Podcast Nerd Cursos 6 - A biologia do mosquito Aedes aegypti

Olá estudantes e professores! Sou o professor Marco Nunes e este é o podcast semanal do Nerd Cursos, um portal gratuito de materiais de apoio ao estudo para o Enem e vestibulares. O tema deste podcast é biológico, tratarei sobre o mosquito Aedes aegypti, o vetor de várias doenças, entre elas a dengue.

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Por que os vaga-lumes emitem luz?

Os vaga-lumes são insetos do grupo dos besouros, ordem Coleoptera. Destacam-se da maioria dos insetos pela capacidade de emitirem luz, um processo conhecido como bioluminescência. Os órgãos bioluminescentes localizam-se geralmente na parte final do abdômen, mas algumas espécies podem tê-los localizados também no tórax, sendo confundido com os olhos. Em algumas espécies as larvas possuem órgãos luminescentes localizados lateralmente no corpo.

 Figura: 1 mostra um dos vaga-lumes mais comuns no Brasil; 2 mostra órgãos luminescentes abdominal emitindo luz; 3 mostra órgãos bioluminescente torácicos emitindo luz; 4 mostra os órgãos laterais bioluminescentes emitindo luz.

Emitir luz para os vagalumes faz parte do comportamento sexual. Machos ao voar emitem luz, às vezes de forma contínua, para facilitar sua visualização, às vezes acendem e apagam. A intensidade do brilho, a cor emitida e duração da emissão podem fazer parte de um código de comunicação que permite na escuridão da noite os vaga-lumes de uma mesma espécie se encontrar para a reprodução. Os Vaga-lumes são insetos carnívoros, predadores de outros insetos, às vezes até canibais e em algumas espécies fêmeas atraem machos não para se reproduzir, mas para fazer uma bela refeição, portanto a emissão de luz pode auxiliar na captura de alimento.  Larvas podem utilizar a luminescência para iluminar o caminho em caminhadas noturnas. Em algumas espécies, uma reunião de larvas de vaga-lumes podem se agrupar na presença de um predador, um sapo, por exemplo, e emitirem um forte feixe luminoso, uma espécie de farol de advertência, compreendido pelo predador como um animal muito grande e talvez perigoso, evitando-se a predação da maioria destas larvas.

Como ocorre a biolumenescência?

A emissão de luz pelos órgãos bioluminescentes é resultado de especializações bioquímicas presentes em células chamadas fotócitos (células luminosas). Nestas células há genes ativos no DNA que ativam a produção de duas proteínas, a luciferina e a luciferase. A luciferina se liga a molécula energética do ATP e na presença de oxigênio forma a oxiluciferina e quebra o ATP liberando energia luminosa. Esta reação é facilitada pela enzima luciferase. A luciferina, a luciferase e ATP estão frequentemente disponíveis nos fotócitos, mediante estímulos ambientais como a escuridão e detecção de ferormônios (hormônios de atração sexual) o sistema nervoso controla a aberturas de orifícios respiratórios chamados espiráculos, o ar contendo oxigênio penetra nos segmentos com os órgãos bioluminescentes por tubos respiratórios chamados traqueias e a reação luminosa ocorre nos fotócitos.  

Figura: Mecanismos de bioluminescência mediada pela luciferase.

  

Uso da bioluminescência pelo homem

A ciência tem utilizado a bioluminescência para medir a atividade metabólica de células. A qualidade de espermatozóides pode ser medida adicionando-se aos espermatozóides a luciferina e a luciferase. Quanto mais os espermatozóides emitirem luz mais a ATP (energia) eles possuem e, portanto mais aptos a se locomoverem em direção ao óvulo eles serão. Células cancerígenas são metabolicamente mais ativas que as células normais em um tecido e podem ser localizadas adicionando-se a luciferina e luciferase. Usando técnicas de engenharia genética, os genes responsáveis pela síntese de luciferina e luciferase foram identificados, isolados e transferidos para outras espécies produzindo organismos bioluminescentes. Um exemplo deste mecanismo foi à criação de plantas luminescentes que quando atacadas por predadores aceleram seu metabolismo e emitem luz. A resposta luminosa da planta é útil a agricultores pois é interpretado como um aviso de pragas agrícolas que poderiam ser combatidas com o uso de defensivos agrícolas.

