Insetos (do latiminsectum) são invertebradoshexápodes da classeInsecta. Eles constituem o maior grupo dentro do filodos artrópodes. Os insetos possuem um exoesqueletoquitinoso, um corpo dividido em três partes (cabeça, tórax e abdômen), três pares de patas articuladas, olhos compostos e um par de antenas. São o grupo animal mais diverso, com mais de um milhão de espécies descritas; eles representam mais da metade de todas as espécies animais. O sistema nervoso dos insetos consiste em um cérebro e um cordão nervoso ventral. A maioria se reproduz por meio da postura de ovos. Os insetos respiram ar através de um sistema de orifícios pareados ao longo de seus flancos, conectados a pequenos tubos que levam o ar diretamente aos tecidos. O sangue, portanto, não transporta oxigênio; ele está contido apenas parcialmente em vasos sanguíneos, e parte dele circula em uma hemocela aberta. A visão dos insetos é feita principalmente por meio de seus olhos compostos, com ocelos adicionais. Muitos insetos conseguem ouvir, utilizando órgãos timpânicos, que podem estar localizados nas patas ou em outras partes do corpo. Seu olfato é percebido por meio de receptores, geralmente nas antenas e nas peças bucais.
Quase todos os insetos eclodem de ovos. O crescimento dos insetos é limitado pelo exoesqueleto inelástico, portanto o desenvolvimento envolve uma série de mudas. Os estágios imaturos geralmente diferem dos adultos em estrutura, hábitos e habitat. Grupos que passam por metamorfose em quatro estágios geralmente possuem uma pupa quase imóvel. Insetos que passam por metamorfose em três estágios não possuem pupa, desenvolvendo-se através de uma série de estágios ninfais cada vez mais semelhantes aos adultos. O nível hierárquico superior dos insetos ainda não está claro. Fósseis de insetos de tamanho enorme foram encontrados na Era Paleozoica, incluindo insetos gigantes semelhantes a libélulas com envergadura de 55 a 70 centímetros. Os grupos de insetos diversos parecem ter coevoluído com as plantas com flores.
Os insetos adultos geralmente se deslocam caminhando e voando; alguns podem nadar. Os insetos são os únicos invertebrados capazes de realizar voos sustentados e motorizados; o voo de insetos evoluiu apenas uma vez. Muitos insetos são pelo menos parcialmente aquáticos e possuem larvas com brânquias; em algumas espécies, os adultos também são aquáticos. Algumas espécies, como os percevejos-d'água, podem caminhar sobre a superfície da água. Os insetos são em sua maioria solitários, mas alguns, como abelhas, formigas e cupins, são sociais e vivem em grandes colônias bem organizadas. Outros, como as tesourinhas, cuidam dos seus ovos e filhotes. Os insetos podem se comunicar uns com os outros de diversas maneiras. Mariposas machos conseguem detectar os feromônios das fêmeas a grandes distâncias. Outras espécies se comunicam por meio de sons: os grilosestridulam, ou seja, esfregam as asas, para atrair uma parceira e repelir outros machos. Besourosda família Lampyridae se comunicam por meio da luz.
Os seres humanos consideram muitos insetos como pragas, especialmente aqueles que danificam as plantações, e tentam controlá-los usando inseticidas e outras técnicas. Outros são parasitas e podem atuar como vetores de doenças. Os insetos polinizadores são essenciais para a reprodução de muitas plantas com flores e, portanto, para seus ecossistemas. Muitos insetos são ecologicamente benéficos como predadores de insetos-praga, enquanto alguns proporcionam benefícios econômicos diretos. Duas espécies em particular são economicamente importantes e foram domesticadas há muitos séculos: o bicho-da-seda, para a produção de seda, e a abelha, para a produção de mel. Os insetos são consumidos como alimento em 80% das nações do mundo, por pessoas de aproximadamente 3 mil grupos étnicos. As atividades humanas estão tendo sérios efeitos sobre a biodiversidade de insetos.
Etimologia
A palavra inseto vem do latiminsectum de in + sĕco, "cortado em pedaços", pois os insetos parecem ser cortados em três partes. A palavra latina foi introduzida por Plínio, o Velho, que decalcou a palavra grega antigaἔντομονéntomon "inseto" (como em entomologia) de éntomos ou "cortado em pedaços"; este era o termo de Aristóteles para esta classe de vida em sua biologia, também em referência aos seus corpos entalhados.
Insetos e outros bichos
Características distintivas
Na linguagem comum, insetos e outros artrópodes terrestres são frequentemente chamados de bichos. Outros artrópodes terrestres, como centopeias, milípedes, tatuzinhos-de-jardim, aranhas, ácaros e escorpiões, às vezes são confundidos com insetos, já que possuem um exoesqueleto articulado. Os insetos adultos são os únicos artrópodes que possuem asas, com até dois pares no tórax. Alados ou não, os insetos adultos podem ser distinguidos por seu corpo tripartite, com cabeça, tórax e abdômen; eles têm três pares de pernas no tórax.
Insetos e outros “bichos” que podem ser confundidos com eles
Inseto: Seis patas, corpo dividido em três partes (cabeça, tórax, abdômen), até dois pares de asas
Cerca de metade de todos os eucariontes são insetos (lado esquerdo do diagrama).
As estimativas do número total de espécies de insetos variam consideravelmente, sugerindo que existam talvez cerca de 5,5 milhões de espécies de insetos, das quais cerca de um milhão foram descritas e nomeadas. Estas constituem cerca de metade de todas as espécies dr eucariontes, incluindo animais, plantas e fungos. As ordens de insetos mais diversas são Hemiptera (percevejos), Lepidoptera (borboletas e mariposas), Diptera (moscas), Hymenoptera (vespas, formigas e abelhas) e Coleoptera (besouros), cada uma com mais de 100 mil espécies descritas.
Insetos são extremamente diversos. Cinco grupos têm mais de 100 mil espécies descritas cada.
