Fatores que asseguram o sucesso evolutivo dos insetos 

Texto escrito em parceria com o Núcleo de Estudos em Entolomogia da Universidade Federal de Lavras. Autores: Thayla Fróes Rodrigues Martins, Mariana Macêdo De Souza, Emanoel Da Costa Alves, Rosangela C. Marucci

Os insetos surgiram há milhões de anos e se adaptaram aos mais diversos hábitats e condições climáticas existentes. Atualmente, a classe Insecta apresenta uma altíssima variabilidade genética, tornando-se o grupo de animais mais diversificado e abundante na Terra, capaz de ocupar os mais distintos e inóspitos ambientes.  

Dentre as características que asseguram o sucesso evolutivo dos insetos, têm destaque o exoesqueleto, a metamorfose, o sistema digestivo, o tamanho, a capacidade de voo e a reprodução, os quais serão abordados a seguir: 

O exoesqueleto dos insetos

Os insetos são animais invertebrados segmentados que apresentam o esqueleto externo, denominado de exoesqueleto. A parte mais externa do tegumento é denominada cutícula, a qual pode ser mais ou menos esclerotizada (escurecida e endurecida) conforme as ligações de quitina e as proteínas presentes no tecido.

Assim, embora grande parte do tegumento do corpo dos insetos adultos tenha alto grau de esclerotização, para viabilizar o movimento, o exoesqueleto se torna mais fino e maleável, ou seja, menos esclerotizado nos pontos de articulações (pernas, antenas, asas, aparelho bucal).  

Além da função de sustentação e revestimento do corpo, o exoesqueleto é um dos fatores que asseguram o sucesso evolutivo dos insetos, pois atua protegendo o inseto contra impactos, compressão e esmagamento, além de proporcionar grande resistência contra a penetração de microrganismos patogênicos, substâncias químicas, gases deletéricos e água, evitando também a desidratação dos insetos. 

Metamorfose dos insetos

A metamorfose é uma adaptação muito importante para os insetos com inúmeros benefícios ao longo do desenvolvimento. Por meio da ecdise ou troca de tegumento os insetos conseguem crescer em tamanho e apesar de apresentarem o tegumento rígido e endurecido, a cada instar ocorre a perda do antigo tegumento e formação do novo.

Os insetos podem apresentar metamorfose completa, incompleta ou não apresentar metamorfose. Os insetos que sofrem metamorfose completa são denominados holometábolos, ou seja, apresentam o ciclo de vida dividido em ovo, larva, pupa e adulto (Figura 1), assim o mesmo indivíduo se torna completamente diferente ao longo de sua vida, tanto biologicamente quanto morfologicamente.  

A holometabolia é um dos fatores que asseguram o sucesso evolutivo dos insetos porque na maioria das vezes cada estágio de desenvolvimento ocupa nichos diferentes, o que reduz, consequentemente, a competição por recursos entre indivíduos da mesma espécie. Um dos exemplos mais notáveis de metamorfose completa, são as borboletas e mariposas.

A fase jovem conhecida como lagarta apresenta aparelho bucal mastigador, alimentando-se na maioria das vezes de folhas, frutos e colmos, enquanto que o adulto alado, geralmente possui aparelho bucal sugador maxilar, especializado na ingestão de néctar.  

Já a metamorfose incompleta (hemimetabolia) se caracteriza pelas fases de ovo, ninfa e adulto (Figura 2). Em alguns insetos, como as libélulas a fase jovem denominada ninfa ou naiade vive em um ambiente aquático e a fase adulta em ambiente aéreo, o que reduz a competição intraespecífica, no entanto, para outros insetos de metamorfose incompleta como gafanhotos, percevejos e cigarrinhas, as ninfas e adultos ocupam o mesmo nicho. 

O aparelho digestivo

O sistema digestivo dos insetos é dividido em três partes, a região anterior ou estomodeu, a mediana ou mesentero e a posterior ou proctodeu. O estomodeu é responsável pela ingestão, armazenamento, trituração e transporte do alimento até o mesentero. Já na região mediana, são produzidas e secretadas enzimas encarregadas de digerir os alimentos, os quais, posteriormente, serão absorvidos pelo mesentero. Em seguida, no proctodeu, são absorvidos água, sais e outras moléculas importantes, antes da eliminação das fezes. 

Observando a figura 3, pode-se notar que os insetos ocupam os mais diversos nichos. Este fato assegura o sucesso evolutivo em função da possibilidade de se alimentarem de praticamente qualquer material orgânico natural existente no planeta.

Assim como ocorre com o aparelho bucal (mastigador, sugador labial, sugador maxilar, lambedor), o trato digestivo dos insetos também sofre adaptações de acordo com a nutrição. Na maioria das vezes, os insetos que ingerem alimentos sólidos possuem trato digestório forte, amplo, reto e curto (estas características podem ser observadas em lagartas desfolhadoras de plantas). De outro modo, os insetos que consomem alimentos líquidos, em geral apresentam o trato digestório estreito, longo e enrolado, com a finalidade de aumentar o contato com o alimento e maximizar a absorção dos nutrientes.  

A câmara filtro é uma especialização frequentemente observada no trato digestório de insetos que ingerem alimentos líquidos, como por exemplo, a grande maioria dos hemípteros (mosca-branca, percevejos, psilídeos, cigarras e pulgões). Esta câmara de filtragem atua como um atalho, permitindo que o excesso de água e outras moléculas, passem de forma rápida e direta do estomodeu para o proctodeu. Uma das vantagens desta adaptação é evitar que o alimento presente na região digestória (mesentero) seja diluída pelo excesso de água.  

