Anatomia d'un insecte

Informació extreta de http://ca.wikipedia.org/wiki/Insecte#Percepci.C3.B3

Anatomia externa

El cos dels insectes, de manera característica, està format per tres regions principals o tagmes; el cap, el tòrax i l'abdomen, recobertes per un exoesquelet quitinós.

Exosquelet

Articles principals: Cutícula (artròpodes) i Cutícula

L'exosquelet és una cutícula quitinosa que recobreix el cos dels insectes i altres artròpodes. L'exosquelet conté components rígids i resistents que compleixen una sèrie de papers funcionals, que inclouen protecció, excreció, suport, alimentació, percepció i, en el cas dels insectes terrestres, actua també com una barrera per a evitar la dessecació. Segons el registre fòssil, l'exosquelet va aparèixer per primera vegada durant el Cambrià, fa uns 550 milions d'anys, i la seva evolució ha estat clau per a la radiació adaptativa i la conquesta de gairebé tots els nínxols ecològics per part dels artròpodes en general i, més concretament, dels insectes.

Cap

Article principal: Cèfalon

El cap és la regió anterior del cos; conté els ulls compostos, les antenes i les peces bucals. La forma del cap varia considerablement entre els insectes, però en la majoria d'ells és fortament esclerotitzada (dura) i forma una estructura compacta denominada càpsula cefàlica.
El cap dels insectes està subdividit per sutures en un nombre d'esclerites més o menys diferenciades que varien entre els diferents grups. Típicament hi ha una sutura en forma de "Y" invertida, que s'estén al llarg de la part dorsal i anterior del cap, bifurcant-se per sobre de l'ocel per formar dues sutures divergents, que s'estenen cap avall pels costats anteriors del cap. La part dorsal d'aquesta sutura (la base de la "Y") és la sutura coronal i les dues branques anteriors són les sutures frontals.
D'altra banda, el cap dels insectes està constituït per una regió preoral i una regió postoral. La regió preoral conté els ulls compostos, ocel·les, antenes i àrees facials, incloent-hi el labre. La part postoral conté la mandíbula, les maxil·les i el llavi.

Ulls

Ulls compostos d'un odonat.
La majoria d'insectes tenen un parell d'ulls compostos relativament grans, situats dorsolateralment al cap. La superfície de cada ull compost està formada per un cert nombre d'àrees circulars o hexagonals denominades ommatidis, en un nombre que oscil·la entre uns pocs i uns mil·lers; cada ommatidi és una única unitat visual. Cada ommatidi consisteix en una lent i un rabdòmer, que és un grup de cèl·lules receptores visuals posades en paral·lel o lleugerament girades; són capaces de distingir entre la presència i l'absència de llum i, en alguns casos, poden distingir els colors, però en general, tenen una baixa resolució d'imatge. La imatge que percep un artròpode és el conjunt de senyals dels múltiples ommatidis orientats en direccions diferents. Tanmateix, l'ull compost és capaç de detectar moviments ràpids, veu un ampli abast d'angle sòlid i, en alguns casos, percep la polarització de la llum.
Hi ha dos tipus bàsics d'ulls compostos:

• Ull d'aposició: el típic ull d'aposició té una lent que enfoca la llum provinent d'una direcció sobre el rabdòmer, mentre que la llum provinent d'altres direccions s'absorbeix a les parets fosques de l'ommatidi. Un altre tipus d'ull d'aposició es troba als estrepsíters, en els quals cada lent forma una imatge, i les imatges es combinen en el cervell. Aquest ull s'anomena ull de superposició neuronal o ull esquizocroal compost.
  
• Ull de superposició: en els insectes, n'hi ha dos tipus:
  
  • Ull de superposició refractant: té una obertura entre la lent i el rabdòmer i manca de paret. Cada lent reflecteix la llum en un angle igual a l'angle al qual la rep. El resultat és la formació de la imatge a la meitat del radi de l'ull, on hi ha situades les testes dels rabdòmers. Aquest tipus d'ull es troba normalment en insectes nocturns.
    
