Insecto
Definición
Los insectos o Insecta (del insectum latino ) son invertebrados hexápodos y el grupo más grande dentro del phylum del artrópodo. Las definiciones y circunscripciones varían; generalmente, los insectos comprenden una clase dentro de Arthropoda. Como se usa aquí, el término Insecta es sinónimo de Ectognatha. Los insectos tienen un exoesqueleto quitinoso, un cuerpo de tres partes (cabeza, tórax y abdomen), tres pares de patas articuladas, ojos compuestos y un par de antenas. Los insectos son el grupo más diverso de animales; incluyen más de un millón de especies descritas y representan más de la mitad de todos los organismos vivos conocidos. El número total de especies existentes se estima entre seis y diez millones; potencialmente más del 90% de las formas de vida animal en la Tierra son insectos. Los insectos se pueden encontrar en casi todos los ambientes, aunque solo un pequeño número de especies residen en los océanos, que están dominados por otro grupo de artrópodos, los crustáceos.Casi todos los insectos nacen de los huevos. El crecimiento de insectos está limitado por el exoesqueleto inelástico y el desarrollo involucra una serie de mudas. Las etapas inmaduras a menudo difieren de las de los adultos en cuanto a estructura, hábito y hábitat, y pueden incluir una etapa de pupa pasiva en aquellos grupos que sufren una metamorfosis de cuatro etapas. Los insectos que se someten a metamorfosis en tres etapas carecen de una etapa de pupa y los adultos se desarrollan a través de una serie de etapas de ninfa. La relación de nivel superior de los insectos no está clara. Se han encontrado insectos fosilizados de gran tamaño a partir de la Era Paleozoica, incluidas libélulas gigantes con una envergadura de 55 a 70 cm (22 a 28 pulgadas). Los grupos de insectos más diversos parecen haber coevolucionado con plantas con flores.
En el sentido de las agujas del reloj desde arriba a la izquierda: danza de la danza ( Empis livida ),
gorgojo de hocico largo ( Rhinotia hemistictus ),
grillo mole ( Gryllotalpa brachyptera ), avispa alemana
( Vespula germanica ), polilla de goma emperador
( Opodiphthera eucalypti ), insecto asesino (Harpactorinae)
Los insectos adultos normalmente se mueven caminando, volando o, a veces, nadando. Como permite un movimiento rápido pero estable, muchos insectos adoptan una marcha trípeda en la que caminan con sus piernas tocando el suelo en triángulos alternados, compuestos de la parte delantera y trasera en un lado con el centro en el otro lado. Los insectos son los únicos invertebrados que han evolucionado en vuelo, y todos los insectos voladores provienen de un ancestro común. Muchos insectos pasan al menos parte de sus vidas bajo el agua, con perforaciones larvales que incluyen branquias, y algunos insectos adultos son acuáticos y tienen adaptaciones para nadar. Algunas especies, como las zancudas acuáticas, son capaces de caminar sobre la superficie del agua. Los insectos son en su mayoría solitarios, pero algunos, como ciertas abejas, hormigas y termitas, son sociales y viven en colonias grandes y bien organizadas. Algunos insectos, como las tijeretas, mostrar cuidado materno, proteger sus huevos y jóvenes. Los insectos se pueden comunicar entre sí de varias maneras. Las polillas machos pueden sentir las feromonas de las polillas hembras a grandes distancias. Otras especies se comunican con sonidos: los grillos estridulan, o frotan sus alas, para atraer a un compañero y repeler a otros machos. Lampyrid escarabajos se comunican con la luz.
Los humanos consideran a ciertos insectos como plagas, e intentan controlarlos usando insecticidas, y una serie de otras técnicas. Algunos insectos dañan los cultivos al alimentarse de savia, hojas, frutas o madera. Algunas especies son parásitas y pueden transmitir enfermedades. Algunos insectos realizan funciones ecológicas complejas; las moscas voladoras, por ejemplo, ayudan a consumir carroña pero también propagan enfermedades. Los polinizadores de insectos son esenciales para el ciclo de vida de muchas especies de plantas con flores en las que la mayoría de los organismos, incluidos los humanos, son al menos parcialmente dependientes; sin ellos, la porción terrestre de la biosfera sería devastada. Muchos insectos se consideran ecológicamente beneficiosos como depredadores y unos pocos proporcionan un beneficio económico directo. Los gusanos de seda producen seda y las abejas producen miel y ambos han sido domesticados por humanos. Los insectos se consumen como alimento en el 80% del mundo '
Etimología
La palabra "insecto" proviene de la palabra latina insecto , que significa "con un cuerpo partido o dividido", o literalmente "cortado en", del participio pasivo perfecto singular neutro de insectare , "cortar, cortar", de en - "en" y secare "cortar"; porque los insectos aparecen "cortados" en tres secciones. Un calco de griego ἔντομον [ éntomon ], "cortado en secciones", Plinio el Viejo introdujo la designación latina como una traducción de préstamo de la palabra griega ἔντομος ( éntomos) o "insecto" (como en entomología), que era el término de Aristóteles para esta clase de vida, también en referencia a sus cuerpos "entallados". "Insecto" aparece primero documentado en inglés en 1601 en la traducción de Plinio de Holanda. Las traducciones del término de Aristóteles también forman la palabra usual para "insecto" en galés ( trychfil , de trychu "cortar" y mil , "animal"), serbocroata ( zareznik , de rezati , "cortar"), ruso ( насекомое nasekomoje , de seč '/ - sekat' , "cortar"), etc.
Definiciones
La definición precisa del taxón Insecta y el nombre inglés equivalente "insecto" varía; tres definiciones alternativas se muestran en la tabla.
| Grupo | Definiciones alternativas | ||
|---|---|---|---|
| Collembola (colémbolos) | Insecta sensu lato = Hexapoda | ||
| Protura (cabezas conectivas) | |||
| Diplura (dos cerdas) | |||
| Archaeognatha (salta de cerdas) | Insecta sensu stricto = Ectognatha | ||
| Zygentoma (pececillo de plata) | |||
| Pterygota (insectos alados) | Insecta sensu strictissimo | ||
En la circunscripción más amplia, Insecta sensu lato consta de todos los hexápodos. Tradicionalmente, los insectos definidos de esta manera se dividían en "Apterygota" (los primeros cinco grupos en la tabla) - los insectos sin alas - y Pterygota - los insectos alados. Sin embargo, los estudios filogenéticos modernos han demostrado que "Apterygota" no es monofilético, por lo que no forma un buen taxón. Una circunscripción más estrecha restringe los insectos a esos hexápodos con piezas bucales externas, y comprende solo los últimos tres grupos en la tabla. En este sentido, Insecta sensu stricto es equivalente a Ectognatha. En la circunscripción más estrecha, los insectos están restringidos a hexápodos que están alados o descendientes de antepasados alados. Insecta sensu strictissimo es equivalente a Pterygota. Para los propósitos de este artículo, se usa la definición del medio; los insectos consisten en dos taxones sin alas, Archaeognatha (salta de cerda) y Zygentoma (pececillo de plata), más el Pterygota alado o, en segundo lugar, sin alas.
Filogenia y evolución
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Un árbol filogenético de los artrópodos y grupos relacionados |
La relación evolutiva de los insectos con otros grupos de animales sigue sin estar clara.
Aunque tradicionalmente se han agrupado con ciempiés y ciempiés (posiblemente sobre la base de adaptaciones convergentes a la terrestrialización), ha surgido evidencia que favorece los lazos evolutivos más estrechos con los crustáceos. En la teoría Pancrustacea, los insectos, junto con Entognatha, Remipedia y Cephalocarida, forman un clado natural denominado Miracrustacea.
Los insectos forman un solo clado, estrechamente relacionado con crustáceos y miriápodos.
Otros artrópodos terrestres, como ciempiés, milpiés, escorpiones y arañas, a veces se confunden con los insectos, ya que sus planes corporales pueden parecer similares, compartiendo (como todos los artrópodos) un exoesqueleto articulado. Sin embargo, tras un examen más detallado, sus características difieren significativamente; lo más notable es que no tienen la característica de seis patas de los insectos adultos.
La filogenia de alto nivel de los artrópodos continúa siendo una cuestión de debate e investigación. En 2008, investigadores de la Universidad de Tufts descubrieron lo que creen que es la impresión de cuerpo completo más antigua del mundo de un insecto volador primitivo, un espécimen de 300 millones de años del período Carbonífero. El fósil de insecto definitivo más antiguo es el devónico Rhyniognatha hirsti , del Rhynie chert de 396 millones de años. Puede haberse asemejado superficialmente a un insecto silverfish moderno. Esta especie ya poseía mandíbulas dicondílicas (dos articulaciones en la mandíbula), una característica asociada con los insectos alados, lo que sugiere que las alas ya pueden haber evolucionado en este momento. Por lo tanto, los primeros insectos probablemente aparecieron antes, en el Período Siluriano.