Os insetos estão distribuídos por todos os continentes e quase todos os habitats terrestres. Existem muito mais espécies nos trópicos, especialmente nas florestas tropicais, do que nas zonas temperadas. As regiões do mundo receberam níveis de atenção muito diferentes por parte dos entomologistas. As Ilhas Britânicas foram exaustivamente pesquisadas, de modo que Gullan e Cranston (2014) afirmam que o total de cerca de 22,5 mil espécies provavelmente está dentro de 5% do número real; eles comentam que a lista do Canadá, com 30 mil espécies descritas, certamente representa mais da metade do total real. Eles acrescentam que as 3 mil espécies do Ártico americano devem ser, em linhas gerais, precisas. Em contraste, uma grande maioria das espécies de insetos dos trópicos e do hemisfério sul provavelmente ainda não foi descrita. Cerca de 30 mil a 40 mil espécies habitam água doce; muito poucos insetos, talvez uma centena de espécies, são marinhos. Insetos como moscas-escorpião da neve prosperam em habitats frios, incluindo o Ártico e em grandes altitudes. Insetos como gafanhotos do deserto, formigas, besouros e cupins são adaptados a alguns dos ambientes mais quentes e secos da Terra, como o Deserto de Sonora.
Insetos ocorrem em habitats tão variados como a neve, a água doce, os trópicos, o deserto e até mesmo o mar
Os insetos formam um clado, um grupo natural com um ancestral comum, entre os artrópodes. Uma análise filogenética de Kjer et al. (2016) coloca os insetos entre os Hexapoda, animais de seis patas com corpos segmentados; seus parentes mais próximos são os Diplura (bichos-de-cauda-cerdosa).
A filogenia interna é baseada nos trabalhos de Wipfler et al. 2019 para Polyneoptera, Johnson et al. 2018 para Paraneoptera e Kjer et al. 2016 para Holometabola. Os números de espécies existentes descritas (em negrito para grupos com mais de 100 mil espécies) são de Stork 2018.
Aristóteles foi o primeiro a descrever os insetos como um grupo distinto. Ele os colocou como o segundo nível mais baixo de animais em sua scala naturae, acima das esponjas e vermes que se geram espontaneamente, mas abaixo dos caracóis marinhos de concha dura. Sua classificação permaneceu em uso por muitos séculos.
Em 1758, em seu Systema Naturae, Carl Linnaeus dividiu o reino animal em seis classes, incluindo Insecta. Ele criou sete ordens de insetos de acordo com a estrutura de suas asas. Estas eram as Aptera, sem asas; as Diptera, com duas asas; e cinco ordens com quatro asas: Coleoptera, com asas anteriores totalmente endurecidas; Hemiptera, com asas anteriores parcialmente endurecidas; Lepidoptera, com asas escamosas; Neuroptera, com asas membranosas, mas sem ferrão; e Hymenoptera, com asas membranosas e ferrão.
Jean-Baptiste de Lamarck, em sua obra Philosophie Zoologique de 1809, tratou os insetos como um dos nove filos de invertebrados. Em sua obra Le Règne Animal de 1817, Georges Cuvier agrupou todos os animais em quatro embranchements ("ramos" com diferentes planos corporais), um dos quais era o dos animais articulados, contendo artrópodes e anelídeos. Essa classificação foi seguida pelo embriologista Karl Ernst von Baer em 1828, pelo zoólogo Louis Agassiz em 1857 e pelo anatomista comparativo Richard Owen em 1860. Em 1874, Ernst Haeckel dividiu o reino animal em dois sub-reinos, um dos quais era o Metazoa, para os animais multicelulares. Ele possuía cinco filos, incluindo os articulados.
Moderna
A sistemática tradicional baseada na morfologia geralmente atribuiu aos Hexapoda a classificação de superclasse e identificou quatro grupos dentro dela: insetos (Ectognatha), Collembola, Protura e Diplura, sendo os três últimos agrupados como Entognatha com base nas peças bucais internalizadas.
O uso de dados filogenéticos trouxe inúmeras mudanças nas relações acima do nível das ordens. Os insetos podem ser divididos em dois grupos historicamente tratados como subclasses: insetos sem asas ou Apterygota e insetos alados ou Pterygota. Os Apterygota tradicionalmente consistiam nas ordens primitivamente sem asas Archaeognatha (bichos-de-cauda-de-cerdas saltadores) e Zygentoma (peixes-prateados). No entanto, Apterygota não é monofilético, pois Archaeognatha é grupo irmão de todos os outros insetos, com base no arranjo de suas mandíbulas, enquanto os Pterygota, os insetos alados, emergiram de dentro dos Dicondylia, juntamente com os Zygentoma.
Os Pterygota (Palaeoptera e Neoptera) são alados e possuem placas endurecidas na parte externa dos segmentos do corpo; os Neoptera possuem músculos que permitem que suas asas se dobrem sobre o abdômen. Os Neoptera podem ser divididos em grupos com metamorfose incompleta (Polyneoptera e Paraneoptera) e aqueles com metamorfose completa (Holometabola). A descoberta molecular de que as ordens tradicionais de piolhos Mallophaga e Anoplura estão dentro de Psocoptera levou ao novo táxon Psocodea. Sugeriu-se que Phasmatodea e Embiidina formam o grupo Eukinolabia. Mantodea, Blattodea e Isoptera formam um grupo monofilético, Dictyoptera. Acredita-se agora que as pulgas sejam intimamente relacionadas aos mecópteros boreídeos.
O fóssil mais antigo que pode ser de um inseto primitivo sem asas é Leverhulmia, do Cherte de Rhynie, datado do Devoniano. Os insetos voadores mais antigos conhecidos são do Carbonífero Médio, há cerca de 328–324 milhões de anos. O grupo posteriormente passou por uma rápida diversificação explosiva. Alegações de que eles se originaram substancialmente antes, durante o Siluriano ou Devoniano (há cerca de 400 milhões de anos), com base em estimativas de relógio molecular, são improváveis, dado o registro fóssil.
Quatro radiações evolucionárias em larga escala de insetos ocorreram: besouros (de cerca de 300 milhões de anos atrás), moscas (de cerca de 250 milhões de anos atrás), mariposas e vespas (ambas de cerca de 150 milhões de anos atrás).
