MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE
CZ.1.07/2.2.00/15.0204
Biologie parazitických členovců
Třída Insecta (hmyz)
Insecta
 nejvíce různorodá skupina živočichů na světě
 počet existujících druhů se odhaduje na 6–10 miliónů a je možné že představují více než 90%
všech živých forem na Zemi
 k nalezení jsou téměř v každém prostředí naší planety, i když například jen ve velmi malém
množství obývá oceány, kde mají převahu korýši
 velikost dnešních druhů dospělého hmyzu se pohybuje od 0,139 mm u chalcidky druhu
Dicopomorpha echmepterygis až do 567 mm u strašilky druhu Phobaeticus chani
 nejtěžší zdokumentovaný současný druh hmyzu je kobylka z rodu Deinacrida vážicí 70 g
 v minulosti žil i mnohem větší hmyz  největší známa je vážka Meganeura monyi z karbonu,
která měla rozpětí křídel až 750 mm
 evoluční vztah hmyzu k ostatním skupinám je zatím nejasný, hmyz a korýši mají stejné předky
 většinou mají složené oči, tykadla a jsou jedinými členovci, kteří umějí aktivně létat
 výchozí počet zadečkových článků (11 + telzon) během fylogeneze klesá
 počet noh nikdy nepřekračuje 3 páry
 vnitřní hlavový skelet (tentorium) má složitější stavbu
 tykadla složena ze 3 částí: skarpus, pedicelus a mnohočlánkový bičík (svalovina ovládá
bezprostředně oba bazální články) (tykadla jsou hmatovým senzorem, dále orgánem čichu,
teploty nebo vlhkosti vzduchu pomocí vněmu změny obsahu vodní páry; někteří komáři také
vnímají tykadly zvuk a mouchy zase umějí pomocí tykadel měřit za letu rychlost větru; údajně i
vněm elektrického napětí)
 mandibuly jsou opatřeny (až na chvostnatky - Archaeognatha) dvěma klouby
 nohy (hrudní končetiny) mohou u nedospělých instarů scházet (tarzus je u dospělců rozčleněn
až na 5 dalších článků);
 zadečkové lokomoční končetiny larev nejsou homologické s nohami
 zadečkové přívěsky imag se nejčastěji vyskytují na 8. a 9. článku (gonopody, valvuly); někdy se
vyskytují za 10. tergitem cerky a na telzonu terminální filament (štěty, paštět)
 křídla nejsou homologická končetinám, ale paranotálním výběžkům hrudních článků bezkřídlého
hmyzu
Nervová soustava
 žebříčkovitého typu
 tvořena mozkem (proto-, deuto- a tritocerebrum = trojdílné nadjícnové ganglium), podjícnovým
gangliem (inervuje gnatopody), třemi páry hrudních a maximálně osmi páry zadečkových ganglií
 na tritocerebrum je napojen samostatně vznikající somatogastrický nervový systém: nervus
recurens, corpora cardiaca a corpora alata (analogie sympatického systému obratlovců).
Corpora alata fungují, jako neurohumorální žláza řídící výměnu látkovou, růst jedince, produkci
feromonů, atd. Produkují juvenilní hormon (neotenin), který brání dospívání. Důležitou endokrinní
žlázou je žláza prothorakální, která produkuje ekdyzon, řídící svlékání kutikuly.