Se han producido cuatro súper radiaciones de insectos: escarabajos (evolucionados hace unos 300 millones de años), moscas (se desarrollaron hace unos 250 millones de años) y polillas y avispas (que se desarrollaron hace unos 150 millones de años). Estos cuatro grupos representan la mayoría de las especies descritas. Las moscas y polillas junto con las pulgas evolucionaron a partir de los Mecoptera.
Los orígenes del vuelo de los insectos siguen siendo oscuros, ya que los primeros insectos alados actualmente conocidos parecen haber sido capaces de volar. Algunos insectos extintos tenían un par de aletillas adicionales que se unían al primer segmento del tórax, por un total de tres pares. A partir de 2009, no hay evidencia que sugiera que los insectos fueron un grupo de animales particularmente exitoso antes de que evolucionaran para tener alas.
Los órdenes de insectos del Carbonífero tardío y del Pérmico temprano incluyen tanto grupos existentes como sus grupos de tallos y varios grupos paleozoicos, ahora extintos. Durante esta época, algunas formas gigantes parecidas a las libélulas alcanzaron una envergadura de 55 a 70 cm (22 a 28 pulgadas), haciéndolas mucho más grandes que cualquier insecto viviente. Este gigantismo puede deberse a los niveles de oxígeno atmosférico más altos que permitieron una mayor eficiencia respiratoria en comparación con la actualidad. La falta de vertebrados voladores podría haber sido otro factor. La mayoría de los órdenes de insectos extintos se desarrollaron durante el período Pérmico que comenzó hace unos 270 millones de años. Muchos de los primeros grupos se extinguieron durante el evento de extinción Pérmico-Triásico, la extinción masiva más grande en la historia de la Tierra, hace alrededor de 252 millones de años.
Los Hymenoptera notablemente exitosos aparecieron hace 146 millones de años en el período Cretácico, pero alcanzaron su gran diversidad más recientemente en la era Cenozoica, que comenzó hace 66 millones de años. Varios grupos de insectos altamente exitosos evolucionaron junto con las plantas con flores, una poderosa ilustración de la coevolución.
Muchos géneros de insectos modernos se desarrollaron durante el Cenozoico. Los insectos de este período a menudo se encuentran conservados en ámbar, a menudo en perfectas condiciones. El plan corporal, o morfología, de tales especímenes se compara fácilmente con las especies modernas. El estudio de insectos fosilizados se llama paleoentomología.
Relaciones evolutivas
Los insectos son presa de una variedad de organismos, incluidos los vertebrados terrestres. Los primeros vertebrados en tierra existían hace 400 millones de años y eran grandes piscívoros anfibios. A través del cambio evolutivo gradual, el insectivorio fue el siguiente tipo de dieta en evolucionar.
Los insectos se encontraban entre los primeros herbívoros terrestres y actuaron como principales agentes de selección en las plantas. Las plantas desarrollaron defensas químicas contra esta herbivoría y los insectos, a su vez, desarrollaron mecanismos para tratar las toxinas de las plantas. Muchos insectos usan estas toxinas para protegerse de sus depredadores. Tales insectos a menudo anuncian su toxicidad usando colores de advertencia. Este modelo evolutivo exitoso también ha sido utilizado por imitadores. Con el tiempo, esto ha llevado a grupos complejos de especies coevolucionadas. Por el contrario, algunas interacciones entre plantas e insectos, como la polinización, son beneficiosas para ambos organismos. La coevolución ha llevado al desarrollo de mutualismos muy específicos en tales sistemas.
Taxonomía
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Cladograma de grupos de insectos vivos, con números de especies en cada grupo. Apterygota, Palaeoptera y Exopterygota son grupos parafiléticos posiblemente. | |||||||||||||||
Los insectos se pueden dividir en dos grupos tratados históricamente como subclases: insectos sin alas, conocidos como Apterygota, e insectos alados, conocidos como Pterygota. El Apterygota consiste en el orden primitivamente sin alas del pececillo plateado (Zygentoma). Archaeognatha forma la Monocondilia en función de la forma de sus mandíbulas, mientras que Zygentoma y Pterygota se agrupan como Dicondylia. Los Zygentoma posiblemente no son monofiléticos, y la familia Lepidotrichidae es un grupo hermano de Dicondylia (Pterygota y el Zygentoma restante).
Paleoptera y Neoptera son las órdenes aladas de insectos diferenciadas por la presencia de partes del cuerpo endurecidas llamadas escleritos, y en los Neoptera, músculos que permiten que sus alas se doblen sobre el abdomen. Los neoptera pueden dividirse aún más en metamorfosis incompleta (Polyneoptera y Paraneoptera) y grupos completos basados en metamorfosis. Ha resultado difícil aclarar las relaciones entre los pedidos en Polyneoptera debido a constantes nuevos hallazgos que requieren la revisión de los taxones. Por ejemplo, los Paraneoptera se han relacionado más estrechamente con Endopterygota que con el resto de Exopterygota. El reciente descubrimiento molecular de que el piojo tradicional ordena a Mallophaga y Anoplura se derivan dentro de Psocoptera ha llevado al nuevo taxón Psocodea. Phasmatodea y Embiidina se han sugerido para formar el Eukinolabia. Se cree que Mantodea, Blattodea e Isoptera forman un grupo monofilético denominado Dictyoptera.
El Exopterygota probablemente sea parafilético con respecto al Endopterygota. Las cuestiones que han generado controversia incluyen Strepsiptera y Diptera agrupadas como Halteria basadas en una reducción de uno de los pares de alas, una posición que no está bien respaldada en la comunidad entomológica. Los Neuropterida a menudo son agrupados o divididos según los caprichos del taxonomista. Ahora se cree que las pulgas están estrechamente relacionadas con los mecopteranos del boreido. Muchas preguntas permanecen en las relaciones basales entre las órdenes de endopterygote, particularmente los himenópteros.
El estudio de la clasificación o taxonomía de cualquier insecto se llama entomología sistemática. Si uno trabaja con un orden más específico o incluso una familia, el término también puede ser específico para ese orden o familia, por ejemplo, la dipterología sistemática.
Diversidad
Aunque las verdaderas dimensiones de la diversidad de especies siguen siendo inciertas, las estimaciones oscilan entre 2,6-7,8 millones de especies con una media de 5,5 millones.
Entre 950,000 y 1,000,000 de todas las especies descritas son insectos, por lo que más del 50% de todos los eucariotas descritos (1,8 millones) son insectos (ver ilustración). Con solo 950,000 no insectos conocidos, si la cantidad real de insectos es de 5.5 millones, pueden representar más del 80% del total, y con solo unas 20,000 nuevas especies de todos los organismos descritos cada año, la mayoría de las especies de insectos probablemente no se describirán , a menos que las descripciones de especies aumenten en gran medida la velocidad. De las 24 órdenes de insectos, cuatro dominan en términos de cantidad de especies descritas, con al menos 670,000 especies incluidas en coleópteros, dípteros, himenópteros y lepidópteros.
| Especies descritas | Tasa media de descripción (especie por año) | Esfuerzo de publicación | |
|---|---|---|---|
| Coleóptero | 300,000-400,000 | 2308 | 0.01 |
| Lepidópteros | 180,000 | 642 | 0.03 |
| Diptera | 90,000-150,000 | 1048 | 0.04 |
| Himenópteros | 100,000-150,000 | 1196 | 0.02 |
Un estudio de 2015 estimó el número de especies de escarabajos en 0.9-2.1 millones con una media de 1.5 millones.
Morfología y fisiología
Externo
Los insectos tienen cuerpos segmentados soportados por exoesqueletos, la cubierta exterior dura compuesta principalmente de quitina. Los segmentos del cuerpo están organizados en tres unidades distintivas pero interconectadas, o tagmata: una cabeza, un tórax y un abdomen. La cabeza soporta un par de antenas sensoriales, un par de ojos compuestos, cero a tres ojos simples (o ocelos) y tres conjuntos de apéndices modificados de diversas maneras que forman las piezas bucales. El tórax se compone de tres segmentos: el protórax, el mesotórax y el metatórax. Cada segmento torácico admite un par de patas. Los segmentos meso y metatorácico pueden tener cada uno un par de alas, dependiendo del insecto. El abdomen consta de once segmentos, aunque en algunas especies de insectos, estos segmentos pueden fusionarse o reducirse de tamaño. El abdomen también contiene la mayor parte del aparato digestivo, respiratorio, estructuras internas excretoras y reproductivas. Se producen variaciones considerables y muchas adaptaciones en las partes del cuerpo de los insectos, especialmente las alas, las patas, la antena y las piezas bucales.