Os himenópteros (vespas, abelhas e formigas), notavelmente bem-sucedidos, surgiram há cerca de 200 milhões de anos, no período Triássico, mas alcançaram sua ampla diversidade mais recentemente, na era Cenozoica, que começou há 66 milhões de anos. Alguns grupos de insetos altamente bem-sucedidos evoluíram em conjunto com plantas com flores, uma poderosa ilustração de coevolução. Os insetos estavam entre os primeiros herbívoros terrestres e atuaram como importantes agentes de seleção nas plantas. As plantas desenvolveram defesas químicas contra essa herbivoria e os insetos, por sua vez, desenvolveram mecanismos para lidar com as toxinas vegetais. Muitos insetos utilizam essas toxinas para se protegerem de seus predadores. Tais insetos frequentemente anunciam sua toxicidade usando cores de advertência.
O inseto gigante semelhante a uma libélula Meganeura monyi atingiu uma envergadura de 75 cm no final do Carbonífero, há cerca de 300 milhões de anos.
Os insetos possuem um corpo segmentado sustentado por um exoesqueleto, a cobertura externa rígida composta principalmente de quitina. O corpo é organizado em três unidades interconectadas: a cabeça, o tórax e o abdômen. A cabeça sustenta um par de antenas sensoriais, um par de olhos compostos, de zero a três olhos simples (ou ocelos) e três conjuntos de apêndices com diversas modificações que formam as peças bucais. O tórax abriga os três pares de pernas e até dois pares de asas. O abdômen contém a maior parte das estruturas digestivas, respiratórias, excretoras e reprodutivas.
Segmentação
A cabeça está envolta em uma cápsula cefálica dura, fortemente esclerotizada e não segmentada, que contém a maioria dos órgãos sensoriais, incluindo as antenas, os olhos compostos, os ocelos e as peças bucais. O tórax é composto por três seções denominadas (da frente para trás) protórax, mesotórax e metatórax. O protórax apresenta o primeiro par de pernas. O mesotórax apresenta o segundo par de pernas e as asas anteriores. O metatórax apresenta o terceiro par de pernas e as asas posteriores. O abdômen é a maior parte do inseto, tipicamente com 11 a 12 segmentos, e é menos fortemente esclerotizado do que a cabeça ou o tórax. Cada segmento do abdômen possui placas superior e inferior esclerotizadas (o tergito e o esterno), conectadas às partes esclerotizadas adjacentes por membranas. Cada segmento apresenta um par de espiráculos.
Exoesqueleto
O esqueleto externo, a cutícula, é composto por duas camadas: a epicutícula, uma camada externa fina e cerosa, resistente à água e sem quitina, e uma camada inferior, a espessa procutícula quitinosa. A procutícula possui duas camadas: uma exocutícula externa e uma endocutícula interna. A endocutícula, resistente e flexível, é formada por numerosas camadas de quitina fibrosa e proteínas, entrecruzadas em um padrão tipo sanduíche, enquanto a exocutícula é rígida e esclerotizada. Como uma adaptação à vida terrestre, os insetos possuem uma enzima que utiliza o oxigênio atmosférico para endurecer sua cutícula, diferentemente dos crustáceos, que utilizam compostos pesados de cálcio para o mesmo propósito. Isso faz com que o exoesqueleto dos insetos seja um material leve.
Sistemas internos
Nervoso
O sistema nervoso de um inseto consiste em um cérebro e um cordão nervoso ventral. A cápsula cefálica é composta por seis segmentos fundidos, cada um com um par de gânglios ou um aglomerado de células nervosas fora do cérebro. Os três primeiros pares de gânglios estão fundidos ao cérebro, enquanto os três pares seguintes estão fundidos em uma estrutura de três pares de gânglios sob o esôfago do inseto, chamada gânglio subesofágico. Os segmentos torácicos têm um gânglio de cada lado, conectados em um par por segmento. Essa disposição também é observada nos oito primeiros segmentos do abdômen. Muitos insetos têm menos gânglios do que isso. Os insetos são capazes de aprender.
Digestivo
Um inseto usa seu sistema digestivo para extrair nutrientes e outras substâncias dos alimentos que consome. Há grande variação entre diferentes ordens, estágios de vida e até castas no sistema digestivo dos insetos. O intestino percorre o corpo longitudinalmente. Ele possui três seções, com glândulas salivares pareadas e reservatórios salivares. Movendo suas peças bucais, o inseto mistura o alimento com a saliva. Alguns insetos, como moscas, expelem enzimas digestivas sobre o alimento para quebrá-lo, mas a maioria dos insetos digere o alimento no intestino. O intestino anterior é revestido por cutícula como proteção contra alimentos duros. Ele inclui a boca, a faringe e o papo, que armazena o alimento. A digestão começa na boca com as enzimas presentes na saliva. Músculos fortes na faringe bombeiam fluido para a boca, lubrificando o alimento e permitindo que certos insetos se alimentem de sangue ou dos vasos de transporte xilema e floema das plantas. Assim que o alimento sai do papo, ele passa para o intestino médio, onde ocorre a maior parte da digestão. Projeções microscópicas, as microvilosidades, aumentam a área da superfície da parede para absorver nutrientes. No intestino posterior, as partículas de alimento não digeridas são unidas pelo ácido úrico para formar as fezes; a maior parte da água é absorvida, restando uma feze seca para ser eliminada. Os insetos podem ter de um a centenas de túbulos de Malpighi. Estes removem os resíduos nitrogenados da hemolinfa do inseto e regulam o equilíbrio osmótico. Os resíduos e solutos são despejados diretamente no canal alimentar, na junção entre o intestino médio e o intestino posterior.
Reprodutivo
O sistema reprodutivo das fêmeas dos insetos consiste em um par de ovários, glândulas acessórias, uma ou mais espermatecas para armazenar espermatozoides e ductos que conectam essas partes. Os ovários são compostos por um número variável de tubos ovígeros, os ovaríolos . As fêmeas dos insetos produzem ovos, recebem e armazenam espermatozoides, manipulam os espermatozoides de diferentes machos e põem ovos. As glândulas acessórias produzem substâncias para manter os espermatozoides e proteger os ovos. Elas podem produzir cola e substâncias protetoras para revestir os ovos, ou coberturas resistentes para um conjunto de ovos chamadas ootecas.
