Hvad er insekternes eksoskelet?
Insekternes exoskelet er det ydre skelet, der støtter og beskytter kroppen hos alle leddyr. Det anses for at være et definerende kendetegn for stammearten Arthropoda. Hos nogle krebsdyr kaldes exoskelettet for en “skal”, hvilket blot er en anden betegnelse for exoskelettet.
Differentierede dele af exoskelettet, nærbillede
Et insekt, der er ved at ruge sit exoskelet
Funktioner af insekternes exoskelet
Den nemmeste måde at tænke på insekternes exoskelet på er i forhold til hvirveldyrs knogler og hud. Exoskelettet fungerer som en kombination af alle de ting, som knogler og hud gør for hvirveldyr. Nogle af de grundlæggende funktioner er derfor:
- Er en fysisk struktur
- Beskyttelse mod fysisk skade
- Et fastgørelsessted for musklerne
- Funktioner som grænseflade mellem insektet og omgivelserne
- Funktioner som stedet for sanseindtryk
- Hjælper til at opretholde vandbalancen (vokslaget)
- Hjælper til at forhindre indtrængen af skadelige mikrober og kemikalier
- Hjælper til at opretholde en ionisk balance
Note: Nogle gange hører du måske nogen omtale exoskelettet som integumentet, og de to udtryk betyder mere eller mindre det samme. Teknisk set henviser udtrykket “integument” til epidermis, eller det levende lag af exoskelettet, og udtrykket “kutikula” henviser til det ikke-levende lag af exoskelettet. Nogle gange, i mindre akademiske eller tekniske skrifter, bruges integument og exoskelet dog i flæng.
Dele af exoskelettet
Der er forskellige dele, der udgør exoskelettet, som det kan ses på billedet af insektintegumentet ovenfor. Grundlæggende består exoskelettet af et levende lag, kaldet epidermis, og et ikke-levende lag, kaldet kutikula, og disse dele har også deres helt egne strukturer.
Først har du epicutiklen, som er den allerøverste del af exoskelettet (vist som en tyk sort linje øverst i diagrammet). Epicutiklen er det yderste lag af exoskelettet, det er meget tyndt, men består af mange forskellige lag. Der er normalt 4 lag inden for epicutiklen, men detaljerne i lagene varierer mellem de forskellige insektgrupper, og det er ikke altid tilfældet. Så er der den kitinagtige kutikula, som består af exocutikula og endocutikula. Disse dele er meget tykke og kitinøse (dvs. seje, beskyttende og halvtransparente). Disse dele af exoskelettet har en strukturel funktion, idet de hjælper exoskelettet med at holde sin form. Disse to dele tilsammen kaldes normalt for kutikula. Cuticle består af både chitin og protein, hvoraf 20-50 % er chitin og resten er protein. Endelig er der den levende del af exoskelettet, som består af epidermis og basalmembranen (basallamina). Denne del af exoskelettet udskiller kutikula, som ældes og hæver sig tættere og tættere på toppen (gennem endocutikula og exocutikula), indtil den er en del af epicutikula, eller insektets ydre, hærdede “skal”. Skallen skifter, når ny kutikula skubber den gamle kutikula ud af vejen. Epidermis har ét cellelag og omfatter specialiserede celler, f.eks. kirtelceller og sanseceller. Basalmembranen (Basal lamina), der ligger under epidermis (deraf navnet), fungerer som en molekylær si, hvilket betyder, at basallaminaen har kontrol over, hvilke materialer der absorberes af epidermis, og derfor hvilke materialer der indgår i dannelsen af kutikula.
Epicutiklen
Lad os tale lidt mere om de lag, der udgør epicutiklen
Som jeg sagde før, så er der fire hovedlag i epicutiklen.
- Cementlag – tjener til at beskytte vokslaget
- Vokslag – tjener som vandtæt for insektet
- Overste epicuticle – tjener som et sted for muskeltilhæftning,og som beskyttelse for den nye kutikula mod enzymer og kan også bidrage til overflademønsteret.
- Indre epikutikula-måtte tjene som enzymreservoir
Cementlaget kan være fraværende hos mange insekter, men generelt er det der for at beskytte epikutikulaens vokslag. Vokslaget i epicutiklen er med til at forhindre, at insektet mister alt sit vand ved fordampning. På grund af deres lille størrelse er insekter meget sårbare over for dehydrering.
I forbindelse med at være et sted for muskeltilhæftning og måske bidrage til overflademønsteret, kan den ydre epicuticle også udgøre strækgrænsen ved meling, dvs. hvor stort insektet kan blive efter melingen.
Entomologer er virkelig ikke sikre på, hvad de skal mene om det indre epicutikellag, og nogle mener, at det slet ikke er der, men snarere er en forlængelse af det ydre epicutikellag. Hvis det er der, og hvis det er et separat lag fra den ydre epicuticle, er dets funktion sandsynligvis et enzymreservoir. På grund af forvirringen med det indre og det ydre lag epikutikler, omtales de nogle gange bare i fællesskab som “cuticulin”.
Klitinhud
Lagene i kitinhudet er afledt af procuticulaen. Insekters kutikula er oprindeligt lagt ned som ét materiale, kaldet procuticle, og bliver efterfølgende differentieret i exocuticle og endocuticle, og differentieringen er afledt af, om og hvordan lagene er garvede og stabiliserede. Alle disse lag består af chitin og protein.
Exocutiklen
Exocutiklen er garvet (sklerotiseret, mørkfarvet), og den fungerer for alle de fysiske, hårde egenskaber. Den er ansvarlig for:
- Hårdhed og farve
- Muskeltilhæftning
- Stivhed
- Fysisk beskyttelse
Endocutiklen
Endocutiklen er normalt ikke garvet (sklerotiseret, mørkfarvet), og dens vigtigste funktion er at fungere som fleksibilitet til exocutiklens stivhed. Ellers ville insektet være helt hærdet og ville ikke kunne bevæge sig. Endokutiklen er normalt klar eller farveløs og membranagtig.
Mesocuticula
Der er et lag mellem exocuticula og endocuticula, kaldet mesocuticula. Man ved ikke meget om dette lag og dets betydning.