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2: Semana 2: Paleoptera y los insectos primitivos - Biología

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2: Semana 2: Paleoptera y los insectos primitivos

Apareamiento rápido y eficiente en efímeras (Ephemeroptera): estrategias morfológicas y reproductivas en insectos alados primitivos

Las efímeras (orden Ephemeroptera) son insectos alados primitivos con un ciclo de vida de desarrollo ninfal acuático hasta que emergen como adultos que vuelan brevemente en busca de parejas. Las efímeras tienen morfología reproductiva y estrategias que promueven la copulación y oviposición eficiente durante la fase terrestre efímera. La anatomía del tracto reproductivo en machos y hembras de Thraulodes latinus (Leptophlebiidae) se describe en relación con el comportamiento reproductivo de Ephemeroptera. Los machos tienen un par de testículos que están degenerados en la etapa de vida preadultos (subimago) y un par de conductos deferentes que desembocan directamente en los gonoporos, sin conducto eyaculador y glándulas accesorias que son comunes en otros insectos. Las hembras adultas tienen un par de ovarios pectinados con muchos ovocitos maduros, un par de oviductos laterales y un oviducto común, pero carecen de espermateca para el almacenamiento de espermatozoides y glándulas asociadas como en la mayoría de los insectos. Durante el apareamiento, los conductos deferentes emparejados de los machos inyectan esperma directamente en los oviductos laterales de las hembras, donde se produce la fertilización masiva. La contracción de los músculos intrínsecos de los conductos deferentes del macho dirige e impulsa rápidamente el flujo de espermatozoides. Se discuten las estrategias reproductivas, como la partenogénesis facultativa en efímeras y las presiones selectivas asociadas involucradas en la morfología y el comportamiento reproductivo de estos insectos.

Gráficamente abstracto

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Plagas, depredadores y parasitoides: Parte II

El orden Himenópteros (que significa "ala membranosa") incluye las hormigas, abejas, avispas y moscas sierra. Se han identificado más de 120.000 especies, incluido más recientemente un descubrimiento de 70 especies de microondas en Tailandia. Aunque este grupo es conocido por sus macroespecies carismáticas, estas diminutas avispas constituyen la mayor parte de la diversidad en este orden.

El nombre de himenópteros se refiere a los 2 pares de alas que suelen ser claras (aunque pueden ser oscuras), con las alas delanteras más grandes que las traseras. Además, la nervadura en el ala trasera está muy reducida, incluso en las macroespecies (las microespecies tienen poca nervadura en ambos pares de alas). El margen anterior del ala trasera a menudo también estará equipado con una fila de ganchos que permiten que el ala trasera se adhiera al ala delantera. Estos ganchos se denominan "hamuli".

Los himenópteros son holometábolos, con una etapa inmadura parecida a un gusano que precede a la etapa de pupa. Tanto las larvas como los adultos están equipados con piezas bucales para masticar, aunque hay algunas adaptaciones para lamer con una lengua. glossae en las especies que se alimentan de néctar. Las hembras de los himenópteros suelen tener ovipositores bien desarrollados con muchas especies modificadas para la liberación de picadura / veneno, es decir, los aguijones de abejas y avispas (figura 6-1).

Figura 6-1: Orden Hymenoptera que incluye hormigas, abejas, avispas y moscas sierra. Fuente de la imagen: https://en.wikipedia.org/wiki/Vespula#/media/File:Wasp_morphology.png

Hay dos subórdenes de himenópteros, el Apocrita y el Symphyto. Las Apocrita se identifican por la separación del segmento basal del abdomen y el tórax por una constricción, apareciendo como una “cintura estrecha” que es el pecíolo. La mayoría de las larvas de Apocrita se alimentan de otros artrópodos, aunque la fitofagia ha vuelto a evolucionar varias veces. El abdomen de Symphyta está ampliamente unido al tórax y casi todos son fitófagos (alimentadores de plantas).

Uno de los aspectos más interesantes de la biología de Hymeoptera es la evolución de un gradiente de complejidades sociales, desde colmenas de abejas altamente complejas hasta individuos solitarios en contacto con miembros de su propia especie solo con fines de apareamiento, con muchas especies parasociales entre estos dos. extremos.