Segmentación
La cabeza está encerrada en una cápsula de la cabeza del exoesqueleto duro, fuertemente esclerotizada, no segmentada, o epicranio, que contiene la mayoría de los órganos sensores, incluidas las antenas, los ojos o los ojos y las piezas bucales. De todos los órdenes de insectos, Orthoptera muestra la mayoría de las características que se encuentran en otros insectos, incluidas las suturas y los escleritos. Aquí, el vértice, o el vértice (región dorsal), se encuentra entre los ojos compuestos para los insectos con una cabeza hipogonada y opisthognathous. En los insectos prognathous, el vértice no se encuentra entre los ojos compuestos, sino más bien, donde normalmente están los ocelos. Esto se debe a que el eje primario de la cabeza se gira 90 ° para volverse paralelo al eje primario del cuerpo. En algunas especies, esta región se modifica y asume un nombre diferente.
El tórax es un tagma compuesto de tres secciones, el protórax, el mesotórax y el metatórax. El segmento anterior, el más cercano a la cabeza, es el protórax, cuyas características principales son el primer par de patas y el pronoto. El segmento medio es el mesotórax, cuyas características principales son el segundo par de patas y las alas anteriores. El tercer y más posterior segmento, contiguo al abdomen, es el metatórax, que presenta el tercer par de patas y las alas posteriores. Cada segmento es dilineated por una sutura intersegmental. Cada segmento tiene cuatro regiones básicas. La superficie dorsal se llama tergum (o notum)) para distinguirlo de la terga abdominal. Las dos regiones laterales se llaman pleura (singular: pleuron) y la parte ventral se llama esternón. A su vez, el notum del protórax se llama el pronoto, el notum para el mesotórax se llama mesonoto y el notum para el metatórax se llama el metanoto. Continuando con esta lógica, se usan la mesopleura y la metapleura, así como el mesosternum y el metasternum.
El abdomen es el tagma más grande del insecto, que típicamente consta de 11-12 segmentos y está menos esclerotizado que la cabeza o el tórax. Cada segmento del abdomen está representado por un tergo y esternón esclerotizados. Las tergas están separadas unas de otras y de la sterna o pleura adyacente por membranas. Spiracles se encuentran en el área pleural. La variación de este plan de suelo incluye la fusión de terga o terga y sterna para formar escudos dorsales o ventrales continuos o un tubo cónico. Algunos insectos tienen una esclerita en el área pleural llamada laterotergita. Los escleritos ventrales a veces se llaman laterosternitas. Durante la etapa embrionaria de muchos insectos y la etapa postembrionaria de insectos primitivos, están presentes 11 segmentos abdominales. En los insectos modernos hay una tendencia hacia la reducción en el número de segmentos abdominales, pero el número primitivo de 11 se mantiene durante la embriogénesis. La variación en el número de segmento abdominal es considerable. Si se considera que Apterygota es indicativo de la planta de pterygotes, reina la confusión: adultos Protura tienen 12 segmentos, Collembola tiene 6. La familia de ortópteros Acrididae tiene 11 segmentos, y una muestra fósil de Zoraptera tiene un abdomen de 10 segmentos.
Exoesqueleto
El esqueleto externo del insecto, la cutícula, se compone de dos capas: la epicutícula, que es una capa externa delgada y cerosa resistente al agua y no contiene quitina, y una capa inferior llamada procutícula. La procutícula es quitinosa y mucho más gruesa que la epicutícula y tiene dos capas: una capa externa conocida como exocutículo y una capa interna conocida como endocutícula. El endocutículo resistente y flexible está construido a partir de numerosas capas de quitina y proteínas fibrosas, cruzadas entre sí en un patrón de sándwich, mientras que el exocutículo es rígido y endurecido. El exocutículo se reduce en gran medida en muchos insectos de cuerpo blando (p. Ej., Orugas), especialmente durante sus etapas larvarias.
Los insectos son los únicos invertebrados que han desarrollado la capacidad de vuelo activo, y esto ha jugado un papel importante en su éxito. Sus músculos pueden contraerse múltiples veces por cada impulso nervioso individual, permitiendo que las alas lata más rápido de lo que normalmente sería posible. Tener sus músculos unidos a sus exoesqueletos es más eficiente y permite más conexiones musculares; los crustáceos también usan el mismo método, aunque todas las arañas usan presión hidráulica para extender sus patas, un sistema heredado de sus ancestros preartrópodos. Sin embargo, a diferencia de los insectos, la mayoría de los crustáceos acuáticos se biomineralizan con carbonato de calcio extraído del agua.
Interno
Sistema nervioso
El sistema nervioso de un insecto se puede dividir en un cerebro y un cordón nervioso ventral. La cápsula de la cabeza se compone de seis segmentos fusionados, cada uno con un par de ganglios o un grupo de células nerviosas fuera del cerebro. Los tres primeros pares de ganglios se fusionan en el cerebro, mientras que los tres pares siguientes se fusionan en una estructura de tres pares de ganglios debajo del esófago del insecto, llamado ganglio subesofágico.
Los segmentos torácicos tienen un ganglio en cada lado, que están conectados en un par, un par por segmento. Esta disposición también se ve en el abdomen, pero solo en los primeros ocho segmentos. Muchas especies de insectos tienen un número reducido de ganglios debido a la fusión o reducción. Algunas cucarachas tienen solo seis ganglios en el abdomen, mientras que la avispa Vespa crabro tiene solo dos en el tórax y tres en el abdomen. Algunos insectos, como la mosca doméstica Musca domestica , tienen todos los ganglios del cuerpo fusionados en un único ganglio torácico grande.
Al menos unos pocos insectos tienen nociceptores, células que detectan y transmiten señales responsables de la sensación de dolor. Esto fue descubierto en 2003 estudiando la variación en las reacciones de las larvas de la mosca de la fruta común Drosophila al toque de una sonda calentada y una no calentada. Las larvas reaccionaron al tacto de la sonda calentada con un comportamiento estereotípico de rodadura que no se exhibió cuando las larvas fueron tocadas por la sonda no calentada. Aunque la nocicepción se ha demostrado en insectos, no hay consenso de que los insectos sientan dolor conscientemente
Los insectos son capaces de aprender.
Sistema digestivo
Un insecto utiliza su sistema digestivo para extraer nutrientes y otras sustancias de los alimentos que consume. La mayor parte de este alimento se ingiere en forma de macromoléculas y otras sustancias complejas como proteínas, polisacáridos, grasas y ácidos nucleicos. Estas macromoléculas deben descomponerse mediante reacciones catabólicas en moléculas más pequeñas como aminoácidos y azúcares simples antes de ser utilizadas por las células del cuerpo para obtener energía, crecimiento o reproducción. Este proceso de descomposición se conoce como digestión.
La estructura principal del sistema digestivo de un insecto es un tubo largo y cerrado llamado canal alimentario, que se extiende longitudinalmente a través del cuerpo. El canal alimentario dirige los alimentos de forma unidireccional desde la boca hasta el ano. Tiene tres secciones, cada una de las cuales realiza un proceso diferente de digestión. Además del canal alimenticio, los insectos también tienen pareados glándulas salivales y reservorios salivales. Estas estructuras generalmente residen en el tórax, adyacente al intestino anterior.
Las glándulas salivales (elemento 30 en el diagrama numerado) en la boca de un insecto producen saliva. Los conductos salivales conducen desde las glándulas hacia los reservorios y luego pasan a través de la cabeza a una abertura llamada salivarium, ubicada detrás de la hipofaringe. Al mover sus piezas bucales (elemento 32 en el diagrama numerado), el insecto puede mezclar sus alimentos con saliva. La mezcla de saliva y comida viaja a través de los tubos salivales hacia la boca, donde comienza a descomponerse. Algunos insectos, como las moscas, tienen una digestión extraoral. Los insectos que usan la digestión extraoral expulsan las enzimas digestivas en sus alimentos para descomponerlo. Esta estrategia permite a los insectos extraer una proporción significativa de los nutrientes disponibles de la fuente de alimento. El intestino es donde casi toda la digestión de los insectos tiene lugar. Se puede dividir en el intestino anterior, el intestino medio y el intestino posterior.
Foregut
La primera sección del canal alimentario es el intestino anterior (elemento 27 en el diagrama numerado) o stomodaeum. El intestino anterior está forrado con un revestimiento cuticular hecho de quitina y proteínas para protegerse de los alimentos difíciles. El intestino anterior incluye la cavidad bucal (boca), la faringe, el esófago y el cultivo y el proventrículo (cualquier parte puede estar muy modificada), que almacenan los alimentos y significan cuándo seguir avanzando hacia el intestino medio.
La digestión comienza en la cavidad bucal (boca) ya que la saliva de las glándulas salivales descompone los alimentos parcialmente masticados. A medida que las glándulas salivales producen enzimas fluidas y que digieren carbohidratos (principalmente amilasas), los músculos fuertes de la faringe bombean fluido hacia la cavidad bucal, lubrican los alimentos como el salivarium y ayudan a los comederos de sangre y al xilema y al floema.
