Calcula-se que o número de espécies do Reino Animal seja da ordem de milhões. A fim de estudar estas espécies e suas características é necessário classifica-las em grupos que reúnam os animais com características comuns entre si.
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| Subdivisões dos Seres Vivos. |
Entre os diversos ramos dos seres vivos o filo de maior diversidade biológica é o dos artrópodes, animais extremamente importantes para a biodiversidade, sendo um dos principais pilares da cadeia alimentar, alem de estar no segundo lugar dos invertebrados mais evoluídos, ficando atrás apenas dos equinodermos.
O nome artrópodes tem origem grega: artro, que significa articulação e podos que significa pernas, é o único filo do reino (dentre os invertebrados) que possui pernas articuladas. outra característica comum a todos os artrópodes é a presença de um exoesqueleto cujo principal componente é a quitina. Esta estrutura é a responsável pela proteção destes indivíduos contra predação e contra desidratação.
A quitina é um
polímero linear no qual a unidade repetitiva é o dissacarídeo formado por 2-acetamido-2-desoxi-D-glicopiranose
e 2-amino-2-desoxi-D-glicopiranose, a qual foi isolada por Braconnot em 1881,
trinta anos antes do isolamento da celulose, mas a falta de conhecimento básico
sobre suas propriedades, incluindo a reatividade química, limitou severamente
suas aplicações industriais até o início dos anos 1970.
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| Estrutura da quitina. |
As principais
matérias-primas para produção industrial de quitina são as carapaças de
crustáceos originadas do processamento industrial de frutos do mar. As cascas
secas de crustáceos possuem 15-20% de quitina. A partir dessa matéria-prima,
refugo abundante e relativamente barato da indústria de alimentos marinhos, é
produzida a α-quitina.
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| Cascas de caranguejo. |
A extração de
quitina a partir da biomassa, a exemplo do que acontece com a extração de
celulose de fibras vegetais, envolve a execução de tratamentos químicos sequenciais
destinados a eliminar as substâncias que a acompanham. Em função do valor de
mercado, algumas dessas substâncias, como as proteínas e os pigmentos,
principalmente a astaxantina, também podem ser comercialmente exploradas,
dependendo do processamento adotado para sua dissociação da quitina.
A matriz
dos exoesqueletos é formada por epicutícula, que é a camada mais superficial e
não contém α-quitina, esta ocorre na endocutícula associada a pigmentos, carbonatos
e proteínas e, assim, sua extração a partir de exoesqueletos de crustáceos
envolve, geralmente, a sequencia: desmineralização, desproteinização e
despigmentação.
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| Estrutura da cutícula no exoesqueleto de artrópodes. |
Entre os insetos a fração orgânica da cutícula (composta por epicutícula e endocutícula) pode chagar a conter mais de 60% de quitina como mostrado no estudo de borboletas da família Pieridae.
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| Representante da família Peridae, Pieris brassicae. |
Dentro do filo dos artrópodes está inclusa a classe dos insetos, uma das classes mais diversificadas do reino animal, com milhões de insetos já catalogados. Os artrópodes são classificados em cinco principais classes: crustáceos (caranguejos, lagostas, camarões, etc.), quilópodes (centopéias, lacraias), diplópodes (piolho-de-cobra, milípedes), aracnídeos (escorpiões, aranhas, carrapatos, etc.) e insetos (moscas, baratas borboletas, besouros, formigas, etc.).
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| Principais classes de artrópodes. |
Os estudos destes animais possui
uma grande relevância para diversas áreas da ciência como a química, farmácia, agronomia,
biologia entre outras, em especial a classe dos insetos, devido a sua grande abundância.
Umas das aplicações mais conhecidas de insetos está relacionada a culinária, e não se trata, literalmente, de comer insetos durante as refeições. O ácido carmínico é uma substância produzida por espécies da família Dactylopiidae como uma forma de proteção contra predadores.
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| Estrutura do ácido carmínico. |
Este ácido, de cor vermelha, foi muito utilizado como corante alimentício na década de 70, sendo substituído por corantes sintéticos devido seu alto valor. Atualmente corantes naturais como o vermelho obtido de cochonilha, Dactylopius coccus, estão voltando ao mercado com a intenção de reduzir os impactos ambientais oriundos da síntese destes corantes artificialmente alem de minimizar os danos a saúde.
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| Cochonilha, Dactylopius coccus. |
Os artrópodes de modo geral, são extremamente sensíveis
a mudanças que ocorrem no ambiente que habitam, atuando desta forma como
indicadores de qualidade ou degradação ambiental, fato que os torna muito
relevantes para áreas como a biologia e agronomia. Alguns reduzem suas
populações à medida que a qualidade do ambiente diminui como é o caso de
representantes da família Collembola, e outros aumentando suas populações (em
relação à diversidade de artrópodes) em ambientes mais degradados, como pode
ser observado com espécies da família Libellulidae, estas por serem mais
resistentes a mudança nas características do ambiente acabam permanecendo em
locais com baixa qualidade ambiental, enquanto os outros artrópodes tendem a
procurar outro habitat.
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| Representante da família Collembola (A) e representante da família Libellulidae (B). |
