Sistemul de reproducere al insectelor

Reveniți la elementul principal

Insights: Insecte Femelă de Rhyssa persuasoria ( Hymenoptera: Ichneumonidae ), în timpul ovipoziției

Anatomie

Cap · piept · abdomen

Antene · Piese bucale Labe · Aripi

Exoschelet · endoschelet

Aparate

Nervos · Digestiv Respirator · Excretor Secretor · Circulator Reproducător

Biologie

Dezvoltare post-embrionară

Sistemul de reproducere la insecte este compus din toate organele implicate în reproducere . Este localizat în abdomen și, în ciuda faptului că are aceeași origine embrionară, suferă o diferențiere clară la cele două sexe: bărbații diferențiază structurile capabile să efectueze spermatogeneza și copulația ; în generalitatea insectelor, femelele dezvoltă în schimb structuri adecvate pentru a efectua ovogeneza , pentru a găzdui spermatozoizi și ouă până la fertilizare și, în cele din urmă, pentru a depune ouăle după o perioadă mai mult sau mai puțin lungă.

Generalități la ambele sexe

În generalitatea insectelor, sexele sunt separate. Pot apărea cazuri particulare de coexistență a caracteristicilor sexuale ale ambelor sexe, în mare parte secundare, dar hermafroditismul real este un caz foarte rar, constatat doar la specia Icerya coersi și la unele Diptera ^[1] .

Prin urmare, sistemul genital diferă în două sexe distincte, masculin și feminin. La ambele sexe, partea internă a aparatului (gonadele) este de origine mezodermică , în timp ce organele genitale externe și gonoductele sunt de origine ectodermică . Organele omoloage sunt prezente la ambele sexe cu structură, formă și funcții diferite. Procedând de la cel mai interior la cel mai exterior, organele sistemului genital sunt următoarele:

• Gonade: organe egale, în care are loc multiplicarea celulelor germinale și maturarea gametilor ; acestea diferă în testicule (masculin) și, respectiv, în ovare (feminin).
• Chiar și gonadele: asociate cu gonadele, acestea diferă respectiv în canalele deferente (masculine) și în oviductele laterale (feminine).
• Gonoduct comun: format prin confluența gonoductelor uniforme, diferă respectiv în conducta ejaculatoare (masculin) și vagin (feminin). În unele ordine primitive, partea comună poate lipsi; în acest caz aceste insecte au două deschideri genitale distincte.
• Gonapofiza sau armura genitală: sunt organele genitale externe, formate din procese ale tegumentului care se dezvoltă în jurul deschiderii genitale, diferențând, respectiv, organul copulator la mascul și ovipozitorul la femeie. Gonapofizele pot lipsi, de asemenea, cu totul.
• Glande accesorii. Ele variază ca formă și dezvoltare și sunt asociate cu gonoductul comun. Secreția glandelor masculine are, în general, funcții trofice față de spermatozoizi , în timp ce cea a glandelor feminine poate avea funcții diferite, printre care cea mai importantă este intervenția în timpul ovipoziției.

Sistemul de reproducere masculin

Aparatul genital masculin al insectelor este compus din două testicule , canalul deferent , canalul ejaculator și organul copulator . La acesta se adaugă glandele accesorii .

Testicule

Testiculele sunt, în general, două la număr, uneori unite într-un singur corp închis de o membrană comună. Structural sunt compuse dintr-un set de elemente tubulare, numite testiculite sau foliculi testiculari , în cadrul cărora are loc spermatogeneza , adică formarea spermatozoizilor pornind de la celulele germinale ( spermatogonia ).

Diferitele faze ale spermatogenezei sunt localizate în diferite zone ale fiecărei testiculite în sens axial. Procedând de la extremitatea distală la cea proximală, se diferențiază patru zone:

• germarium : conține spermatogonie;
• zona de creștere : este compusă din spermatocite de ordinul I, obținute prin divizarea mitotică a spermatogoniei;
• zona de maturare : este compusă din elementele celulare afectate de diviziunea meiotică , spermatocitele de ordinul doi și spermatidele;
• zona de transformare : este compusă din spermatozoizi diferențiați, fiecare cu un corp celular și un flagel.

Gonoducte masculine

Gonoductele sunt reprezentate de o parte uniformă, asociată cu fiecare testicul și de o parte inegală care duce la deschiderea genitală. Partea uniformă este formată din două canale deferente . Acestea se pot dilata, în tractul terminal, pentru a forma veziculele seminale , unde converg conductele excretoare ale glandelor accesorii, sau pot curge într-o veziculă seminală comună.