Figura: Planta transgênica do tabaco emitindo luz.

SUPER ZOOM EM UM DIPLOPODA

Legenda:
C = cabeça
Ol = olhos
An = antenas
Ma = mandíbulas
T = tórax
Pa = patas
A = abdômen

Os piolhos de cobra ou milípedes são artrópodes da classe dos diplópodes. Possuem o corpo dividido em cabeça, tórax e abdômen. A cabeça é o primeiro segmento do corpo, possui dois grupos de olhos simples. Articulado a cabeça há um par de mandíbulas mastigadoras, um par de maxilas que manipulam o alimento e um par de antenas sensoriais (tácteis e gustativas).

O tórax é curto, formado por quatro segmentos. A cada segmento há articulado um par de patas. O abdômen é longo e constituído por vários segmentos. Cada segmento abdominal possui dois pares de patas articuladas. Em cada segmento do abdômen há dois par de espiráculos conectados as traquéias respiratórias. As patas do sétimo segmento funcionam como órgão copulador. Os ovos são colocados em um ninho e ao nascer à larva possui todos os segmentos torácicos e abdominais com um par de patas.

Vídeo mostrando o habitat, comportamento e alimentação de um piolho de cobra

Os piolhos de cobras vivem em ambiente florestal, preferencialmente debaixo de troncos e pedras. São herbívoros se alimentando vegetais vivos e mortos. Quando incomodados se enrolam. Algumas espécies possuem uma secreção repelente produzidas por glândulas repugnatórias localizadas lateralmente no corpo.

SUPER ZOOM EM UMA LACRAIA

Legenda:
Ca = cabeça
An = antena
Ma = maxila
Ol = olhos
Fo = forcípula
Tr = tronco
Pa = pata
Es = espíraculo


A lacraia é um artrópode da classe dos quilópodes. São caracterizados por ter o corpo organizado em uma cabeça e um tronco formado por um número variado de segmentos. Na cabeça há vários apêndices articulados: um par de longas antenas sensoriais (táctil), um par de mandíbulas trituradoras de alimento, dois pares de maxilas para manipular o alimento. Na cabeça há um grupo olhos simples.

O tronco é formado por um número variado de segmentos. Cada segmento possui um par de apêndices articulados. No primeiro segmento do tronco o par de apêndices são órgãos inoculadores de veneno chamados de forcípulas. Nos demais segmentos há um par de patas com função locomotora. Nos segmentos do tronco pode ser visto pequenas aberturas para a entrada e saída de ar para a respiração, estas aberturas são chamadas espiráculos.

Vídeo mostrando o habitat, comportamento e alimentação de uma lacraia. 

Vídeo: As lacraias vivem em ambiente úmido, como o florestal. são encontrados debaixo de troncos, pedras e cascas de árvores.  São muito ágeis, se locomovem rapidamente explorando o ambiente com suas longas antenas a procura de suas presas, minhocas, insetos, aranhas e mesmo pequenos vertebrados. Quando ocorre o contato com a presa elas injetam um forte veneno através de patas modificadas chamadas forcípulas e em seguida mastigam o alimento com suas mandíbulas.

SUPER ZOOM EM UM CAMARÃO

Legenda:

CT = cefalotórax

Ab = abdômen

Ro = rostro

Op = olhos compostos pedunculados

Te = télson

An = antenas

Ant = antênulas

Ma = maxilípodes

Pa* = Quelípodes (pata preênsil)

Pa = patas ambulacrárias

Ur = Urópodes (patas modificada em cauda natatória)

Um camarão é artrópode da classe dos crustáceos. Nesta classe o corpo é dividido em dois grandes segmentos, um cefalotórax e um abdômen.