Muchos polinizadores importantes en paisajes naturales y manejados pertenecen a los himenópteros, y aunque no se cree que sean los primeros insectos que polinizaron las plantas (ese honor es para los coleópteros), son el grupo que celebra la mayor adaptación fisiológica específica para proporcionar este servicio del ecosistema. La presencia de las glosas alargadas en las abejas y abejorros como una estructura que lame el néctar es un ejemplo de esta evolución, al igual que las estructuras en las piernas y el abdomen que se utilizan para transportar polen seco o bolas de polen mezcladas con néctar y saliva con mayor facilidad. . Los comportamientos utilizados por las colonias para comunicar la ubicación de los ricos recursos alimenticios y la fisiología mejoran la detección sensorial de los recursos florales añaden la eficacia y el éxito del mutualismo entre los polinizadores y las plantas.

Sin embargo, donde hay comercio justo, también siempre se desarrollarán medios para engañar al sistema, y ​​esto también ha ocurrido en ambos lados de la simbiosis. Algunas especies de abejas han pasado por alto la responsabilidad de los servicios de polinización cortando el carpelo de la flor para extraer el néctar. Esto se conoce como "robo de néctar", engañar a la flor de su potencial para cruzar y robar las tiendas ricas en azúcar que habrían alimentado a un verdadero polinizador. Algunas plantas también han encontrado formas de aprovechar los servicios de polinizadores sin recompensar la asistencia también, pero atrayendo a los insectos hacia la planta pero sin proporcionar ningún recurso alimenticio a cambio.

El orden Neurópteros es un grupo diverso de insectos depredadores equipados con venación densa en las alas, visto como una red. Es esta característica por la que reciben su nombre. Este grupo incluye las crisopas, los búhos y las hormigas león, y solía incluir las moscas serpiente (ahora ordene Rafidiópteros). Hay más de 5000 especies conocidas.

Los miembros de Neuroptera y Raphidioptera son holometábolos. Se pueden identificar aproximadamente por las características visuales de las alas: las alas anteriores son más grandes que las traseras y tienen muchas venas y venas cruzadas, que aparecen como una red nerviosa. En particular, deben ser visibles numerosas venas cruzadas humerales paralelas entre la vena costal y la subcosta. Cuando está en reposo, las alas se mantienen en forma de tienda sobre el abdomen y no habrá cercos terminales (aunque muchas hembras de diferentes especies tienen ovipositores obvios que pueden parecer similares a los cercos). Todos los miembros de estas órdenes tienen aparatos bucales masticadores y son depredadores voraces, y muchos se consideran beneficiosos en los sistemas de cultivo.

La mayoría de los miembros de estas Órdenes son voladores débiles y están activos principalmente por la noche. Algunos se sentirán atraídos por las luces y se reunirán en busca de presas. Las hembras pondrán huevos en lugares con presas disponibles, muchos de los huevos son únicos. Por ejemplo, los huevos de crisopas verdes se ponen individualmente, cada uno al final de un tallo largo. Las larvas son depredadoras al nacer y este método previene el canibalismo (figura 6-2).


Libros de texto

  • Embriología humana (2da ed.) Larson Capítulo 10 p261-306
  • El ser humano en desarrollo: embriología con orientación clínica (6a ed.) Moore y Persaud Capítulo 13 p303-346
  • Antes de nacer (5a ed.) Moore y Persaud Capítulo 14 p289-326
  • Fundamentos de la embriología humana, Larson Capítulo 10 p173-205
  • Embriología humana, Fitzgerald y Fitzgerald Capítulo 21-22 p134-152
  • Biología del desarrollo (6a ed.) Gilbert Capítulo 14 Mesodermo intermedio

Capítulo 91 - Ephemeroptera: (Moscas de mayo)

Este capítulo trata sobre las efímeras, insectos que pertenecen al orden Ephemeroptera. Los Ephemeroptera son numéricamente un pequeño orden de insectos, con aproximadamente 3100 especies descritas dentro de más de 400 géneros y 40 familias. Son únicos entre los insectos por tener dos etapas adultas aladas, el subimago y el imago. Las efímeras adultas no se alimentan en su lugar, dependen de las reservas acumuladas durante su vida ninfal. Como adultos, por lo general viven de 1 a 2 h hasta unos pocos días, y las efímeras pasan la mayor parte de su vida en el medio acuático, ya sea como huevos o como ninfas. Debido a su etapa adulta alada y su propensión a la deriva como ninfas, las efímeras se encuentran a menudo entre los primeros macroinvertebrados en colonizar hábitats vírgenes. Los seres humanos afectan cada vez más la distribución y abundancia de efímeras y, debido a su presencia generalizada e importancia en las redes alimentarias acuáticas y, en particular, en la producción pesquera, las efímeras se han utilizado ampliamente como indicadores de la calidad del agua. Baetis Las especies se encuentran a menudo entre las efímeras más tolerantes a la contaminación. La deforestación es una gran amenaza para la biodiversidad de la efímera en los trópicos, mientras que en las regiones templadas la pérdida de hábitat y la reducción de la conectividad entre aguas dulces se está convirtiendo en una amenaza cada vez más importante.