Nos machos, o sistema reprodutor consiste em um ou dois testículos, suspensos na cavidade corporal por traqueias. Os testículos contêm tubos ou folículos espermáticos em um saco membranoso. Estes se conectam a um ducto que leva ao exterior. A porção terminal do ducto pode ser esclerotizada para formar o órgão intromitente, o edeago.
A respiração dos insetos ocorre sem pulmões. Em vez disso, possuem um sistema de tubos e sacos internos através dos quais os gases se difundem ou são bombeados ativamente, fornecendo oxigênio diretamente aos tecidos que necessitam dele através de suas traqueias e traqueíolas. Na maioria dos insetos, o ar é inspirado por espiráculos pareados, aberturas localizadas nas laterais do abdômen e do tórax. O sistema respiratório limita o tamanho dos insetos. À medida que os crescem, a troca gasosa pelos espiráculos torna-se menos eficiente e, portanto, o inseto mais pesado atualmente pesa menos de 100 gramas. No entanto, com o aumento dos níveis de oxigênio atmosférico, como os presentes no final do Paleozoico, insetos maiores tornaram-se possíveis, como libélulas com envergadura de mais de 61 centímetros. Os padrões de troca gasosa em insetos variam de ventilação contínua e difusiva a descontínua.
Circulatório
Como o oxigênio é fornecido diretamente aos tecidos através das traqueolas, o sistema circulatório não é usado para transportar oxigênio e, portanto, é bastante reduzido. É aberto, sendo que não possui veias nem artérias e, em vez disso, consiste em pouco mais do que um único tubo dorsal perfurado que pulsa peristalticamente. Este vaso sanguíneo dorsal é dividido em duas seções: o coração e a aorta. O vaso sanguíneo dorsal circula a hemolinfa, o análogo fluido do sangue dos artrópodes, da parte posterior da cavidade corporal para a frente. A hemolinfa é composta de plasma no qual os hemócitos estão suspensos. Nutrientes, hormônios, resíduos e outras substâncias são transportados por todo o corpo na hemolinfa. Os hemócitos incluem muitos tipos de células importantes para respostas imunológicas, cicatrização de feridas e outras funções. A pressão da hemolinfa pode ser aumentada por contrações musculares ou pela ingestão de ar para o sistema digestivo para auxiliar na muda.
Sensorial
A maioria dos insetos possui um par de grandes olhos compostos e outros órgãos sensoriais, como antenas, capazes de detectar movimentos e estímulos químicos em suas cabeças.
Muitos insetos possuem numerosos órgãos sensoriais especializados capazes de detectar estímulos, incluindo a posição dos membros (propriocepção) por meio de sensilas campaniformes, luz, água, substâncias químicas (sentidos do paladar e do olfato), som e calor. Alguns insetos, como as abelhas, podem perceber comprimentos de onda ultravioleta ou detectar luz polarizada, enquanto as antenas das mariposas machos podem detectar os feromônios das mariposas fêmeas a distâncias superiores a um quilômetro. Existe uma relação inversa entre acuidade visual e acuidade química ou tátil, de modo que a maioria dos insetos com olhos bem desenvolvidos possui antenas reduzidas ou simples, e vice-versa. Os insetos percebem o som por meio de diferentes mecanismos, como membranas vibratórias finas (tímpano) e foram os primeiros organismos a produzir e perceber sons. A audição evoluiu independentemente pelo menos 19 vezes em diferentes grupos de insetos.
A maioria dos insetos, com exceção de alguns grilos das cavernas, é capaz de perceber luz e escuridão. Muitos têm visão aguçada, capaz de detectar movimentos pequenos e rápidos. Os olhos podem incluir olhos simples ou ocelos, bem como olhos compostos maiores. Muitas espécies podem detectar luz nos comprimentos de onda infravermelho, ultravioleta e visível, com visão de cores. Análises filogenéticas sugerem que a tricromacia UV-verde-azul existia pelo menos desde o período Devoniano, há cerca de 400 milhões de anos.
As lentes individuais nos olhos compostos são imóveis, mas as moscas-das-frutas têm células fotorreceptoras sob cada lente que se movem rapidamente para dentro e para fora do foco, em uma série de movimentos chamados microssacadas fotorreceptoras. Isso lhes dá, e possivelmente a muitos outros insetos, uma imagem do mundo muito mais nítida do que se supunha anteriormente.
O olfato dos insetos funciona através de receptores químicos, geralmente localizados nas antenas e nas peças bucais. Estes detectam compostos voláteis presentes no ar e odorantes em superfícies, incluindo feromônios de outros insetos e compostos liberados por plantas alimentícias. Usam o olfato para localizar parceiros para acasalamento, alimento e locais para postura de ovos, além de evitar predadores. Trata-se, portanto, de um sentido extremamente importante, que permite aos insetos discriminar entre milhares de compostos voláteis.
Alguns insetos são capazes de magnetorrecepção; formigas e abelhas navegam usando-a tanto localmente (perto de seus ninhos) quanto durante a migração. A abelha brasileira sem ferrão detecta campos magnéticos usando as sensilas semelhantes a pelos em suas antenas.
A maioria dos insetos eclode de ovos. A fertilização e o desenvolvimento ocorrem dentro do ovo, envolto por uma casca (córion) composta de tecido materno. Ao contrário dos ovos de outros artrópodes, a maioria dos ovos de insetos é resistente à seca. Isso ocorre porque, dentro do córion, duas membranas adicionais se desenvolvem a partir do tecido embrionário: o âmnio e a serosa, esta última sendo responsável por secretar uma cutícula rica em quitina que protege o embrião contra a dessecação. Algumas espécies de insetos, como pulgões e moscas tsé-tsé, são ovovivíparas: seus ovos se desenvolvem inteiramente dentro da fêmea e eclodem imediatamente após a postura. Outras espécies, como as baratas do gênero Diploptera, são vivíparas, gestando dentro da mãe e nascendo vivas. Alguns insetos, como vespas parasitoides, são poliembriônicos, o que significa que um único ovo fertilizado se divide em muitos embriões separados. Os insetos podem ser univoltinos, bivoltinos ou multivoltinos, tendo uma, duas ou muitas gerações por ano.