Desde allí, la faringe pasa la comida al esófago, que podría ser simplemente un tubo que pasa al cultivo y al proventrículo, y luego al intestino medio, como en la mayoría de los insectos. Alternativamente, el intestino anterior puede expandirse en un cultivo muy agrandado y un proventrículo, o el cultivo podría ser simplemente un divertículo o una estructura llena de líquido, como en algunas especies de Diptera.
Midgut
Una vez que la comida sale del cultivo, pasa al intestino medio (elemento 13 en el diagrama numerado), también conocido como mesenterón, donde tiene lugar la mayor parte de la digestión. Las proyecciones microscópicas de la pared del intestino medio, llamadas microvellosidades, aumentan el área de superficie de la pared y permiten que se absorban más nutrientes; tienden a estar cerca del origen del intestino medio. En algunos insectos, el rol de las microvellosidades y su ubicación pueden variar. Por ejemplo, es más probable que las microvellosidades especializadas que producen enzimas digestivas estén cerca del extremo del intestino medio y de la absorción cerca del origen o el comienzo del intestino medio.
Hindi
En el intestino posterior (elemento 16 en el diagrama numerado) o proctodaeum, las partículas de alimentos no digeridas se unen mediante ácido úrico para formar gránulos fecales. El recto absorbe el 90% del agua en estos gránulos fecales, y el gránulo seco se elimina a través del ano (elemento 17), completando el proceso de digestión. Las envaginaciones en el extremo anterior del intestino grueso forman los túbulos de Malpighian, que forman el principal sistema excretor de insectos.
Sistema Excretor
Los insectos pueden tener de uno a cientos de túbulos de Malpighian (elemento 20). Estos túbulos eliminan los residuos nitrogenados de la hemolinfa del insecto y regulan el equilibrio osmótico. Los desechos y solutos se vacían directamente en el tubo digestivo, en la unión entre el intestino medio y el intestino posterior.
Sistema reproductivo
El sistema reproductivo de las hembras consiste en un par de ovarios, glándulas accesorias, una o más espermatecas y conductos que conectan estas partes. Los ovarios se componen de una serie de tubos de huevos, llamados ovarioles, que varían en tamaño y número por especie. El número de huevos que el insecto puede hacer varía según el número de ovarioles con la velocidad con que se pueden desarrollar los huevos, y también está influenciado por el diseño del ovariole. Las hembras pueden hacer huevos, recibir y almacenar esperma, manipular esperma de diferentes machos y poner huevos. Las glándulas accesorias o las partes glandulares de los oviductos producen una variedad de sustancias para el mantenimiento, el transporte y la fertilización de los espermatozoides, así como para la protección de los óvulos. Pueden producir pegamento y sustancias protectoras para recubrir huevos o revestimientos duros para un lote de huevos llamado ooteca.
Para los hombres, el sistema reproductivo es el testículo, suspendido en la cavidad del cuerpo por las tráqueas y el cuerpo gordo. La mayoría de los insectos machos tienen un par de testículos, dentro de los cuales hay tubos de esperma o folículos que están encerrados dentro de un saco membranoso. Los folículos se conectan a los conductos deferentes por los vasos deferentes, y los dos vasos tubulares deferentes se conectan a un conducto eyaculador medio que conduce al exterior. Una porción de los conductos deferentes a menudo se agranda para formar la vesícula seminal, que almacena los espermatozoides antes de que se descarguen en la hembra. Las vesículas seminales tienen revestimientos glandulares que secretan nutrientes para la nutrición y el mantenimiento de los espermatozoides. El conducto eyaculador se deriva de una invaginación de las células epidérmicas durante el desarrollo y, como resultado, tiene un revestimiento cuticular. La porción terminal del conducto eyaculador puede esclerotizarse para formar el órgano intromitente, el aedeagus. El resto del sistema reproductivo masculino se deriva del mesodermo embrionario, a excepción de las células germinales, o espermatogonias, que descienden de las células polares primordiales muy temprano durante la embriogénesis.
Sistema respiratorio
La respiración de los insectos se logra sin pulmones. En cambio, el sistema respiratorio de insectos utiliza un sistema de tubos y sacos internos a través del cual los gases se difunden o se bombean activamente, entregando oxígeno directamente a los tejidos que lo necesitan a través de su tráquea (elemento 8 en el diagrama numerado). En la mayoría de los insectos, el aire entra por las aberturas a los lados del abdomen y el tórax se llama espiráculos.
El sistema respiratorio es un factor importante que limita el tamaño de los insectos. A medida que los insectos crecen, este tipo de transporte de oxígeno es menos eficiente y, por lo tanto, el insecto más pesado actualmente pesa menos de 100 g. Sin embargo, con el aumento de los niveles de oxígeno atmosférico, como estaban presentes en el Paleozoico tardío, eran posibles insectos más grandes, como las libélulas con una envergadura de más de dos pies.
Hay muchos patrones diferentes de intercambio de gases demostrados por diferentes grupos de insectos. Los patrones de intercambio de gases en los insectos pueden variar desde la ventilación continua y difusiva hasta el intercambio discontinuo de gases. Durante el intercambio continuo de gases, se toma oxígeno y se libera dióxido de carbono en un ciclo continuo. Sin embargo, en el intercambio discontinuo de gases, el insecto absorbe oxígeno mientras está activo y se liberan pequeñas cantidades de dióxido de carbono cuando el insecto está en reposo. La ventilación difusa es simplemente una forma de intercambio continuo de gases que se produce por difusión en lugar de absorber físicamente el oxígeno. Algunas especies de insectos que están sumergidos también tienen adaptaciones para ayudar en la respiración. Como larvas, muchos insectos tienen branquias que pueden extraer oxígeno disuelto en agua, mientras que otros necesitan elevarse a la superficie del agua para reponer el suministro de aire.
Sistema circulatorio
Debido a que el oxígeno se administra directamente a los tejidos a través de traqueolas, el sistema circulatorio no se utiliza para transportar oxígeno y, por lo tanto, se reduce enormemente. El sistema circulatorio de insectos está abierto; no tiene venas ni arterias, y en su lugar consiste en poco más que un solo tubo dorsal perforado que pulsa peristálticamente. Este vaso sanguíneo dorsal (elemento 14) se divide en dos secciones: el corazón y la aorta. El vaso sanguíneo dorsal hace circular la hemolinfa, el análogo fluido de la sangre de los artrópodos, desde la parte posterior de la cavidad del cuerpo hacia adelante. La hemolinfa está compuesta de plasma en el cual los hemocitos están suspendidos. Los nutrientes, las hormonas, los desechos y otras sustancias se transportan a través del cuerpo del insecto en la hemolinfa. Los hemocitos incluyen muchos tipos de células que son importantes para la respuesta inmune, la curación de heridas y otras funciones. La presión de la hemolinfa puede verse incrementada por contracciones musculares o por la ingestión de aire en el sistema digestivo para ayudar a la muda. La hemolinfa también es una parte importante del sistema circulatorio abierto de otros artrópodos, como las arañas y los crustáceos.
Reproducción y desarrollo
La mayoría de los insectos nacen de los huevos. La fertilización y el desarrollo tiene lugar dentro del huevo, encerrado por un caparazón (corion) que consiste en tejido materno. A diferencia de los huevos de otros artrópodos, la mayoría de los huevos de insectos son resistentes a la sequía. Esto se debe a que dentro del corion se desarrollan dos membranas adicionales a partir de tejido embrionario, el amnion y la serosa. Esta serosa secreta una cutícula rica en quitina que protege al embrión contra la desecación. En Schizophora, sin embargo, la serosa no se desarrolla, pero estas moscas ponen sus huevos en lugares húmedos, como la materia podrida. Algunas especies de insectos, como la cucaracha Blaptica dubia, así como los áfidos juveniles y las moscas tsetse, son ovovivíparos. Los huevos de los animales ovovivíparos se desarrollan completamente dentro de la hembra, y luego nacen inmediatamente después de ser colocados. Algunas otras especies, como las del género de las cucarachas conocidas como Diploptera, son vivíparas y, por lo tanto, se gestan dentro de la madre y nacen vivas. Algunos insectos, como las avispas parásitas, muestran poliembrionía, donde un solo óvulo fertilizado se divide en muchos y en algunos casos miles de embriones separados. Los insectos pueden ser univoltinos , bivoltinos o multivoltinos , es decir, pueden tener una, dos o muchas crías (generaciones) en un año.
Otras variaciones del desarrollo y la reproducción incluyen haplodiploidía, polimorfismo, pedomorfosis o peramorfosis, dimorfismo sexual, partenogénesis y, más raramente, hermafroditismo. En la haplodiploidía, que es un tipo de sistema de determinación del sexo, el sexo de la descendencia está determinado por la cantidad de conjuntos de cromosomas que recibe un individuo. Este sistema es típico en abejas y avispas. El polimorfismo es donde una especie puede tener morfos o formas diferentes , como en el katydid alado oblongo, que tiene cuatro variedades diferentes: verde, rosa y amarillo o marrón claro. Algunos insectos pueden retener fenotipos que normalmente solo se ven en juveniles; esto se llama pedomorfosis. En la peramorfosis, un tipo de fenómeno opuesto, los insectos adquieren rasgos nunca antes vistos después de haber madurado hasta convertirse en adultos. Muchos insectos muestran dimorfismo sexual, en el que los machos y las hembras tienen apariencias notablemente diferentes, como la polilla Orgyia recens como un ejemplo de dimorfismo sexual en los insectos.