O tamanho

Após milhares de anos de evolução e apesar da grande variabilidade genética, os insetos atuais apresentam um pequeno tamanho corporal (em média: 1 a 10 mm de comprimento) quando comparado aos humanos e outros animais. O tamanho reduzido está relacionado a forma de respiração dos insetos que ocorre via traqueias. Se os insetos apresentassem dimensões corporais maiores, o ar possivelmente não alcançaria todos os órgãos e eles acabariam morrendo. 

A primeira vista, o tamanho diminuto dos insetos pode parecer uma desvantagem, porém os mesmos usam essa característica a seu favor na busca de abrigo e proteção. Uma das vantagens do tamanho reduzido é a proteção contra grandes predadores, por se esconderem facilmente em microhabitats inacessíveis a grandes animais. Além disso, os insetos necessitam de uma pequena quantidade de alimento para atingir a maturidade sexual e o pequeno tamanho, possibilita o deslocamento com auxílio do vento, o que reduz, consequentemente, a quantidade de energia necessária para percorrer grandes distâncias.

O voo

O voo é outro fator responsável pelo sucesso dos insetos. A medida que os insetos evoluíram, foram adquirindo estruturas que possibilitaram o voo, como por exemplo, as asas, os sacos aéreos e o pterotórax.  

Os insetos podem ser tetrápteros (com 2 pares de asas), dípteros (1 par de asas) ou ápteros (desprovidos de asas). É possível visualizar estruturas alares em ninfas, porém somente os adultos apresentam asas totalmente desenvolvidas e funcionais para o voo. Os sacos aéreos, nada mais são do que modificações de parte das traqueias, as quais se tornam estruturas bastante dilatadas com a finalidade de maximizar os reservatórios de ar, o que auxilia, consequentemente, na flutuabilidade ao longo do voo de algumas espécies. O pterotórax aparece na grande maioria dos insetos alados, e é caracterizado por um maior desenvolvimento no segundo e terceiro segmentos torácicos (mesotórax e metatórax) o que confere uma maior resistência e rigidez no momento do voo. 

Dessa forma, pode-se considerar que o voo foi fundamental para o sucesso evolutivo dos insetos, pois permitiu maior mobilidade e alto poder de dispersão, facilitando a localização de alimento, a exploração de novos ambientes, a fuga de predadores e o encontro de parceiros sexuais.  

Reprodução

A reprodução da maioria dos insetos ocorre de forma sexuada, porém esta condição exige a presença de indivíduos machos e fêmeas maduros, ao mesmo tempo e no mesmo lugar. Por outro lado, existem insetos capazes de reproduzirem de forma assexuada, por meio da partenogênese, ou seja, de ovos não fecundados, assegurando a perpetuação de espécies mesmo na ausência do macho. A partenogênese pode ser obrigatória ou facultativa e é classificada em três tipos, partenogênese telítoca (produção de fêmeas – exemplo: pulgões de regiões tropicais), partenogênese arrenótoca (apenas machos – exemplo:  abelhas) e partenogênese anfítoca (ambos os sexos – exemplo: pulgões de regiões temperadas).  

A grande maioria dos insetos apresentam uma alta taxa reprodutiva, produzindo várias gerações por ano, através de diversos sistemas de reprodução. Geralmente, os insetos apresentam um ciclo curto de vida, o que juntamente com a alta taxa reprodutiva, permite uma maior adaptabilidade quando submetidos a alterações ambientais, catástrofes e ao uso de inseticidas. A alta taxa reprodutiva dos insetos, pode ser frequentemente observada em monocultivos, onde a combinação de condições ambientais apropriadas permite uma rápida explosão populacional de insetos-praga. Assim como os insetos-praga, insetos benéficos como as abelhas, também são grandes reprodutores, sendo que uma abelha rainha pode produzir em torno de 2.000 ovos por dia.  

A maioria das fêmeas são ovíparas, ou seja, põe ovos, como por exemplo, fêmeas de Coleoptera, muitos Odonata e Orthoptera. Entretanto, também existem espécies cujo a desenvolvimento do embrião se inicia dentro do corpo da mãe, neste caso as fêmeas são denominadas vivíparas. A viviparidade pode ser observada em pulgões, alguns mosquitos galhadores, entre outros grupos de insetos.  

Esperamos que vocês tenham gostado de conhecer um pouco mais sobre os fatores responsáveis pelo sucesso evolutivo dos insetos. Com base nesse conhecimento podemos identificar os pontos frágeis dos insetos nocivos na agricultura ou para os homens e animais e buscarmos alternativas para controlar suas populações e evitar surtos. Na próxima edição vamos abordar “ Amor ao primeiro odor: manipulação dos insetos pelo cheiro”. 

Fontes

CHAPMAN, R. F. The Insects Structure and Function. 5th edition, edited by Stephen J. Simpson, Angela E. Douglas. Formerly of the University of Arizona, USA, 2013. 

GULLAN, P.J. Insetos: fundamentos da entomologia / P.J. Gullan, P.S. Cranston; com ilustrações de Karina H. McInnes; Tradução e Revisão Técnica Eduardo da Silva Alves dos Santos, Sonia Maria Marques Hoenen – 5. ed. – Rio de Janeiro: Roca, 2017. 

GULLAN, P.J. Os Insetos – Um Resumo de Entomologia/ P.J. Gullan, P.S. Cranston; com ilustrações de Karina H. McInnes; Tradução e Revisão Técnica Sonia Maria Marques Hoenen – São Paulo: Roca, 2012.