Sensilossoma ou Órgãos Sensoriais dos Insetos

Sensilossoma - Órgãos Sensoriais dos Insetos

Artigo técnico/Conscientização/Ponto de Vista nº1

Série: Eco Cidadão do Planeta /Zoologia/Anatomia dos Insetos/ Vida e Saúde

Educação e Interpretação Ambiental/Conservação e Manejo de Fauna/ Zoologia

Autoras: Livian Sales Oliveira e Anna Júlhia Ferreira Costa

Orientador: Délcio César Cordeiro Rocha

Introdução

 Sensilossoma - Órgãos Sensoriais dos Insetos

Todos os insetos possuem órgãos sensoriais que os capacitam a perceber o ambiente. Estes órgãos convertem energia luminosa, química ou mecânica, originada do ambiente, em impulsos nervosos que conduzem a uma resposta comportamental envolvendo: encontrar recursos (alimentação, acaalamento etc.), evitar predadores ou reagir a mudanças ambientais. Podem ser agrupados em três categorias:

1. Receptores mecânicos : detectam movimentos, vibrações, toques etc.

2. Receptores químicos : detectam a presença de substâncias químicas no ar ou em um substrato.

3. Fotorreceptores : detectam a presença e qualidade da luz incidente (radiação eletromagnética). (FIGUEIRA, 2008):

Os sensilos são estruturas sensoriais altamente especializadas encontradas na superfície corporal dos insetos, desempenhando um papel crucial na percepção e na interação com o ambiente. Estas estruturas são adaptadas para detectar uma vasta gama de estímulos, incluindo variações mecânicas, químicas e luminosas. A detecção desses estímulos é de fundamental importância para a sobrevivência e o sucesso reprodutivo dos insetos.

Os sensilos mecanoceptores são responsáveis pela captação de estímulos físicos, como vibrações e mudanças de pressão, permitindo que os insetos respondam a toques e movimentos. Já os quimioreceptores, por sua vez, desempenham um papel vital na detecção de substâncias químicas presentes no ambiente, facilitando a localização de alimento, parceiros sexuais e a identificação de possíveis ameaças. Os fotoreceptores são especializados na percepção da luz e são essenciais para a orientação espacial e o comportamento de forrageamento. A combinação desses tipos de sensilos permite uma integração complexa de informações sensoriais, crucial para a adaptação e sobrevivência dos insetos em diversos ambientes.

A estrutura dos sensilos pode variar significantemente entre diferentes espécies de insetos, e mesmo dentro de uma única espécie, dependendo do tipo de estímulo que eles são projetados para detectar. Geralmente, são compostos por células sensoriais associadas a apêndices cuticulares especializadas, que podem ter formas variadas, como cerdas, poros ou pegos.

Entender a complexidade e a funcionalidade dos sensilos em insetos não só proporciona insights sobre os mecanismos sensoriais desses organismos, mas também tem implicações importantes em campos como a biotecnologia e o manejo de pestes. Ao explorar a diversidade e a especificidade dos sensilos, pode-se desenvolver estratégias inovadoras para o controle de insetos e a criação de sensores bioinspirados.

Mecanorreceptores ou Receptores Mecânicos: Detectando Estímulos Mecânicos (Tátil) (FIGUEIRA, 2008):

1. Sensilo Tricógeno : são pelos associados a um neurônio simples, bipolar cujo dentrito está ligado à base do pelo. Grupo desses pelos são encontrados por trás da cabeça, nas patas ou nas juntas, informando a respeito do movimento do próprio corpo do inseto.

2. Sensilo Campaniforme : são discos ovais planos que servem para perceber qualquer flexão ocorrida no exoesqueleto. São encontrados por todo o corpo do inseto, especialmente nas patas, na base das asas e ao longo das suturas onde dois escleritos se encontram.

