昆虫の外骨格とは何ですか？
昆虫の外骨格は、あらゆる節足動物の体を支え、保護する外側の骨格です。 節足動物門の決定的な特徴であると考えられています。 甲殻類の一部では、外骨格を「シェル」と呼びますが、これは単に外骨格の別の呼び方です。
外骨格のさまざまな部分。 close up
脱皮する昆虫
昆虫外骨格の機能
昆虫外骨格について考える最も簡単な方法は脊椎動物の骨と皮膚という観点から考えることである。 脊椎動物の骨と皮の役割をすべて兼ね備えたものが外骨格です。 そのため、基本的な機能のいくつかを紹介する。
- 物理的な構造であること
- 物理的な害から守ること
- 筋肉を取り付ける場所
- 虫と環境の間のインターフェースとして機能すること
- 次のような役割を果たすこと。 感覚入力の場所
- 水分バランスの維持に役立つ（ワックス層）
- 有害な微生物や化学物質の侵入を防ぐ
- イオンバランスの維持に役立つ
注。 時々、外骨格をintegumentと呼ぶ人がいますが、この2つの用語は多かれ少なかれ同じ意味です。 技術的には、「integument」という用語は、表皮、つまり外骨格の生きている層を指し、「cuticle」という用語は、外骨格の生きていない層を指します。
外骨格の部位
上の昆虫の内部構造の図に見られるように、外骨格を構成するさまざまな部位がある。 基本的に、外骨格は表皮と呼ばれる生きた層と、クチクラと呼ばれる非生きた層からなり、それらの部分は独自の構造も持っています。
まず、上皮は外骨格の一番上の部分です（図の上の黒い太い線で示した部分）。 エピキューティクルは外骨格の最も外側の層で、非常に薄いのですが、多くの異なる層で構成されています。 通常、上皮の中には4つの層があるが、層の詳細は昆虫のグループによって異なり、必ずしもそうとは限らない。 次にキチン質クチクラであるが、これはエキソキューティクルとエンドキューティクルで構成されている。 この部分は非常に厚く、キチン質（丈夫で、保護的で、半透明であるという意味）である。 これらの部分は構造的な機能を果たし、外骨格がその形を保つのを助けている。 この2つの部分を合わせて、通常、キューティクルと呼びます。 キューティクルはキチン質とタンパク質で構成されており、20-50%がキチン質、残りがタンパク質です。 最後に、外骨格の生きている部分である表皮と基底膜（basal lamina）である。 外骨格のこの部分からクチクラが分泌され、これが老化して上部に近づき（エンドクチクラとエキソクチクラを経て）、エピクチクラの一部、つまり昆虫の外側で固まった「殻」になるまで上昇する。 殻の脱皮は、新しいクチクラが古いクチクラを押し出すことで行われる。 表皮は1つの細胞層からなり、腺細胞や感覚細胞などの特殊な細胞も含まれる。 表皮の下にある基底膜（Basal lamina）は、分子のふるいの役割を果たし、つまり基底膜は、表皮に吸収される物質、したがってキューティクルの生成に使われる物質を制御しているのである。
表皮
表皮
先ほど申し上げたように、表皮は大きく4つの層に分かれています。
- セメント層-ワックス層を保護する役割
- ワックス層-昆虫の防水の役割
- 外皮-筋肉の付着場所として、また酵素から新キューティクルを守る役割、表面の模様に寄与することもあります。
- 内側表皮-酵素の貯蔵庫として機能することがある
セメント層は多くの昆虫で存在しないことがあるが、一般に表皮のワックス層を保護するために存在する。 表皮のワックス層は、昆虫がすべての水分を蒸発させないようにするのに役立っている。 昆虫は体が小さいので、脱水症状に非常に弱いのです。
筋肉が付着する場所であると同時に、おそらく表面の模様付けにも貢献しているのですが、外側の表皮は脱皮時の伸縮限界、つまり脱皮後に昆虫がどれだけ大きくなれるかを示しているかもしれません。
昆虫学者は、内側エピキューティクル層をどのように考えればよいのかよく分かっておらず、内側エピキューティクル層は存在せず、むしろ外側エピキューティクルの延長であると考える人もいます。 もし、内皮が外皮とは別の層であるならば、その機能はおそらく酵素の貯蔵所である。
キチン質クチクラ
キチン質クチクラの層はプロキューティクルから派生したもので、外層エピクティクルと混同されることがある。 昆虫のキューティクルは、最初はプロキューティクルと呼ばれる一つの材料として敷かれ、その後、エキソキューティクルとエンドキューティクルに分化し、その分化は、各層が日焼けするかどうか、どのように安定させるかに由来している。 これらの層はすべてキチン質とタンパク質で構成されている。
外皮
外皮は日焼け（硬化、黒ずみ）しており、すべての物理的、硬い性質を担っている。
- 硬さと色
- 筋肉の付着
- 剛性
- 物理的保護
Endocuticle
Endocuticleは通常なめされず（硬化して、黒くなっています）主機能として、Exocuticleの剛性を柔軟にすることであります。 そうでなければ、昆虫は完全に硬くなり、動くことができない。 内殻は通常、無色透明で、膜状である。
中甲介
外甲介と内甲介の間には中甲介と呼ばれる層があります。 この層はあまり知られておらず、その重要性もわかっていない。