Pulgão dando à luz filhotes fêmeas vivas por partenogênese a partir de óvulos não fertilizados.Uma fêmea do percevejo Acanthocephala terminalis deposita um ovo antes de voar para longe.
Alguns insetos são partenogenéticos, o que significa que a fêmea pode se reproduzir e dar à luz sem que os ovos sejam fertilizados por um macho. Muitos pulgões passam por uma forma cíclica de partenogênese, na qual alternam entre uma ou várias gerações de reprodução assexuada e sexuada. No verão, os pulgões são geralmente fêmeas e partenogenéticos; no outono, machos podem ser produzidos para reprodução sexuada. Outros insetos produzidos por partenogênese são abelhas, vespas e formigas; em seu sistema haplodiploide, fêmeas diploides geram muitas fêmeas e alguns machos haploides.
Metamorfose
A metamorfose em insetos é o processo de desenvolvimento que transforma os jovens em adultos. Existem duas formas de metamorfose: incompleta e completa.
Os insetos hemimetábolos, aqueles com metamorfose incompleta, mudam gradualmente após a eclosão do ovo, passando por uma série de mudas através de estágios chamados ínstares, até atingirem o estágio final, adulto. Um inseto muda quando seu exoesqueleto, que não se estica e de outra forma restringiria seu crescimento, fica pequeno. O processo de muda começa quando a epiderme do inseto secreta uma nova epicutícula dentro da antiga. Após a secreção dessa nova epicutícula, a epiderme libera uma mistura de enzimas que digere a endocutícula e, assim, destaca a cutícula antiga. Quando esse estágio é concluído, o inseto incha o corpo absorvendo uma grande quantidade de água ou ar; isso faz com que a cutícula antiga se rompa ao longo de pontos fracos predefinidos onde era mais fina.
Ciclo de vida da borboleta, passando pela metamorfose completa desde o ovo até a larva, pupa e adulto, tornando-se lagarta.
O holometabolismo, ou metamorfose completa, é o processo pelo qual o inseto passa por quatro estágios: ovo ou embrião, larva, pupa e adulto ou imago. Nessas espécies, o ovo eclode, dando origem a uma larva, geralmente com forma vermiforme. Esta pode ser eruciforme (semelhante a uma lagarta), escarabeiforme (semelhante a uma larva), campodeiforme (alongada, achatada e ativa), elateriforme (semelhante a um verme-arame) ou vermiforme (semelhante a uma larva de mosca). A larva cresce e eventualmente se transforma em pupa, um estágio caracterizado pela redução dos movimentos. Existem três tipos de pupas: obtectas, exaratas ou coartadas. As pupas obtectas são compactas, com as pernas e outros apêndices envoltos. As exaratas têm as pernas e outros apêndices livres e estendidos. As coartadas se desenvolvem dentro da pele larval. Os insetos sofrem mudanças consideráveis em sua forma durante o estágio pupal e emergem como adultos. As borboletas são bem conhecidas por sofrerem metamorfose completa; a maioria dos insetos usa esse ciclo de vida. Alguns insetos evoluíram esse sistema para hipermetamorfose. A metamorfose completa é uma característica do grupo de insetos mais diverso, os Endopterygota.
Comunicação
Os insetos que produzem som geralmente conseguem ouvi-lo. A maioria dos insetos consegue ouvir apenas uma faixa estreita de frequências relacionadas à frequência dos sons que podem produzir. Os mosquitos, por exemplo, conseguem ouvir até 2 quilohertz. Certos insetos predadores e parasitas conseguem detectar os sons característicos emitidos por suas presas ou hospedeiros, respectivamente. Da mesma forma, algumas mariposas noturnas conseguem perceber as emissões ultrassônicas dos morcegos, o que as ajuda a evitar a predação.
Produção de luz
Alguns insetos, como os Micetofilídeos (Diptera) e as famílias de besouros Lampyridae, Phengodidae, Elateridae e Staphylinidae, são bioluminescentes. O grupo mais conhecido são os vaga-lumes, besouros da família Lampyridae. Algumas espécies são capazes de controlar a geração dessa luz para produzir flashes. A função varia, com algumas espécies usando-os para atrair parceiros, enquanto outras os usam para atrair presas. Larvas de Arachnocampa (moscas-dos-fungos) que habitam cavernas brilham para atrair pequenos insetos voadores para fios pegajosos de seda. Alguns vaga-lumes do gênero Photurisimitam o brilho das fêmeas de espécies Photinus para atrair machos dessa espécie, que são então capturados e devorados. As cores da luz emitida variam do azul opaco (Orfelia fultoni) aos verdes familiares e aos raros vermelhos (Phrixothrix tiemanni).
Produção de som
Os insetos produzem sons principalmente pela ação mecânica de seus apêndices. Em gafanhotos e grilos, isso ocorre por estridulação. As cigarras produzem os sons mais altos entre os insetos, amplificando-os com modificações especiais em seus corpos para formar tímpanos e musculatura associada. A cigarra africana Brevisana brevis foi medida em 106,7 decibéis a uma distância de 50 centímetros. Alguns insetos, como as mariposas Helicoverpa zea, as mariposas-falcão e as borboletas Hedilídeos, conseguem ouvir ultrassom e tomar medidas evasivas quando percebem que foram detectados por morcegos. Algumas mariposas produzem cliques ultrassônicos que alertam os morcegos predadores sobre sua impalatabilidade (apossematismo acústico), enquanto algumas mariposas palatáveis evoluíram para imitar esses sons (mimetismo batesiano acústico). A afirmação de que algumas mariposas conseguem interferir no sonar dos morcegos foi revisitada. Gravações ultrassônicas e videografia infravermelha de alta velocidade de interações entre morcegos e mariposas sugerem que a mariposa-tigre palatável realmente se defende de ataques de morcegos-marrom-grandes usando cliques ultrassônicos que interferem no sonar dos morcegos.
Sons muito graves são produzidos em várias espécies de Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Mantodea e Neuroptera. Esses sons graves são produzidos pelo movimento do inseto, amplificados por estruturas estridulatórias em seus músculos e articulações; esses sons podem ser usados para alertar ou se comunicar com outros insetos. A maioria dos insetos que produzem sons também possui órgãos timpânicos que podem perceber sons transmitidos pelo ar. Alguns hemípteros, como os percevejos-d'água, se comunicam por meio de sons subaquáticos.