3. Órgãos Cordotonais : incluem vários tipos de mecanorreceptores nos quais um ou mais neurônios bipolares estabelecem ligação entre duas superfícies internas do exoesqueleto. Tipos comuns desses órgãos são:

a) Órgãos subgenuais: localizados nas patas de vários insetos, são muito sensíveis à vibração no substrato.
b) Órgãos tímpanos: estão ligados a membranas que respondem a vibrações sonoras. Essas estruturas estão localizadas no tórax (alguns Hemiptera), no abdômen (gafanhotos e algumas mariposas) ou na tíbia anterior (nas esperanças, grilos e paquinhas).
c) Órgão de Johnston: encontrado por dentro do pedicelo de cada antena. Nos Diptera, estão associados à percepção das vibrações sonoras ocorridas nos antenais.

Mecanorreceptores são estruturas sensoriais fundamentais em insetos, responsáveis por detectar uma variedade de estímulos mecânicos como pressão, vibração e som. Esses sensilos desempenham um papel crucial na navegação, comunicação e na resposta a ameaças físicas, facilitando a interação eficiente dos insetos com o seu ambiente.

Inúmeras espécies de insetos possuem mecanorreceptores adaptados a suas necessidades específicas. Por exemplo, as formigas empregam mecanorreceptores nos seus prostetos, permitindo que sintam mínimas alterações no terreno e na direção das trilhas de feromônios. Em grilos, os tímpanos localizados nas patas dianteiras funcionam como sensores auditivos altamente sensíveis, permitindo a detecção de predadores e parceiros potenciais através da interpretação de vibrações sonoras.

Os mecanorreceptores são também sumamente importantes para a comunicação intraespecífica. As abelhas utilizam mecanorreceptores em suas antenas para interpretar a 'dança das abelhas', uma comunicação complexa que transmite informações sobre a localização das fontes de néctar ou novas colônias. As mariposas, por sua vez, possuem mecanorreceptores nas asas que podem detectar a menor brisa, ajustando assim seu voo em resposta a perturbações mecânicas no ar.

Além de rastrear recursos ambientais e interações sociais, esses receptores fornecem dados críticos na orientação espacial. Muitos insetos dependem da detecção de sutis vibrações do solo geradas por movimentos físicos para evitar predadores. Alguns besouros aquáticos possuem mecanorreceptores especializados que lhes permitem perceber a pressão e movimentos nas superfícies da água, facilitando a caça e navegação subaquáticas.

Os mecanorreceptores, portanto, são instrumentos vitais na sobrevivência dos insetos, promovendo respostas rápidas e apropriadas a estímulos mecânicos através de adaptações evolutivas especializadas. A complexidade e diversidade dessas estruturas refletem a infinidade de modos de vida e habitats dos insetos, destacando seu papel fundamental nos seus comportamentos e ecologia.

Quimioreceptores ou Receptores Quimicos: Reconhecimento de Substâncias Químicas

1. Gustação : os receptores gustativos são os mesmos sensíveis tricógenos, placodes e basicônicos ligados a dentritos de vários neurônios sensoriais, expostos para o exterior através de uma abertura (poro) na cutícula. Cada neurônio parece responder a tipos diferentes de compostos (açúcar, sal, proteínas etc.). São mais abundantes nas peças bucais, mas também podem ser encontradas nas antenas, tarsos e genitália, especialmente na parte apical do ovipositor.

2. Olfato : são cones (sensilo básico) ou placas (sensilo placode) com numerosos poros através dos quais penetram as moléculas difusas das várias substâncias químicas existentes no ar. São extremamente sensíveis podendo encontrar substâncias mesmas em baixíssimas concentrações (ex. feromônios). São mais comuns nas antenas, mas também podem ser encontradas em peças bucais e genitália.

Os quimioreceptores são estruturas sensoriais especializadas que permitem aos insetos detectar substâncias químicas no ambiente. Estas estruturas, essencialmente receptores químicos, estão primariamente localizadas nas antenas, palpos maxilares e labiais, bem como em outras partes do corpo dos insetos. A função primária dos quimioreceptores é identificar e reagir a estímulos químicos variados, desempenhando um papel crucial na sobrevivência e reprodução dos insetos.