Partea inegală, formată prin confluența canalului deferent sau a veziculelor seminale, este un canal excretor comun, numit canal ejaculator sau canal ejaculator , care comunică cu deschiderea genitală.

Glande accesorii masculine

Glandele accesorii, de formă și dezvoltare variabile și în număr de 1-3 perechi, sunt asociate cu canalele deferente și se deschid în tractul lor terminal (vezicula seminală). Secreția glandelor accesorii, la majoritatea insectelor, are funcții trofice și lubrifiante. Prin urmare, funcția sa este de a hrăni spermatozoizii și de a le facilita mișcările.

La insectele primitive, în care reproducerea nu are loc prin copulare, spermatozoizii sunt transferați de la mascul la femela închisă în capsule, numiți spermatofori . În acest caz, secreția ajută la formarea lichidului seminal intern și a peretelui spermatofor în sine.

Organul copulator

Organul copulator, numit și edeago , reprezintă organul genital extern al aparatului masculin. Pentru a fi precis, constă în diferențierea, prin tegument, în corespondență cu urita IX, a armăturii genitale din jurul deschiderii genitale în sine. Funcțiile constau tocmai în favorizarea actului de copulare și facilitarea transferului spermatozoizilor în sistemul reproductiv feminin.

Forma și dezvoltarea organului copulator se schimbă în funcție de grupurile sistematice. În general, distingem o parte proximală, numită fallobază , o parte distală, numită penis . Acesta din urmă formează o invaginație , numită endofal , în care se deschide conducta ejaculatoare și care este evacuată dacă este necesar.

Sistemul reproductiv feminin

Aparatul genital feminin este compus din organe omoloage cu cele ale sistemului masculin care, în ordine, sunt cele două ovare , oviductele laterale , oviductul comun și ovipozitorul . Glandele accesorii și spermatheca sunt asociate cu acestea.

Ovarele

Ovarele sunt organele omoloage ale testiculelor masculine, două la număr și sunt compuse din elemente tubulare, numite ovarioli . Numărul ovariolelor este extrem de variabil, conform grupului sistematic, de la o singură unitate la sute sau mii de ovariole.

Structural, fiecare ovariol este un tubule scufundat în hemocel, în care se disting următoarele patru părți, în ordine distal-proximală:

• filament : este un ligament care fixează capătul distal al ovarului de țesutul adipos al abdomenului sau de diafragma dorsală ;
• germarium : este porțiunea de celule distale, care conține celulele germinale (oogoni);
• vitelar : este porțiunea celulară proximală, cea mai dezvoltată ca lungime, conținând celulele sexuale în cursul formării în funcție de fazele ovogenezei (ovocite); fiecare ovocit este căptușit cu un epiteliu simplu, care în ansamblu formează foliculul ;
• pedicel : este porțiunea distală care leagă ovarul de oviductul lateral.

Pereții ovarului constau dintr-o tunică peritoneală , care separă interiorul de hemolimfă . În vitelar fiecare folicul este compus dintr-o tunică adecvată , un epiteliu folicular și un ovocit . De-a lungul vitelului ovocitele diferă, în funcție de gradul de maturare, pe baza acumulării gălbenușului în citoplasma lor; de aceea sunt de dimensiuni mici în zona proximală adiacentă germariului, în timp ce sunt bine dezvoltate în secțiunea distală în corespondență cu pedicelul.

Din punct de vedere histologic, există diferențe marcate, în funcție de grupurile sistematice, în ceea ce privește dinamica cu care se dezvoltă gălbenușul ouălor, cu distincția a trei tipuri de ovariole:

