La mayoría de los insectos se reproducen de forma ovípara , es decir, poniendo huevos . Los óvulos 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 a través de los genitales externos . El esperma se almacena dentro de la hembra en una o más espermatecas . En el momento de la fecundación , los óvulos viajan a lo largo de oviductos para ser fecundados por los espermatozoides y luego son expulsados del cuerpo ("puestos"), en la mayoría de los casos a través de un ovipositor .
Los insectos hembras pueden producir óvulos, recibir y almacenar esperma, manipular el 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 óvulos y las glándulas accesorias producen las sustancias que ayudan a empaquetar y poner los óvulos. Las espermatecas almacenan espermatozoides durante períodos de tiempo variables y, junto con partes de los oviductos, pueden controlar el uso de espermatozoides. Los conductos y las espermatecas están revestidos por una cutícula. [1] : 880
Los ovarios están formados por una serie de tubos de óvulos, llamados ovariolos , 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 meroísticos, los futuros óvulos se dividen repetidamente y la mayoría de las células hijas se convierten en células auxiliares para un solo ovocito del grupo. En los ovarios panoístas, cada óvulo futuro producido por células germinales madre se convierte en un ovocito; no hay células auxiliares de la línea germinal. La producción de óvulos por parte de los 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 huevos o cubiertas resistentes para un lote de huevos llamadas 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 el óvulo. Las pruebas de paternidad de insectos han revelado que algunos, y probablemente muchos, insectos hembra utilizan la espermateca y varios conductos para controlar o sesgar el esperma utilizado 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 apterygotos más primitivos tienen un solo testículo, y en algunos lepidópteros los dos testículos en maduración se fusionan secundariamente en una 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 o folículos de esperma encerrados dentro de un saco membranoso. Los folículos se conectan a los conductos eferentes mediante los conductos deferentes, y los dos conductos deferentes tubulares se conectan a un conducto eyaculador mediano que conduce al exterior. Una porción del conducto deferente a menudo se agranda para formar la vesícula seminal, que almacena los espermatozoides antes de que sean descargados en la mujer. Las vesículas seminales tienen revestimientos glandulares que secretan nutrientes para la nutrición y el mantenimiento de los espermatozoides. El conducto eyaculador 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 deriva del mesodermo embrionario , a excepción de las células germinales, o espermatogonias , que descienden de las células del polo primordial muy temprano durante la embriogénesis. [1] : 885
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La planta del abdomen de un insecto adulto normalmente consta de 11 a 12 segmentos y está menos esclerotizada que la cabeza o el tórax. Cada segmento del abdomen está representado por un tergo esclerotizado, un esternón y quizás una pleureta. Los tergos están separados entre sí y de los esternones o pleura adyacentes por una membrana. Los espiráculos se encuentran en la zona pleural. La variación de este plano incluye la fusión de terga o terga y esternón para formar escudos dorsales o ventrales continuos o un tubo cónico. Algunos insectos portan un esclerito en el área pleural llamado lateretergito. Los escleritos ventrales a veces se denominan laterosternitas. Durante la etapa embrionaria de muchos insectos y la etapa postembrionaria de los insectos primitivos, están presentes 11 segmentos abdominales. En los insectos modernos existe una tendencia a reducir el 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 Apterygota son indicativos de la planta de los pterigotos, reina la confusión: los Protura adultos tienen 12 segmentos, los Collembola tienen 6. La familia de ortópteros Acrididae tiene 11 segmentos y un espécimen fósil de Zoraptera tiene un abdomen de 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 cerda y lepismas) 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 piernas torácicas. Y, mesalmente, uno o dos pares de vesículas protrusibles (o exsértiles) en al menos algunos segmentos abdominales. Estas vesículas se derivan de las enditas coxales y trocantéreas (lóbulos anulados internos) de los apéndices abdominales ancestrales. Las larvas y ninfas acuáticas pueden tener branquias laterales en algunos o la mayoría de los segmentos abdominales. [2] : 49 Del resto de los segmentos abdominales constan de las partes reproductiva y anal.
La parte anal-genital del abdomen, conocida como terminal, consta generalmente de los segmentos 8 o 9 hasta el vértice 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; normalmente son anulados y filamentosos, pero han sido modificados (p. ej., los fórceps de las tijeretas) o reducidos en diferentes órdenes de insectos. Un filamento caudal anulado, el apéndice dorsal mediano, 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 deposición de huevos se conocen colectivamente como genitales externos, aunque pueden ser en gran medida internos. Los genitales de los insectos, especialmente los genitales masculinos, suelen ser direccionalmente asimétricos y este rasgo ha evolucionado varias veces en varios órdenes. [3] Los componentes de los genitales externos de los insectos tienen formas muy diversas 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.
Los terminales de los insectos hembra adultos 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 para poner huevos u ovipositor; está ausente en termitas, piojos parásitos, muchos plecópteros y la mayoría de efemerópteros. Los ovipositores toman dos formas:
La meiosis es un aspecto fundamental de los sistemas reproductivos de los insectos y probablemente tenga una función adaptativa similar a la de la meiosis en los eucariotas en general. Los estudios de meiosis en el insecto Drosophila melanogaster a nivel molecular han proporcionado información sobre la función adaptativa de la meiosis. Se descubrió que los mutantes de D. melanogaster que tienen defectos en los genes mei41 y mei9 que codifican productos empleados en la meiosis muestran una recombinación meiótica disminuida y también tienen una mayor sensibilidad a los agentes que dañan el ADN, rayos X , rayos UV , metanosulfonato de metilo 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.