Insecta
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Gli Insetti sono animali invertebrati appartenenti alla classe Insecta, il più grande e il più largamente distribuito (a livello di terre emerse) raggruppamento del phylum degli Artropodi, di cui rappresentano il culmine dell’evoluzione. In questa classe la metameria è divenuta eteronoma al massimo grado. Abbiamo una netta separazione tra le tre parti del corpo, le zampe sono sempre sei, limitate al torace, e le appendici si sono differenziate in numerosi modi molto differenti. Il comportamento può essere anche piuttosto complesso, benché le funzioni superiori del sistema nervoso centrale siano decentrate in diversi gangli. I rapporti tra cospecifici sono molto particolari negli Insetti sociali. La scienza che studia gli insetti è l'Entomologia.
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Anatomia
thumb|left|650px|A- Testa B- Torace C- Addome 1 antenna 2 ocelli low 3 ocelli hight 4 occhio composito 5 cervello (gangli cerebrali) 6 protorace 7 arteria dorsale 8 tracheal tubes (trunk with spiracle) 9 mesotorace 10 metatorace 11 ali (primo paio) 12 ali (secondo paio) 13 tratto digestivo medio 14 cuore 15 ovario 16 hind-gut (intestino, retto e ano) 17 ano 18 genitali 19 vagina 20 nerve chord (gangli addominali) 21 Malpighian tubes 22 pillow 23 claws 24 tarso 25 tibia 26 femore 27 trocantere 28 fore-gut (crop, gizzard)leading to mid-gut — stomach 29 ganglio toracico 30 coxa 31 ghiandole salivari 32 bocca 33 ganglio subesofageo
Il capo
Le appendici boccali sono molto varie.
Il tipo più primitivo sono le mandibole, adatte a masticare foglie. Secondo i diversi modi di vita abbiamo diverse modificazioni, di cui vediamo solo alcuni esempi. Nelle zanzare abbiamo un apparato pungitore-succhiatore, in cui due paia di appendici si accostano per formare due tubi concentrici. In quello interno scorre una sostanza che impedisce la coagulazione del sangue, che risale tra i due. Apparati simili hanno altri insetti ematofagi.
Nelle mosche abbiamo un apparato lambente-succhiante, a forma di paletta, adatto a raccogliere il liquido delle sostanze in decomposizione.
I Lepidotteri (farfalle e falene) hanno le appendici boccali riunite a formare una sorta di proboscide, la spirotromba, ripiegabile quando non usata, adatta a succhiare il nettare dei fiori.
Il capo di gran parte degli insetti è inoltre dotato di occhi composti, costituiti da un gran numero di occhi semplici, detti ommatidi.
Sono anche presenti delle antenne, con funzione sensoriale.
Il capo a seconda della posizione del suo asse rispetto l'asse del corpo può essere:
- prognato, in linea con il torace, utile per gli insetti predatori (coleotteri carati);
- ipognato, con asse ortogonale al torace, tipico di insetti che si nutrono delle foglie su cui stanno o per predatori da fermo (mantidi);
- metagnato, l'asse forma un angolo acuto col torace, tipico di afidi ed insetti succhiatori di linfa;
- epignato, capo ad angolo attuso;
- immerso nel torace (termiti).
Il torace
Il torace è formato da tre segmenti:
- protorace: il segmento anteriore sempre senza ali;
- mesotorace, negli insetti alati più sviluppato provvisto di ali;
- metatorace, come mesotorace può presentare le ali, nei Ditteri presenta i bilancieri invece delle ali.
Ogni segmento e' composto da:
- tergo: detto anche noto o scuto, dorsale molto sclerificato;
- pleure. laterali a cui si collegano le zampe, in quel punto sono rafforzate dalle presenza di scleriti; sono presenti anche una coppia di spiracoli tracheali; si divide in episterno e epimero;
- sterno, sclerificato, ventrale.
Nel torace l'esoscheletro subisce delle invaginazioni dette apodemi cui si appigliano gli organi ed i muscoli interni. Le ali, se presenti si articolano tra il tergo e le pleure.
Le zampe
Nel torace degli insetti vi sono sei zampe, che possono essere simili o diversamente modificate (basti pensare a quelle posteriori della cavalletta).
Ogni zampa e' costituita da una serie di articoli:
- coxa o anca, breve;
- trocantere, breve;
- femore, sviluppato;
- tibia, sviluppato;
- tarso, pluriarticolato
- pretarso, portante le unghie ed un corpo mediano detto arolio se lobiforme o empodio se stiliforme. Spesso sono presenti i pulvilli lamine membranose sottounghiali.
