva.
Esso è indicato come matrice peritrofica (MP) e serve a circondare il bolo alimentare dal ventricolo fino all’intestino posteriore.
Intima e MP costituite da una matrice di proteine di vario tipo+ mucopolisaccaridi acidi in cui è immersa una rete di chitina, spesso organizzata in una griglia ordinata di microfibrille.
Caratteristiche del mesentere
Il risultato è una struttura reticolare, spessa almeno 10 volte le membrane cellulari epiteliali sottostanti, con la chitina che funge da setaccio (porosità 4-10 nm) che fa passare sostanze selezionate per dimensione.
Cellula epiteliale del mesentere
Presenza di microvilli sulla superficie esposta nel lume intestinale
Ampia superficie per la secrezione e successivo assorbimento
Polimeri di chitina sintetizzati nell’epitelio mesointestinale
Caratteristiche:
Valvola pilorica
Valvola cardiaca
MesentereCieco gastrico
Cibo & suo movimento
Il cibo nel mesentere• Il cibo che entra nel mesentere viene racchiuso dalla matrice peritrofica
– Il lume del mesentere viene suddiviso dalla MP in uno spazio ectoperitrofico (tra MP ed epitelio) ed uno spazio endoperitrofico
Membrana peritroficaMembrana peritrofica
Membrana Membrana peritroficaperitrofica
TM
• Enzimi digestivi secreti dall’epitelio entrano nello spazio endoperitrofico– Idrolisi dei polimeri in monomeri
– Monomeri attraversano la MP e vengono assorbite dall’epitelio
• Si creano correnti dovuti a flussi acquosi, pH, concentrazioni ioniche
– Il movimento riporta gli enzimi verso la pt anteriore, distribuisce nutrienti e impedisce il ristagno delle sostanze
Spazio endoperitrofico
Spazio esoperitrofico
Amilasi, cellulasi, tripsina
Risultato: riduzione del peso molecolare dei polimeri alimentari
Enzimi di piccole dimensioni
Enzimi di grandi dimensioni
Digestione degli intermedi ottenuti
Superficie microvillare dell’epitelio
Parte finale della digestione con assorbimento da parte delle cellule epiteliali
Compartimentalizzazione della digestione
Impedisce la penetrazione di patogeni (virus, batteri)
Non ferma i baculovirus perché questi hanno una proteina virale (VEF) che idrolizza alcune glicoproteine della MP, rendendola permeabile ai virioni che possono raggiungere l’epitelio dove si replicano.
Non ferma alcune tossine batteriche (il caso del Bacillus thuringiensis)che, digerite dalle proteasi dello spazio endoperitrofico, vengono così attivate, passano attraverso la MP e raggiungono i recettori situati sui microvilli intestinali. Qui provocano la lisi dell’epitelio intestinale, il versamento del contenuto intestinale nell’emocele e la morte per setticemia dell’insetto.
Ruolo come barriera protettiva della MP
VariazioniIn molti Omotteri
• La linfa vegetale ha un basso contenuto aminoacidico, ioni– Questi insetti hanno bisogno di concentrare i nutrienti senza affaticare
l’intestino
• Soluzione: le camere filtranti
-- I fluidi in eccesso (contenenti sali minerali e zuccheri semplici) sono
smistati attraverso delle superfici di scambio nel proctodeo
– L’assorbimento dei nutrienti essenziali si ha nel tratto posteriore del mesentere
Nelle Termiti
• La digestione della cellulosa– Avviene nel proctodeo in apposite ampolle rettali
– Mediante l’aiuto di protozoi simbionti infarciti di batteri
L’eccesso di linfa ingerita dai fitomizi e le utili camere filtranti
Camere filtrantiesofago
cieco
gastrico
Sovrapposizione di più pareti molto assottigliate.Si ha filtrazione o dialisi delle molecole più piccole
dall’esofago direttamente
nell’intestino posteriore, mentre lipidi e proteine
passano nel mesentere.