O cefalotórax nos crustáceos é revestido por uma grossa carapaça quitinosa, às vezes impregnada com carbonato de cálcio, o que torna o exoesqueleto mais reforçado. No inicio do cefalotórax há um prolongamento pontiagudo chamado rostro. O cefalotórax possui um par de olhos compostos ligados por um pedúnculo móvel.

Figura. Detalhe no cefalotórax de um camarão. O prolongamento é o rostro e os olhos compostos estão conectados a pedúnculos.

Os apêndices cefalotoráxicos são numerosos e diversificados. Há dois pares de antenas com função sensorial táctil, gustativa e de equilíbrio, as antenas menores são chamadas de antênulas; um par de mandíbulas ao redor da boca usadas para triturar o alimento; dois pares de maxilas para manipular o alimento; três pares de maxilípedes utilizados como órgãos sensoriais tácteis e gustativos e para manipular os alimentos; cinco pares de patas ambulacrárias, sendo que o primeiro par é modificado na forma de uma pinça usada como órgão de defesa e ataque (quilópodes), as demais patas servem a locomoção.

O abdômen é segmentado e cada segmento possui um par de patas natatórias chamadas pleópodes. Além de servir a natação, os pleópodes geram correntes de água para oxigenar as câmaras brânquias e carregam ovos e filhotes. O último segmento do abdômen possui um prolongamento chamado télson e um par de urópodes que servem a natação e protegem os ovos.

Figura. Detalhe nas patas abdominais (pleópodes) carregando ovos.

Super zoom em escorpiões

Legenda:


Ct = cefalotórax
Pré-ab = pré-abdômen
Pós-ab = Pós-abdômen
Pe = pedipalpos
Q = quelíceras
Pa = patas
Ag = aguilhão (órgão inoculador de veneno) 
O = olhos

Os escorpiões são artrópodes da classe dos aracnídeos. Possuem o corpo dividido em um curto cefalotórax (Ct), e um abdômen. O abdômen é subdividido em pré-abdômen (pré-ab) largo e um pós-abdômen (pós-ab) longo e estreito que termina em um aguilhão (Ag) venenoso. 

O cefalotórax apresenta um par de olhos grandes (O) medianos e vários outros pares de olhos menores. O cefalotórax possui uma série de apêndices articulados, como os pedipalpos (Pe), as quelíceras (Q) e as patas (Pa). Os pedipalpos são grandes apêndices em forma de pinças que servem a captura do alimento, em geral insetos e aranhas. Após a captura o alimento é conduzido em direção as quelíceras, localizadas ao redor da boca, para ser triturado. Os pedipalpos servem também como órgão copulador, transferindo para a abertura genital feminina um saco de espermatozóides, o espermatóforo. A locomoção é feita por quatro pares de patas articuladas ao cefalotórax.

Os escorpiões são predadores noturnos que localizam suas presas detectando as vibrações que elas produzem ao se locomover.  Pequenas cerdas presentes nas patas e uma estrutura em forma de dois pentes, localizada ventralmente no pré-abdômen, o pécten, detectam as vibrações do solo.

Fig. Vista do pécten, órgão táctil que explora vibrações do solo. O pécten é diferente em machos e fêmeas servindo ao reconhecimento sexual (dimorfismo sexual).

Para facilitar a captura do alimento, injetam veneno com o aguilhão localizado no final do flexível pós-abdômen. O veneno dos escorpiões é uma importante adaptação a captura de alimento, mas de forma geral é pouco perigoso aos grandes animais. Exceção para algumas poucas espécies que são consideradas fatais, sendo nestes casos, necessários a administração de um soro específico para neutralizar a veneno. 