  • Ulls de superposició parabòlica: es troben en insectes com els efemeròpters; cada faceta de la superfície de l'ull conté una superfície parabòlica que rep la llum d'un reflector i l'enfoca sobre una matriu de sensors.
    

Hi ha algunes excepcions dels casos anteriors. Alguns insectes tenen el que s'anomena un ull compost de lent simple, que és un cas intermedi entre l'ull compost de superposició i l'ull de lent simple que es troba al animals d'ulls simples.
A més dels ulls composts, la majoria dels insectes tenen tres ulls simples o ocel·les situats a la part superior del cap, entre els ulls compostos.

Antenes

Article principal: Antena (biologia)

Les antenes són apèndixs mòbils multiarticulats. Existeixen en nombre parell en els insectes adults i la majoria de les larves. Estan formades per un nombre variable d'artells denominats antenòmers. La funció de les antenes és eminentment sensorial; la funció tàctil és la principal, gràcies als pèls tàctils que recobreixen gairebé tots els antenòmers; també tenen funció olfactiva, gràcies a àrees olfactives en forma de plaques plenes de porus microscòpics distribuïdes sobre la superfície d'alguns antenòmers terminals; també tenen funció auditiva, i de vegades funció prensora durant la copulació per subjectar a la femella. Estan formades per tres parts, sent les dues primeres úniques i uniarticulades, mentre que la tercera comprèn un nombre variable d'antenòmers, que es denominen respectivament escap, pedicel i flagel o funicle.

Peces bucals

Article principal: Peces bucals

Són peces mòbils que s'articulen a la part inferior del cap, destinades a l'alimentació; trituren, roseguen o masteguen els aliments sòlids o durs i absorbeixen líquids o semilíquids. Les peces bucals són les següents:

• Labre (llavi superior o llavi simple): és una esclerita imparella de forma variable que es pot moure cap amunt i cap avall; és el sostre de la boca i s'articula amb el clipi. A la seva part ventral o interna es troba l'epifaringe, que està lleument esclerotitzada; la seva funció és gustativa.
  
• Mandíbules: són dues peces simples, disposades lateralment sota el llavi superior, articulades, resistents i esclerotitzades. La seva funció és mastegar, triturar o lacerar els aliments. En alguns adults poden faltar, sent totalment absents o vestigials en tots els lepidòpters i efemeròpters.
  
• Maxil·les: en nombre de dues, estan situades darrere de les mandíbules. Són peces auxiliars que col·laboren en l'alimentació. La hipofaringe és una estructura prominent; està localitzada sobre el mentó o mentum, i té una funció gustativa. S'assembla a una llengua. Cadascuna de les maxil·les presenta un palp maxil·lar.
  
• Llavi (labium): estructura imparella resultant de la fusió de dos apèndixs; està situada sota les maxil·les i presenta dos petits palps labials. Forma la base de la boca.
  

Anatomia d'un insecte. A.- Cap; B.- Tòrax; C.- Abdomen; 1.- Antena; 2.- Ocel inferior; 3.- Ocel superior; 4.- Ull compost; 5.- Cervell; 6.- Protòrax; 7.- Artèria dorsal (aorta); 8.- Tràquees; 9.- Mesotòrax; 10.- Metatòrax; 11.- Ales anteriors; 12.- Ales posteriors; 13.- Estómac; 14.- Cor; 15.- Ovaris; 16.- Intestí; 17.- Anus; 18.- Vagina; 19.- Cadena ganglionar ventral; 20.- Tubs de Malpighi; 21.- Tarsòmer; 22.- Ungla; 23.- Tars; 24.- Tíbia; 25.- Fèmur; 26.- Trocànter; 27.- Pedrer; 28.- Gangli toràcic; 29.- Coxes; 30.- Glàndula salival; 31.- Collar periesofàgic; 32.- Peces bucals; d'esquerra a dreta: labre, mandíbules, maxil·les i llavi

Tipus principals d'aparells bucals

Les peces bucals dels insectes s'ha anat modificant en diversos grups per a adaptar-se a la ingestió de diferents tipus d'aliments i per diferents mètodes. Aquí se citen els tipus més diferenciats i interessants, escollits per a il·lustrar les diverses formes adoptades per parts homòlogues, i els diferents usos que tenen. Existeixen molts altres tipus, sovint estats intermedis entre alguns dels aquí citats.