Smyslové ústroje
1) senzily: chemoreceptory, termoreceptory, hygroreceptory atp. Jsou to kutikulární útvary opatřené
jednou nebo několika smyslovými buňkami
2) sluchové orgány (tympanální orgány, Johnstonův orgán), jejich základní strukturou je
skolopidium; sluchovým orgánům odpovídají orgány stridulační
3) zrakové orgány: složené oči a oči jednoduché
 u hmyzu se můžeme setkat se dvěma druhy „jednoduchých očí“ – vrchní očka (dorzální ocelli)
a postranní očka (stemata)
 i když mají oba typy podobnou strukturu, má se zato, že mají odlišný vývojový (fylogenetický a
embryonální) původ
Cévní soustava
 hřbetní céva má v abdominálním úseku (až 9), vzácněji i v thorakálním (až 3) páry ostií
 výjimečné jsou boční artérie (např. u švábů ), akcesorické pulzující orgány u báze křídel
 hemolymfa obsahuje mnoho typů buněk (hemocytů) se schopností fagocytózy
Vylučování - malpigické trubice a střevní epitel
Dýchání - vzdušnice tvoří jednotný systém; zpravidla se vyskytují 2 páry hrudních a 8 zadečkových
stigmat
Trávicí soustava
 dle umístění ústního otvoru: hlava prognatní, ortognatní nebo hypognatní
 základním typem ústního ústrojí hmyzu je ústní ústrojí kousací; odvozené typy se liší zpravidla
stiletovitým uspořádáním kusadel a čelistí (bodavě savé) nebo žlábkovitým uspořádáním dalších struktur,
např. čelistních galeí (savé)
 rovněž hypoharynx , tj. blanka mezi ústy a labiem, může vytvářet šídlovitý stilet
 slinné žlázy hmyzu vznikly z exkrečních maxilárních žláz a u larev některých řádů přebírají funkci
snovacích žláz (Lepidoptera, Trichoptera)
 úseky stomodea: cibarium (vývod slinných žláz), pharynx, oesophagus s volátkem opatřeným
rozmanitými laloky a proventriculus (žvýkací žaludek)
Rozmnožování
 gonochoristi, hermafroditismus zcela výjimečný
 testes i ovaria jsou párová; ovaria mají větší počet variol (vaječníkových trubic), které se rozbíhají
od společných vývodů a končí terminálním filamentem
 gonopory jsou zpravidla nepárové (mezi 7. a 8. abdominálním sternitem), vyúsťují do nich
nepárové vejcovody, na který navazuje receptaculum seminis
 kladélko (8. a 9. zadečkový článek)
 na chámovodech jsou vyvinuty vesiculae seminales a přídatné žlázy; ductus ejaculatorius ústí na
konci penisu
 vnější oplození existuje pouze u rybenek (Zygentoma, syn. Thysanura)
 partenogeneze je trojího typu: arenotokní (z neoplozených vajíček se líhnou samci, zatímco z
oplozených samice), telytokní (z neoplozených samice), amfitokní (z neoplozených obě pohlaví).
 heterogonie (střídání partenogeneze a pohlavního rozmnožování) u mšic a žlabatek
 polyembryonie u řásníků
 oviparie, viviparie (porod invazních larev u řásníků), pupiparie
 superficiální (povrchové) rýhování
Základní typy proměny
I. hemimetabolie – kukla chybí, nymfy značně připomínají dospělce (heterometabolie – postupný
vývin křídel; paleometabolie – i imaga se svlékají; neometabolie – dočasně potlačen vývinu
základů křídel)
II. holometabolie – stádium larvy se nepodobá dospělci, musí prodělat klidové stádium kukly
 ekdyze a metamorfóza jsou řízeny 3 hormony: ekdyziotropin (neurosekretorické buňky v pars
intercerebralis) aktivuje prothorakální žlázu, která produkuje svlékací hormon – ekdyzon
 vznik dalšího larválního instaru nebo imaga závisí na proporci mezi produkcí ekdyzonu a
neoteninu (juvenilní hormon)
Ekdyze zahrnuje apolýzu (pro-ekdyze, rozrušení staré endokutikuly a vytvoření v uvolněném prostoru
pod starou exokutikulou) a vlastní ekdyzy staré kutikuly.
Arixeniina
Dermaptera (škvoři)
Forficulina Hemimerina
Hemimeridae zahrnuje 2 rody,
Hemimerus a Araeomerus. Jsou
to bezkřídlí, slepí a živorodí
ektoparaziti afrických hlodavců.
• Hemimerus bouvieri
Arixeniidae zahrnuje 2 rody, Arixenia a
Xeniaria, celkově 5 druhů. Jsou to bezkřídlí,
slepí ektoparaziti jihoasijských netopýrů,
především rodu Cheiromeles.
• Arixenia esau
• Xeniaria jacobsoni
Základní charakteristika skupin a evoluční trendy
směřující ke vzniku parazitismu;
bionomie jednotlivých parazitických skupin.
