19 - Uniramia e Insectos
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Disciplina: Evolução Biologia e Diversidade I
Cursos: Biologia e GeologiaBiologia
Uniramia: Centipedes e Milipedes
Docente: Ana Maria Rodrigues
Subfilo Uniramia
Características gerais:1 par de antenas1 par de mandíbulas1 ou 2 pares de maxilas3 a muitos pares de apêndices locomotoresapêndices unirramosos
Classes:Diplopoda (milipedes)Chilopoda (centípedes)PauropodaSymphylaInsecta
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Espécies das classes Diplopoda, Chilopoda, Symphyla e Pauropoda são designados no seu conjunto por Miriápodes (superclasse Myriapoda –aproximadamente 15 000 espécies); Diplopoda, Chilopoda englobam cerca de 95% de todos os Miriápodes.
Todos partilham um conjunto de características:
Habitat: terrestres (solo, entre pedras, musgos, madeira,...)
Olhos: usualmente simples
Cutícula: com carbonato de cálcio mas sem compostos cerosos
Trocas gasosas: Traqueias abrindo em espiráculos(1 sistema separado em cada segmento –sem poder fechar); sacos coxais
Coração: tubular, dorsal, com ostíolos em cada segmento
Reprodução: transmissão indirecta de esperma e nos Quilópodes envolve espermatóforos
Predadores
1 par de antenas
1 par de mandíbulas
2 pares de maxilas
Ganchos, garras com glândulas de veneno para agarrar e matar as presas
1 par de patas por segmento (não tem diplossegmentos)
Classe Chilopoda
Hickman, C.P.Jr, L.S. Roberts, A. Larson and H.L’Anson, 2003 Integrated Principles of Zoology, 12nd ed., McGraw Hill, 872 pp e O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford Universitypress, 240 pp.
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Placas do tórax: reforçadas com placas longas e outras curtas ou sobreponíveis
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
Centípedes são sobretudo carnívoros; alimentam-se de invertebrados do solo (minhocas, caracóis e vários artrópodes) ou algumas espécies tropicais grandes de vertebrados (lagartos, sapos, ratos e aves ainda no ninho)
Detectam as presas com as antenas e patas e capturam-nas com as garras
O veneno de alguns centípetes pode provocar danos nos tecidos em humanos
Algumas espécies têm também glândulas ventrais que produzem uma secreção pegajosa e tóxica por vezes luminescente
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, SaundersCollege Publishing, 1056+Appendices
Hickman, C.P.Jr, L.S. Roberts, A. Larson and H.L’Anson, 2003 Integrated Principles ofZoology, 12nd ed., McGraw Hill, 872 pp
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Reprodução
Centípedes têm rituais de acasalamento complexos que envolvem toques com as antenas
Esperma ou espermatóforos são depositados usualmente numa teia e é retirado pela fêmea
Os ovos são depositados no solo ou incubados pela fêmea que, posteriormente, protege os jovens
Disciplina: Evolução Biologia e Diversidade I
Cursos: Biologia e GeologiaBiologia
Uniramia: Insectos
Docente: Ana Maria Rodrigues
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Subphylum Uniramia
Características gerais:1 par de antenas1 par de mandíbulas1 ou 2 pares de maxilas3 a muitos pares de apêndices locomotoresapêndices unirramosos
Classes:Diplopoda (milipedes)Chilopoda (centípedes)PauropodaSymphylaInsecta
Este grande sucesso pode ser devido a vários factores:
Evoluíram primeiro do que muitos animais terrestres
Os insectos evoluíram durante o Devónico (há cerca de 380Ma) quando existiam poucos animais terrestres. Tiveram cerca de 40 Ma para ocupar habitats vazios antes dos répteis evoluírem e cerca de 200Ma antes das aves e dos mamíferos
Em número de indivíduos e espécies e tipo de habitat os insectos são de enorme sucesso
Cerca de 750 000 espécies estão descritas e estima-se que muitas mais estão por descobrir
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Possuem várias adaptações importantes à vida em ambiente terrestrePequena dimensão
Asas
Cutícula com compostos cerosos
Resistência à desidratação e a baixas temperaturas
Órgãos eficientes na recuperação de água metabólica e balanço iónico
Capacidade de trocas gasosas com o ar
Capacidade de se ajustar a modificações extremas de temperatura
Receptores sensoriais: quimio e mecanorreceptores
Fertilização interna
Ciclos de vida curtos
Ovo capaz de se desenvolver no ambiente terrestre
Desenvolvimento por metamorfoses
Diapausa
Colónias sociais
Classe Insecta
Apesar da enorme diversidade a anatomia geral de um insecto é bastante uniforme
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
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Gafanhoto: Armadura bucal trituradora
Cabeça
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
Armaduras bucais
Kukentak, W., E. Matthes e M. Renner (trad. A. Xavier da Cunha) 1986 Guia de trabalhos práticos de Zoologia, 19ª ed. Livraria Almedina, Coimbra, 539 pp.