• Tipus mastegador. En aquest tipus d'aparell bucal els apèndixs són essencialment les mandíbules, les maxil·les i el llavi. Les mandíbules tallen i trituren els aliments sòlids i les maxil·les i el llavi els empenyen cap a l'esòag. L'aparell bucal de tipus mastegador és el més generalitzat entre els insectes i, a partir d'ell, s'han desenvolupat els altres tipus. Aquest punt de vista se sustenta en dues classes de proves importants. En primer lloc, aquest aparell bucal és el més semblant en la seva estructura al dels miriàpodes, per alguns els parents més propers dels insectes. En segon lloc, l'aparell bucal mastegador es troba en gairebé tots els ordres d'insectes com els ortòpters, els coleòpters i les larves de lepidòpters.
  

Radiació adaptativa de les peces bucals dels insectes. A: tipus mastegador, B: tipus cortador-chupador, C: en espiritrompa, D: tipus picador-suctor. lr (vermell): labre, md (verd): mandíbules, mx (groc): maxil·les, lb (blau): llavi.

• Tipus tallador-xuclador. Aquest tipus d'aparell bucal es troba en els tàvecs (Diptera, Tabanidae) i alguns altres dípters; les mandíbules es presenten en forma de fulles esmolades i les maxil·les en forma de llargs estilets. Ambdues tallen i esgarren el tegument dels mamífers, fent fluir la sang de la ferida. Aquesta sang és recollida per la protuberància esponjosa del llavi i conduïda a l'extrem de la hipofaringe. La hipo i l'epifaringe s'ajusten per a formar un tub a través del qual la sang és aspirada cap a l'esòfag.
  

• Tipus xuclador. Un gran nombre de dípters no picadors, entre ells la mosca domèstica, tenen aquest tipus d'aparell bucal adaptat solament per a la ingestió d'aliments líquids o fàcilment solubles en saliva. Aquest tipus és el més similar a l'anterior, però les mandíbules i les maxil·les no són funcionals, i les peces restants formen una probòscide amb un àpex en forma d'esponja (label·le) que s'introdueix en els aliments líquids que són conduïts cap al canal alimentari per diminuts canals capil·lars existents en la superfície del label·le. El canal alimentari també està format per la la hipo i epifaringe que formen un tub cap a l'esòfag. Les mosques i altres insectes amb aquest tipus d'aparell bucal poden ingerir també aliments sòlids com el sucre; per fer-ho, aboquen sobre l'aliment una gota de saliva, que el dissol, i després la solució és succionada cap a la boca.
  

• Tipus mastegador-llepador. Aquest tipus d'aparell bucal, adaptat a l'absorció de líquids, es troba a les abelles i vespes, exemplificat per l'abella. Les mandíbules i el labre són de tipus mastegador i les empren per a subjectar les preses i per a amassar la cera o altres tipus de materials amb que construeixen els seus nius. Les maxil·les i el llavi formen una sèrie d'estructures deprimides i allargades de les quals una d'elles forma un òrgan extensible acanalat, que s'utilitza com una sonda per a arribar als profunds nectaris de les flors. Les altres llengüetes de les maxil·les i el llavi formen una sèrie de canals pels quals descendeix la saliva i ascendeix l'aliment.
  