Heteroptera
Heteroptera (ploštice)
• délka těla: od 1 mm až po několik cm
• cca 30 000 druhů
• býložravé a dravé druhy
• hlava prognátního typu a nese pár 4-článkových tykadel
• bodavě savé ústní ústrojí
• proměna je nedokonalá
• na metathoraxu (tj. zadním hrudním článku) jsou zápašné žlázy
• dobře vyvinuté dva páry křídel; pro ploštice charakteristickým způsobem jsou vyvinuta křídla
přední, která jsou v proximální části tuhá a v distální blanitá = polokrovky – hemielytry
• ze 7 podřádů jsou v ČR zastoupeny pravděpodobně čtyři: 1. Nepomorpha, 2. Gerromorpha, 3.
Cimicomorpha, 4. Pentatomomorpha
Cimicidae Reduviidae TriatominaePolyctenidae
Cimicomorpha
• suchozemské druhy
• druhy zpravidla slabě sklerotizované
• 3. a 4. článek tykadel má bičíkovitý charakter
Cimicidae (štěnicovití)
Traumatická inseminace  sameček vpichuje styletovitý penis samičkám
pod zadeček do tzv. Ribagova orgánu, jehož morfologie je důležitým
determinačním znakem.
Cimicidae (91 spp)
?
Cimicidae
Primicimicinae-2
Cimicinae – 39 (kosmopolitní)
Cacodminae - 39
Afrocimicinae - 3
Latrocimicinae-1
Cimex lectularius
(štěnice domácí)
• někdy také štěnice postelní, je noční hmyz parazitující na lidech, živící se výhradně
lidskou krví
• kosmopolit, saje i na netopýrech a drůbeži
• štípance se zpravidla vyskytují v řadách po dvou a více štípnutích - přesun parazita
o kousek dál v případě vyrušení
• reakce kůže napadených lidí se liší - od anafylaktického šoku, přes zarudlé otoky,
které často velice svědí, až bolí, po pouze malé štípance podobné těm od komárů
• dosud nebyl prokázán přenos nemocí
Cimex lectularius - nymfa
Oeciacus hirundinis
(štěnice ptačí)
• častý ektoparazit
vlaštovek
• může se z jejich
hnízd dostat do
domácností a
vzácně sát i na
člověku
Reduviidae: Triatominae
Rhodnius Triatoma Panstrongylus
Triatoma infestans (zákeřnice)
• "barbieros„ - přenášejí bičíkovce Trypanosoma cruzi = původce Chagasovy nemoci (infikováno kolem 20 miliónu lidí) v Jižní
a Střední Americe, jižní oblasti USA
• zdrojem je nemocný člověk nebo zvířata (pes, kočka, prase, hlodavci, atd.)
• v noci vylézají a lezou po obličeji  sají a defekují na kůži, kontaminativní přenos - vetřením resp. škrabáním do ranky při
svedení (prvok dokončuje vývoj v zadní části trávicí soustavy ploštic)
• inkubační doba  akutní infekce (zejména děti do 12 let) 1-2 týdny, latentní infekce až 20 let
• onemocnění probíhá akutně či latentně s příznaky lokální reakce v místě vniku, horečky, rychlého ubývání sil, otoků víček,
lymfadenitis (zduření mízních uzlin), hepatosplenomegálie, meningoencefalitidy, selhání srdeční svaloviny, muže končit smrtí
Laboratorní diagnostika trypanosom
1) přímý mikroskopický průkaz v barveném (Giemsou) krevním roztěru, tekutin, punktátu z mízních uzlin
2) izolace na laboratorních zvířatech a kultivace na krevních agarech
3) sérologický průkaz protilátek (nespolehlivé) – IFAT (imunofluorescence), ELISA
Trypomastigoti v krvím řečišti se nedělí (odlišnost od Afrických trypanosom). Replikace
se znovu zahájí jenom pokud vstoupí do jiné buňky nebo jsou nasáté jiným vektorem.
Ploštice se nakazí nasátím krve s cirkulujícími parazity infikovaného jedince. Byl také
prokázán přenos krevní transfuzi, transplantací orgánů, transplacentálně a při
nehodách v laboratoři.
T. dimidiata
T. mexicana T. pallidipennis T. rubida
T. neotomae
Triatoma maculata
Dipetalogaster maxima Rhodnius prolixus