Capul Insectelor

STUDIUL CAPULUI ŞI A APENDICELOR SALE SI TIPURILE DE APARATE BUCALE INTALNITE LA INSECTE

LUCRARE DE LABORATOR NR. 2

Capul şi apendicele capului 

Capul prin dimensiunile sale reprezintă partea cea mai mică a corpului. Pe suprafaţa sa se găsesc organe de simţ: antenele, ochii şi piesele aparatului bucal.



Este format din primele 6 segmente embrionare (acron, segment antenal, intercalar, mandibular, maxilar, şi labial) intim sudate între ele şi care alcătuiesc o capsulă cefalică în general puternic chitinizată.

După poziţia pe care o are capul şi aparatul bucal faţă de axul corpului se disting trei tipuri de orientări în spaţiu:

- cap prognat – piesele bucale sunt orientate înainte, în prelungirea axei corpului (Carabidae, Forficulidae).

- cap ortognat – axa craniului este aproape perpendiculară pe axa corpului, piesele bucale sunt îndreptate în jos (Acrididae, Gryllotalpidae)

- cap hipognat – piesele bucale sunt orientate înapoi, axul corpului formează un unghi ascuţit cu axul capului (Blattaria, Homoptera)

Pe suprafaţa capului se disting o pereche de ochi compuşi dispuşi lateral şi un număr variabil de ochi simpli sau oceli la unele specii.

Metoda de lucru pentru studiul capului, ochilor compusi si ocelilor:

Cu ajutorul microscopului electronic, se vor studia capul si ochii insectelor la diferite familii, desenand in caiet si notand diferentele dintre acestea.

- cap prognat – (Carabidae, Forficulidae).

-cap ortognat –

-cap hipognat –

(Acrididae, Gryllotalpidae)

(Blattaria, Homoptera)

Apendicele cefalice Apendicele cefalice sunt reprezentate de antene şi piesele bucale.

Antenele sunt în număr de o pereche şi îşi au originea în apendicii segmentului antenal. Lipsesc doar la Proture. Sunt simetrice, inserate anterior, de obicei pe frunte între ochii compuşi sau sub ei şi sunt formate din 1-60 de articule, uneori dintr-un număr şi mai mare (la Tetigonide, Blatodee).

Antena este formată din următoarele porţiuni:

- scapus – reprezintă primul articul, de obicei mai lung decât celelalte, inserat în foseta antenară printr-o articulaţie numită condil. De scapus se leagă muşchii antenari care realizează mişcarea grosieră a antenei. - pedicelul – este al doilea articul, asigură mişcarea fină a antenei printr-o musculatură proprie, pe el se află organul lui Johnston, organ de simţ special. - flagelul - alcătuit din restul articulelor antenale, este lipsit de muşchi proprii, reprezintă partea senzitivă a antenei (Fig. 2.3).

Figura 2.3. Antenă de insectă: Sb – sutura bazală, Ia – inserţia antenei, Sc – scapus, Pd – pedicel, Fl – flageli (după Obenberger)

După aspectul general al antenei şi forma articulelor sale se întâlnesc următoarele tipuri de antene:

- setiforme – se subţiază treptat de la bază spre vârf se întâlnesc la Tettigoniidae, Blattodee

- filiforme – articulele au aproape aceeaşi grosime pe toată lungimea antenei ex. Carabidae, Chrysomellidae.

- moniliforme – au articulele asemănătoare ca formă şi mărime, având aspect de şirag de mărgele ex. Isoptere, Tenebrionidae.

- serate – articulele prezintă lateral mici excrescenţe dentiforme, astfel încât antena seamănă cu o lamă de ferăstrău ex. Elateridae.

- pectinate (simplu sau dublu pectinate) articulele au expansiuni laterale astfel încât antena arată ca un pieptene ex. unele Lepidoptere.

- măciucate – articulele din vârf sunt îngroşate brusc astfel încât dau aspect de măciucă ex. Silphidae.

- clavate – antenele se îngroaşă treptat spre partea distală, ex. Pieridae.

- fusiforme – articulele mediane sunt mai groase decât cele de la extremităţi, antena având aspect de fus ex. Zygaena (Lepidoptere).

- lamelate – articulele din flagel sunt ca nişte lame dispuse în evantai ex. Melolontha (Scarabeide), etc.

- geniculate – scapul este foarte alungit şi situat în unghi obtuz, formând un unghi drept faţă de celelalte articule ex. Curculionidae.

- penate sau plumoase – articulele au prelungiri laterale lungi, filamentoase antena semănând cu o pană ex. Chironomus.

- setifere (aristate) dezvoltate, flagelul este fixat lateral pe pedicel, are forma unei ariste ex. La Diptere din subordinul Brahicere.

- antene cu aspect de fir de păr - sunt reduse având aspectul unui păr scurt, ex. Cicadine

Metoda de lucru: Se vor observa digerite tipuri de antene la specii diferite de insecte, desenand in caietul de laborator principalele tipuri.