• Tipus picador-xuclador. L'aparell bucal de molts grups d'insectes està modificat per a perforar teixits i xuclar sucs, com per exemple els hemípters (pugons, xinxes, cotxinilles, i polls i puces que xuclen la sang de mamífers i aus. En aquest tipus d'aparell bucal, el labre, les mandíbules i les maxil·les són prims i llargs, i es reuneixen per a formar una delicada agulla buida. El llavi forma una beina robusta que manté rígida aquesta agulla. La totalitat de l'òrgan es diu bec. Per a alimentar-se, l'insecte estreny la totalitat del bec contra l'hoste, clava aquesta agulla en l'interior dels seus teixits i xucla els seus sucs a través de l'agulla fins a l'interior de l'esòfag.
  

• Espiritrompa. Els lepidòpters adults s'alimenten de nèctar i altres aliments líquids. Aquests són succionats per mitjà d'una llarga probòscide (espiritrompa) en forma de tub que desemboca a l'esòfag; està formada a partir de les maxil·les, molt modificades.
  

Tòrax

El tòrax és la regió mitja del cos i conté les potes i les ales (en alguns insectes adults no hi ha ales i en molts insectes immadurs i en alguns adults no hi ha potes). El tòrax consta de tres segments, protòrax, mesotòrax, i metatòrax; cada segment toràcic té típicament un parell de potes i meso i metatòrax un parell de les ales cadascun (quan estan presents); quan hi ha un sol parell d'ales, estan situades en el mesotòrax, excepte en els estrepsípters que solament conserven les ales metatoràciques; el protòrax mai té ales.
El tòrax està unit al cap per una regió del coll, membranosa, el cèrvix. Hi ha generalment una o dues esclerites petites en cada costat del coll, les quals lliguen el cap amb el protòrax.
Cada segment toràcic està compost de quatre grups d'esclerites; el notum o not dorsalmente, les pleures als costats i l'esternum ventralmente. Qualsevol esclerita toràcica pot ser localitzat en un segment particular per l'ús de prefixos apropiats: pro-, meso- i meta-. Per exemple, el notum del protòrax és diu pronotum o pronot.
Els notum del mesotòrax i metatòrax estan freqüentment subdividits per sutures en dues o més esclerites cadascun. La pleura és l'esclerita portadora de les ales; forma un procés alar-pleural que serveix com a sustent per al moviment de l'ala.
A cada costat del tòrax hi ha dos obertures, una entre el protòrax i el mesotòrax i l'altra entre el meso i el metatòrax; són els estigmes, és a dir obertures externes del sistema traqueal.

Potes

Pota d'un insecte 1: Coxa; 2: Trocànter; 3: Fèmur; 4: Tíbia; 5: Tars (5a-i: tarsòmers); 6: Ungla
Consisteixen típicament en els segments següents:

• Coxa, segment basal
  
• Trocànter, segment petit, (rarament dos segments), a continuació de la coxa
  
• Fèmur, primer segment llarg de la pota
  
• Tíbia, és el segment llarg de la pota
  
• Tars, una sèrie de petits segments (tarsòmers) després de la tíbia. El nombre de segments tarsals en els insectes varia d'un a cinc. L'últim segment tarsal generalment té un parell d'urpes o ungles i freqüentment una o més estructures en formes de coixí, entre o en la base de les ungles, com són l'aroli i el pulvil·le, coberts de pèls glandulars que actuen com a petites ventoses, i l'empodi.
  

