Vad är insekters exoskelett?
Insekternas exoskelett är det yttre skelett som stöder och skyddar kroppen hos alla leddjur. Det anses vara ett definierande kännetecken för fylum Arthropoda. Hos vissa kräftdjur kallas exoskelettet för ”skal”, detta är bara en annan term för exoskelettet.
Differenta delar av exoskelettet, närbild
En insekt som håller på att rulla sitt exoskelett
Insekternas exoskeletts funktioner
Det enklaste sättet att tänka på insekternas exoskelett är i termer av ryggradsdjurens ben och hud. Exoskelettet fungerar som en kombination av allt det som ben och hud gör för ryggradsdjur. Några av de grundläggande funktionerna är därför:
- Skapa en fysisk struktur
- Beskydd mot fysiska skador
- En fästplats för musklerna
- Fungerar som ett gränssnitt mellan insekten och miljön
- Fungerar som. platsen för sensorisk input
- Hjälper till att upprätthålla vattenbalansen (vaxskiktet)
- Hjälper till att förhindra att skadliga mikrober och kemikalier tränger in
- Hjälper till att upprätthålla en jonisk balans
Anmärkning: Ibland kan du höra någon referera till exoskelettet som integument, och de två termerna betyder mer eller mindre samma sak. Tekniskt sett avser termen ”integument” epidermis, eller det levande lagret av exoskelettet, och termen ”kutikula” avser det icke-levande lagret av exoskelettet. Ibland, i mindre akademiska eller tekniska skrifter, används dock integument och exoskelett synonymt.
Exoskelettets delar
Det finns olika delar som utgör exoskelettet, vilket kan ses på bilden av insektsintegumentet ovan. I grund och botten består exoskelettet av ett levande lager, kallat epidermis, och ett icke-levande lager, kallat kutikula, och dessa delar har också sina egna strukturer.
Först har du epikutikeln, som är den allra översta delen av exoskelettet (visas som en tjock svart linje högst upp i diagrammet). Epikutikeln är det yttersta lagret av exoskelettet, det är mycket tunt, men består av många olika lager. Det finns vanligtvis fyra lager inom epikutikeln, men detaljerna i lagren varierar mellan de olika insektsgrupperna, och detta är inte alltid fallet. Sedan finns den kitinhaltiga kutikeln, som består av exokutikeln och endokutikeln. Dessa delar är mycket tjocka och kitinösa (vilket betyder sega, skyddande och halvgenomskinliga). Dessa delar av exoskelettet har en strukturell funktion, de hjälper exoskelettet att behålla sin form. Dessa två delar tillsammans brukar kallas för kutikula. Kutikulan består av både chitin och protein, 20-50 % är chitin och resten är protein. Slutligen finns den levande delen av exoskelettet, som består av epidermis och basalmembranet (basallamina). Denna del av exoskelettet utsöndrar kutikulan, som åldras och höjer sig närmare och närmare toppen (genom endokutikulan och exokutikulan) tills den är en del av epikutikulan, eller insektens yttre, härdade ”skal”. Skalet mår när ny kutikula trycker undan den gamla kutikulan. Epidermis har ett cellager och innehåller specialiserade celler, t.ex. körtelceller och sensoriska celler. Basalmembranet (Basal lamina) ligger under epidermis (därav namnet) och fungerar som en molekylär sil, vilket innebär att basal lamina har kontroll över vilka material som absorberas av epidermis, och därmed vilka material som går in i skapandet av kutikulan.
Epikutikeln
Låt oss prata lite mer om de lager som utgör epikutikeln
Som jag sa tidigare finns det fyra huvudlager i epikutikeln.
- Cementskiktet tjänar till att skydda vaxskiktet
- Vaxskiktet tjänar som vattentätning för insekten
- Uttre epikutikeln tjänar som en plats för muskelinfästning,och som skydd för nee cuticle mot enzymer och kan också bidra till ytmönstret.
- Inre epikutikeln-kan fungera som enzymreservoar
Cementskiktet kan saknas hos många insekter, men i allmänhet finns det där för att skydda vaxskiktet i epikutikeln. Epikutikelns vaxskikt bidrar till att insekten inte förlorar allt sitt vatten genom avdunstning. På grund av sin ringa storlek är insekter mycket känsliga för uttorkning.
I samband med att det är en plats för muskelinfästning, och kanske bidrar till ytmönstring, kan den yttre epikutikeln också utgöra sträckningsgränsen vid multning, det vill säga hur stor insekten kan bli efter multningen.
Entomologer är verkligen inte säkra på vad de ska tro om det inre epiktikelskiktet, och vissa tror att det inte ens finns där, utan snarare är en förlängning av det yttre epiktikelskiktet. Om det finns där och är ett separat skikt från den yttre epikutikeln är dess funktion förmodligen en enzymreservoar. På grund av förvirringen med det inre och yttre lagrets epikutiklar kallas de ibland bara gemensamt för ”cuticulin”.
Kitinhud
Lagren i den kitinhaltiga kutikeln härstammar från procutikeln. Insekts cuticle läggs ursprungligen ner som ett enda material, kallat procuticle, och differentieras därefter i exocuticle och endocuticle, och differentieringen härrör från huruvida och hur lagren är garvade och stabiliserade. Alla dessa lager består av kitin och protein.
Exocutikeln
Exocutikeln är garvad (sklerotiserad, mörkare), och den fungerar för alla fysiska, hårda egenskaper. Den ansvarar för:
- Hårdhet och färg
- Muskelinfästning
- Styrka
- Fysiskt skydd
Endokutikeln
Endokutikeln är vanligen inte garvad (sklerotiserad, mörkfärgad), och dess huvudsakliga funktion är att fungera som flexibilitet till exokutikelns styvhet. Annars skulle insekten vara helt hårdgjord och inte kunna röra sig. Endocutikeln är vanligtvis klar, eller färglös, och membranös.
Mesocutikeln
Det finns ett lager mellan exocutikeln och endocutikeln som kallas mesocutikeln. Man vet inte mycket om detta skikt och dess betydelse.