Grilo na garagem com chamado familiar
A comunicação por meio de sinais vibracionais transmitidos pela superfície é mais comum entre os insetos devido às limitações de tamanho na produção de sons transmitidos pelo ar. Os insetos não conseguem produzir sons de baixa frequência de forma eficaz e os sons de alta frequência tendem a se dispersar mais em um ambiente denso (como a folhagem), portanto, os insetos que vivem nesses ambientes se comunicam principalmente por meio de vibrações transmitidas pelo substrato.
Algumas espécies usam vibrações para se comunicar, como para atrair parceiros, como nos cantos do percevejoNezara viridula. As vibrações também podem ser usadas para comunicação entre espécies; lagartas licenídeas, que formam uma associação mutualística com formigas, comunicam-se com elas dessa maneira. A barata-de-madagáscar tem a capacidade de expelir ar através de seus espiráculos para produzir um som sibilante como sinal de agressão; a mariposa-caveira emite um som estridente ao expelir ar de sua faringe quando agitada, o que também pode reduzir o comportamento agressivo das abelhas operárias quando as duas estão próximas.
Comunicação química
Os insetos sociais, como as formigas, têm vários tipos de glândulas feromônicas, que produzem diferentes semioquímicos para a comunicação com outros insetos.
Muitos insetos desenvolveram meios químicos para comunicação. Esses semioquímicos são frequentemente derivados de metabólitos vegetais, incluindo aqueles destinados a atrair, repelir e fornecer outros tipos de informação. Os feromônios são usados para atrair parceiros do sexo oposto, para agregar indivíduos da mesma espécie de ambos os sexos, para impedir que outros indivíduos se aproximem, para marcar um rastro e para desencadear agressão em indivíduos próximos. Os alomônios beneficiam seu produtor pelo efeito que têm sobre o receptor. Os cairomônios beneficiam o receptor em vez do produtor. Os sinomônios beneficiam tanto o produtor quanto o receptor. Enquanto alguns compostos químicos são direcionados a indivíduos da mesma espécie, outros são usados para comunicação entre espécies. O uso de odores é especialmente bem desenvolvido em insetos sociais. Hidrocarbonetos cuticulares são materiais não estruturais produzidos e secretados na superfície da cutícula para combater a dessecação e os patógenos. Eles também são importantes como feromônios, especialmente em insetos sociais.
A dança das abelhas em forma de oito. Uma orientação de 45° à direita do «alto» no favo indica comida a 45° à direita do sol. O movimento rápido da dançarina desfoca o seu abdómen.
Insetos sociais, como cupins, formigas e muitas abelhas e vespas, são eussociais. Eles vivem juntos em colônias tão grandes e bem organizadas de indivíduos geneticamente semelhantes que às vezes são considerados superorganismos. Em particular, a reprodução é amplamente limitada a uma casta de rainhas; outras fêmeas são operárias, impedidas de se reproduzir pela vigilância das operárias. As abelhas melíferas desenvolveram um sistema de comunicação simbólica abstrata, onde um comportamento é usado para representar e transmitir informações específicas sobre o ambiente. Nesse sistema de comunicação, chamado linguagem da dança, o ângulo em que uma abelha dança representa uma direção em relação ao sol, enquanto a duração da dança representa a distância a ser percorrida. Os zangões também possuem alguns comportamentos de comunicação social. Bombus terrestris, por exemplo, aprende mais rapidamente a visitar flores desconhecidas, porém recompensadoras, quando consegue ver um indivíduo da mesma espécie forrageando na mesma espécie.
Apenas os insetos que vivem em ninhos ou colônias possuem orientação espacial em escala fina. Alguns conseguem navegar infalivelmente até um único buraco com alguns milímetros de diâmetro entre milhares de buracos semelhantes, após uma viagem de vários quilômetros. Na filopatria, os insetos que hibernam são capazes de recordar uma localização específica até um ano após a última vez em que viram a área. Alguns insetos migram sazonalmente por grandes distâncias entre diferentes regiões geográficas, como na migração continental da borboleta-monarca.
Cuidado com os jovens
Os insetos eussociais constroem ninhos, protegem os ovos e fornecem alimento para a prole em tempo integral. A maioria dos insetos, no entanto, tem uma vida curta como adultos e raramente interage entre si, exceto para acasalar ou competir por parceiros. Um pequeno número fornece cuidado parental, protegendo pelo menos os ovos e, às vezes, a prole até a idade adulta, possivelmente até mesmo alimentando-a. Muitas vespas e abelhas constroem um ninho ou toca, armazenam provisões nele e depositam um ovo sobre essas provisões, não fornecendo nenhum cuidado adicional.
Os insetos são o único grupo de invertebrados que desenvolveu o voo. Os grupos ancestrais de insetos da ordem dos paleópteros, as libélulas (anisópteros e zigópteros) e as efêmeras, operam suas asas diretamente por meio de músculos pareados, fixados em pontos na base de cada asa, que as levantam e abaixam. Isso só pode ser feito a uma velocidade relativamente lenta. Todos os outros insetos, os neópteros, possuem voo indireto, no qual os músculos de voo causam oscilação rápida do tórax: pode haver mais batidas de asa do que impulsos nervosos comandando os músculos. Um par de músculos de voo está alinhado verticalmente, contraindo-se para puxar a parte superior do tórax para baixo e as asas para cima. O outro par corre longitudinalmente, contraindo-se para forçar a parte superior do tórax para cima e as asas para baixo. A maioria dos insetos obtém sustentação aerodinâmica criando um vórtice espiral no bordo de ataque das asas. Pequenos insetos, como os tripes, com minúsculas asas plumosas, obtêm sustentação usando o mecanismo de bater e arremessar; as asas são batidas e puxadas uma contra a outra, lançando vórtices no ar nas bordas de ataque e nas pontas das asas.
