Desenvolvimento de Insetos

Bacteria and blue-green algae; 4760

Fungi; 46983

Algae; 26900

Bryophytes (mosses and liverworts) ; 17000

Gymnosperms (conifers) ; 750

Angiosperms (flowering plants) ; 250000

Protozoans ; 30800 Sponges ; 5000

Corals and Jellyfish ; 9000

Roundworms and earthworms ; 24000

Crustaceans ; 38000

Insects ; 751000

Other Arthropods and minor invertebrates ;

132461

Mollusks; 50000 Starfish ; 6100

Fishes (teleosts) ; 19056 Amphibians ; 4184

Reptiles; 6300

Birds ; 9198 Mammals ; 4170

2200 Louva-a-Deus

5000 Libélulas

20000 Gafanhotos

120000 Moscas

110000 Abelhas, Vespas e Formigas

170000 Borboletas e Mariposas

360000 Besouros

Insetos: Um caso de sucesso!!!

Diversidade

Diferentes estratégias reprodutivas

Ovíparos

Ovovivíparos

Vivíparos

Viviparidade adenotrófica (Afídeos – Partenogênese –, Glossinídeos: tsé-tsé)

Viviparidade pseudoplacentária (Hemímeros)

Sem evidências fisiológicas do papel trófico destas estruturas

Partenogênese Desenvolvimento de ovos não fertilizados Vantagens: •maior velocidade reprodutiva, •maiores chances de sobrevivência de um genótipo isolado, •maior aproveitamento de boas condições ambientais momentâneas •Tendência de perda de alelos recessivos letais Desvantagens: •menor variabilidade genética, •menor adaptabilidade.

Poliembrionia (Hymenopteros Parasíticos e Strepsipteros) Múltiplos embriões de um único ovo Número de embriões dependente de disponibilidade de nutrientes

Pedogênese (Chironomidae (Diptera), Coleoptera, and Hemiptera)

Maturação sexual precoce Geralmente associada a viviparidade e partenogênese Desenvolvimento embrionário durante a fase larval ou pupa da fêmea Caso extremo: afídeos

Determinação Sexual

XY – Modelo: Drosophila

daughterless

Antes da formação da blastoderme

Ovo

Zigoto

Compensação de dose

Sxl não é fundamental em outros modelos...

Haplodiploide

-Determinação sexual por eliminação de cromossomos sexuais -Determinação por fatores ambientais

•Temperatura •Nutrição •Controle hormonal •Parasitas

Diferentes estratégias de desenvolvimento pós embrionário permitem: •Formas especializadas •Exploração de recursos mais eficiente •Dispersão •Aumento do potencial de adaptação

Requer:

Mudas/Ecdise

Metamorfose

Ametábolos

Muitas mudas Maturação da genitália

Hemimetábolos

A cada muda: •Desenvolvimento de asas •Surgimento de neurônios •Omatídeos •Estruturas sensitivas no tegumento

Holometábolos

Metamorfose completa Larva: móvel e faminta Pupa: imóvel, histólise e histogênese

Drosophila melanogaster

Clivagem •1 divisão a cada 9 minutos!! •Após 9ª divisão núcleos migram •Após 13ª mitose ocorre celularização •“Sobram” ~15 células polares

Sicronizadamente?

“Energids”

Migração para a periferia pode variar

Na maioria dos insetos alguns núcleos permanecem no vitelo e originam vitelófagos. Lepidopteros, Dipteros, e alguns ortópteros migram todos os núcleos para a periferia, sendo que alguns destes após algumas multiplicações migram de volta ao vitelo como vitelófagos secundários.

poliplóides

Futuro epitélio do intestino intermediário

Gastrulação

•± 3 hpf •Corda Nervosa Ventral (Artrópodes) •Neuroblastos •Não ocorrem divisões celulares durante a Gastrulação

Ao término da Gastrulação:

•A epiderme divide-se 2-3 vezes e começa a secretar a cutícula

•Torna-se evidente um padrão de segmentação

Formação de membranas extra-embrionárias: Âmnio e serosa Exceção Muscomorpha

Cutícula serosa/pico hormonal

Desenvolvimento pós-embrionário

Campodeiforme Elateriforme Eruciforme Scarabaeiforme

Formas Larvais

Platyforme

Vermiforme

Carabiforme

Mudas ou Ecdises

Exoesqueleto impede o crescimento contínuo Impressionante aumento de tamanho entre mudas

Apólise Fluido de muda

Aumento de área

Digestão

Dança da ecdise de

Drosophilídeos

2º instar

Park, Y. et al. Development 2002;129:493-503

*

Metamorfose

Pouco remodelamento Destruição de tecidos larvais e substituição por uma nova população de células

Metamorfose

Discos imaginais – Estruturas cuticulares adultas Nichos histoblásticos – aglomerados de células que formarão o abdômem Aglomerados imaginais – grupos de células em cada órgão

Muda metamórfica Muda imaginal Energia armazenada Ovo eclode Imagos emergem

Obtecta Apêndices em desenvolvimento Lepidópteros firmemente presos ao corpo por uma cápsula. Frequentemente encontrada com casulos de seda. Exarata Apêndices em desenvolvimento Coleoptera livres e visíveis externamente Neuroptera Coarctata Pupário Corpo encerrado dentro do exoesqueleto Dipteros do último instar Podem estar associados em casulos comunais de seda.

Tipos Pupais

Diferenciações cromossômicas

Poliploidia Politenia Amplificação

Em sua glândula salivar podemos observar profundas modificações cromossômicas rigidamente reguladas ao longo do desenvolvimento.

Rhynchosciara sp.

• Díptero, Sciarídeo • Têm sido utilizado como sistema paradigma para estudos em

cromossomos politênicos e amplificação gênica desde os anos 50 (Dreyfus, Nonato & Pavan, 1951).

• Como vantagens podemos citar: 1. fácil de se manipular (grandes proporções) 2. apresenta um ciclo de vida mais extenso do que Drosophila 3. oferece preparações citológicas de boa qualidade com facilidade. 4. desenvolvimento sincronizado de indivíduos irmãos.

Ovos

Larvas de 1 dia de idade

Larvas de 35 dias de idade

Casulo comunal

Pupas

Adultos

Pufes: Geralmente associados a proteínas constituintes do casulo

Cromossomos B em dias seqüenciais mostrando a abertura e fechamento do pufe B2

Regulação hormonal

Padrão de atividade gênica ao longo do desenvolvimento e replicação diferencial

Modelo Onion Skin para amplificação gênica, origens de replicação são disparadas sucessivas vezes, gerando em um gradiente de amplificação

Endoreplicação

Reutilização das origens

Modelo didático

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MG1SG2M

CDKs/DDKs

Degradar, inibir ou exportar

Degradar ou exportar

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APC CDKs/DDKs

Oscilador Ciclina E/CDK2

Endociclos

Para saber muito mais:

Na próxima aula: Como fazer seu próprio inseto gigante assassino Como os insetos determinam eixos corporais Insetos e o futuro Lendas urbanas Lendas rurais

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