Capítulo 34 - Orden Ephemeroptera

Los ephemeroptera (efímeros) constituyen un linaje de insectos cuyo origen se remonta al Carbonífero, lo que los convierte en uno de los órdenes de insectos más antiguos que existen. Se caracterizan por una estricta fidelidad larvaria al agua dulce (de pie o corriendo) y por una etapa adulta muy corta dedicada exclusivamente a la reproducción. Las efímeras son únicas entre los insectos existentes al tener una etapa alada intermedia entre la ninfa acuática y la etapa imaginal reproductiva, llamada subimago.

Este capítulo proporciona información actualizada sobre la biodiversidad actual del orden a escala mundial, así como los patrones de distribución y endemismo. Se resumen la morfología externa y la anatomía interna, y se enfatizan las estrategias del ciclo de vida, el comportamiento y los modos de reproducción con algunos ejemplos. La ecología de las etapas ninfales se trata en detalle, incluida la selección del hábitat, el comportamiento de alimentación, el crecimiento, el patrón de deriva y los depredadores. La influencia de las actividades humanas en las efímeras se revisa a la luz de nuevos datos. Se proporcionan sugerencias para recolectar, criar y preparar especímenes.


Capítulo 6 - ENVEJECIMIENTO EN INSECTOS

Este capítulo analiza los diferentes factores que dan lugar al proceso de envejecimiento de un organismo. La duración de la vida se puede considerar un rasgo controlado genéticamente, ya que el genotipo heredado determina la duración de la vida, sin embargo, también es una característica biológica que puede ser modificada considerablemente por el medio ambiente. Una esperanza de vida finita también puede considerarse un mecanismo para garantizar la supervivencia de las especies. Los insectos poseen características que los hacen especialmente útiles como animales de experimentación en estudios de envejecimiento, ya que están compuestos por células indistinguibles de las de animales superiores, incluido el hombre, que a su vez poseen el complemento completo de sistemas bioquímicos involucrados en el metabolismo en general y en las funciones celulares en especial. Los factores que afectan la vida útil de un organismo pueden ser intrínsecos como consideraciones genéticas, donde la acción de los genes está involucrada en la ontogenia de todas las etapas del ciclo de vida de los insectos, el sexo del organismo, la edad de los padres, la fecundidad y la puesta de huevos, y tiempo de duración de la metamorfosis o extrínseca como rango de temperatura, radiación ionizante y nutrición, etc.


Remodelación de vasos sanguíneos

El desarrollo vascular temprano es lateralmente simétrico (emparejado a izquierda y derecha). El desarrollo del embrión se remodeló extensamente dando lugar a una asimétrico sistema adulto en el cuerpo. Equilibrio complejo entre estimuladores e inhibidores de la angiogénesis.

Factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF)

  • pertenece a la familia del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF).
  • necesario para las primeras etapas del modelado de los vasos sanguíneos.
  • requerido más tarde para el mantenimiento de las células endoteliales en los tejidos.
  • bucle de VEGF autocrino de la secreción de células endoteliales implicadas en el crecimiento vascular.
  • 4 isoformas de proteínas generadas a partir de un solo gen.

Familia de proteínas VEGF - VEGF (o VEGF-A), VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D y factor de crecimiento placentario (PGF),

Receptores de VEGF - VEGFR-1, -2 y -3.

  • Las células que expresan los receptores están dirigidas a su crecimiento.
  • Tenga en cuenta que hay otras familias de factores de crecimiento (FGF, Tie, TGF-β, netrinas, semaforinas) que también pueden influir en el crecimiento de los vasos.
  • Algunos factores angiogénicos también participan en el desarrollo de órganos (hígado).

Estrategias reproductivas

Un cuarto conjunto de términos que usamos para describir el ciclo de vida de los insectos se refiere a la forma en que se producen las crías.

Hay tres formas básicas en que los insectos jóvenes se introducen en el mundo.

El primero y más común es "oviparidad'O puesta de huevos. Un insecto ovíparo (o pájaro o reptil) pone uno o más huevos que luego se convierten en crías.