A evolução das asas dos insetos tem sido objeto de debate; foi sugerido que elas se originaram de brânquias modificadas, abas nos espiráculos ou um apêndice, o epicoxa, na base das pernas. Mais recentemente, os entomologistas têm favorecido a evolução das asas a partir de lobos do noto, do pleuro, ou mais provavelmente de ambos. No Carbonífero, a Meganeura, semelhante a uma libélula, possuía asas com até 50 centímetros de envergadura. O aparecimento de insetos gigantescos é consistente com o alto teor de oxigênio atmosférico daquela época, já que o sistema respiratório dos insetos limita seu tamanho. Os maiores insetos voadores da atualidade são muito menores, sendo a maior envergadura a da mariposa-imperador (Thysania agrippina), com aproximadamente 28 centímetros.
Ao contrário das aves, os pequenos insetos são levados pelos ventos predominantes, embora muitos insetos maiores migrem. Os pulgões são transportados por longas distâncias por correntes de jato de baixo nível.
Caminhar
Padrão espacial e temporal de deslocamento de formigas do deserto em marcha alternada sobre três bases. Taxa de gravação: 500 fps, Taxa de reprodução: 10 fps.
Muitos insetos adultos usam seis patas para caminhar, com uma marcha trípode alternada. Isso permite uma caminhada rápida com uma postura estável; esse tipo de marcha foi extensivamente estudado em baratas e formigas. No primeiro passo, a pata direita do meio e as patas dianteira e traseira esquerdas estão em contato com o solo e impulsionam o inseto para a frente, enquanto as patas dianteira e traseira direitas e a pata esquerda do meio são levantadas e movidas para a frente, para uma nova posição. Quando tocam o solo, formando um novo triângulo estável, as outras patas podem ser levantadas e trazidas para a frente, uma de cada vez. A forma mais pura da marcha trípode é observada em insetos que se movem em alta velocidade. No entanto, esse tipo de locomoção não é rígido e os insetos podem adaptar uma variedade de marchas. Por exemplo, ao se moverem lentamente, fazerem curvas, evitarem obstáculos, escalarem ou caminharem em superfícies escorregadias, quatro (marcha tetrapodal) ou mais patas (marcha ondulatória) podem estar em contato com o solo. As baratas estão entre os insetos corredores mais rápidos e, em velocidade máxima, adotam uma corrida bípede. Uma locomoção mais lenta é observada nos bichos-pau bem camuflados (Phasmatodea). Um pequeno número de espécies, como os percevejos-d'água, consegue se mover na superfície da água; suas garras são rebaixadas em um sulco especial, impedindo que elas perfurem a película superficial da água. Os patinadores-oceânicos do gênero Halobates chegam a viver na superfície de oceanos abertos, um habitat com poucas espécies de insetos.
Nadar
O percevejo -d'água Notonecta glauca debaixo d'água, mostrando sua adaptação da pata traseira em forma de remo
Um grande número de insetos vive parte ou toda a sua vida debaixo d'água. Em muitas das ordens de insetos mais primitivas, os estágios imaturos são aquáticos. Em alguns grupos, como os besouros-aquáticos, os adultos também são aquáticos.
Muitas dessas espécies são adaptadas para a locomoção subaquática. Besouros e percevejos aquáticos têm pernas adaptadas em estruturas semelhantes a remos. As ninfas de libélula usam propulsão a jato, expelindo água com força de sua câmara retal. Outros insetos, como o besouro estafilinídeoStenus, emitem secreções surfactantes da glândula pigidial que reduzem a tensão superficial; isso lhes permite mover-se na superfície da água por propulsão de Marangoni.
Ecologia
Os insetos desempenham muitos papéis críticos nos ecossistemas, incluindo a revolvimento e aeração do solo, o enterramento de esterco, o controle de pragas, a polinização e a nutrição da vida selvagem. Por exemplo, os cupins modificam o ambiente ao redor de seus ninhos, incentivando o crescimento da grama; muitos besouros são necrófagos; os besouros coprófagos reciclam materiais biológicos em formas úteis para outros organismos. Os insetos são responsáveis por grande parte do processo pelo qual a camada superficial do solo é criada.
Defesa
A ninfa do percevejo-caçador-mascarado Reduvius personatus se camufla com grãos de areia para evitar predadores .
Os insetos são, em sua maioria, pequenos, de corpo mole e frágeis em comparação com formas de vida maiores. Os estágios imaturos são pequenos, movem-se lentamente ou são imóveis, e, portanto, todos os estágios estão expostos à predação e ao parasitismo. Consequentemente, os insetos empregam múltiplas estratégias defensivas, incluindo camuflagem, mimetismo, toxicidade e defesa ativa. Muitos insetos dependem da camuflagem para evitar serem notados por seus predadores ou presas. É comum entre besouros e gorgulhos que se alimentam de madeira ou vegetação. Os bichos-pau imitam as formas de gravetos e folhas. Muitos insetos usam o mimetismo para enganar os predadores e fazê-los evitá-los. No mimetismo batesiano, espécies comestíveis, como as moscas-das-flores (os mímicos), obtêm uma vantagem de sobrevivência ao se assemelharem a espécies não comestíveis (os modelos). No mimetismo mülleriano, espécies não comestíveis, como vespas e abelhas, assemelham-se umas às outras para reduzir a taxa de amostragem por predadores que precisam aprender que esses insetos não são comestíveis. Borboletas do gênero Heliconius, muitas das quais são tóxicas, formam complexos müllerianos, anunciando sua não comestibilidade. A defesa química é comum entre Coleoptera e Lepidoptera, geralmente sendo anunciada por cores de advertência brilhantes (aposematismo), como na borboleta-monarca. Como larvas, elas obtêm sua toxicidade sequestrando substâncias químicas das plantas que comem em seus próprios tecidos. Algumas fabricam suas próprias toxinas. Predadores que comem borboletas e mariposas venenosas podem vomitar violentamente, aprendendo a não comer insetos com marcas semelhantes; esta é a base do mimetismo mülleriano. Alguns besouros terrestres da família Carabidae se defendem ativamente, expelindo substâncias químicas de seu abdômen com grande precisão, para repelir predadores.