Os insetos utilizam quimioreceptores para várias funções vitais, incluindo a busca por alimentos. Por exemplo, muitas borboletas dependem desses receptores para localizar flores e selecionar néctar. Além disso, alguns insetos fitófagos, como gafanhotos, empregam quimioreceptores para detectar os compostos químicos presentes nas folhas, ajudando-os a escolher as plantas mais nutritivas ou palatáveis.

A localização de parceiros reprodutivos também depende grandemente dos quimioreceptores. Os feromônios, substâncias químicas liberadas por um inseto para comunicação intraespecífica, são detectados através desses sensilos. Um exemplo notável é o da mariposa-fêmea do bicho-da-seda (Bombyx mori), que libera um feromônio sexual. Os machos, equipados com antenas repletas de quimioreceptores altamente sensíveis, são capazes de identificar o feromônio a distâncias extraordinárias, facilitando encontros reprodutivos eficazes.

Além da identificação de alimentos e parceiros, os quimioreceptores têm um papel significativo na defesa contra predadores. Alguns insetos desenvolvem comportamentos de evasão ao detectar substâncias químicas liberadas por predadores ou por espécies conspecíficas alarmadas. Por exemplo, certas formigas emitem feromônios de alarme quando perturbadas, desencadeando comportamentos de fuga em outros membros da colônia.

Em eventos de predação, a presença de quimioreceptores permite uma resposta rápida e eficiente, aumentando as chances de sobrevivência do inseto. Com essa variedade de aplicações, fica claro que os quimioreceptores são essenciais na ecologia dos insetos, permitindo-lhes interagir de maneira complexa e adaptativa com seu ambiente químico.

Fotorreceptores: Percepção da Luz

1. Olhos Compostos : encontrados praticamente em todos os insetos adultos e em algumas formas imaturas. Como o nome sugere, são compostos por omatídeos que são uma unidade estrutural e funcional da visão dos insetos. O número de omatídeos é variável, podendo algumas operações de formigas apresentar menos que seis, enquanto algumas Odonata podem ter mais de 25.000. (FIGUEIRA, 2008)

Estrutura do Omatídeo

- Córnea : parte transparente da cutícula; possui função de lente
- Cone cristalino : situado abaixo da córnea e que conjuntamente com ela, é responsável por concentrar e refletir a luz para a conter região pigmentos.
- Rabdoma : é a parte fotossensível do omatídeo em forma de bastonete produzida por 6-8 neurônios específicos chamados retínulas. Esta logo colocada abaixo do Cone Cristalino.
- Íris : células pigmentadas situadas em torno do omatídeo.
- Retina : formada pelas retínulas; ligadas aos neurônios.

2. Olhos Simples (Ocelos) : podem ser laterais ou dorsais

a) Ocelos Dorsais : comumente encontrados em adultos e em forma de imaturas de insetos hemimetabólicos. Diferentes dos olhos compostos por apresentarem apenas uma córnea cobrindo vários rabdomas. Não forma uma imagem do ambiente, mas altera as mudanças na intensidade luminosa.

b) Ocelos Laterais : são os olhos das larvas dos insetos holometabólicos e de alguns adultos. Sempre ocorrem lateralmente e são estruturalmente semelhantes ao dorsais apresentando muitas vezes um cone cristalino sob a córnea.

Tipos de Visão: a visão dos insetos é explicada pela teoria do mosaico ou seja, cada omatídeo apresenta um pequeno campo visual, sendo possível a visão apenas pela coleção de inúmeras imagens individuais. Dependendo do grupo temos os seguintes tipos de visão:

- Aposição ou Justaposição : colocação lado a lado dos pontos luminosos dos omatídeos. Ex. Odonata, Diptera.
- Superposição : pontos de luz vizinhos (até 30 omatídeos) podem ser concentrados em um único rabdoma. Ex. mariposas.

Fotorreceptores Extra-Oculares

Algumas informações afetam as mudanças na intensidade luminosa, mesmo sem o funcionamento dos fotorreceptores conhecidos. Nenhum receptor específico foi encontrado até o presente.