1. Ovariol panistic . În fiecare folicul, ovocitul dezvoltă gălbenușul hrănind hrana direct din hemolimfă, prin medierea epiteliului folicular. Ovarul are o omogenitate histologică substanțială de-a lungul axei sale și singurul element diferențiator este reprezentat de dimensiunea foliculului.
2. Ovariol meroist poltrofic . Fiecare folicul este hrănit de un grup de celule vitelogene (sau trofocite sau celule hrănitoare ), derivate și din celulele germinale ale germariului. Celulele vitelogene însoțesc foliculul în progresia acestuia de-a lungul ovarului, prin urmare foliculii sunt separați unul de altul de celulele vitelogene. În timpul maturării, celulele vitelogene își transferă conținutul în citoplasma ovocitului, provocând creșterea gălbenușului, iar la final degenerează lăsând reziduuri intercalate între foliculii maturi. Ovariolul prezintă eterogenitate histologică de-a lungul axei sale, deoarece grupurile de celule vitelogene într-un stadiu de degenerescență mai mult sau mai puțin avansat sunt intercalate între foliculi.
3. Ovariol acrotrofic sau teletrofic meroist . De asemenea, în acest caz, fiecare folicul este hrănit de celule vitelogene, dar acestea rămân limitate la germarium. Relația trofică dintre ovocit și celulele hrănitoare în acest caz este garantată de conexiunile citoplasmatice care urmează calea foliculului sub formă de corzi protoplasmatice .

Oviducte

Gonoductele aparatului feminin, numite oviducte , au aceeași structură de bază ca cele masculine, cu prezența a două vaze egale, una pentru fiecare ovar, care se varsă într-un canal inegal. Primele se numesc oviducte laterale și au peretele alimentat cu fibre musculare a căror funcție este de a favoriza progresia ouălor care se maturizează. Tractul neuniform, numit oviduct comun , prezintă o diferențiere anatomică și funcțională marcată, în comparație cu gonoductul inegal al masculului, care se realizează cu vaginul și spermatheca .

Vaginul reprezintă tractul terminal al oviductului inegal și îndeplinește funcția dublă de copulator de organe și expulzarea ouălor sau numai cea din urmă funcție. În orice caz, el poartă o tunică musculară care are scopul de a favoriza expulzarea ouălor. La unele insecte, în special în generalitatea lepidopterelor , funcția organului copulator este îndeplinită de un diverticul al vaginului, numit saculet copulator , cu o ieșire externă independentă.

Spermatheca este un diverticul cu fundul orb al vaginului în care sunt depozitați spermatozoizii în timpul dintre împerechere și fertilizare. Acest interval de timp, în unele cazuri, poate fi deosebit de lung și poate dura chiar și câțiva ani, așa cum se întâmplă la insectele sociale . În aceste cazuri, spermatheca prezintă o dezvoltare notabilă.

Glande accesorii feminine

Glandele accesorii, de număr diferit, își au ieșirea în vagin și produc secreții de diferite tipuri. Pe baza funcțiilor secreției, acestea pot fi împărțite în trei tipuri: coleterice , otrăvitoare , spermofile .

Glandele coleterice sunt tipul principal și produc o secreție turnată cu ovipozitorul. Conform grupului sistematic, are în general scopuri adjuvante în ovipoziție, ca adeziv, agent de agregare, component al oothecae etc. și este de obicei compus din substanțe insolubile în apă. La diferite specii, glandele coleterice se încadrează în tipologia glandelor sericipare , cazuri în care mătasea este utilizată în ovipoziție.

Glandele otravitoare sunt prezente în unele grupuri sistematice și secretă un secret care are acțiune histaminică , neurotoxică sau fitotoxică. În himenopterele apocritice îndeplinesc funcții diferite în funcție de grupurile sau speciile sistematice. La Terebranți veninul are o acțiune asupra gazdei în care larvele se vor dezvolta: mai precis, în fitofaguri (de ex. Cinipide , unele Calcidoide etc.) produce reacții histologice specifice în țesuturile vegetale, provocând formarea de gale ; la parazitoizi (atât ectofage cât și endofage), veninul are o acțiune neurotoxică asupra victimei, provocând paralizie.

În Aculeati secreția glandelor veninoase integrează funcția ovipozitorului la femelele sterile ale himenopterelor sociale. La aceste insecte, ovipozitorul și-a pierdut funcția primitivă și a devenit un instrument de ofensă și apărare. Secreția are o acțiune histaminică și produce, de asemenea, efecte asupra vertebratelor .

Glandele spermofile sunt prezente la speciile în care spermatozoizii sunt depozitați de mai mult sau mai puțin timp în spermatheca. Secreția lor are funcții trofice, deoarece formează un flux nutrițional în care spermatozoizii sunt păstrați până în momentul fertilizării.