A polinização é o processo pelo qual o pólen é transferido na reprodução das plantas, possibilitando assim a fertilização e a reprodução sexuada. A maioria das plantas com flores necessita de um animal para realizar o transporte. A maior parte da polinização é feita por insetos. Como os insetos geralmente recebem benefícios pela polinização na forma de néctar rico em energia, trata-se de uma relação mutualística. As diversas características das flores, como cores vibrantes e feromônios que coevoluíram com seus polinizadores, foram denominadas síndromes de polinização, embora cerca de um terço das flores não possa ser atribuído a uma única síndrome.
Muitos insetos são parasitas. O maior grupo, com mais de 100 mil espécies e talvez mais de um milhão, consiste em um único clado de vespas parasitoides entre os Hymenoptera. Estas são parasitas de outros insetos, eventualmente matando seus hospedeiros. Algumas são hiperparasitas, pois seus hospedeiros são outras vespas parasitoides. Vários grupos de insetos podem ser considerados micropredadores ou parasitas externos; por exemplo, muitos percevejos hemípteros têm peças bucais perfurantes e sugadoras, adaptadas para se alimentar da seiva das plantas, enquanto espécies em grupos como pulgas, piolhos e mosquitos são hematófagas, alimentando-se do sangue de animais.
Muitos insetos são considerados pragas pelos humanos. Estes incluem parasitas de pessoas e animais, como piolhos e percevejos; mosquitos atuam como vetores de diversas doenças. Outras pragas incluem insetos como cupins, que danificam estruturas de madeira; insetos herbívoros, como gafanhotos, pulgões e tripes, que destroem plantações agrícolas, ou, como o gorgulho, que danificam produtos agrícolas armazenados. Os agricultores frequentemente tentam controlar insetos com inseticidas químicos, mas dependem cada vez mais do controle biológico de pragas. Este utiliza um organismo para reduzir a densidade populacional de uma praga; é um elemento-chave do manejo integrado de pragas. O controle biológico é preferido porque os inseticidas podem causar danos aos ecossistemas muito além dos alvos pretendidos.
A polinização de plantas com flores por insetos, incluindo abelhas, borboletas, moscas e besouros, é economicamente importante. O valor da polinização por insetos de culturas e árvores frutíferas foi estimado em cerca de 34 bilhões de dólares somente nos Estados Unidos em 2021.
Insetos que se alimentam de outros insetos ou os parasitam são benéficos para os humanos se, dessa forma, reduzirem os danos à agricultura e às estruturas humanas. Por exemplo, os pulgões se alimentam de plantações, causando prejuízos econômicos, mas as joaninhas se alimentam de pulgões e podem ser usadas para controlá-los. Os insetos representam a grande maioria do consumo de insetos.
Larvas de moscas eram antigamente usadas para tratar feridas, prevenindo ou interrompendo a gangrena, pois consumiam apenas tecido morto. Esse tratamento está sendo utilizado em alguns hospitais modernos. Os insetos têm atraído atenção como potenciais fontes de medicamentos e outras substâncias medicinais. Insetos adultos, como grilos e larvas de vários tipos, são comumente usados como isca de pesca.
Pelo menos 66 espécies de insetos foram extintas desde 1500, muitas delas em ilhas oceânicas. O declínio na abundância de insetos tem sido atribuído à atividade humana, como iluminação artificial, mudanças no uso da terra, como urbanização ou agricultura, uso de pesticidas e espécies invasoras. Uma revisão de pesquisas de 2019 sugeriu que uma grande proporção de espécies de insetos está ameaçada de extinção no século XXI, embora os detalhes tenham sido contestados. Um estudo meta-analítico mais amplo de 2020, analisando dados de 166 levantamentos de longo prazo, sugeriu que as populações de insetos terrestres estão de fato diminuindo rapidamente, em cerca de 9% por década.
Os insetos desempenham papéis importantes na pesquisa biológica. Por exemplo, devido ao seu pequeno tamanho, curto tempo de geração e alta fecundidade, a mosca-da-fruta comum, Drosophila melanogaster, é um organismo modelo para estudos em genética de eucariontes, incluindo ligação genética, interações entre genes, genética cromossômica, desenvolvimento, comportamento e evolução. Como os sistemas genéticos são bem conservados entre os eucariontes, a compreensão de processos celulares básicos, como replicação ou transcrição do DNA em moscas-da-fruta, pode ajudar a compreender esses processos em outros eucariontes, incluindo humanos. O genoma de D. melanogaster foi sequenciado em 2000, refletindo o importante papel do organismo na pesquisa biológica. Constatou-se que 70% do genoma da mosca é semelhante ao genoma humano, apoiando a teoria da evolução.
Os insetos são consumidos como alimento em 80% das nações do mundo, por pessoas de aproximadamente 3 mil grupos étnicos. Na África, espécies de gafanhotos e cupins abundantes localmente são uma fonte alimentar humana tradicional comum. Alguns, especialmente cigarras fritas, são considerados iguarias. Os insetos têm um alto teor de proteína em relação à sua massa e alguns autores sugerem seu potencial como uma importante fonte de proteína na nutrição humana. Na maioria dos países desenvolvidos, no entanto, a entomofagia (o consumo de insetos) ainda é tabu. Eles também são recomendados pelas forças armadas como alimento de sobrevivência para tropas em situações adversas. Devido à abundância de insetos e à preocupação mundial com a escassez de alimentos, a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura considera que pessoas em todo o mundo podem ter que consumir insetos como alimento básico. Os insetos são conhecidos pelos seus nutrientes, tendo, além de um elevado teor de proteínas, também altas proporções de minerais e gorduras, e já são consumidos regularmente por um terço da população mundial.
Em outros produtos
As larvas da mosca-soldado-negra podem fornecer proteínas e gorduras para uso em cosméticos. Óleo de cozinha de insetos, manteiga de insetos e álcoois graxospodem ser feitos a partir de insetos como o tenébrio-gigante (Zophobas morio). Espécies de insetos, incluindo a mosca-soldado-negra ou a mosca doméstica em suas formas larvais, e larvas de besouros como o tenébrio-gigante, podem ser processadas e usadas como ração para animais de criação, incluindo galinhas, peixes e porcos. Muitas espécies de insetos são vendidas e mantidas como animais de estimação.
Na religião e no folclore
Escaravelho do Antigo Egito com asas separadas, c. 712-342 a.C.
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