La mayoría de los insectos se reproducen de forma ovípara , es decir, poniendo huevos . Los huevos son producidos por la hembra en un par de ovarios . El esperma , producido por el macho en un testículo o, más comúnmente, en dos, se transmite a la hembra durante el apareamiento por medio de los genitales externos . El esperma se almacena dentro de la hembra en una o más espermatecas . En el momento de la fecundación , los huevos viajan a lo largo de oviductos para ser fecundados por el esperma y luego son expulsados del cuerpo ("puestos"), en la mayoría de los casos a través de un ovipositor .
Los insectos hembra pueden producir huevos, recibir y almacenar esperma, manipular esperma de diferentes machos y poner huevos. Sus sistemas reproductivos están formados por un par de ovarios, glándulas accesorias, una o más espermatecas y conductos que conectan estas partes. Los ovarios producen huevos y las glándulas accesorias producen las sustancias que ayudan a empaquetar y poner los huevos. Las espermatecas almacenan esperma durante períodos de tiempo variables y, junto con partes de los oviductos, pueden controlar el uso de los espermatozoides. Los conductos y las espermatecas están revestidos por una cutícula. [1] : 880
Los ovarios están formados por una serie de tubos de huevos, llamados ovariolas , que varían en tamaño y número según la especie. La cantidad de huevos que el insecto puede producir varía según la cantidad de ovariolas, y la velocidad a la que se desarrollan los huevos también está influenciada por el diseño de las ovariolas. En los ovarios meroístas, los futuros huevos se dividen repetidamente y la mayoría de las células hijas se convierten en células auxiliares para un solo ovocito en el grupo. En los ovarios panoístas, cada futuro huevo producido por células germinales madre se desarrolla en un ovocito; no hay células auxiliares de la línea germinal. La producción de huevos por ovarios panoístas tiende a ser más lenta que la de los ovarios meroístas. [1] : 880
Las glándulas accesorias o partes glandulares de los oviductos producen una variedad de sustancias para el mantenimiento, transporte y fertilización de los espermatozoides, así como para la protección de los óvulos. Pueden producir pegamento y sustancias protectoras para recubrir los óvulos o cubiertas resistentes para un lote de óvulos llamados ootecas . Las espermatecas son tubos o sacos en los que se pueden almacenar los espermatozoides entre el momento del apareamiento y el momento en que se fertiliza un óvulo. Las pruebas de paternidad de los insectos han revelado que algunos, y probablemente muchos, insectos hembra utilizan la espermateca y varios conductos para controlar o sesgar el uso de los espermatozoides a favor de algunos machos sobre otros. [1] : 880
El componente principal del sistema reproductor masculino es el testículo, suspendido en la cavidad corporal por las tráqueas y el cuerpo graso . Los insectos apterigotos más primitivos tienen un solo testículo, y en algunos lepidópteros los dos testículos en maduración se fusionan secundariamente en una sola estructura durante las últimas etapas del desarrollo larvario, aunque los conductos que salen de ellos permanecen separados. Sin embargo, la mayoría de los insectos machos tienen un par de testículos, dentro de los cuales hay tubos espermáticos o folículos que están encerrados dentro de un saco membranoso. Los folículos se conectan a los conductos eferentes por los conductos deferentes, y los dos conductos deferentes tubulares se conectan a un conducto eyaculador medio que conduce al exterior. Una parte de los conductos deferentes a menudo se agranda para formar la vesícula seminal, que almacena el esperma antes de que se descargue en la hembra. Las vesículas seminales tienen revestimientos glandulares que secretan nutrientes para la nutrición y el mantenimiento del esperma. El conducto eyaculador se deriva de una invaginación de las células epidérmicas durante el desarrollo y, como resultado, tiene un revestimiento cuticular. La porción terminal del conducto eyaculador puede esclerotizarse para formar el órgano intromitente , el edeago . El resto del sistema reproductor masculino se deriva del mesodermo embrionario , a excepción de las células germinales, o espermatogonias , que descienden de las células polares primordiales muy temprano durante la embriogénesis. [1] : 885