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Armaduras bucais
Kukentak, W., E. Matthes e M. Renner (trad. A. Xavier da Cunha) 1986 Guia de trabalhos práticos de Zoologia, 19ª ed. Livraria Almedina, Coimbra, 539 pp.
Armaduras bucais
Kukentak, W., E. Matthes e M. Renner (trad. A. Xavier da Cunha) 1986 Guia de trabalhos práticos de Zoologia, 19ª ed. Livraria Almedina, Coimbra, 539 pp.
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Antenas
As antenas são os principais locais de recepção de estímulos químicos
A sua forma e dimensão é muito variável em diferentes espécies
Hickman, C.P.Jr, L.S. Roberts, A. Larson and H.L’Anson, 2003 Integrated Principles of Zoology, 12nd ed., McGraw Hill, 872 pp
Subclasses:ApterygotaPterygota
Asas
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
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Asas
Asas dobradas perpendicularmenteao abdómen
Asas esticadas
Asas dobradas sobre o abdómen
Possivelmente como resultado do aparecimento de 2 placas, os escleritos, na base da asa e também por modificações da própria asa
Asas: são evaginações do integumento com finas membranas cuticulares formando as suas superfícies
Têm nervuras, com padrões variáveis (de interesse taxonómico), onde circula hemolinfa e passam nervos e traqueias
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
Andar
Saltar
Nadar
Escavar
Limpeza das antenas
Recolha e armazenamento de pólen
Apêndices Torácicos
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
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Apesar dos insectos terem 2 pares de asas a maioria utiliza 1 par como superfícies de voo
Dois pares de asas funcionais – insectos mais primitivos (ex. libélulas)
Asas presas por ganchos quando em voo (borboletas, vespas, ...)1º par transformado em placas protectoras – élitros (gafanhoto, barata, ...)
2º par transformado – halteres – batem com a mesma frequência do outro par e tem um papel de controle da estabilidade do voo
Os insectos não têm um centro nervoso específico para controle do voo mas os olhos, antenas, asas e músculos fornecem informação contínua para que esse controle exista efectivamente
* Tipo de Asas
Capturar presas
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp. E Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders CollegePublishing, 1056+Appendices
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Abdómen
O abdómen 9-11 segmentos + télson (completo só em alguns insectos primitivos e embriões)
Os únicos apêndices abdominais no adulto são 1 par de cercos sensoriais
Estruturas reprodutoras são consideradas por alguns autores comoapêndices.