Figura 2.4. Tipuri de antene la insecte: a – setiformă, b – filiformă, c – moniliformă, d – serată, e, f – pectinate, g – penată, h – clavată, i – geniculată, j – măciucată, k - aristată, l – lamelată, m – în formă de fir de păr (după Weber)

Aparatul bucal Aparatul bucal este format în general din 6 piese. Se situează pe partea antero-ventrală a capului, în jurul orificiului bucal. În funcţie de natura hranei şi modul ei de preluare constituţia aparatului bucal este diferită.

Cel mai primitiv aparat bucal şi din care au evoluat toate celelalte tipuri este aparatul bucal pentru rupt şi mestecat. Este alcătuit din buză superioară (labrum) o pereche de mandibule, o pereche de maxile şi buza inferioară (labium). Figura 2.5. Aparatul bucal pentru rupt şi mestecat (Blatta orientalis): c- cardo, g – galea, gl – glose, l – lacinia, lb – labium, lbr – labrum, m – mentum, mx – maxile, md – mandibule, p.lb – palp labial, p. mx – palp maxilar, pgl – paraglose, st – stipes, sbm – submentum (Lăcătuşu şi Pisică, 1980)

Mandibulele sunt piese uniarticulate în număr de două, situate simetric faţă de labrum. Mandibulele sunt puternic chitinizate şi au rol de a rupe şi roade hrana. Marginea lor internă serveşte la tăiat şi sfărâmat şi este împărţită în două regiuni: regiunea incisivă, aflată în vârful mandibulelor, prevăzută cu dinţi ascuţiţi şi regiunea molară aflată spre baza mandibulelor, adaptată la sfărâmat şi mestecat, prevăzută cu tuberculi chitinoşi.

Maxilele sunt organe pereche formate din mai multe articule. Sunt aşezate simetric sub mandibule, dar sunt mai puţin chitinizate. O maxilă este alcătuită dintr-o parte bazală (cardo) care o fixează de cap şi corpul maxilei (stipes) articulat la cardo. Pe stipes se inseră trei articule: lacinia (lobul intern), galea (lobul extern) şi palpul maxilar care este alcătuit din 1-6 articule.

Aparatul bucal pentru rupt, lins şi supt este cel mai apropiat de cel pentru rupt şi mestecat, se întâlneşte la Hymenopterele Apoidee. A suferit modificări prin alungirea organelor componente, datorită necesităţii de a putea linge şi suge hrana.

Figura 2.6. Aparat bucal pentru rupt supt şi lins la Apis melifica: c- cardo, gal – galea, gl – glose, l – lacinia, lbr – labrum, lor – lorum, m – mentum, md – mandibule, p.lb – palp labial, p. mx – palp maxilar, pgl – paraglose, prm – prementum, st – stipes (Lăcătuşu şi Pisică, 1980)

Buza superioară este o piesă transversală, în general mai scurtă, mai puţin bombată şi slab sclerificată. Mandibulele sunt alungite şi îngustate în regiunea mijlocie şi sunt lipsite de dentiţie. Au rol aici în frământarea cerii, formarea cuiburilor, hrănirea larvelor, curăţarea şi întreţinerea cuiburilor. Maxilele şi labiul formează împreună trompa cu care este suptă hrana lichidă. Trompa se prinde la cap prin articulele cardo ale maxilelor care sunt lungi şi subţiri, au la partea distală o piesă sub forma literei V numită lorum, care provine din submentum. Lorum se continuă cu stipesurile, alungite şi lăţite, concave pe faţa internă, fiecare prevăzute cu câte un şanţ longitudinal. La partea distală a stipesurilor se prind galeele, tot alungite şi cu un şanţ în interior. Laciniile şi palpii maxilari sunt reduse la rudimente.

Aparatul bucal pentru înţepat şi supt de tip heteropter se întâlneşte la Heteroptere, Homoptere şi alte grupe de insecte. Este format dintr-o trompă alcătuită în cea mai mare parte din labiumul mult alungit tri- sau tetraarticulat, îngroşat şi având pe faţa dorsală un şanţ adâncit, parţial acoperit în regiunea bazală de buza superioară care este mai scurtă, triunghiulară. Se formează astfel un canal în care se găsesc maxilele şi mandibulele subţiri, alungite şi sclerificate, nesegmentate. Figura 2.7. Aparatul bucal pentru înţepat şi supt de tip heteropter: A – văzut lateral, B – văzut din faţă prin transparenţă, C – în secţiune transversală la nivelul labrului, D – în secţiune transversală spre vârf, E – comportarea pieselor la înţepare. acl – anteclipeus, ant – antenă, c. s. – canal sugător, c. sal – canal salivar, gt – gât, lb – labiu, l. md – lamă mandibulară, l. mx – lamă maxilară, md – mandibulă, mx – maxilă, o – ochi, oc – oceli, pcl – postclipeus (Radu şi Radu, 1967).

