Co to jest Egzoszkielet owada?
Eksoszkielet owadów jest zewnętrzny szkielet, który wspiera i chroni ciało każdego i wszystkich Arthropoda. To jest uważane za cechę definiującą phylum Arthropoda. W przypadku niektórych skorupiaków, egzoszkielet jest nazywany „muszlą”, jest to po prostu inny termin dla egzoszkieletu.
Różne części egzoszkieletu, close up
An insect molting its exoskeleton
Functions of the Insect Exoskeleton
The easiest way to think about the insect exoskeleton is in terms of vertebrates’ bones and skin. Egzoszkielet służy jako połączenie wszystkich rzeczy, które kości i skóra robią dla kręgowców. Niektóre z podstawowych funkcji są więc:
- Bycie strukturą fizyczną
- Ochrona przed szkodami fizycznymi
- Miejsce mocowania dla mięśni
- Służy jako interfejs między owadem a środowiskiem
- Służy jako. miejsce wejścia sensorycznego
- Pomaga w utrzymaniu równowagi wodnej (warstwa woskowa)
- Pomaga w zapobieganiu przedostawania się szkodliwych mikrobów i substancji chemicznych
- Pomaga w utrzymaniu równowagi jonowej
Uwaga: Czasami można usłyszeć, jak ktoś odnosi się do egzoszkieletu jak do integumentu, a te dwa terminy oznaczają mniej więcej to samo. Technicznie rzecz biorąc, termin „integument” odnosi się do epidermy, czyli żywej warstwy egzoszkieletu, a termin „cuticle” odnosi się do nieożywionej warstwy egzoszkieletu. Czasami jednak, w mniej naukowych lub technicznych pismach, integument i egzoszkielet są używane zamiennie.
Części egzoszkieletu
Istnieją różne części, które tworzą egzoszkielet, jak widać na powyższym obrazku Insect Integument. Zasadniczo egzoszkielet składa się z warstwy żywej, zwanej naskórkiem, i warstwy nieożywionej, zwanej kutikulą, a te części mają również własne struktury.
Po pierwsze, masz epikutikulę, która jest bardzo górną częścią egzoszkieletu (pokazaną jako gruba czarna linia na górze diagramu). Epikutykula jest najbardziej zewnętrzną warstwą egzoszkieletu, jest bardzo cienka, ale składa się z wielu różnych warstw. Zazwyczaj w epikutyku znajdują się 4 warstwy, ale szczegóły ich rozmieszczenia różnią się u różnych grup owadów i nie zawsze tak jest. Następnie mamy kutikulę chitynową, która składa się z egzokutikuli i endokutikuli. Te części są bardzo grube i chitynowe (czyli twarde, ochronne i półprzezroczyste). Te części egzoszkieletu pełnią funkcję strukturalną, pomagają egzoszkieletowi utrzymać jego formę. Te dwie części razem wzięte są zwykle określane mianem kutikuli. Kutykula składa się zarówno z chityny, jak i z białka, przy czym 20-50% stanowi chityna, a reszta to białko. Na końcu znajduje się żywa część egzoszkieletu, którą stanowi naskórek i błona podstawna (basal lamina). Ta część egzoszkieletu wydziela kutykulę, która starzeje się i wznosi coraz bliżej wierzchołka (przechodząc przez endokutykulę i egzokutykulę), aż staje się częścią epikutykuli, czyli zewnętrznej, stwardniałej „skorupy” owada. Topnienie powłoki następuje, gdy nowy naskórek wypycha stary z drogi. Naskórek ma jedną warstwę komórek i zawiera wyspecjalizowane komórki, takie jak komórki gruczołowe i komórki zmysłowe. Błona podstawna (Basal lamina) leży u podstaw naskórka (stąd nazwa), służy jako sito molekularne, co oznacza, że błona podstawna ma kontrolę nad tym, jakie materiały są wchłaniane przez naskórek, a więc jakie materiały są wykorzystywane do tworzenia kutikuli.
Naskórek
Porozmawiajmy trochę więcej o warstwach, które tworzą naskórek
Jak już mówiłem, istnieją cztery główne warstwy naskórka.
- Warstwa cementowa – służy do ochrony warstwy woskowej
- Warstwa woskowa – służy jako hydroizolacja dla owada
- Zewnętrzna epikutyna – służy jako miejsce przyczepu mięśni oraz jako ochrona kutikuli przed enzymami, a także może przyczyniać się do ukształtowania powierzchni.
- Wewnętrzna epikutykula-może służyć jako rezerwuar enzymów
Warstwa cementowa może być nieobecna u wielu owadów, ale generalnie jest tam, aby chronić warstwę woskową epikutykuli. Warstwa woskowa epikutykuli pomaga utrzymać owada przed utratą całej jego wody na parowanie. Ze względu na ich mały rozmiar, owady są bardzo podatne na odwodnienie.
W połączeniu z byciem miejscem mocowania mięśni, a może przyczyniając się do wzorowania powierzchni, zewnętrzny epikutyk może również zapewnić limit rozciągania w molting, co jest powiedzieć, jak duży owad może stać się po molt.
Entomolodzy naprawdę nie są pewni, co zrobić z wewnętrznej warstwy epikutykuli, a niektórzy uważają, że nie jest nawet tam, ale raczej przedłużenie zewnętrznej epikutykuli. Jeśli jest tam, i oddzielna warstwa z od zewnętrznej epikutykuli, jego funkcja jest prawdopodobnie zbiornik enzymów. Ze względu na zamieszanie z epikutikulami warstwy wewnętrznej i zewnętrznej, są one czasem określane po prostu łącznie jako „cuticulina”.
Kutikula chitynowa
Warstwy kutikuli chitynowej wywodzą się z prokutikuli. Kutikula owadów jest początkowo układana jako jeden materiał, zwany prokutikulą, a następnie różnicuje się na egzokutikulę i endokutikulę, a zróżnicowanie to wynika z tego, czy i jak warstwy te są garbowane i stabilizowane. Wszystkie te warstwy składają się z chityny i białka.
Eksokutykula
Eksokutykula jest opalona (sklerotyzowana, zaciemniona) i funkcjonuje za wszystkie fizyczne, twarde właściwości. Odpowiada za:
- Twardość i kolor
- Zaczepianie mięśni
- Sztywność
- Ochronę fizyczną
Końcówka
Końcówka zwykle nie jest garbowana (sklerotyzowana, ciemniejsza), a jej główną funkcją jest pełnienie funkcji uelastyczniającej sztywność egzokutykuli. W przeciwnym razie owad byłby całkowicie stwardniały i nie byłby w stanie się poruszać. Endocuticle jest zwykle przezroczysta lub bezbarwna i błoniasta.
Mezokutikula
Między egzokutikulą a endokutikulą znajduje się warstwa, zwana mezokutikulą. Niewiele wiadomo o tej warstwie i jej znaczeniu.