Nas larvas existem apêndices abdominais com diferentes funções
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
AlimentaçãoEstratégias alimentares diversificadas; em muitos variável ao longo do ciclo de vida exploração de diferentes recursosArmaduras bucais adaptadas à estratégia alimentar e sobretudo à forma de recolha do alimento
Alimento passa da boca para a região anterior do tubo digestivo que se subdivide numa faringe, esófago e papo (anteriores) e um proventrículo estreito
Faringe: bomba sucção em insectos sugadores
Papo: câmara de armazenamento
Proventrículo: estrutura e função variável
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices
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Proventrículo:Espécies que utilizam alimentos sólidos modificado como uma moela, e possuindo dentes ou protuberâncias rijas para triturar
Espécies sugadoras simples válvula que abre para a região mediana do tubo digestivo
Espécies como por exemplo as abelhas (alimento sólido e líquido) funciona como uma válvula reguladora que permite passar alimento liquido, mas não substâncias sólidas
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices
Possuem glândulas salivares associadas às peças bucais – abrem na cavidade bucal
Glândulas salivares:saliva (humedece peças bucais, dissolve alimentos)enzimas digestivas, seda (construção do envólucro das pupasex. abelhas, vespas, traças)materias mucososuma pectinase (hidrolisa a pectina de paredes celulares)venenosanticoagulantesum antigene (provoca a comichão da picada do insecto em humanos)
Região mediana do tubo digestivo - estômago ou ventrículo: local de produção de enzimas e de absorção
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices
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Muitos insectos possuem divertículosgástricos – local final de digestão e conjuntamente com a porção posterior da região mediana do tubo digestivo, principais locais de absorção
Região posterior – intestino (anterior) e recto: rejeição de detritos e balanço iónico e de água
Digestão da celulose em alguns insectos é assegurada por enzimas produzidas por bactérias ou protozoários que habitam o tubo digestivo
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices
Excreção e Balanço de água
Túbulos de Malpighi são os principais órgãos de excreção em insectos e actuam em conjunção com células especializadas do rectoSão em número variável mas podem ser centenas
A extremidade livre estende-se no hemoceloma e é constituído por tecido conectivo elástico e fibras musculares – são capazes de movimentos
A capacidade de reabsorção de iões e água é variável em diferentes insectos
Hickman, C.P.Jr, L.S. Roberts, A. Larson and H.L’Anson, 2003 Integrated Principles of Zoology, 12nd ed., McGraw Hill, 872 pp
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Trocas gasosas: Sistema de traqueiasAs trocas gasosas fazem-se directamente com os tecidos
Espiráculos localizam-se próximo da coxa do 3º(em alguns também do 2º) par de patas e na região lateral dos 7-8 segmentos abdominais
Em muitas espécies os espiráculos abrem num átrio a partir do qual surgem as traqueias
Usualmente possuem sistemas de fecho e, nos insectos terrestres, estruturas de filtragem que evitam a passagem de poeiras, microorganismos e reduzem as percas de água
O sistema de traqueias varia mas 1 par de troncos longitudionaiscom outros transversais faz parte do plano de base de todos os insectos
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes 1991 Zoology, Saunders CollegePublishing, 1009+Appendices
Sistema Nervoso e Órgãos dos Sentidos
Sistema nervoso é basicamente como o dos outros artrópodesExistem fibras nervosas gigantes
Estruturas sensoriais muito diversificadas e espalhadas por todo o corpo
Receptores visuais:olhos compostos – nº de omatídeos maior nos insectos voadores; facetas mais largas nas espécies nocturnas
ocelos - se existem são usualmente 3 – detectam modificações na intensidade luminosa; muito sensíveis a baixas intensidades - orientação e parecem ter um efeito estimulador na recepção de outros estímulos
Receptores de estímulos mecânicos: pelos quitinosos ocos e móveis (em todo o tegumento, sobretudo nas antenas, palpos das maxilas e a rodear as aberturas genitais)
Receptores olfactivos: cones olfactivos, placas e poros (muito numerosos nas antenas, região bucal e ponta das patas anteriores)Feromonas são substâncias químicas que desencadeiam comportamentos sociais. São para os insectos muito importantes
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Receptores auditivos: órgãos timpânicos localizados em locais variados
Produção de som é comum nos Orthoptera e Hemiptera e em alguns LepidopteraDiptera e Hymenoptera)
Storer, T. I. And R. L. Usinger (trad. Froehlich, C. G.; D.D. Corrêa e E. Schlenz) 1977 Zologia Geral 3ª ed., Companhia Editora Nacional, São Paulo, Brasil, 757pp.
