desenvolvimento de insetos
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Desenvolvimento de Insetos
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Bacteria and blue-green algae; 4760
Fungi; 46983
Algae; 26900
Bryophytes (mosses and liverworts) ; 17000
Gymnosperms (conifers) ; 750
Angiosperms (flowering plants) ; 250000
Protozoans ; 30800 Sponges ; 5000
Corals and Jellyfish ; 9000
Roundworms and earthworms ; 24000
Crustaceans ; 38000
Insects ; 751000
Other Arthropods and minor invertebrates ;
132461
Mollusks; 50000 Starfish ; 6100
Fishes (teleosts) ; 19056 Amphibians ; 4184
Reptiles; 6300
Birds ; 9198 Mammals ; 4170
2200 Louva-a-Deus
5000 Libélulas
20000 Gafanhotos
120000 Moscas
110000 Abelhas, Vespas e Formigas
170000 Borboletas e Mariposas
360000 Besouros
Insetos: Um caso de sucesso!!!
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Diversidade
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Diferentes estratégias reprodutivas
Ovíparos
Ovovivíparos
Vivíparos
Viviparidade adenotrófica (Afídeos – Partenogênese –, Glossinídeos: tsé-tsé)
Viviparidade pseudoplacentária (Hemímeros)
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Sem evidências fisiológicas do papel trófico destas estruturas
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Partenogênese Desenvolvimento de ovos não fertilizados Vantagens: •maior velocidade reprodutiva, •maiores chances de sobrevivência de um genótipo isolado, •maior aproveitamento de boas condições ambientais momentâneas •Tendência de perda de alelos recessivos letais Desvantagens: •menor variabilidade genética, •menor adaptabilidade.
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Poliembrionia (Hymenopteros Parasíticos e Strepsipteros) Múltiplos embriões de um único ovo Número de embriões dependente de disponibilidade de nutrientes
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Pedogênese (Chironomidae (Diptera), Coleoptera, and Hemiptera)
Maturação sexual precoce Geralmente associada a viviparidade e partenogênese Desenvolvimento embrionário durante a fase larval ou pupa da fêmea Caso extremo: afídeos
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Determinação Sexual
XY – Modelo: Drosophila
daughterless
Antes da formação da blastoderme
Ovo
Zigoto
Compensação de dose
Sxl não é fundamental em outros modelos...
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Haplodiploide
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-Determinação sexual por eliminação de cromossomos sexuais -Determinação por fatores ambientais
•Temperatura •Nutrição •Controle hormonal •Parasitas
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Diferentes estratégias de desenvolvimento pós embrionário permitem: •Formas especializadas •Exploração de recursos mais eficiente •Dispersão •Aumento do potencial de adaptação
Requer:
Mudas/Ecdise
Metamorfose
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Ametábolos
Muitas mudas Maturação da genitália
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Hemimetábolos
A cada muda: •Desenvolvimento de asas •Surgimento de neurônios •Omatídeos •Estruturas sensitivas no tegumento
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Holometábolos
Metamorfose completa Larva: móvel e faminta Pupa: imóvel, histólise e histogênese
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Drosophila melanogaster
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Clivagem •1 divisão a cada 9 minutos!! •Após 9ª divisão núcleos migram •Após 13ª mitose ocorre celularização •“Sobram” ~15 células polares
Sicronizadamente?
“Energids”
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Migração para a periferia pode variar
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Na maioria dos insetos alguns núcleos permanecem no vitelo e originam vitelófagos. Lepidopteros, Dipteros, e alguns ortópteros migram todos os núcleos para a periferia, sendo que alguns destes após algumas multiplicações migram de volta ao vitelo como vitelófagos secundários.
poliplóides
Futuro epitélio do intestino intermediário
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Gastrulação
•± 3 hpf •Corda Nervosa Ventral (Artrópodes) •Neuroblastos •Não ocorrem divisões celulares durante a Gastrulação
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Ao término da Gastrulação:
•A epiderme divide-se 2-3 vezes e começa a secretar a cutícula
•Torna-se evidente um padrão de segmentação
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Formação de membranas extra-embrionárias: Âmnio e serosa Exceção Muscomorpha
Cutícula serosa/pico hormonal
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Desenvolvimento pós-embrionário
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Campodeiforme Elateriforme Eruciforme Scarabaeiforme
Formas Larvais
Platyforme
Vermiforme
Carabiforme
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Mudas ou Ecdises
Exoesqueleto impede o crescimento contínuo Impressionante aumento de tamanho entre mudas
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Apólise Fluido de muda
Aumento de área
Digestão
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Dança da ecdise de
Drosophilídeos
2º instar
Park, Y. et al. Development 2002;129:493-503
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Metamorfose
Pouco remodelamento Destruição de tecidos larvais e substituição por uma nova população de células
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Metamorfose
Discos imaginais – Estruturas cuticulares adultas Nichos histoblásticos – aglomerados de células que formarão o abdômem Aglomerados imaginais – grupos de células em cada órgão
Muda metamórfica Muda imaginal Energia armazenada Ovo eclode Imagos emergem
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Obtecta Apêndices em desenvolvimento Lepidópteros firmemente presos ao corpo por uma cápsula. Frequentemente encontrada com casulos de seda. Exarata Apêndices em desenvolvimento Coleoptera livres e visíveis externamente Neuroptera Coarctata Pupário Corpo encerrado dentro do exoesqueleto Dipteros do último instar Podem estar associados em casulos comunais de seda.
Tipos Pupais
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Diferenciações cromossômicas
Poliploidia Politenia Amplificação
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Em sua glândula salivar podemos observar profundas modificações cromossômicas rigidamente reguladas ao longo do desenvolvimento.
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Rhynchosciara sp.
• Díptero, Sciarídeo • Têm sido utilizado como sistema paradigma para estudos em
cromossomos politênicos e amplificação gênica desde os anos 50 (Dreyfus, Nonato & Pavan, 1951).
• Como vantagens podemos citar: 1. fácil de se manipular (grandes proporções) 2. apresenta um ciclo de vida mais extenso do que Drosophila 3. oferece preparações citológicas de boa qualidade com facilidade. 4. desenvolvimento sincronizado de indivíduos irmãos.
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Ovos
Larvas de 1 dia de idade
Larvas de 35 dias de idade
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Casulo comunal
Pupas
Adultos
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Pufes: Geralmente associados a proteínas constituintes do casulo
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Cromossomos B em dias seqüenciais mostrando a abertura e fechamento do pufe B2
Regulação hormonal
Padrão de atividade gênica ao longo do desenvolvimento e replicação diferencial
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Modelo Onion Skin para amplificação gênica, origens de replicação são disparadas sucessivas vezes, gerando em um gradiente de amplificação
Endoreplicação
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Reutilização das origens
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Modelo didático
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MG1SG2M
CDKs/DDKs
Degradar, inibir ou exportar
Degradar ou exportar
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APC CDKs/DDKs
Oscilador Ciclina E/CDK2
Endociclos
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Para saber muito mais:
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Na próxima aula: Como fazer seu próprio inseto gigante assassino Como os insetos determinam eixos corporais Insetos e o futuro Lendas urbanas Lendas rurais
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