Algunos insectos usan la partenogénesis, un proceso en el cual la hembra puede reproducirse y dar a luz sin tener los óvulos fertilizados por un macho. Muchos áfidos sufren una forma de partenogénesis, llamada partenogénesis cíclica, en la que alternan entre una o varias generaciones de reproducción asexual y sexual. En verano, los áfidos son generalmente femeninos y partenogenéticos; en el otoño, los machos pueden ser producidos para la reproducción sexual. Otros insectos producidos por la partenogénesis son las abejas, las avispas y las hormigas, en las que engendran machos. Sin embargo, en general, la mayoría de los individuos son mujeres, que se producen por fertilización. Los machos son haploides y las hembras son diploides. Más raramente, algunos insectos exhiben hermafroditismo, en el cual un individuo dado tiene órganos reproductivos masculinos y femeninos.
Las historias de vida de los insectos muestran adaptaciones para resistir condiciones frías y secas. Algunos insectos de la región templada son capaces de actividad durante el invierno, mientras que otros migran a un clima más cálido o entran en un estado de letargo. Todavía otros insectos han desarrollado mecanismos de diapausa que permiten que huevos o pupas sobrevivan a estas condiciones.
Metamorfosis
La metamorfosis en insectos es el proceso biológico de desarrollo que todos los insectos deben experimentar. Hay dos formas de metamorfosis: metamorfosis incompleta y metamorfosis completa.
Metamorfosis incompleta
Los insectos hemimetabólicos, aquellos con metamorfosis incompleta, cambian gradualmente al someterse a una serie de mudas. Un insecto muda cuando crece su exoesqueleto, que no se estira y de lo contrario restringiría el crecimiento del insecto. El proceso de muda comienza cuando la epidermis del insecto secreta una nueva epicutícula dentro del anterior. Después de que esta nueva epicutícula es secretada, la epidermis libera una mezcla de enzimas que digiere la endocutícula y por lo tanto separa la cutícula vieja. Cuando se completa esta etapa, el insecto hincha su cuerpo al absorber una gran cantidad de agua o aire, lo que hace que la cutícula vieja se separe a lo largo de las debilidades predefinidas donde el antiguo exoculador era más delgado.
Los insectos inmaduros que pasan por una metamorfosis incompleta se llaman ninfas o en el caso de las libélulas y los caballitos del diablo, también las náyades. Las ninfas son similares en forma al adulto excepto por la presencia de alas, que no se desarrollan hasta la edad adulta. Con cada muda, las ninfas crecen y se asemejan más a los insectos adultos.
Metamorfosis completa
Holometabolismo, o metamorfosis completa, es donde el insecto cambia en cuatro etapas, un huevo o embrión, una larva, una pupa y el adulto o imago. En estas especies, un huevo eclosiona para producir una larva, que generalmente tiene forma de gusano. Esta forma de gusano puede ser una de varias variedades: eruciforme (oruga), escarabeiforme (tipo grub), campodeiforme (alargada, aplanada y activa), elateriforme (gusano de alambre) o vermiforme (gusano de gusano). La larva crece y eventualmente se convierte en una pupa, una etapa marcada por movimiento reducido y a menudo sellada dentro de un capullo. Hay tres tipos de pupas: obtecto, exarate o coartato. Las pupas comunes son compactas, con las patas y otros apéndices encerrados. Las pupas exactas tienen sus patas y otros apéndices libres y extendidos. Las pupas de coartato se desarrollan dentro de la piel de las larvas. Los insectos sufren cambios considerables en la forma durante la etapa de pupa, y emergen como adultos. Las mariposas son un ejemplo bien conocido de insectos que sufren una metamorfosis completa, aunque la mayoría de los insectos utilizan este ciclo de vida. Algunos insectos han evolucionado este sistema a hipermetamorfosis.
La metamorfosis completa es un rasgo del grupo de insectos más diverso, el Endopterygota. Endopterygota incluye 11 Órdenes, las más grandes son Diptera (moscas), Lepidoptera (mariposas y polillas) e Himenópteros (abejas, avispas y hormigas) y Coleópteros (escarabajos). Esta forma de desarrollo es exclusiva de los insectos y no se ve en ningún otro artrópodo.
Sentidos y comunicación
Muchos insectos poseen órganos de percepción muy sensibles y especializados. Algunos insectos, como las abejas, pueden percibir longitudes de onda ultravioleta o detectar luz polarizada, mientras que las antenas de las polillas macho pueden detectar las feromonas de las polillas hembra a distancias de muchos kilómetros. La avispa de papel amarillo ( Polistes versicolor) es conocido por sus movimientos de meneo como una forma de comunicación dentro de la colonia; puede fluctuar con una frecuencia de 10.6 ± 2.1 Hz (n = 190). Estos movimientos de meneo pueden indicar la llegada de material nuevo al nido y la agresión entre los trabajadores puede utilizarse para estimular a otros a aumentar las expediciones de búsqueda de alimento. Existe una tendencia pronunciada de que exista una compensación entre la agudeza visual y la agudeza química o táctil, de modo que la mayoría de los insectos con ojos bien desarrollados tienen antenas reducidas o simples, y viceversa. Hay una variedad de mecanismos diferentes por los cuales los insectos perciben el sonido; aunque los patrones no son universales, los insectos generalmente pueden escuchar el sonido si pueden producirlo. Diferentes especies de insectos pueden tener diferentes audiciones aunque la mayoría de los insectos solo puede escuchar un rango estrecho de frecuencias relacionadas con la frecuencia de los sonidos que pueden producir. Se ha encontrado que los mosquitos escuchan hasta 2 kHz, y algunos saltamontes pueden escuchar hasta 50 kHz. Ciertos insectos depredadores y parásitos pueden detectar los sonidos característicos producidos por sus presas o huéspedes, respectivamente. Por ejemplo, algunas polillas nocturnas pueden percibir las emisiones ultrasónicas de los murciélagos, lo que les ayuda a evitar la depredación. Los insectos que se alimentan de sangre tienen estructuras sensoriales especiales que pueden detectar emisiones infrarrojas y usarlas para ubicar a sus anfitriones. algunas polillas nocturnas pueden percibir las emisiones ultrasónicas de los murciélagos, lo que les ayuda a evitar la depredación. Los insectos que se alimentan de sangre tienen estructuras sensoriales especiales que pueden detectar emisiones infrarrojas y usarlas para ubicar a sus anfitriones. algunas polillas nocturnas pueden percibir las emisiones ultrasónicas de los murciélagos, lo que les ayuda a evitar la depredación. Los insectos que se alimentan de sangre tienen estructuras sensoriales especiales que pueden detectar emisiones infrarrojas y usarlas para ubicar a sus anfitriones.
Algunos insectos muestran un sentido rudimentario de los números, como las avispas solitarias que se aprovechan de una sola especie. La avispa madre pone sus huevos en celdas individuales y proporciona a cada huevo varias orugas vivas en las que los juveniles se alimentan cuando nacen. Algunas especies de avispas siempre proporcionan cinco, otras doce y otras hasta veinticuatro orugas por célula. El número de orugas es diferente entre las especies, pero siempre es el mismo para cada sexo de larva. La avispa solitaria masculina del género Eumenes es más pequeña que la hembra, por lo que la madre de una especie le proporciona solo cinco orugas; la hembra más grande recibe diez orugas en su celda.
Producción ligera y visión
Algunos insectos, como los miembros de las familias Poduridae y Onychiuridae (Collembola), Mycetophilidae (Diptera) y las familias de escarabajos Lampyridae, Phengodidae, Elateridae y Staphylinidae son bioluminiscentes. El grupo más familiar son las luciérnagas, escarabajos de la familia Lampyridae. Algunas especies pueden controlar esta generación de luz para producir flashes. La función varía con algunas especies que los utilizan para atraer a sus parejas, mientras que otros los utilizan para atraer a sus presas. Las larvas que habitan las cuevas de Arachnocampa (Mycetophilidae, mosquitos fungosos) brillan para atraer pequeños insectos voladores hacia los filamentos de seda pegajosos. Algunas luciérnagas del género Photuris imitan el destello de la hembra Photinus especies para atraer a los machos de esa especie, que luego son capturados y devorados. Los colores de la luz emitida varían desde el azul opaco ( Orfelia fultoni , Mycetophilidae) a los verdes familiares y los rojos raros ( Phrixothrix tiemanni , Phengodidae).