Le zampe mancano completamente in molte larve, che si definiscono apode. In altre larve, definite polipode, le zampe sono sotituite da formazioni pari, addominali, non articolate definite pseudozampe.
Le zampe in funzione del loro utilizzo si distinguono in:
- ambulatorie tipica di molti Coleotteri;
- saltatorie (le zampe metatoraciche delle cavallette);
- fossorie, a forma di pala (le zampe protoraciche del grillotalpa);
- natatorie con arti appiattiti (Rincoti e Coleotteri acquatici)
- raptatorie (es. mantide)
Le ali
Le ali sono di norma due paia. Non sono, come si potrebbe pensare, appendici articolate, bensì espansioni dell’esoscheletro. Per capire che non derivano da appendici, basta considerare che i metameri che le portano possiedono anche zampe.
Le ali sono costituite da due lamine sovraposte percorse da tubuli sclerificati (nervature), con all'interno emolinfa, aria, nervi, che fanno da sostegno all'ala. Le nervature principali sono la costale, subcostale, radiale, mediana, cubitale, anale, tutte (tranne la costale), molto ramificate. Nella costale spesso anteriormente c'e' un ingrossamento detto stigma o pterostigma che distribuisce le forze durante il volo.
Il movimento delle ali è dovuto a deformazioni dell’esoscheletro, causate da muscoli appositi.
La muscolatura interessata al movimento si divide in:
- diretta, collegata agli pterali tramitedue scleriti articolari (basalare e subalare); i muscoli connessi allo sterno provocano l'innalzamento delle ali;
- indiretta, non agisce sulle articolazioni; si distingue in:
- dorso-ventrale, muscoli trasversali collegati a dorso e ventre, curvano il dorso alzando le ali;
- logitudinale-ventrale, muscoli longitudinali legati rigidamente al dorso che in trazione diminuendo la sezione ne riducono la curvatura abbassando le ali.
Gli insetti più primitivi non possiedono ali. Tra gli insetti alati, è segno di primitività avere ali simili per forma e dimensione. In due ordini la differenziazione delle ali ha portato alla radicale modificazione di un paio.
Nei Coleotteri (scarabei, coccinelle, maggiolini, cervi volanti etc.), il primo paio si è trasformato in elitre, gusci rigidi che proteggono il secondo paio quando l’insetto non vola.
Nei Ditteri (mosche, tafani, zanzare etc.), il secondo paio si è trasformato in bilancieri, piccole protuberanze atte a stabilizzare il volo.
Alcuni insetti, come pulci e pidocchi, hanno perso completamente le ali nel corso dell’evoluzione.
L'addome
Regione del corpo costituita da 11 segmenti (uriti) simili tranne i terminali.
Alcune famiglie presentano un diverso numero di uriti:
- nei Proturi (insetti apterigoti primitivi) si notano 12 segmenti;
- nei Tisanuri sono 11 ma l'undicesimo e' nascosto.
- nei Micotteri sono 10;
- nei Collemboli sono presenti 6 uriti;
Ogni segmento presenta un'urotergo dorsale, un'urosterno ventrale e delle membrane laterali che assieme alle membrane intersegmentali garantiscono i movimenti e l'eventuale alloggiamento delle viscere. Nelle membrane laterali si ha lo sbocco degli spiracoli tracheali.
L'ottavo ed il nono urite sono detti uriti genitali; l'apertura genitale femminile si apre dopo il nono e quella maschile dopo il decimo. Questi presentano le gonapofisi, delle "armature" genitali variamente differenziate (in alcuni imenotteri formano il pungiglione ovodepositore).
L'ultimo segmento dell'addome si chiama telson.
L'addome presenta diverse appendici.
Stili
Gli stili sono degli articoli pari, segmentati, residui di appendici metameriche uro-sternali. Hanno la funzione di sostenere l'addome lunghissimo (negli apterigoti) e, a volte, collaborano al movimento. Sono presenti negli insetti apterigoti:
- nei Proturi articolati in tre pezzi dal primo al terzo segmento addominale;
- nei Tisanuri dal secondo all'ottavo;
- nei Dipluri dal primo al settimo;
- nei Collemboli sono assenti.
Sono presenti anche in forme adulte di pterigoti (una coppia sul nono nelle Efedre e nelle femmine dei Coleotteri Culibrionidi).
Cerci
Sul decimo urite (in realtà emanano dall'undicesimo) ci sono i cerci filiformi e molto lunghi nei Tisanuri (in cui e' presente un pezzo impari mediano detto paracerco) e nelle Efedre, piu' brevi e tozzi in alcune blatte, grilli, e altri Ortotteroidei. Nelle forficule sono a forma di pinza. Sono utilizzati come strutture copulative e strumenti di difesa.