ReproduçãoSexos separados
Reprodução sexuada comum
Complexos ritos nupciais em que intervêm estímulos vários:
Atracção por odores - feromonas usualmente produzidas pelas fêmeas são os mais comuns
Sinais acústicos (padrão e frequência típica da espécie – atrair fêmeas, afastar machos rivais, demarcar território)
Sinais visuais – Insectos usam a visão para localizar e orientar-se em direcção ao parceiro; excepção são os pirilampos (Lampiridae) que usam a emissão/recepção de luz na corte nupcial - macho corteja em voo e fêmeas maduras respondem do solo – o nº de flashes e o tempo de duração são característicos da espécie (luciferina na presença de ATP e luciferase)
Prendas - alguns insectos oferecem presas à fêmea – quanto maior a presa maior o tempo de copulação e de transmissão de esperma. Após a copulação macho e fêmea lutam pelo que resta
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Partenogénese é bastante frequente
Aparelho copulador:a forma é muito variável em diferentes espécies
Sistemas Reprodutores
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes 1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices e Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, SaundersCollege Publishing, 1056+Appendices
A evolução de uma casca protectora que permitisse o desenvolvimento do ovo no ambiente terrestre foi um dos factores que contribuiu para o sucesso dos insectos (a casca possuiu poros permeáveis ao oxigénio e dióxido de carbono mas não à água)
A deposição dos ovos faz-se através de um ovipositor, derivado de partes do 7 ou 8 segmentos abdominais
Ruppert, E.E. and R. D. Barnes 1994 Invertebrate Zoology, Saunders College Publishing, 1056+Appendices
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Material adesivo para ligar os ovos ao substrato e uns aos outros éproduzido pelas glândulas acessórias do sistema reprodutor da fêmea
Contribui para evitar a dissecação.
Estas posturas surgem na vegetação próxima de rios ou lagos e ao nascer as larvas caiem na água
A deposição dos ovos faz-se em vários locais e depende largamente do habitat e estilo de vida do adultoLibélulas, por ex. depositam os ovos no meio aquático; a fêmea de Tectocorisdiophthalmus liga os ovos à volta de uma planta e fica de guarda
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Alguns himénopteros e dípteros depositam os ovos em plantas.
Os tecidos em volta dos ovos crescem anormalmente e originam umaformação que se designa por galha. Esta tem uma forma que varia consoante o insecto
Parece ser induzida por uma substância produzida pela fêmea quando esta deposita os ovos
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices
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Outros insectos depositam os ovos em animais ou colocam-nos junto com animais paralisados -asseguram alimento às larvas quando nascem – o hospedeiro é sempre morto e estes parasitas denominam-se parasitóides
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Protecção das larvas:Acromis sparsa – América Central e do Sul – é uma das 4 espécies (das 3000 que se conhecem do mesmo taxa Chrysomelidae: Cassidinae ) que assegura às larvas cuidados maternais
Protecção dos ovos: Themos olfersii (Argidae)do Brasil
Na generalidade os ovos são deixados pelos progenitores, mas algumas espécies fazem protecção aos ovos ou às larvas
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
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Um pequeno número de insectos évíviparo. Os embriões desenvolvem-se no interior da fêmea que lhes fornece de alimento (Chrysomelidae - Brasil)
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Desenvolvimento Hemimetábolo(Metamorfoses incompletas)
Os Insectos mais primitivos têm desenvolvimento directo (subclasse Apterygota) os juvenis são semelhantes aos adultos excepto em tamanho e maturidade sexualOvo juvenil adulto
A maioria dos insectos tem desenvolvimento hemimetábolo ou holometábolo
Hickman, C.P.Jr, L.S. Roberts, A. Larson and H.L’Anson, 2003 Integrated Principles of Zoology, 12nd ed., McGraw Hill, 872 pp
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Desenvolvimento Holometábolo(Metamorfoses completas)
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Vantagens do desenvolvimento Holometábolo
Exploração de diferentes tipos de recursos alimentares durante o ciclo de vida; economia de energia já que cada estágio possuiu as estruturas estritamente necessárias e a crisálida pode permitir ao insecto superar períodos desfavoráveis em termos ambientais
Larvas: sistema digestivo bem desenvolvido incluindo armaduras bucais e corpo extensível; sistemas de defesa
Crisálida:camuflagem e defesa
Adulto: sistema reprodutor bem desenvolvido, asas coloridas para procurar e atrair parceiro e que facilitam a dispersão (migrações, por ex); sistema digestivo pouco desenvolvido –alguns nem sequer se alimentam nesta fase (utilizam reservas acumuladas), sistemas de defesa
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Uma das mais extraordinárias é a de uma espécie que armazena num compartimento no interior do abdómen uma mistura de hidroquinonas e peróxido de hidrogénio
Defesas Químicas
Quando alarmado abre uma válvula que permite à mistura entrar num compartimento externo
O compartimento externo contém enzimas que catalisam a conversão de H2O2 a H2O e O2 e a oxidação (exotérmica) das hidroquinonas em benzoquinonas
O Oxigénio propulsiona a benzoquinona ouvindo-se um pop.Harris, C.L. 1996 Concepts in Zoology. Harper Collins CollegePublishers, 891pp+appendices
Ácido fórmico nas formigas, por exemplo
Defesas Mecânicas e Químicas
Ovipositor modificado presente em obreiras e rainhas (abelhas)
Uma obreira morre cerca de 2 dias após ter usado o seu ferrão – pois todo o aparelho de veneno e algumas partes adjacentes são eliminados no processo.
