Кутикула членистоногих

редактировать
Кутикулы некоторых бронированных жуков особенно жесткие склеротизированные. личинки медоносных пчел имеют гибкая, но нежная кутикула без склеротирования. Раздел покровов насекомых.JPG

кутикула составляет основную часть покровов Arthropoda. Он включает большую часть материала экзоскелета насекомых, ракообразных, Arachnida и Myriapoda.

The клыки хелицер пауков настолько склеротизированы, что сильно окаменели и потемнели Эту стадию зои личинку трудно распознать как краба, но каждый раз, когда она сбрасывает кутикулу, она реконструируется, в конечном итоге принимая ее. окончательная форма краба Этот взрослый краб-разбойник имеет жесткую ткань, образующую суставы, нежную биоминерализованную кутикулу над сенсорными усиками, оптическое качество выше его глаза и прочный, усиленный кальцитом хитин, покрывающий его тело и ноги; его клешни могут разбиться на кокосы

Содержание

  • 1 Морфология
  • 2 Химический состав
  • 3 Линька
  • 4 Ссылки

Морфология

У членистоногих, покров, внешняя «кожа» или «оболочка», является продуктом единственного слоя эктодермального эпителия. Этот слой прикреплен к внешней или дистальной поверхности самого глубокого слоя, неклеточной внутренней мембраны покровов. Эта неклеточная мембрана называется базальной мембраной . Слой эпителия на базальной мембране образует кутикулу, которая начинается как жесткий гибкий слой хитина. Такой тонкий гибкий хитин является основной структурной частью покровов, где необходима гибкость, например, в частях тела, которые должны растягиваться, чтобы удерживать накопленные жидкости, или которые образуют соединения между жесткими частями экзоскелета. В других частях кутикулы функция покровов требует более жестких материалов, таких как бронированные области или кусающие части челюстей, или там, где экзоскелет образует трубчатые конечности большинства членистоногих. Для достижения такой жесткости внешний хитиновый слой кутикулы пропитывают, утолщают и укрепляют более твердыми и более хрупкими материалами, такими как склеротинизированные белки или кальцит. Этот основной хитиновый слой кутикулы называется прокутикулой.

Прокутикула у большинства наземных членистоногих, особенно у насекомых, снаружи покрыта тонким воскообразным водостойким внешним слоем, не содержащим хитина. Этот внешний слой - эпикутикула, и она намного тоньше прокутикулы. Хитиновая прокутикула состоит из внешней экзокутикулы и внутренней эндокутикулы, а между экзокутикулой и эндокутикулой может находиться другой слой, называемый мезокутикулой, который имеет отличительные окрашивающие свойства. Жесткая и гибкая эндокутикула представляет собой слоистую структуру из слоев переплетенных волокнистых молекул хитина и белка, в то время как экзокутикула - это слой, в котором происходит какое-либо значительное утолщение, броня и биоминерализация. Биоминерализация кальцитом особенно характерна для Crustacea, тогда как склеротизация особенно характерна для насекомых. Экзокутикула значительно уменьшена у многих мягкотелых насекомых, особенно на личиночных стадиях, таких как гусеницы и личинки паразитоидных перепончатокрылых.

Закаленные пластины в экзоскелете называются склеритами. Склериты могут быть простой защитной броней, но также могут образовывать механические компоненты экзоскелета, такие как ноги, суставы, плавники или крылья. В типичном сегменте тела насекомого или многих других членистоногих есть четыре основных области. Дорсальная область - это тергум ; если на тергите имеются склериты, они называются тергитами. Вентральная область называется грудиной, которая обычно несет стерниты. Две боковые области называются плеврой (единственной плеврой), а любые склериты, которые они несут, называются плевритами.

В рамках энтомологии термин голый используется для обозначения частей тела насекомого, лишенных щетинок (щетинок) или чешуек.

Химический состав

С химической точки зрения хитин представляет собой длинноцепочечный полимер N-ацетилглюкозамин, который является производным глюкозы. Полимерные связи между звеньями глюкозы представляют собой звенья β (1 → 4), такие же, как в целлюлозе.

. В своей немодифицированной форме хитин является полупрозрачным, пластичным, упругим и прочным. Однако у членистоногих и других организмов он обычно является компонентом сложной матрицы материалов. Он практически всегда связан с белковыми молекулами, которые часто находятся в более или менее склеротизированном состоянии, усилены или затвердевают за счет сшивания и связывания с другими молекулами в матрице. У некоторых групп животных, наиболее заметно ракообразных, матрица сильно обогащена твердыми минералами, обычно кальцитом или аналогичными карбонатами, которые образуют большую часть экзоскелета . У некоторых организмов содержание минералов может превышать 95%. Роль хитина и белков в таких структурах заключается не только в удерживании кристаллов вместе; сама кристаллическая структура подвергается такому воздействию, что предотвращает распространение трещин под напряжением, что приводит к замечательной прочности. Процесс образования таких богатых минералами матриц называется биоминерализация.

Различие между немодифицированными и модифицированными формами экзоскелетов хитиновых членистоногих можно увидеть, сравнив стенку тела, скажем, личинки пчелы, в которой модификация минимальна., любому бронированному виду жука или клыкам паука. В обоих этих примерах имеется сильная модификация путем склеротизации. Опять же, резко контрастируя как с немодифицированным органическим материалом, таким как в основном чистый хитин, так и со склеротизированным хитином и белками, рассмотрим покровы сильно бронированного краба, в котором существует очень высокая степень модификации биоминерализацией.

Линька

Как упоминалось, покровы, и в частности кутикула, являются продуктом единственного слоя столбчатых или кубовидных эпителиальных клеток, прикрепленных к базальной мембране. Кутикула обеспечивает мышечную поддержку и действует как защитный щит по мере развития насекомого, но сама по себе не является клеточной, поэтому, будучи однажды установленной, она не может расти и предлагает мало возможностей для обслуживания, обновления или увеличения в размерах по мере роста животного. Следовательно, животное периодически сбрасывает внешнюю часть кутикулы в процессе, называемом линькой или отрывом. По мере приближения времени линьки как можно больше материала экзокутикулы внутренне переваривается под действием ферментов и реабсорбируется через эпителиальный слой. Когда его основание растворяется, старая кутикула начинает отделяться от эпидермиса в процессе, называемом аполизом.

В начале процесса аполиза эпителиальные клетки выделяют ферментативную жидкость для линьки между старой кутикулой и эпидермисом.. Ферменты частично переваривают эндокутикулу, а эпидермис поглощает переваренный материал для усвоения животным. Большая часть этого переваренного материала повторно используется для создания новой кутикулы. После того, как новая кутикула сформировалась в достаточной степени, животное разделяет оставшиеся части старого покрова по встроенным слабым линиям и сбрасывает их в видимом процессе шелушения, обычно сбрасывая эпикутикулу и редуцированную экзокутикулу, хотя у некоторых видов есть их вместе для маскировки или защиты. Залитые части называются exuviae. Затем животное расширяет свое тело, глотая жидкость или газ, и при этом растягивает новые покровы до нужных размеров и формы. Новые покровы все еще мягкие и обычно бледные, и говорят, что они teneral или callow . Затем он подвергается процессу затвердевания и пигментации, который может занять от нескольких минут до нескольких дней, в зависимости от характера животного и обстоятельств.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 21:11:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте