Cos’è l’esoscheletro degli insetti?
L’esoscheletro degli insetti è lo scheletro esterno che sostiene e protegge il corpo di tutti gli Artropodi. È considerato una caratteristica distintiva del phylum Arthropoda. Con alcuni Crostacei, l’esoscheletro è chiamato “guscio”, questo è solo un altro termine per l’esoscheletro.
Diverse parti dell’esoscheletro, da vicino
Un insetto che muta il suo esoscheletro
Funzioni dell’esoscheletro degli insetti
Il modo più semplice per pensare all’esoscheletro degli insetti è in termini di ossa e pelle dei vertebrati. L’esoscheletro serve come una combinazione di tutte le cose che le ossa e la pelle fanno per i vertebrati. Alcune delle funzioni di base sono quindi:
- Essere una struttura fisica
- Protezione dai danni fisici
- Un luogo di attacco per i muscoli
- Serve come interfaccia tra l’insetto e l’ambiente
- Serve come il sito di input sensoriale
- Aiuta a mantenere l’equilibrio idrico (lo strato di cera)
- Aiuta a prevenire l’ingresso di microbi e sostanze chimiche dannose
- Aiuta a mantenere un equilibrio ionico
Nota: A volte potreste sentire qualcuno riferirsi all’esoscheletro come al tegumento, e i due termini significano più o meno la stessa cosa. Tecnicamente, il termine “tegumento” si riferisce all’epidermide, o strato vivente dell’esoscheletro, e il termine “cuticola” si riferisce allo strato non vivente dell’esoscheletro. A volte, negli scritti meno accademici o tecnici, tuttavia, tegumento ed esoscheletro sono usati in modo intercambiabile.
Parti dell’esoscheletro
Ci sono diverse parti che compongono l’esoscheletro, come si può vedere nell’immagine dell’integrità dell’insetto sopra. Fondamentalmente, l’esoscheletro è composto da uno strato vivente, chiamato epidermide, e uno strato non vivente, chiamato cuticola, e anche queste parti hanno strutture proprie.
Primo, abbiamo l’epicuticola, che è la parte superiore dell’esoscheletro (mostrata come una spessa linea nera nella parte superiore del diagramma). L’epicuticola è lo strato più esterno dell’esoscheletro, è molto sottile, ma consiste di molti strati diversi. Di solito ci sono 4 strati all’interno dell’epicuticola, ma i dettagli degli strati variano tra i diversi gruppi di insetti, e questo non è sempre il caso. Poi c’è la cuticola chitinosa, che comprende l’esocuticola e l’endocuticola. Queste parti sono molto spesse e chitinose (cioè dure, protettive e semitrasparenti). Queste parti dell’esoscheletro hanno una funzione strutturale, aiutano l’esoscheletro a mantenere la sua forma. Queste due parti prese insieme sono di solito indicate come la cuticola. La cuticola è composta sia da chitina che da proteine, il 20-50% è chitina e il resto sono proteine. Infine c’è la parte viva dell’esoscheletro, che è l’epidermide e la membrana basale (lamina basale). Questa parte dell’esoscheletro secerne la cuticola, che invecchia e sale sempre più verso l’alto (passando per l’endocuticola e l’esocuticola) fino a formare l’epicuticola, o il “guscio” esterno e indurito dell’insetto. La muta del guscio avviene quando la nuova cuticola spinge via la vecchia cuticola. L’epidermide ha uno strato cellulare e include cellule specializzate, come le cellule ghiandolari e le cellule sensoriali. La membrana basale (lamina basale) è alla base dell’epidermide (da cui il nome) e funge da setaccio molecolare, il che significa che la lamina basale ha il controllo su quali materiali vengono assorbiti dall’epidermide, e quindi quali materiali vanno nella creazione della cuticola.
L’epicuticola
Parliamo un po’ di più degli strati che compongono l’epicuticola
Come ho detto prima, ci sono quattro strati principali dell’epicuticola.
- Strato di cemento – serve a proteggere lo strato di cera
- Strato di cera – serve come impermeabilizzante per l’insetto
- Epicuticola esterna – serve come posto per l’attacco del muscolo, e come protezione per la nee cuticola contro gli enzimi e può anche contribuire al disegno della superficie.
- Eputicola interna-Può servire come riserva di enzimi
Lo strato di cemento può essere assente in molti insetti, ma in generale è lì per proteggere lo strato di cera dell’epicuticola. Lo strato di cera dell’epicuticola aiuta a evitare che l’insetto perda tutta la sua acqua per evaporazione. A causa delle loro piccole dimensioni, gli insetti sono molto vulnerabili alla disidratazione.
Insieme all’essere un posto per l’attaccamento dei muscoli, e forse contribuendo alla modellazione della superficie, l’epicuticola esterna può anche fornire il limite di allungamento alla muta, cioè quanto grande può diventare l’insetto dopo la muta.
Gli entomologi non sono davvero sicuri di cosa fare dello strato di epicuticola interna, e alcuni credono che non sia nemmeno lì, ma piuttosto un’estensione dell’epicuticola esterna. Se c’è, ed è uno strato separato dall’epicuticola esterna, la sua funzione è probabilmente una riserva di enzimi. A causa della confusione con l’epicuticola interna e quella esterna, a volte vengono chiamate congiuntamente “cuticulina”.
Cuticola chitinosa
Gli strati della cuticola chitinosa sono derivati dalla procuticola. La cuticola degli insetti è inizialmente depositata come un unico materiale, chiamato procuticola, e successivamente si differenzia in esocuticola ed endocuticola, e la differenziazione deriva dal fatto che gli strati siano o meno conciati e stabilizzati. Tutti questi strati sono composti da chitina e proteine.
L’esocuticola
L’esocuticola è conciata (sclerotizzata, oscurata), e funziona per tutte le proprietà fisiche, dure. È responsabile di:
- Durezza e colore
- Attacco muscolare
- Rigidità
- Protezione fisica
L’endocuticola
L’endocuticola di solito non è conciata (sclerotizzata, scura), e la sua funzione principale è quella di servire da flessibilità alla rigidità dell’esocuticola. Altrimenti, l’insetto sarebbe completamente indurito e non sarebbe in grado di muoversi. L’endocuticola è solitamente chiara, o incolore, e membranosa.
Il Mesocuticolo
C’è uno strato tra l’esocuticola e l’endocuticola, chiamato mesocuticola. Non si sa molto su questo strato e sulla sua importanza.