Algumas espécies de vespas podem usar o ferrão mais do que uma vez
Ferrão de uma obreira de Apis mellifera
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes 1991 Zoology, Saunders CollegePublishing, 1009+Appendices
Peças bucais de algumas espécies (soldados nas colónias de térmites e formigas)
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Camuflagem: disfarce através da cor, padrões, forma, cheiro, som, de modo a confundir-se com o ambiente e tornar mais difícil a sua detecção por predadores
Acanthodis aquilina
Homalopteryx laminata
Phyllium sp
O’Toole C. (ed.) 2002 The NewEncyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Camuflagem
Megaphasma sp. macho e fêmea (México)
Circia sp. - MadagáscarMegaphasma sp. machoHabita o deserto do México
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
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Mimetismo: semelhança entre espécies de insectos e outras espécies que são usualmente perigosas pouco saborosas, tóxicas, etc ganhando com tal protecção ao serem confundidos
Várias espécies, potenciais presas, desenvolvem sinais anti-predador, como sendo não saborosas, tóxicas …(mimetismo Mulleriano)
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Ex: Coloração Aposemática (de aviso)Riscas ou bandas pretas e brancas
Algumas larvas combinam cores vivas de aviso com longos espinhos que podem provocar feridas dolorosas
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
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Projecções posteriores fazem parecer que o insecto possui outra cabeça e está com as mandíbulas afastadas assemelhando-o com uma formiga (Heteronotus reticulatus)
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Semelhança de uma espécie de traça (Felderolia canescens) com uma vespa; neste caso atéos movimentos do insecto são semelhantes - Mimetismo
Espécies comestíveis que ganham protecção por se assemelharem com outras que não são comestíveis para os predadores (mimetismo Batesiano)
Polyspilota aeruginosa (Mantidae): ninfas do primeiro instarAssemelham-se a formigas. Por vezes este mimetismo contínua no 2º instar e desaparece posteriormente dado o aumento de tamanho e aquisição de caracteres do adulto
Mimetismo
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Quando perturbadas as larvas de algumas espécies mostram grandes marcas de olhos e abanam a cabeça de um lado para o outro.
Este comportamento típico de cobras serve possivelmente para afastar predadores.
Outras parecem-se com excrementos de aves e fazem aparecer tentáculos se mesmo assim despertam o interesse a predadores
Mimetismo
Ordem Phthiraptera: 3150 espéciesDimensões: 0,5 – 11 mm de comprimento
Cosmopolitas; Ectoparasitas permanentes de mamíferos e aves
Sem asas, corpo achatado dorsoventralmente; alimentam-se de sangue, penas, pele,secreções da pele,…
Piolho púbico: Pthirus pubisImagem obtida com microscópio electrónico de varrimento – 80 x
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Dorit, R.L., W.F. Walker Jr, and R. D. Barnes 1991 Zoology, Saunders College Publishing, 1009+Appendices
Piolho da cabeça: Pediculus humanus
Espécies Parasitas
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Ordem Siphonaptera: 180 espéciesDimensões: 1-9 mm de comprimento
Cosmopolitas, ectoparasitas de mamíferos e aves
Sem asas, corpo comprimido lateralmente; peças bucais picadoras e sugadoras (alimentando-se de sangue); adaptações para o salto
As larvas têm vida livre e só os adultos são parasitas
O’Toole C. (ed.) 2002 The New Encyclopedia of Insects and their Allies. Oxford University press, 240 pp.
Pulex irritans: pulga do homem (têm preferência pelo sangue humano)