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Evolução e Filogenia dos Insetos
Prof. Cristiano Lopes Andrade
Universidade Federal de Viçosa
Setor de Entomologia
BAN 160 – Entomologia Geral
Resumo
• Objetivos instrucionais• Evolução• Filogenia• Evolução dos insetos
– Quando surgiram?– Quem são os ancestrais?– Como evoluíram?
• Filogenia dos insetos– Como as ordens de insetos se relacionam?
• Por há tantas espécies de insetos?• Por algumas ordens de insetos são mais diversas que
outras?
Objetivos InstrucionaisAo final desta aula você será capaz de...
• Entender– Os princípios básicos de Evolução e Filogenia
• Explicar– Os principais eventos na evolução dos insetos– Porque os insetos são tão diversos
• Inferir– Porque há grupos de insetos mais diversos que outros
O que é Evolução?
• Evolução significa mudança (mudança de características herdáveis em uma população de organismos)
• É uma teoria que explica...– A mudança dos organismos com o passar do tempo– A complexidade, similaridade e diferenças dos seres vivos– A diversidade da vida
Alfred Russem Wallace Charles Robert Darwin
O que é Filogenia? Parte 1• Evidências apontam que todos os organismos vivos são
geneticamente relacionados• Isto é, quaisquer duas espécies atuais teriam pelo menos um
ancestral em comum
Filogenia ~ Genealogia
Árvore filogenética proposta por Haeckel em 1866
Manuscrito de Darwin, 1837
Ernst Haeckel
• Definição: Conjunto de hipóteses sobre as relações evolutivas de um grupo de organismos
• Assume que: Organismos que compartilham características surgidas recentemente seriam mais próximos evolutivamente
O que é Filogenia? Parte 2
Polietina Schnabl & Dziedzicki (Diptera, Muscidae)
Como e por que reconstruir a filogenia?
• Reconstruir a filogenia é possível pelo estudo:– das similaridades e diferenças entre organismos– da sequência de eventos na evolução dos organismos
• Por que estudar filogenia?– Entender como os organismos evoluíram– Entender como uma determinada característica evoluiu– Entender o surgimento e extinção de alguns organismos – Propor um sistema de classificação (taxonômico) mais
eficiente e sólido
Filogenia de Erotylidae (Insecta: Coleoptera)
Um exemplo...
Então vocês já sabem...
...o que é Evolução
...o que é Filogenia
Agora tem que aplicar isso aos insetos, respondendo:
– Quem são os ancestrais dos insetos?– Quando os insetos surgiram?– Por que são tão diversos?
Quando os insetos surgiram?
Rhyniognatha hirstiTillyard
Insetos Mandíbulas dicondílicas
Asas Entognatha
...há 420 milhões de anos!!!
Quem são os ancestrais dos insetos?
Fóssil: Wingertshellicus backesiBriggs & Bartels, 2001 (Crustacea)
Grupo vivente: Xenocarida
Cephalocarida
Remipedia
Arthropoda
Mandibulata
Hexapoda
Pancrustacea
Filogenia de Arthropoda
Regier et al. 2010. Arthropod relationships revealed by phylogenomic analysis of nuclear protein-coding sequences. Nature, 463: 1079–1083.
Insecta
Insetos são crustáceos!!!
Como os insetos evoluíram?
• Exposição das mandíbulas• Surgimento das mandíbulas dicondílicas• Evolução das asas
– asas permitem explorar novos ambientes– asas se correlacionam com baixa extinção
• Evolução da dobradura das asas sobre o abdômen• Evolução da metamorfose
– Diminuição da competição intra-específica?• Irradiação adaptativa
Filogenia dos insetos: grandes grupos e eventos
Insecta
Pterygota
Palaeoptera Neoptera
Exopterygota Endopterygota
Asas não dobram Asas dobram sobre o abdômen
Metamorfose “simples” Metamorfose “complexa”
ArchaeognathaZygentoma
Surgimento das asas
Ephemeroptera Odonata
Polyneoptera Paraneoptera
Exposição das mandíbulas
DicondyliaMandíbulas dicondílicas
Mandíbulas monocondílicas
Dobradura das asas
Asas não dobram sobre o abdômen
Asas dobram sobre o abdômen
Evolução da metamorfose
Amarelo: proninfa, protolarva e larva
Verde: ninfa e pupa
“Hemimetábolo”
Holometábolo
ExopterygotaMetamorfose “simples”
Polyneoptera
Filogenia dos insetos: Polyneoptera
DermapteraZoraptera
Notoptera
Grylloblattodea Mantophasmatodea
IsopteraMantodea Blattodea
Dictyoptera
Orthoptera Phasmatodea Plecoptera Embioptera
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??
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Expansão das veias anais das asas
ExopterygotaMetamorfose “simples”
Paraneoptera
Filogenia dos insetos: Paraneoptera
Thysanoptera
Psocodea
Psocoptera Phthiraptera
Hemiptera
Sternorrhyncha Auchenorrhyncha
?
Heteroptera
Redução ou perda dos palpos labiais
EndopterygotaMetamorfose “complexa”
Filogenia dos insetos: Endopterygota
HymenopteraColeoptera Neuroptera StrepsipteraMegaloptera Raphidioptera
DipteraMecoptera Siphonaptera
Trichoptera Lepidoptera
Por que há tantas espécies de insetos?
• Idade do grupo: insetos surgiram há muito tempo...• Altas taxas de especiação• Características peculiares
– Exoesqueleto– Metamerismo e apêndices: possibilidades de especialização– Vôo: explorar novos ambientes– Larvas dos Holometabola: explorar diferentes recursos
• Pequeno tamanho corporal e populações grandes• Baixas taxas de extinção
Grimaldi & Engel (2005) Evolution of the Insects
Grimaldi & Engel (2005) Evolution of the Insects
~80% dos insetos são holometábolos...
Por que algumas ordens de insetos são mais diversas que outras?
Isso vocês tem que pensar e responder...
Tchau...