Evolução e Filogenia dos Insetos

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Universidade Federal de Viçosa
Setor de Entomologia
BAN 160 – Entomologia Geral
Evolução e Filogenia dos
Insetos
Prof. Cristiano Lopes Andrade
Resumo
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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 Instrucionais
Ao 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
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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
Ernst Haeckel
Manuscrito de Darwin, 1837
Árvore filogenética proposta por Haeckel em 1866
O que é Filogenia? Parte 2
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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
Polietina Schnabl & Dziedzicki (Diptera, Muscidae)
Como e por que reconstruir a filogenia?
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Reconstruir a filogenia é possível pelo estudo:
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–
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das similaridades e diferenças entre organismos
da sequência de eventos na evolução dos organismos
Por que estudar filogenia?
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–
–
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
Um exemplo...
Filogenia de Erotylidae (Insecta: Coleoptera)
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?
...há 420 milhões de anos!!!
Entognatha
Asas
Mandíbulas
Insetos
dicondílicas
Rhyniognatha hirsti
Tillyard
Quem são os ancestrais dos insetos?
Cephalocarida
Remipedia
Fóssil: Wingertshellicus backesi
Briggs & Bartels, 2001 (Crustacea)
Grupo vivente: Xenocarida
Filogenia de Arthropoda
Insecta
Hexapoda
Insetos são crustáceos!!!
Pancrustacea
Mandibulata
Arthropoda
Regier et al. 2010. Arthropod relationships revealed by
phylogenomic analysis of nuclear protein-coding sequences.
Nature, 463: 1079–1083.
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
Polyneoptera
Paraneoptera
Exopterygota
Endopterygota
Metamorfose “simples”
Ephemeroptera
Metamorfose “complexa”
Odonata
Palaeoptera
Neoptera
Asas não dobram
Asas dobram
sobre o abdômen
Pterygota
Surgimento das asas
Zygentoma
Archaeognatha
Dicondylia
Mandíbulas monocondílicas
Mandíbulas dicondílicas
Insecta
Exposição das mandíbulas
Dobradura das asas
Asas não dobram sobre o abdômen
Asas dobram sobre o abdômen
Evolução da metamorfose
“Hemimetábolo”
Holometábolo
Amarelo: proninfa, protolarva e larva
Verde: ninfa e pupa
Filogenia dos insetos: Polyneoptera
Orthoptera
Phasmatodea
Plecoptera
Embioptera
Mantodea
Grylloblattodea
?
Isoptera
Blattodea
Mantophasmatodea
Dictyoptera
Notoptera
Zoraptera
Dermaptera
?
?
Polyneoptera
Expansão das veias
anais das asas
Exopterygota
Metamorfose “simples”
?
Filogenia dos insetos: Paraneoptera
Sternorrhyncha
Auchenorrhyncha
Heteroptera
Thysanoptera
Psocoptera
Phthiraptera
Psocodea
Hemiptera
?
Paraneoptera
Redução ou perda dos
palpos labiais
Exopterygota
Metamorfose “simples”
Filogenia dos insetos: Endopterygota
Coleoptera Neuroptera
Megaloptera
Raphidioptera
Strepsiptera
Hymenoptera
Trichoptera
Mecoptera
Siphonaptera
Endopterygota
Metamorfose “complexa”
Diptera
Lepidoptera
Por que há tantas espécies de insetos?
• Idade do grupo: insetos surgiram há muito tempo...
• Altas taxas de especiação
• Características peculiares
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–
–
–
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
~80% dos insetos são holometábolos...
Grimaldi & Engel (2005) Evolution of the Insects
Por que algumas ordens de insetos são
mais diversas que outras?
Isso vocês tem que pensar e responder...
Tchau...
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