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El abdomen de un insecto adulto suele estar formado por 11 o 12 segmentos y está menos esclerotizado que la cabeza o el tórax. Cada segmento del abdomen está representado por un tergo esclerotizado, un esternón y, quizás, un pleurito. Los tergos están separados entre sí y de los esternones o pleuras adyacentes por una membrana. Los espiráculos se encuentran en la zona pleural. Una variación de este plano es la fusión de los tergos o de los tergos y los esternones para formar escudos dorsales o ventrales continuos o un tubo cónico. Algunos insectos presentan un esclerito en la zona pleural llamado laterotergito. Los escleritos ventrales a veces se denominan laterosternites. Durante la etapa embrionaria de muchos insectos y la etapa postembrionaria de los insectos primitivos, hay 11 segmentos abdominales. En los insectos modernos hay una tendencia a la reducción del número de segmentos abdominales, pero el número primitivo de 11 se mantiene durante la embriogénesis. La variación en el número de segmentos abdominales es considerable. Si se considera que los apterigotos son indicativos de la disposición de los pterigotos, reina la confusión: los protura adultos tienen 12 segmentos, los colémbolos tienen 6. La familia de ortópteros Acrididae tiene 11 segmentos, y un espécimen fósil de Zoraptera tiene un abdomen con 10 segmentos. [1]
Generalmente, los primeros siete segmentos abdominales de los adultos (los segmentos pregenitales) son similares en estructura y carecen de apéndices. Sin embargo, los apterigotos (colas de cerdas y pececillos de plata) y muchos insectos acuáticos inmaduros tienen apéndices abdominales. Los apterigotos poseen un par de estilos; apéndices rudimentarios que son serialmente homólogos con la parte distal de las patas torácicas. Y, mesalmente, uno o dos pares de vesículas protrusibles (o exsertiles) en al menos algunos segmentos abdominales. Estas vesículas se derivan de los endites coxales y trocanterales (lóbulos anulados internos) de los apéndices abdominales ancestrales. Las larvas y ninfas acuáticas pueden tener branquias lateralmente en algunos o la mayoría de los segmentos abdominales. [2] : 49 Del resto de los segmentos abdominales consisten en las partes reproductiva y anal.
La parte anal-genital del abdomen, conocida como terminalia, consiste generalmente en los segmentos 8 o 9 hasta el ápice abdominal. Los segmentos 8 y 9 llevan los genitales; el segmento 10 es visible como un segmento completo en muchos insectos "inferiores" pero siempre carece de apéndices; y el pequeño segmento 11 está representado por un epiprocto dorsal y un par de paraproctos ventrales derivados del esternón. Un par de apéndices, los cercos, se articulan lateralmente en el segmento 11; típicamente estos son anulados y filamentosos pero han sido modificados (por ejemplo, las pinzas de las tijeretas) o reducidos en diferentes órdenes de insectos. Un filamento caudal anulado, el apéndice dorsal medio, surge de la punta del epiprocto en los apterigotos, la mayoría de las efímeras (Ephemeroptera) y algunos insectos fósiles. Una estructura similar en las ninfas de las moscas de piedra (Plecoptera) es de homología incierta. Estos segmentos abdominales terminales tienen funciones excretoras y sensoriales en todos los insectos, pero en los adultos existe una función reproductiva adicional. [2] : 49
Los órganos relacionados específicamente con el apareamiento y la puesta de huevos se conocen colectivamente como genitales externos, aunque pueden ser en gran parte internos. Los genitales de los insectos, especialmente los genitales masculinos, suelen ser asimétricos en su dirección, y este rasgo ha evolucionado múltiples veces en varios órdenes. [3] Los componentes de los genitales externos de los insectos son muy diversos en forma y a menudo tienen un valor taxonómico considerable, particularmente entre especies que parecen estructuralmente similares en otros aspectos. Los genitales externos masculinos se han utilizado ampliamente para ayudar a distinguir especies, mientras que los genitales externos femeninos pueden ser más simples y menos variados.
Las terminales de los insectos hembras adultas incluyen estructuras internas para recibir el órgano copulador masculino y sus espermatozoides, y estructuras externas utilizadas para la oviposición (puesta de huevos). La mayoría de los insectos hembras tienen un tubo de puesta de huevos, u ovipositor; está ausente en las termitas, los piojos parásitos, muchos plecópteros y la mayoría de los efemerópteros. Los ovipositores adoptan dos formas:
La meiosis es un aspecto fundamental de los sistemas reproductivos de los insectos y probablemente tiene una función adaptativa similar a la de la meiosis en los eucariotas en general. Los estudios de la meiosis en el insecto Drosophila melanogaster a nivel molecular han proporcionado información sobre la función adaptativa de la meiosis. Se encontró que los mutantes de D. melanogaster que son defectuosos en los genes mei41 y mei9 que codifican productos empleados en la meiosis mostraban una recombinación meiótica disminuida y también tenían una mayor sensibilidad a los agentes que dañan el ADN , rayos X , UV , metil metanosulfonato y mostaza nitrogenada . [4] Estos resultados vinculan la recombinación meiótica con la reparación del ADN y sugieren que una función de la recombinación durante la meiosis en D. melanogaster es la reparación de daños en el ADN de la línea germinal.