Os fotorreceptores desempenham um papel vital na capacidade dos insetos de detectar e responder à luz, viabilizando a percepção de variações na luminosidade ambiente. Esses sensilos especializados são estruturas sensoriais complexas que se adaptaram para cumprir várias funções críticas para a sobrevivência dos insetos. A percepção da luz pelos fotorreceptores é fundamental para a orientação espacial, regulação de comportamentos diurnos e noturnos, além da detecção de predadores ou presas.

A estrutura dos fotorreceptores nos insetos é tipicamente composta por células chamadas omatídios, que contêm pigmentos sensíveis à luz. Esses pigmentos, como a rodopsina, sofrem mudanças químicas quando expostos à luz, convertendo a energia luminosa em sinais elétricos que são processados pelo sistema nervoso central do inseto. Essa capacidade de converter estímulos luminosos em estímulos nervosos permite que os insetos ajustem seu comportamento de acordo com a luminosidade circundante.

Por exemplo, em insetos noturnos como mariposas, os fotorreceptores são extremamente sensíveis à luz fraca, permitindo que esses insetos naveguem e busquem alimento à noite. Em contraste, muitos insetos diurnos, como as abelhas, possuem fotorreceptores que são altamente sensíveis à luz ultravioleta, ajudando-os a localizar flores e fontes de néctar. Além disso, alguns insetos, como os gafanhotos, possuem olhos compostos com milhares de omatídios, proporcionando uma visão panorâmica e altamente detalhada do ambiente, essencial para evitar predadores.

A orientação espacial proporcionada pelos fotorreceptores é crucial para a realização de tarefas cotidianas e para a sobrevivência a longo prazo. A detecção precisa de variações de luz também permite que muitos insetos sincronizem seus comportamentos diurnos e noturnos com os ciclos naturais de luz e escuridão, conhecido como ritmo circadiano. Dessa forma, os fotorreceptores não apenas contribuem para a navegação e alimentação, mas também desempenham um papel central na regulação dos ciclos biológicos dos insetos.

Integração Sensorial: Trabalhando em Conjunto

A integração sensorial é um processo complexo onde diferentes tipos de sensilos em insetos trabalham harmoniosamente para fornecer uma representação abrangente do ambiente. Os mecanorreceptores, quimioreceptores e fotorreceptores são os principais tipos de sensilos que desempenham papéis diferenciados, mas complementares, na monitoração do entorno dos insetos.

Os mecanorreceptores são sensilos especializados em detectar estímulos mecânicos como vibrações e mudanças de pressão. Estes ajudam os insetos a perceberem movimentos e vibrações no ambiente, possibilitando respostas rápidas a predadores ou à procura de parceiros. Por exemplo, insetos como as cigarras usam mecanorreceptores para detectar as vibrações que produzem durante o acasalamento. Esse tipo de entrada sensorial é vital para manter a segurança e eficiência no comportamento reprodutivo.

Por outro lado, os quimioreceptores são responsáveis pela detecção de substâncias químicas no ambiente. Estes são imprescindíveis para comportamentos como a alimentação, onde os insetos precisam distinguir entre alimentos nutritivos e substâncias tóxicas. Na identificação de parceiros, os feromônios desempenham um papel crucial e são detectados por quimioreceptores específicos, facilitando a reprodução e a continuidade das espécies.

Os fotorreceptores, concentrados principalmente nos olhos compostos e ocelos, permitem aos insetos detectar luz, cor e movimento. A visão, por meio dos fotorreceptores, auxiliam na navegação e na localização de fontes de alimento. Um estudo específico em abelhas revela que a combinação de entrada visual e olfativa ajuda nas suas complexas tarefas de polinização e retorno ao ninho.

A verdadeira complexidade e eficiência da percepção sensorial dos insetos emerge da integração dessas variadas entradas sensoriais. Esta interligação melhora a precisão com que os insetos interagem com seu ambiente. Pesquisas demonstram que a sinergia entre mecanorreceptores, quimioreceptores e fotorreceptores permite uma reação mais adaptativa e refinada às mudanças no ambiente, aumentando as chances de sobrevivência.