No Brasil há duas espécies de escorpiões consideradas perigosas, ambas pertencentes ao gênero Tytus, o Tytus serrulatus e o Tytus bahiensis.

Fig.Tityus serrulatus (escorpião amarelo): possui cor amarelo claro, com manchas escuras sobre o tronco e na parte inferior do fim da cauda, podendo chegar a 7cm. O quarto anel da cauda possui dentinhos formando uma serra. É encontrado nos Estados da Bahia, Espírito Santo, Goiás, Minas Gerais, Paraná, Rio de Janeiro e São Paulo.

Fig.Tityus bahiensis (Escorpião Marrom): possui cor marrom avermelhado escuro, braços e pernas mais claros, com manchas escuras, pode ter até 7cm. Não possui serrinha na cauda. É encontrado nos Estados de Goiás, São Paulo, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraná, Rio Grande do Sul e Santa Catarina.

Referencias:


Fonte 1 

Apoio ao Estudo de Biologia

Super Zoom em uma aranha

Legenda:

C = cefalotórax
A = abdômen
Q = quelícera
P = pedipalpo
Pa = patas
O = olhos simples
F = Fiandeiras

As aranhas são artrópodes da classe dos aracnídeos. Uma aranha possui o corpo composto por cefalotórax (C) e um abdômen (A), ambos não segmentados. Ligado ao cefalotórax há um par de órgãos inoculadores de veneno, as quelíceras (Q), um par de apêndices para segurar e triturar o alimento, os pedipalpos(P), e quatro pares de patas (Pa) locomotoras.

As quelíceras (Q) são mandíbulas modificadas que perderam a função mastigatória. Cada quelícera possui em seu interior um ducto ligado a glândula de veneno e na extremidade uma garra que perfura o corpo da vítima permitindo a inoculação de veneno. O veneno das aranhas além de possuir ação imobilizante da presa possui enzimas digestivas que liquefazem os órgãos da presa. Posteriormente a aranha suga os órgãos liquefeitos.
Os pedipalpos (P) são fortes apêndices que imobilizam a presa antes das aranhas conseguirem injetar seu veneno. Nos machos os pedipalpos funcionam também como órgãos copuladores, no momento da cópula, os pedipalpos transferem um saco contendo espermatozóides, a espermateca, para o interior da abertura genital das fêmeas.

No cefalotórax podem-se observar vários olhos (O) simples (oito olhos) que apesar de serem adaptados a identificar objetos em movimento formam imagens pouco precisas do ambiente.

O corpo das aranhas, especialmente suas patas (Pa), é revestido por uma série de cerdas sensoriais, com função táctil capazes de detectar com muita sutileza  vibrações nas teias, um sinal que uma presa foi capturada.

Fig. Detalhe do cefalotórax de uma aranha, onde se pode observar com clareza as quelíceras, os pedipalpos , alguns olhos e cerdas sensoriais.

O fio de seda que compõe a teia das aranhas é produzido por glândulas sericígenas eliminados para fora do corpo por um par de tubos chamado fiandeiras (F). O fio de seda é uma proteína líquida que se torna sólida ao passar pelas fiandeiras. Com o fio de seda, as aranhas produzem um fio de locomoção, a teia de captura de alimento, impermeabiliza a toca, imobiliza o alimento e envolve os ovos em casulos protetores e produz a espermateca.

Fig. As teias não são a casa das aranhas, mas sim aparatos de captura de alimento, geralmente insetos.

Fig. Toca de uma aranha revestida por teia para impermeabilização.

VÍDEO RECOMENDADO: A VIDA SECRETA DAS FORMIGAS

O documentário apresentado nesta postagem mostra as características da sociedades ecológicas.
Para assistir a outras partes deste documentário siga os links a seguir: parte 1, parte 2, parte 3, parte 4, parte 5 .

LEITURA - Cientistas descobrem proteína que transforma abelha em rainha

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