La mayoría de los insectos, excepto algunas especies de grillos de las cavernas, pueden percibir la luz y la oscuridad. Muchas especies tienen una visión aguda capaz de detectar movimientos diminutos. Los ojos pueden incluir ojos simples u ocelos, así como ojos compuestos de diferentes tamaños. Muchas especies son capaces de detectar la luz en las longitudes de onda infrarroja, ultravioleta y de luz visible. La visión del color se ha demostrado en muchas especies y el análisis filogenético sugiere que la tricromía UV-verde-azul existió desde al menos el período Devónico entre 416 y 359 millones de años atrás.
Producción de sonido y audición
Los insectos fueron los primeros organismos en producir y percibir sonidos. Los insectos producen sonidos principalmente por la acción mecánica de los apéndices. En saltamontes y grillos, esto se logra por stridulation. Las cigarras producen los sonidos más fuertes entre los insectos produciendo y amplificando sonidos con modificaciones especiales en su cuerpo para formar timbrazos y musculatura asociada. La cigarra africana Brevisana brevis se midió a 106,7 decibeles a una distancia de 50 cm (20 in). Algunos insectos, como el Helicoverpa zea Las polillas, las polillas de halcón y las mariposas hediélicas pueden escuchar ultrasonidos y tomar medidas evasivas cuando sienten que los murciélagos los han detectado. Algunas polillas producen clics ultrasónicos que alguna vez se pensó que tenían un papel en la interferencia de la ecolocación de murciélagos. Posteriormente, se descubrió que los clics ultrasónicos eran producidos principalmente por polillas desagradables para advertir a los murciélagos, al igual que las coloraciones de advertencia se usan contra los depredadores que cazan de vista. Algunas polillas de otro modo palatables han evolucionado para imitar estas llamadas. Más recientemente, se ha revisado la afirmación de que algunas polillas pueden atascar el sonar de murciélago. La grabación ultrasónica y la videografía infrarroja de alta velocidad de las interacciones murciélago-polilla sugieren que la polilla del tigre apetecible realmente defiende contra el ataque de grandes murciélagos marrones mediante clics ultrasónicos que atascan el sonar del murciélago.
También se producen sonidos muy bajos en varias especies de Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Mantodea y Neuroptera. Estos sonidos bajos son simplemente los sonidos producidos por el movimiento del insecto. A través de estructuras microscópicas estriduladoras ubicadas en los músculos y articulaciones del insecto, los sonidos normales del movimiento del insecto se amplifican y pueden usarse para advertir o comunicarse con otros insectos. La mayoría de los insectos que producen sonidos también tienen órganos timpánicos que pueden percibir sonidos en el aire. Se sabe que algunas especies en Hemiptera, como los corixids (barqueros), se comunican a través de sonidos submarinos. La mayoría de los insectos también pueden percibir las vibraciones transmitidas a través de las superficies.
La comunicación que utiliza señales vibratorias transmitidas por la superficie está más extendida entre los insectos debido a las limitaciones de tamaño en la producción de sonidos transmitidos por el aire. Los insectos no pueden producir efectivamente sonidos de baja frecuencia, y los sonidos de alta frecuencia tienden a dispersarse más en un ambiente denso (como el follaje), por lo que los insectos que viven en dichos entornos se comunican principalmente mediante el uso de vibraciones transmitidas por el sustrato. Los mecanismos de producción de señales vibratorias son tan diversos como los que producen sonidos en insectos.
Algunas especies usan vibraciones para comunicarse dentro de los miembros de la misma especie, como para atraer compañeros, como en las canciones del insecto escudo Nezara viridula. Lasvibraciones también se pueden usar para comunicarse entre especies completamente diferentes; Las orugas lycaenid (mariposa con alas de gasa), que son mirmecófilas (que viven en una asociación mutualista con las hormigas) se comunican con las hormigas de esta manera. La cucaracha que silba Madagascar tiene la capacidad de presionar el aire a través de sus espiráculos para hacer un ruido siseante como un signo de agresión; el hawkmoth de la cabeza de la muerte hace un chirrido al expulsar el aire de su faringe cuando está agitado, lo que también puede reducir el comportamiento agresivo de la abeja melífera cuando los dos están muy cerca.
Comunicación química
Las comunicaciones químicas en animales se basan en una variedad de aspectos que incluyen el sabor y el olfato. La quimiorrecepción es la respuesta fisiológica de un órgano sensorial (es decir, sabor u olor) a un estímulo químico donde los productos químicos actúan como señales para regular el estado o la actividad de una célula. Un semioquímico es una sustancia química portadora de mensajes que pretende atraer, repeler y transmitir información. Los tipos de semioquímicos incluyen feromonas y kairomones. Un ejemplo es la mariposa Phengaris arion que utiliza señales químicas como una forma de mímica para ayudar en la depredación.
Además del uso del sonido para la comunicación, una amplia gama de insectos ha desarrollado medios químicos para la comunicación. Estos productos químicos, denominados semioquímicos, a menudo derivados de metabolitos vegetales incluyen aquellos destinados a atraer, repeler y proporcionar otros tipos de información. Las feromonas, un tipo de semioquímico, se utilizan para atraer a las parejas del sexo opuesto, para agregar individuos conespecíficos de ambos sexos, para disuadir a otros individuos de acercarse, marcar un rastro y desencadenar agresiones en las personas cercanas. Las alomonas benefician a su productor por el efecto que tienen sobre el receptor. Kairomones beneficia a su receptor en lugar de a su productor. Synomones beneficia al productor y al receptor. Si bien algunos productos químicos están dirigidos a individuos de la misma especie, otros se utilizan para la comunicación entre especies.
Comportamiento social
Los insectos sociales, como las termitas, las hormigas y muchas abejas y avispas, son las especies más familiares de animales eusociales. Viven juntos en grandes colonias bien organizadas que pueden estar tan estrechamente integradas y genéticamente similares que las colonias de algunas especies a veces se consideran superorganismos. A veces se argumenta que las diversas especies de abejas melíferas son los únicos invertebrados (y de hecho uno de los pocos grupos no humanos) que han desarrollado un sistema de comunicación simbólica abstracta donde se usa un comportamiento para representar y transmitir información específica sobre algo en el medio ambiente. En este sistema de comunicación, llamado lenguaje de baile, el ángulo en el que una abeja baila representa una dirección relativa al sol, y la duración de la danza representa la distancia a volar. Aunque quizás no esté tan avanzado como las abejas melíferas, los abejorros también tienen potencialmente algunos comportamientos de comunicación social. Bombus terrestris , por ejemplo, exhibe una curva de aprendizaje más rápida para visitar flores desconocidas, pero gratificantes, cuando pueden ver un forrajeo conespecífico en la misma especie.
Solo los insectos que viven en nidos o colonias demuestran una verdadera capacidad para la orientación o el desplazamiento espacial en escala fina. Esto puede permitir que un insecto regrese infaliblemente a un único agujero de unos pocos milímetros de diámetro entre miles de agujeros aparentemente idénticos agrupados, después de un viaje de hasta varios kilómetros de distancia. En un fenómeno conocido como filopatría, los insectos que hibernan han demostrado la capacidad de recordar una ubicación específica hasta un año después de la última visualización del área de interés. Algunos insectos migran estacionalmente grandes distancias entre diferentes regiones geográficas (p. Ej., Las áreas de hibernación de la mariposa monarca).
Cuidado de jóvenes
Los insectos eusociales construyen nidos, protegen los huevos y proporcionan alimento para la descendencia a tiempo completo (ver Eusocialidad). La mayoría de los insectos, sin embargo, llevan vidas cortas como adultos, y rara vez interactúan entre sí, excepto para aparearse o competir por parejas. Un pequeño número exhibe algún tipo de cuidado parental, donde al menos protegerán sus huevos, y en ocasiones continúan cuidando a sus hijos hasta la edad adulta, y posiblemente incluso alimentándolos. Otra forma simple de cuidado parental es construir un nido (una madriguera o una construcción real, cualquiera de los cuales puede ser simple o complejo), almacenar provisiones en él, y poner un huevo sobre esas disposiciones. El adulto no se contacta con la descendencia en crecimiento, pero de todos modos proporciona alimento. Este tipo de cuidado es típico para la mayoría de las especies de abejas y varios tipos de avispas.
Locomoción
Vuelo
Los insectos son el único grupo de invertebrados que han desarrollado el vuelo. La evolución de las alas de insectos ha sido un tema de debate. Algunos entomólogos sugieren que las alas son de lóbulos paranatos, o extensiones del exoesqueleto del insecto llamado nota, llamada teoría paranotal . Otras teorías se basan en un origen pleural. Estas teorías incluyen sugerencias de que las alas se originaron en branquias modificadas, colgajos espiraculares o como un apéndice de la epicoxa. La teoría epicoxal sugiere que las alas de los insectos son exitos epicoxal modificados, un apéndice modificado en la base de las patas o coxa. En la era del Carbonífero, algunos de los Meganeura las libélulas tenían una envergadura de hasta 50 cm (20 pulgadas) de ancho. Se ha encontrado que la apariencia de insectos gigantescos es consistente con un alto nivel de oxígeno atmosférico. El sistema respiratorio de los insectos limita su tamaño, sin embargo, el alto nivel de oxígeno en la atmósfera permitió tamaños más grandes. Los insectos voladores más grandes hoy en día son mucho más pequeños e incluyen varias especies de polillas como la polilla del Atlas y la bruja blanca ( Thysania agrippina ).