A contínua exploração da integração sensorial em insetos não só revela a complexidade de seus mecanismos internos, mas também inspira novas ideias em campos como robótica e inteligência artificial, onde a imitação de sistemas biológicos pode trazer avanços significativos.

Conclusão e Implicações para o Estudo dos Insetos

Conforme abordado nas seções anteriores, os sensilos desempenham papéis cruciais na sobrevivência e comportamento dos insetos. Os mecanorreceptores são fundamentais para a detecção de estímulos físicos, permitindo que os insetos percebam vibrações, pressões e movimentos em seu ambiente. Os quimiorreceptores, por sua vez, são essenciais para a detecção de substâncias químicas, o que é vital para atividades como busca de alimento, seleção de parceiros e evasão de predadores. Os fotorreceptores permitem a percepção da luz, orientando os insetos em seus ciclos diurnos e noturnos e auxiliando na navegação e localização de recursos.

Esses tipos de sensilos destacam a complexidade do sistema sensorial dos insetos e sua importância no estudo da entomologia e biologia sensorial. A compreensão detalhada desses órgãos pode levar a avanços significativos em diversas áreas. Por exemplo, na agricultura, o conhecimento sobre os quimiorreceptores pode ajudar na formulação de pesticidas mais eficazes, que visem diretamente os insetos nocivos sem afetar outras espécies. Na robótica, a estrutura e funcionalidade dos mecanorreceptores podem servir de inspiração para o desenvolvimento de sensores sensíveis e eficientes.

Além disso, o estudo aprofundado dos sensilos pode fornecer insights valiosos sobre a evolução sensorial não apenas nos insetos, mas nos animais em geral. As implicações práticas dessas descobertas são vastas, abrangendo áreas como controle biológico de pragas, melhoria de técnicas de polinização e avanços na biorremediação.

Para o futuro, é recomendável continuar a investigação detalhada sobre a interação entre diferentes tipos de sensilos e como essas interações influenciam o comportamento complexo dos insetos. Além disso, o desenvolvimento de técnicas moleculares e neurobiológicas para estudar esses sistemas em nível micro e nano poderia abrir novas fronteiras no entendimento e aplicação prática desses conhecimentos. O progresso nessa área certamente contribuirá para inovações científicas e tecnológicas, reforçando ainda mais a importância desses pequenos órgãos sensoriais nos insetos. 

Referências

• GALLO, D., NAKANO, O., SILVEIRA NETO, S., CARVALHO, R.D.L., BATISTA, G.C. DE, BERTI FILHO, E., PARRA, J.R.P., ZUCCHI, R.A., ALVES, S.B. & VENDRAMINI, J.D. 1988. Manual de Entomologia Agrícola. São Paulo, Agronômica Ceres. 649 p.

• BUZZI, ZUNDIR José. ENTOMOLOGIA DIDÁTICA. 4. ed. Paraná:UFPR, 2002.

• https://www.passeidireto.com/arquivo/37287001/orgaos-dos-sentidos-dos-insetos

• http://marcosfilgueira.wikidot.com/orgaos-dos-sentidos-dos-insetos

• https://www.passeidireto.com/arquivo/4214284/sensilossoma-e-miossoma-novo

• https://www.passeidireto.com/arquivo/18185530/sistema-nervoso-dos-insetos

• https://www.insecta.ufv.br/Entomologia/ent/disciplina/ban%20160/AULAT/aula5/sensorial.html

Como Citar:

Portal AMBIENTE EM FOCO. OLIVEIRA, L. S.; COSTA, A. J. F. & ROCHA, D. C. C. Sensilossomas ou Órgãos Sensoriais dos Insetos. Disponível em: https://ambienteemfoco.com/sensilossoma-ou-orgaos-sensoriais-dos-insetos Série: Eco Cidadão do Planeta/ Zoologia/Insetos/ Vida e Saúde. Artigo técnico/Conscientização/Ponto de Vista nº1. Publicado em 2023. Acesso em DIA/ MÊS/ ANO

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