Ovipozitor

Sub aspectul morfo-anatomic, ovipozitorul este organul genital extern feminin format din procese ale urosternului uritei VIII și IX în jurul deschiderii externe a vaginului, numită vulva . În unele grupuri sistematice această structură este absentă și este înlocuită de alte organe, străine sistemului reproductiv feminin, dar integrate funcțional cu acesta. În aceste cazuri, termenul de substituție ovipozitor este utilizat pentru a-l deosebi de ovipozitorul morfologic propriu-zis.

Forma și dezvoltarea ovipozitorului variază în funcție de grupul sistematic; în unele cazuri poate atinge o lungime excepțională, la fel ca în unele himenoptere terebrante sau în multe ortoptere ensifere , dar în general ovipozitorul nu atinge o anumită dezvoltare și rămâne sub abdomen.

Structura tipică ovipozitor este constituită din șase procese de urosterni, trei pe fiecare parte, supapa respectivă sau valvule (prima supapă, a doua supapă sau mediane de supapă, a treia supapă sau partea supapei). Primele valve provin din urosterno VIII, a doua și a treia din IX. Structura primitivă poate prezenta diferențieri marcate, care sunt importante în scopuri sistematice.

În himenopterele apocritice, ovipozitorul este capabil să pătrundă chiar și în materiale de o anumită consistență, cum ar fi lemnul și scoarța copacilor, cuticula altor insecte, pielea mamiferelor . Această proprietate se datorează sclerificării primei și celei de-a doua supape. Primele supape fuzionează pentru a forma o teacă în interiorul căreia glisează a doua supapă. A treia supapă, ușor sclerificată, formează o carcasă care protejează celelalte supape atunci când sunt depozitate. La această structură se adaugă două perechi de procese urosternite, numite valvifere . Primul cuplu provine din urita VIII, al doilea din IX.

La Terebranți, structura formată din prima și a doua valvă se numește terebră și este folosită în ovipoziție pentru trei funcții: penetrare, emisie de secret, depunere a oului. Secreția emisă de terebră poate avea scopuri diferite: în formele fitofage formatoare de fiere induce o reacție a țesuturilor vegetale, în urma căreia se formează fiere ; în formele entomofage ( parazitoizi ) este o otravă care paralizează victima. În Aculeate pierdeți ovipoziția primitivă a funcției terebrale, deoarece vaginul nu mai este conectat fizic all'ovopositore, iar acesta din urmă se transformă într-un organ de apărare a ofensei, a spus barb sau, mai frecvent, înțepătură. Înțepătura, spre deosebire de terebră, este retractabilă și în poziția de repaus este situată în interiorul abdomenului, din care este eliberată în momentul utilizării.

Înlocuirea ovipozitorului

Ovipozitorul de substituție poate avea o structură diferită în raport cu grupul sistematic. Cel mai reprezentativ model este modelul retractabil, în formă de „telescop”, tipic pentru Diptera , derivat dintr-o adaptare morfologică și funcțională a ultimilor urite: acestea se învelesc reciproc formând un tubule telescopic și, dacă este necesar, sunt întinse ca elementele a unui telescop .

Ovipozitorul de substituție Diptera este adesea sclerificat, astfel încât să poată pătrunde cu ușurință substratul în care vor fi depuse ouăle. De exemplu, în Tephritids , este capabil să străpungă epiderma fructelor, frunzelor, tulpinilor prin practicarea puncțiilor în care vor fi depuse unul sau mai multe ouă.

Chiar și femelele gândacilor nu au un adevărat ovipozitor. Ieșirea aparatului genital se află pe urita IX și la multe specii există conformații particulare care îndeplinesc aceeași funcție ca un ovipozitor. În mod convențional, este considerat un ovipozitor de substituție.

În cele din urmă, la femelele din Tisanoptera Tubulifera , uritul X are forma unui tub și îndeplinește funcția de ovipozitor de substituție.

Notă

Bibliografie

• Ghidul lui Bellman pentru libelule . Roma, editor bogat 2013. ISBN 978-88-6694-009-8 .
• Guido Grandi. Instituții de entomologie generală . Bologna, Calderini, 1966. ISBN 8870190846 .
• Antonio Servadei; Sergio Zangheri; Luigi Masutti. Entomologie generală și aplicată . Padova, CEDAM, 1972.
• Ermenegildo Tremblay. Entomologie aplicată . Volumul I. ed. A III-a. Napoli, Liguori Editore, 1985. ISBN 88-207-0681-4 .
• Aldo Pollini. Manual de entomologie aplicată . Bologna, Edagricole, 2002. ISBN 8850639546 .

Elemente conexe

• Insecta