Ales

Anatomia del moviment alar; a: ales; b: articulacions de les ales; c: músculs transversals; d: músculs longitudinals
Les ales dels insectes són evaginacions de la paret del cos localitzades dorso-lateralment entre els notums i les pleures. La base de l'ala és membranosa, això fa possible els seus moviments.
Les ales dels insectes varien en nombre, grandària, forma, textura, nerviació, i en la posició en què són mantingudes en repòs. La majoria dels insectes adults tenen dos parells d'ales, situades en el meso i metatòrax; alguns, com els dípters, tenen un sol parell (situat en el mesotòrax) i alguns no tenen ales (per exemple, les formes àpteres dels pugons, formigues obreres, puces, etc.)
En la majoria dels insectes les ales són membranoses i poden estar cobertes de petits pèls o escates; en alguns insectes les ales anteriors són engrossides, coriàcies o dures i en forma de beina o estoig, estructura coneguda com a èlitres (coleòpters).
La majoria dels insectes són capaços de doblegar les ales sobre l'abdomen quan estan en repòs; són els insectes neòpters ("ales noves"); però els grups més primitius, com els odonats i efemeròpters, no les poden plegar i mantenen les ales esteses cap en fora, o reunides damunt del cos; per aquesta raó reben el nom de paleòpters ("ales antigues").
Alguns insectes com grills i saltamartíns mascles, són capaços de produir un so característic amb les ales produït per fricció de les dues ales anteriors entre si, o les ales anteriors amb les potes posteriors.
Molts insectes com les mosques i abelles, mouen les ales tan ràpidament que produeixen un brunzit.

Abdomen

L'abdomen dels insectes té típicament 11 segments, però l'últim està molt reduït, de manera que el nombre de segments rarament sembla ser més de 10. Els segments genitals poden contenir estructures associades amb les obertures externes dels conductes genitals; en el mascle aquestes estructures es relacionen amb la còpula i la transferència d'esperma a la femella; i en les femelles estan relacionats amb l'oviposició. En l'extrem de l'abdomen pot haver-hi apèndixs, els cercs, que s'insereixen al segment 10.

Anatomia interna

Sistema traqueal

Article principal: Sistema traqueal

L'aparell respiratori dels insectes està format per tràquees, una sèrie de tubs buits molt ramificats que en el seu conjunt formen en sistema traqueal; els gasos respiratoris circulen a través d'ell. Les tràquees s'obren a l'exterior a través dels estigmes o espiracles, en principi un parell en cada segment corporal; després van reduint progressivament el seu diàmetre fins a convertir-se en traqueoles que penetren en els teixits i aporten oxigen a les cèl·lules. En la respiració traqueal el transport de gasos respiratoris és totalment independent de l'aparell circulatori pel que, a diferència dels vertebrats, el fluid circulatori (hemolimfa) no emmagatzema oxigen.

Aparell circulatori

Com en els altres artròpodes, la circulació és oberta i lacunar, i en els insectes està simplificada. El líquid circulatori és l'hemolimfa que omple la cavitat general del cos que per aquesta raó es denomina hemocel que està subdividida en tres sins (pericàrdic, perivisceral i perineural). El cor se situa en posició dorsal a l'abdomen dintre del sinus pericàrdic; té una vàlvula en cada metàmer que delimita diversos compartiments o ventrículs, cadascun d'ells amb un parell d'orificis o ostíols pels quals penetra l'hemolimfa quan el cor es dilata (diàstole). El cor es perllonga cap a avant en la artèria aorta per la qual surt l'hemolimfa quan el cor es contreu (sístole); sol ramificar-se per a distribuir l'hemolimfa a la regió cefàlica. Poden existir òrgans pulsàtils accessoris en diferents parts del cos, que actuen com cors accessoris i asseguren l'arribada de l'hemolimfa als punts més distals (antenes, potes).

Aparell excretor

L'aparell excretor dels insectes està constituït pels tubs de Malpighi. Són tubs cecs que suren en l'hemocel, d'on capten els productes residuals; desemboquen en la part final del tub digestiu on els residus són evacuats i eliminats amb la femta. Són capaços de reabsorbir aigua i electròlits, amb el que juguen un important paper en l'equilibri hídric i osmòtic. El seu nombre oscil·la entre quatre a més de cent. Els insectes són uricotèlics, és a dir, excreten principalment àcid úric. Excepcionalment, els tubs de Malpighi es modifiquen en glàndules productores de seda o òrgans productors de llum.
Alguns insectes tenen òrgans excretores addicionals i independents del tub digestiu, com les glàndules labials o maxil·lars, i els ronyons d'acumulació (cossos pericàrdics, nefròcits dispersos per l'hemocel, oenòits epidèrmics i cèl·lules de l'urat).