El opuesto directo a esto es "viviparidad“Donde el huevo se convierte en una forma juvenil dentro del cuerpo de la hembra y es nutrido por el cuerpo de la hembra a medida que crece y hasta que nace. Solo unos pocos insectos son vivíparos, como la mosca Tetse, sin embargo, para los mamíferos como nosotros, la viviparidad o el nacimiento vivo es algo normal.

Una tercera opción utilizada por algunos insectos es producir huevos con cáscaras que reciben no nutrición de la hembra después de que se forma el huevo (como la oviparidad) pero en lugar de poner los huevos en algún lugar, la hembra los mantiene en su cuerpo hasta que están listos para eclosionar.

El escorpión emperador son ovovivíparos y ponen huevos que se convierten en crías completamente formadas casi de inmediato.

De esta manera, sin embargo, solo tienen los recursos dentro del huevo para aprovechar y están mejor protegidos del medio ambiente. Se llama 'ovoviviparidad"Lo cual requiere algo de práctica para decirlo y no es muy común, aunque ocurre en algunas moscas verdaderas y cucarachas.

Además de cómo se producen las crías, podemos observar diferencias en el momento de su producción.

Aquí utilizo solo insectos ponedores de huevos, es decir, ovíparos, como ejemplos, aunque los principios son los mismos para todos los animales. Para muchos insectos, de hecho la mayoría de ellos, después de que la hembra ha madurado y se ha apareado, pone sus huevos tan pronto como puede y luego muere.

En algunas especies de efímeras, esto puede llevar solo unas pocas horas, sin embargo, para la mayoría de los insectos lleva más de varios días a varias semanas. El caso es que ella tiene un juego de huevos que pone y eso es todo. Este tipo de ciclo de vida se llama "semelparidad"Y un insecto que lo posee se llama"semillero", Un buen ejemplo de este tipo de ciclo de vida son las polillas gigantes Cercropia de América.

Lo opuesto a esto es donde la hembra pone su primer lote de huevos y luego pasa algún tiempo acumulando sus recursos, antes de producir y poner un segundo conjunto. Esto puede suceder varias veces y dar como resultado que se produzcan muchos conjuntos de huevos o crías.

Este tipo de ciclo de vida reproductiva se llama "iteroparidad". Muchos escarabajos terrestres (Carabidae) son iteroparous, y la iteroparity es el método normal de reproducción de aves y mamíferos.


Conclusión

Las investigaciones realizadas hasta la fecha indican que los insectos podrían desempeñar un papel importante a la hora de abordar la inminente crisis de suministro de proteínas. En general, los insectos contienen niveles suficientes de proteínas, grasas y micronutrientes para contribuir a mejorar la salud mundial y la seguridad alimentaria, tanto a través del consumo directo como indirecto en los piensos. Además, la investigación ha demostrado que los insectos pueden tener una huella ambiental más pequeña y un valor económico más alto que otras fuentes de proteínas del ganado; es poco probable que presenten riesgos microbianos significativos, parecen causar reacciones alérgicas en personas con alergias a artrópodos conocidas y en la mayoría de las personas de Las sociedades occidentales se sienten cómodas con el uso de insectos como alimento para animales, pero dudan en consumirlos directamente.

Las investigaciones futuras deberían abordar cuestiones relacionadas con la ampliación de la producción de insectos a niveles comerciales, tales como: ¿cómo se pueden mejorar los perfiles nutricionales de los insectos de manera sistemática y coherente? ¿Cómo puede la huella ambiental de los insectos seguir siendo pequeña cuando se amplía comercialmente? ¿Cómo se pueden alimentar los insectos a escala comercial de forma sostenible? ¿Qué deben cubrir las regulaciones sobre el cultivo, procesamiento y almacenamiento de insectos? ¿Existen efectos nocivos para las poblaciones humanas o animales por el consumo de grandes cantidades de insectos? ¿Cómo son las cadenas de valor y suministro de insectos según los usos finales específicos? y ¿cómo se puede proteger el valor económico de las cadenas de suministro de insectos establecidas para no dañar los medios de vida? En última instancia, solo si los insectos pueden competir con el ganado occidental tradicional, en particular los pollos, o la alimentación del ganado dentro de la cadena de suministro y valor y ambientalmente, se considerarán una alternativa viable.


Ver el vídeo: Los Artrópodos. Videos Educativos para Niños (Mayo 2022).