El vuelo de insectos ha sido un tema de gran interés en la aerodinámica debido en parte a la incapacidad de las teorías de estado estacionario para explicar la sustentación generada por las diminutas alas de los insectos. Pero las alas de los insectos están en movimiento, con aleteo y vibraciones, lo que resulta en agitación y remolinos, y la idea errónea de que la física dice que "los abejorros no pueden volar" persistió durante la mayor parte del siglo XX.
A diferencia de las aves, muchos insectos pequeños son arrastrados por los vientos predominantes, aunque se sabe que muchos de los insectos más grandes hacen migraciones. Se sabe que los áfidos son transportados a largas distancias por chorros de bajo nivel. Como tal, los patrones de líneas finas asociadas con los vientos convergentes dentro de las imágenes de radar meteorológico, como la red de radares WSR-88D, a menudo representan grandes grupos de insectos.
Para caminar
Patrón de pasos espaciales y temporales de caminar hormigas del desierto que realizan una marcha alterna del trípode. Velocidad de grabación: 500 fps, Velocidad de reproducción: 10 fps.
Muchos insectos adultos usan seis patas para caminar y han adoptado una marcha tripedal. La marcha trípeda permite una marcha rápida teniendo siempre una postura estable y se ha estudiado extensamente en cucarachas y hormigas. Las piernas se usan en triángulos alternos tocando el suelo. Para el primer paso, la pierna media derecha y las patas delantera y trasera izquierda están en contacto con el suelo y mueven al insecto hacia adelante, mientras que la pierna derecha delantera y trasera y la pierna izquierda media se levantan y se mueven hacia adelante a una nueva posición. Cuando tocan el suelo para formar un nuevo triángulo estable, las otras patas pueden levantarse y adelantarse sucesivamente, y así sucesivamente. La forma más pura de la marcha trípeda se ve en los insectos que se mueven a altas velocidades. Sin embargo, este tipo de locomoción no es rígida y los insectos pueden adaptar una variedad de movimientos. Por ejemplo, cuando se mueve lentamente, girando, evitando obstáculos, escaladas o superficies resbaladizas, cuatro (tetrápodos) o más pies (paso de ondas) pueden estar tocando el suelo. Los insectos también pueden adaptar su modo de andar para hacer frente a la pérdida de uno o más miembros.
Las cucarachas se encuentran entre los corredores de insectos más rápidos y, a toda velocidad, adoptan una carrera bípeda para alcanzar una alta velocidad en proporción a su tamaño corporal. Como las cucarachas se mueven muy rápido, necesitan grabarse en video a varios cientos de fotogramas por segundo para revelar su modo de andar. Se observa una locomoción más serena en los insectos palo o bastones (Phasmatodea). Algunos insectos han evolucionado para caminar sobre la superficie del agua, especialmente los miembros de la familia Gerridae, comúnmente conocidos como "agua striders". Algunas especies de patinadores oceánicos del género Halobates incluso viven en la superficie de océanos abiertos, un hábitat que tiene pocas especies de insectos.
Uso en robótica
La caminata de insectos es de particular interés como una forma alternativa de locomoción en los robots. El estudio de insectos y bípedos tiene un impacto significativo sobre los posibles métodos robóticos de transporte. Esto puede permitir que se diseñen nuevos robots que puedan atravesar terrenos que los robots con ruedas pueden ser incapaces de manejar.
Nadando
Una gran cantidad de insectos viven una parte o la totalidad de sus vidas bajo el agua. En muchos de los órdenes de insectos más primitivos, las etapas inmaduras se gastan en un entorno acuático. Algunos grupos de insectos, como ciertos escarabajos de agua, también tienen adultos acuáticos.
Muchas de estas especies tienen adaptaciones para ayudar en la locomoción bajo el agua. Los escarabajos de agua y las chinches de agua tienen patas adaptadas a estructuras similares a paletas. Las náyades de las libélulas usan propulsión a chorro, expulsando el agua por la fuerza de su cámara rectal. Algunas especies como los zancudos son capaces de caminar sobre la superficie del agua. Pueden hacerlo porque sus garras no están en la punta de las patas como en la mayoría de los insectos, sino que están en una ranura especial más arriba de la pierna; esto evita que las garras perforen la película de la superficie del agua. Otros insectos, como el escarabajo Rove Stenus, emiten secreciones de las glándulas pigidioides que reducen la tensión superficial, lo que les permite moverse sobre la superficie del agua mediante la propulsión Marangoni (también conocida por el término alemán Entspannungsschwimmen ).
Ecología
La ecología de insectos es el estudio científico de cómo los insectos, individualmente o como comunidad, interactúan con el medio ambiente o el ecosistema circundante. Los insectos desempeñan uno de los papeles más importantes en sus ecosistemas, que incluye muchas funciones, como la rotación del suelo y la aireación, el entierro del estiércol, el control de plagas, la polinización y la nutrición de la vida silvestre. Un ejemplo son los escarabajos, que son carroñeros que se alimentan de animales muertos y árboles caídos y, por lo tanto, reciclan materiales biológicos en formas que otros organismos consideran útiles. Estos insectos, y otros, son responsables de gran parte del proceso mediante el cual se crea la capa superior del suelo.
Defensa y depredación
Los insectos son en su mayoría de cuerpo blando, frágiles y casi indefensos en comparación con otras formas de vida más grandes. Las etapas inmaduras son pequeñas, se mueven lentamente o están inmóviles, por lo que todas las etapas están expuestas a la depredación y el parasitismo. Los insectos tienen una variedad de estrategias de defensa para evitar ser atacados por depredadores o parasitoides. Estos incluyen el camuflaje, el mimetismo, la toxicidad y la defensa activa.
El camuflaje es una estrategia de defensa importante, que implica el uso de la coloración o la forma para integrarse en el entorno. Este tipo de coloración protectora es común y generalizada entre las familias de escarabajos, especialmente aquellas que se alimentan de madera o vegetación, como muchos de los escarabajos de las hojas (familia Chrysomelidae) o gorgojos. En algunas de estas especies, la escultura o varias escamas o pelos de colores hacen que el escarabajo se asemeje a estiércol de ave u otros objetos no comestibles. Muchos de los que viven en ambientes arenosos se mezclan con la coloración del sustrato. La mayoría de los fásmidos son conocidos por replicar efectivamente las formas de ramas y hojas, y los cuerpos de algunas especies (como O. macklotti y Palophus centaurus).) están cubiertos de excrecencias cubiertas de musgo o lichenous que complementan su disfraz. Algunas especies tienen la capacidad de cambiar de color a medida que cambian sus alrededores ( B. scabrinota , T. californica). En una adaptación conductual adicional para complementar la cripsis, se ha observado que varias especies realizan un movimiento de balanceo donde el cuerpo se balancea de un lado a otro y se cree que refleja el movimiento de hojas o ramas que se balancean con la brisa. Otro método por el cual los insectos palo evitan la depredación y se asemejan a ramitas es fingir la muerte (catalepsia), donde el insecto entra en un estado inmóvil que puede mantenerse por un período prolongado. Los hábitos de alimentación nocturnos de los adultos también ayudan a Phasmatodea a permanecer ocultos a los depredadores.
Otra defensa que a menudo usa color o forma para engañar a enemigos potenciales es el mimetismo. Varios escarabajos de cuernos largos (familia Cerambycidae) se parecen mucho a las avispas, lo que les ayuda a evitar la depredación a pesar de que los escarabajos son inofensivos. Los complejos de mimetismo de Batesian y Müllerian se encuentran comúnmente en Lepidoptera. El polimorfismo genético y la selección natural dan lugar a que las especies comestibles (la mímica) obtengan una ventaja de supervivencia al asemejarse a las especies no comestibles (el modelo). Tal complejo de mímica se conoce como Batesian y es más comúnmente conocido por el mimetismo por la mariposa viceroy limenitidina del monarca danaine incomible. Investigaciones posteriores descubrieron que el virrey es, de hecho, más tóxico que el monarca y que este parecido debería considerarse como un caso de mímica de Müller. En el mimetismo mülleriano, las especies no comestibles, generalmente dentro de un orden taxonómico, encuentran ventajoso parecerse entre sí para reducir la tasa de muestreo de los depredadores que necesitan aprender sobre la inedibilidad de los insectos. Los taxones del género tóxico Heliconius forman uno de los complejos Müllerianos más conocidos.