Intestino posteriore• Il cibo viene spinto attraverso il proctodeo
– Racchiuso nella matrice peritrofica– I fluidi si muovono con il cibo
V. pilorica
Ano
Retto
Colon + ileo
Emocele
Emocele
Emocele
cibo
Cibo nella MP
Tubulo malpighiano
Fisiologia del sistema digerente
La fisiologia dipende dal tipo di dieta che determina sia il corredo enzimatico che possibili simbiosi
Nel processo di digestione di substrati carenti o difficilida intaccare gli insetti sono coadiuvati da microrganismi
Le specie onnivore dispongono di proteasi, lipasi,maltasi, amilasi.I carnivori soprattutto proteasi e lipasi; i fitofagi di carboidrasi varie.
Rizofagi
Xilofagi
Fillofagi
Antofagi
Carpofagi
Spermofagi
Fitomizi
Svolgono la vita nel terreno a carico delle radici
Si nutrono di legno; hanno bisogno di simbionti.
Attaccano foglie e parti verdi delle piante.
Cicli sincronizzati con le fioriture dei vegetali.
L’attacco sui frutti è il danno meno tollerabile.
Specie che si nutrono di semi.
Succhiatori di linfa; necessitano di simbiosi.
Insetti fitofagi
Rizofagi Xilofagi
larva di maggiolinolarva di rodilegno giallo
termiti
Fillofagi Fitomizi
danno da fillominatore
adulti di maggiolino
colonia di afidi
colonia di psille
Antofagi Carpofagi
larva di tignolalarva di tignola
danno di tignoladanno di tignola
In molti gruppi la sopravvivenza dipende da associazioni con microrganismi usati quali integratori di diete carenti o sbilanciate.
La simbiosi negli insetti
Casi di ectosimbiosi
Formiche tagliafoglieColeotteri scolitidiLasioptera berlesiana
Casi di endosimbiosi
Tèrmiti FitomiziEmatofagi s. str.Tarlo dei mobili
aleirodiscolitide
Interessanti sono le modalità di trasferimento dei simbionti: dal semplice imbrattamento alla trasmissione ereditaria.
Ectosimbiosi Endosimbiosi
Il caso degli scolitidiIl caso dei fitomizi
Simbionti alloggiati in micetociti, micetomi o simbiosomi
Formica tagliafoglia
pupario di aleirode
danni da scolitidi
Interazione pianta - insetto
Stimoli fisici (colore)
Stimoli chimici (odori)
Importanti le lunghezze d’onda delle emissioni luminose che hanno differente capacità attrattive
A minore distanza giocano un ruolo fondamentale per la localizzazione del vegetale
Stimoli chimici (sapori)
Il ruolo delle sostanze indicatrici
Gli adattamenti alla fitofagia
Interazione pianta - insetto
PROCESSO DI RICONOSCIMENTO
Stimoli visivi
Stimoli olfattivi
Arrestanti
Sostanze di superficie
Aggreganti
Fagostimolanti
Sistema escretore
Funzione:regolare i processi di eliminazione deiprodotti azotati di scarto, residui della digestione proteica (urati, -NH4 ).
Controllare la composizione ionica dell’emolinfa per mantenere costante pH e pressione osmotica (PO) della stessa.
Il tessuto adiposo è coinvolto nell’escrezione poiché accumula prodotti di scarto fino alla loro successiva eliminazione.
Valvola pilorica
Ano
Retto
Colon + ileo
Emocele
Emocele
Emocele
Escrezione • Tubi malpighiani (TM)• Strato monocellulare, chiusi all’apice
– Filtrano emolinfa• Ioni pompati nel lume dei TM; l’acqua segue
per osmosi• Fluidi cadono nell’intestino
• Riassorbimento selettivo verso l’emolinfa nel retto– Riassorbimento di sali e acqua– Processo che richiede energia– Feci con tracce di acqua
mesentere
cibo
tubo malpighiano
Cibo nella MP
ESCREZIONETubomalpighiano
valvola pilorica
Sistema escretore
Tubi malpighiani
Cripto-nefridismo
Adattamento per recuperare tutta l’H2Onegli escreti che sono eliminati come Sali.
Xilofagi espermofagi