Urogonfi
In larve di olometaboli (coleotteri, lepidotteri), ci sono gli urogonfi, pari, articolati, leggermente estroflettibili, nel nono urite latero-dorsali.
Il pigodio è una ventosa tipica di larve di Coleotteri caralidi, detta anche uropodio, impari caudo-ventrale al 10 urite in alcune specie con ghiandola viscosa
Sifoni, canalicoli e sifoni respiratori
Si hanno conicoli o sifoni sono in Afidi dorsalmente al sesto urite; sono cavi ed emettono sostanze cerose (difesa da agenti predatori ed atmosferici)
In larve di Ditteri Silfidi (sottofamiglia degli Aristaidi) si hanno dei sifoni respiratori dall'ottavo urite, divisi in 4-5 pezzi telescopici , per permettere di raggiungere l'aria (vivono immersi nei liquami di pozzi neri); stesso sistema adottano Emitteri Eterotteri come Ranatra e Nepa (scorpione d'acqua).
Pseudozampe
Nelle larve polipode sono presenti formazioni pari, non articolate, per favorire i movimenti (aree ambulacrali). Sono tipiche di larve di:
- Lepidotteri in genere con pseudozampe dal terzo al sesto urite ed una coppia al decimo;
- Lepidotteri Geometridi con una al sesto ed una al decimo;
- Lepidotteri Nottuidi (scambiabili con i Geometridi ma con zampe al quinto, sesto e decimo urite);
- Imenotteri Sinfidi (non solo i Tentredini) con zampe dal secondo all'ottavo urite;
- Mecotteri dal primo all'ottavo urite.
Ovopositore
Possiamo distinguere tra:
- ovopositore di sostituzione tipico di Lepidotteri, Coleotteri e Ditteri, prodotto dalla notevole capacità di allungamento degli ultimi uriti;
- ovopositore sclerificato tipico di Ortotteri Ensiferi e Imenotteri Terebranti; è prodotto da 3 paia di valve (ventrali, mediane e dorsali), collegati all'ottavo e nono sternite da piastre dette valviferi; due paia di valve formano il canale in cui passa le uova, mentre il terzo paio forma un astuccio.
Dall'ovopositore negli imenotteri aculeati (vespe, api etc.) si genera il pungiglione.
La riproduzione
La riproduzione degli Insetti è sessuale. La norma è il dioicismo, ma si hanno casi di ermafroditismo (come nelle cocciniglie) e di partenogenesi (come nella filossera della vite).
I due esempi riportati sono di parassiti di piante, che devono riprodursi velocemente nelle stagioni in cui vi è un’improvvisa e sovrabbondante disponibilità di cibo. In entrambi i casi abbiamo anche riproduzione dioica, per mantenere la varietà delle caratteristiche ereditarie.
Essendo animali terrestri la fecondazione è interna. In alcuni casi però non è richiesto l'accoppiamento, in quanto il maschio depone una spermateca che è presa dalla femmina.
Negli insetti più evoluti lo sviluppo è indiretto.
La respirazione
Negli insetti si perfeziona al massimo la respirazione mediante trachee: tubicini di chitina, con diametro decrescente, formati da anelli più rigidi uniti da porzioni più sottili. Le trachee portano l'ossigeno direttamente ai tessuti, senza la mediazione dei liquidi organici. Vi è un' ulteriore distinzione fra insetti acquatici (perfettamente adattati, in una o più fasi della loro vita, a vivere nell' acqua e trarne ossigeno per mezzo di speciali organi detti tracheo-branchie) e insetti acquaioli (che pur vivendo in ambienti acquatici possono prendere ossigeno dall' aria incamerandola al di sotto delle ali, oppure trarlo dalle piante acquatiche).
L'apparato respiratorio si apre sulla superficie mediante aperture regolabili, gli spiracoli, dotate di valvole. Ciò è molto importante perché impedisce la disidratazione. Alcuni organismi affini agli artropodi, infatti, possedendo trachee con aperture non regolabili, sono confinati in ambienti umidi.
La respirazione mediante trachee si è rivelata molto efficiente: impone però un limite alle dimensioni degli insetti. Con l’aumento delle dimensioni, infatti, la superficie del corpo aumenta proporzionalmente di meno del volume (come il quadrato, anziché come il cubo delle dimensioni lineari). Poiché la richiesta di ossigeno aumenta in proporzione al volume, e l’afflusso d’aria è proporzionale all’area degli spiracoli, insetti troppo grandi dovrebbero avere aperture respiratorie sempre più fitte sulla superficie, con conseguente indebolimento dell’esoscheletro, nonché un eccessivo affollamento di trachee all’interno.