La defensa química es otra defensa importante que se encuentra entre las especies de coleópteros y lepidópteros, generalmente anunciada por colores brillantes, como la mariposa monarca. Obtienen su toxicidad al aislar los productos químicos de las plantas que comen en sus propios tejidos. Algunos lepidópteros fabrican sus propias toxinas. Los depredadores que comen mariposas y polillas venenosas pueden enfermarse y vomitar violentamente, aprendiendo a no comer ese tipo de especies; esta es en realidad la base del mimetismo mülleriano. Un depredador que haya comido previamente un lepidóptero venenoso puede evitar otras especies con marcas similares en el futuro, salvando así muchas otras especies también. Algunos escarabajos de la familia Carabidae pueden rociar productos químicos desde su abdomen con gran precisión, para repeler a los depredadores.
Polinización
La polinización es el proceso por el cual el polen se transfiere en la reproducción de las plantas, lo que permite la fertilización y la reproducción sexual. La mayoría de las plantas con flores requieren un animal para hacer el transporte. Mientras que otros animales están incluidos como polinizadores, la mayoría de la polinización es hecha por insectos. Debido a que los insectos generalmente reciben beneficios para la polinización en forma de néctar rico en energía, es un gran ejemplo de mutualismo. Los diversos rasgos florales (y sus combinaciones) que atraen diferencialmente a un tipo de polinizador se conocen como síndromes de polinización. Estos surgieron a través de complejas adaptaciones de animales de plantas. Los polinizadores encuentran flores a través de coloraciones brillantes, incluyendo ultravioletas y feromonas atrayentes. El estudio de la polinización por insectos se conoce como anthecology .
Parasitismo
Muchos insectos son parásitos de otros insectos, como las avispas parasitoides. Estos insectos se conocen como parásitos entomófagos. Pueden ser beneficiosos debido a su devastación de plagas que pueden destruir cultivos y otros recursos. Muchos insectos tienen una relación parasitaria con humanos como el mosquito. Se sabe que estos insectos transmiten enfermedades como la malaria y la fiebre amarilla y, debido a eso, los mosquitos causan indirectamente más muertes humanas que cualquier otro animal.
Relación con los humanos
Como plagas
Muchos insectos son considerados como plagas por los humanos. Los insectos comúnmente considerados como plagas incluyen aquellos que son parásitos ( p . Ej. , Piojos, chinches), transmiten enfermedades (mosquitos, moscas), estructuras de daños (termitas) o destruyen productos agrícolas (langostas, gorgojos). Muchos entomólogos están involucrados en diversas formas de control de plagas, como en la investigación de compañías para producir insecticidas, pero cada vez más se basan en métodos de control biológico de plagas o control biológico. Biocontrol usa un organismo para reducir la densidad de población de otro organismo, la plaga, y se considera un elemento clave del manejo integrado de plagas.
A pesar de la gran cantidad de esfuerzo enfocado en el control de insectos, los intentos humanos de matar plagas con insecticidas pueden ser contraproducentes. Si se usa sin cuidado, el veneno puede matar todo tipo de organismos en la zona, incluidos los depredadores naturales de los insectos, como aves, ratones y otros insectívoros. Los efectos del uso de DDT ejemplifican cómo algunos insecticidas pueden amenazar la vida silvestre más allá de las poblaciones de insectos plaga.
En roles beneficiosos
Aunque los insectos plaga atraen la mayor atención, muchos insectos son beneficiosos para el medio ambiente y para los humanos. Algunos insectos, como las avispas, las abejas, las mariposas y las hormigas, polinizan las plantas con flores. La polinización es una relación mutualista entre las plantas y los insectos. A medida que los insectos recolectan néctar de diferentes plantas de la misma especie, también dispersan el polen de las plantas con las que se alimentaron previamente. Esto aumenta en gran medida la capacidad de las plantas de polinización cruzada, lo que mantiene y posiblemente incluso mejora su aptitud evolutiva. Esto finalmente afecta a los humanos, ya que garantizar cultivos saludables es fundamental para la agricultura. Además de la polinización, las hormigas ayudan con la distribución de semillas de las plantas. Esto ayuda a extender las plantas, lo que aumenta la diversidad de las plantas. Esto conduce a un mejor ambiente general. Un grave problema ambiental es la disminución de las poblaciones de insectos polinizadores, y varias especies de insectos ahora se cultivan principalmente para el manejo de la polinización con el fin de tener suficientes polinizadores en el campo, huerto o invernadero en el momento de la floración. Otra solución, como se muestra en Delaware, ha sido cultivar plantas nativas para ayudar a los polinizadores nativos como L. vierecki . Los insectos también producen sustancias útiles como miel, cera, laca y seda. Las abejas han sido cultivadas por los humanos durante miles de años para la miel, aunque la contratación para la polinización de cultivos es cada vez más importante para los apicultores. El gusano de seda ha afectado enormemente la historia humana, ya que el comercio impulsado por la seda estableció relaciones entre China y el resto del mundo.
Los insectos insectívoros, o insectos que se alimentan de otros insectos, son beneficiosos para los humanos si comen insectos que podrían dañar las estructuras agrícolas y humanas. Por ejemplo, los áfidos se alimentan de los cultivos y causan problemas a los agricultores, pero las mariquitas se alimentan de pulgones y pueden usarse como un medio para reducir significativamente las poblaciones de pulgones de plagas. Mientras que las aves son quizás depredadores de insectos más visibles, los insectos mismos representan la gran mayoría del consumo de insectos. Las hormigas también ayudan a controlar las poblaciones de animales al consumir pequeños vertebrados. Sin depredadores para mantenerlos bajo control, los insectos pueden sufrir explosiones de población casi imparables.
Los insectos también se usan en medicina, por ejemplo, las larvas de mosca (larvas) se usaban anteriormente para tratar heridas para prevenir o detener la gangrena, ya que solo consumían carne muerta. Este tratamiento encuentra uso moderno en algunos hospitales. Recientemente, los insectos también han ganado atención como posibles fuentes de drogas y otras sustancias medicinales. Los insectos adultos, como los grillos y las larvas de insectos de diversos tipos, también se utilizan comúnmente como cebo de pesca.
En la investigación
Los insectos juegan papeles importantes en la investigación biológica. Por ejemplo, debido a su pequeño tamaño, corto tiempo de generación y alta fecundidad, la mosca común de la fruta Drosophila melanogaster es un organismo modelo para estudios en la genética de eucariotas superiores. D. melanogaster ha sido una parte esencial de los estudios sobre principios como el vínculo genético, las interacciones entre genes, la genética cromosómica, el desarrollo, el comportamiento y la evolución. Debido a que los sistemas genéticos están bien conservados entre los eucariotas, comprender los procesos celulares básicos como la replicación o la transcripción del ADN en las moscas de la fruta puede ayudar a comprender esos procesos en otros eucariotas, incluidos los humanos. El genoma de D. melanogaster fue secuenciado en 2000, lo que refleja el importante papel del organismo en la investigación biológica. Se encontró que el 70% del genoma de la mosca es similar al genoma humano, lo que respalda la teoría de la evolución.
Como comida
En algunas culturas, los insectos, especialmente las cigarras fritas, se consideran delicias, mientras que en otros lugares forman parte de la dieta normal. Los insectos tienen un alto contenido de proteína para su masa, y algunos autores sugieren su potencial como una fuente importante de proteína en la nutrición humana. Sin embargo, en la mayoría de los países del primer mundo, la entomofagia (comer insectos) es tabú. Dado que es imposible eliminar por completo los insectos plaga de la cadena alimentaria humana, los insectos están inadvertidamente presentes en muchos alimentos, especialmente en los cereales. Las leyes de seguridad alimentaria en muchos países no prohíben las partes de insectos en los alimentos, sino que limitan su cantidad. Según el antropólogo materialista cultural Marvin Harris, comer insectos es un tabú en las culturas que tienen otras fuentes de proteínas como el pescado o el ganado.
Debido a la abundancia de insectos y la preocupación mundial por la escasez de alimentos, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación considera que, en el futuro, el mundo debería considerar las perspectivas de comer insectos como alimento básico. Los insectos se destacan por sus nutrientes, tienen un alto contenido de proteínas, minerales y grasas y son consumidos por un tercio de la población mundial.
En cultura
Los escarabajos tenían simbolismo religioso y cultural en el Antiguo Egipto, Grecia y algunas culturas chamanísticas del Viejo Mundo. Los antiguos chinos consideraban las cigarras como símbolos de renacimiento o inmortalidad. En la literatura mesopotámica, el poema épico de Gilgamesh tiene alusiones a Odonata que significan la imposibilidad de la inmortalidad. Entre los aborígenes de Australia de los grupos lingüísticos Arrernte, las hormigas de miel y las larvas brujas servían como totems de clanes personales. En el caso de los hombres-bush 'San' del Kalahari, es la mantis religiosa la que tiene mucha importancia cultural, incluida la creación y la paciencia de tipo zen en espera.
Obtenido de: https://en.wikipedia.org/wiki/Insect