Aparatul bucal pentru înţepat şi supt de tip dipter se întâlneşte la diptere nematocere şi la unele brahicere (tăuni). Are conformaţia unei trompe şi este alcătuit din buza inferioară alungită şi îngroşată, cu un şanţ pe partea dorsală care este acoperit pe toată lungimea sa de labrum. Labrumul are bine dezvoltate excrescenţele epifaringiene delimitând în interior un canal sugător, închis posterior de către hipofaringe, alungit şi el şi care are în interior un alt canal, canalul salivar. Buza inferioară este slab sclerificată şi nu pătrunde în substrat în momentul utilizării trompei. Labrumul şi hipofaringele sunt tari, sclerificate. Maxilele sunt subţiri şi alungite, bine sclerificate dinţate la vârf, mandibulele sunt şi ele lungi, subţiri şi sclerificate, dar sunt nedinţate. Toate aceste piese străpung substratul. Palpii maxilari sunt uneori foarte dezvoltaţi, depăşind în lungime antenele

Figura 2.8. Aparatul bucal pentru înţepat şi supt de tip diptere Ant – antenă, Cl – clipeus, Hyp – hipofaringe, Lb – labele, Lbr – labrum, Lg – ligula, Md – mandibulă, Mx 1 – maxilă, Mx 2 – labium, Pm – palp maxilar, Spr – canal salivar, Sr – canal sugător (după Eidmann şi Kuhlhorn, 1970).

Aparatul bucal pentru supt de tip maxilar se întâlneşte la adulţii Lepidopterelor şi chiar la unele Diptere. Labrul este redus la o mică placă dispusă la baza clipeusului, în mijloc se găseşte epifaringele, mandibulele sunt atrofiate sau lipsesc. Maxilele s-au transformat profund. Palpii maxilari sunt rudimentari sau atrofiaţi, lobii externi sunt alungiţi şi uniţi pe linie mediană prin cârlige, formând o trompă care alcătuieşte partea principală a aparatului bucal. În repaus trompa ia forma unei spirale (spiritrompa).

Figura 2.9. Aparatul bucal pentru supt de tip maxilar (lepidoptere) A – văzut din faţă, B – lateral, C – în secţiune transversală; an – antenă, cl – clipeus, c. s. – canal sugător, ep – epifaringe, ga – galee, lr – labrum, m – muşchi, md – mandibula, n – nerv, o – ochi, oc – ocel, p.l. – palp labial, p. mx – palp maxilar, sptr – spiritrompă, tr – trahee, vx – vertex (Radu şi Radu, 1967).

Aparatul bucal pentru supt de tip labial se întâlneşte la unele diptere brahicere. Aici s-a dezvoltat mult labiul care a luat forma unui tub nearticulat şi cărnos numit haustel, fixat pe o prelungire ventrală a capului denumită rostel. Haustelul se termină cu două perniţe voluminoase (labele) care sunt formate din palpii labiali mult modificaţi şi străbătuţi de canale capilare cu ajutorul cărora muştele ling hrana. Figura 2.10. Aparatul bucal pentru supt de tip labial (Diptere Brahicere). A – văzut din lateral, B – faţa ventrală, C – secţiune transversală; Ant – antena, Au – ochi, lab – labele, Lbr – labru, hst – haustel, rst – rostel, Mx – maxile, pm – palpi maxilari, prmt – prementum, Lb – labiu, hyp – hipofaringe, lig – ligament, Cl – clipeus, sr – canal sugător, spr – canal salivar, ptr – pseudotrahei (Eidmann şi Kuhlhorn, 1970)

Dintre aparatele bucale speciale amintim pe cel de la larvele de Odonate la care submentumul şi mentumul sunt mult alungite şi articulate în unghi ascuţit între ele, alcătuind o formaţiune numită mască ce este proiectată înainte în timpul capturării prăzii. (Fig. 2.11).

Figura 2.11. Aparat bucal la Odonate cu labium alungit ca o mască (Wiggleswarth, 1971)

La larvele de Mirmeleonoidee (leul furnicilor) mandibulele sunt încovoiate şi dezvoltate, au câte un canal în lungul lor, prin acesta fiind inoculat suc digestiv în pradă şi apoi conţinutul digerat este aspirat tot prin acest canal. Orificiul bucal la aceste larve este închis (Fig. 2.12).

Figura 2.12. Aparat bucal la larvele de Mirmeleonoidee: mx 1 – maxile, mx 2 – labium, p.l. – palp labial, p. m. – palp maxilar, ga – galee, st – stipes, c – cardo, ant – antenă, oc – stemată, md – mandibulă, k – canal mandibular (Eidmann şi Kuhlhorn, 1970)

Metoda de lucru: Se vor observa aparatele bucale cu ajutorul microscopului electronic, la speciile studiate mai inainte si se vor nota diferentele in caietul de laborator.

Film Urmatoarea lucrare de laborator: Studiul toracelui şi abdomenului 11.11.2009, ora 12