Структура и функции покровов тела

ЛЕКЦИЯ 5 ПОКРОВЫ ТЕЛА И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

1 Структура и функции покровов тела

2 Производные покровов

Структура и функции покровов тела

Покровы насекомых представляют собой внешний скелет и владеют разными качествами, которые позволяют им вместе с опорной (механической) функцией внешнего скелета делать и другие сложные функции:

- барьерные (регулируют взаимодействие организма с наружным миром и обеспечивающие Структура и функции покровов тела всепостоянство его своей внутренней среды);

- носители расцветки тела;

- место отложения запасных веществ и неких конечных товаров метаболизма;

- средоточие рецепторов и желез.

Базу покровов составляет гиподерма – однослойный эпителий, подостланный изнутри базальной мембраной и покрытый снаружи кутикулой (слайд 2) (рис. 20). Бесструктурная базальная мембрана секретируется гемоцитами – клеточками геолимфы насекомых и состоит приемущественно из мукополисахаридов. Клеточки Структура и функции покровов тела гиподермы одноядерны, имеют на поверхности бессчетные микроворсинки и часто преобразуются или в эноциты (большие секретирующие клеточки), или в составляющие гиподермальных желез, или в сенсиллы (различные волоски и щетинки).

Гиподермой выделяет наружу кутикулу – образование, не имеющее собственного метаболизма и пронизанное бессчетными поровыми каналами. Эти каналы, отходящие от клеток, обеспечивают транспорт Структура и функции покровов тела веществ при секреции отдельных слоев кутикулы и при регенерации покровов.

Обычно кутикула состоит из нескольких слоев, которые обеспечивают ее крепкость и упругость, также хим стойкость и непроницаемость:

а) прокутикула

- эндокутикула;

- экзокутикула;

б) эпикутикула (у аква и почвообитающих форм развита слабо либо отсутствует).

Прокутикула в хим отношении представлена связанным с белками Структура и функции покровов тела хитином – высокомолекулярным азотсодержащим полисахаридом (поли-М-ацетил-а-глюкозамин), близким по структуре к гликогену и целлюлозе (слайд 3) (рис. 57).

Нерастворимый ни в воде, ни в щелочах, ни в органических растворителях хитин разлагается в крепких неорганических кислотах и при продолжительном нагревании с едким кали отчасти преобразуется в хитозан. Последний Структура и функции покровов тела в присутствии слабеньких смесей серной кислоты дает фиолетовое окрашивание с йодом, что употребляется как высококачественная реакция на хитин. В организме насекомого хитин синтезируется, по-видимому, из глюкозы и разлагается в природе только малочисленными видами микробов и грибов, выделяющих фермент хитиназу.

Водорастворимые фракции белков кутикулы, нареченные артроподином, образуют вкупе с хитином Структура и функции покровов тела основной глюкопротеиновый комплекс. Из нерастворимых в воде фракций более своеобразен белок – резилин, накапливающийся в более эластичных участках покровов, к примеру в местах сочленения крыльев с телом. Вместе с хитином, составляющим до половины сухой массы кутикулы, и белками в ее состав входят липиды, производные оксибензола, ферменты и маленькое количество минеральных соединений Структура и функции покровов тела.

Эндокутикула эластична и прозрачна. Она образована тончайшими слоями, перекрывающиеся фибриллы которых присваивают ей крепкость и упругость. Снутри эндокутикулы могут быть полости, рассеченные несущими балками, перегородками и колонками.

Экзокутикула тоньше и в особенности высокопрочна. В местах сочленений она очень утончена либо совершенно редуцируется. Особенные характеристики экзокутикулы определяются переходом ее водорастворимых белков Структура и функции покровов тела (артроподинов) в нерастворимые склеротины. Такового рода склеротизация, сопоставимая с технологическим процессом дубления кож, осуществляется при участии производных оксибензола и регулируется особым гормоном – бурсиконом, выделяющимся в последних ганглиях брюшной нервной цепочки.

У неких насекомых имеется также переходный слой – мезокутикула с наименьшим содержанием склеротинов, и слой Шмидта – узенькая полоса Структура и функции покровов тела бесформенной, свежевыделенной и еще не стабилизированной эндокутикулы (рис. 58).

В сформированном состоянии кутикула не только лишь высокопрочна, да и не много проницаема для воды. Это ее свойство приобретает особенное значение для сухопутных насекомых, испытывающих из-за малых размеров тела постоянную опасность пересушивания: ведь отношение площади коже к его объему у их Структура и функции покровов тела другое, ежели у больших животных, и площадь испарения воды относительно большая. При всем этом главную роль в поддержании аква баланса играет тончайшая эпикутикула.

Эпикутикула в свою очередь, разделяется на четыре слоя (слайд 4):

а) цементный слой (развит не у всех насекомых, по составу близок к шеллаку);

б) восковой Структура и функции покровов тела (преобладают эфиры жирных кислот). В нем выделяют несколько зон:

- мономолекулярный слой (самый внутренний и состоит из липидов, нацеленных гидрофобными группами наружу, что присваивает устойчивость к пересушиванию);

- средний (наименее упорядочен, находится большая часть воска, пропитанного субстанциями цементного слоя);

- наружняя зона (образует соответствующие для неких насекомых восковые налеты и структуры).

в) полифеноловый Структура и функции покровов тела (представляет собой задубленную часть кутикулинового, прилегающего к экзокутикуле слоя).

г) кутикулиновый (развит по всей коже, заходя также в трахеи, во впячивания покровов и в эктодермальные производные кишечного тракта и полового тракта, играет роль селективного барьера проницаемости и «активирующего фактора» для ферментативного гидролиза эндокутикулы при линьке). Обладает рядом параметров:

- проницаем Структура и функции покровов тела для воска, а в неких случаях и для воды;

- определяет текстуру поверхности кутикулы;

- ограничивает растяжение покровов в целом.

Проницаемость кутикулы сохраняется только до некой критичной точки, до температуры, соответственной началу плавления восков. При удалении воскового слоя растворителями либо абразивными материалами проницаемость сходу растет и насекомое теряет способность противостоять пересушиванию.

Кутикулярные Структура и функции покровов тела воска ограничивают проницаемость покровов насекомых исключительно в одном направлении, от прокутикулы наружу. Транспорт веществ вовнутрь тела происходит резвее и легче, и конкретно благодаря данной многофункциональной асимметрии кутикулы становится вероятным активное поглощение воды из увлажненной, но не насыщенной водой атмосферы.

Различные соединения попадают через кутикулярные барьеры с различной скоростью, а некие Структура и функции покровов тела вообщем не попадают через их.

Все насекомые по мере развития претерпевают линьки. Линька проходит в ряд шагов (слайд 5):

1) Аполизис. Клеточки гиподермы растут, получают приметные ядрышки, бессчетные рибосомы и отслаивают от себя кутикулу. В этот момент меж клеточками гиподермы и кутикулой просачивается неактивный линочный гель. Сразу клеточки гиподермы выделяют тончайший Структура и функции покровов тела слой кутикулина. Содержащая протеиназы и хитиназу линочная жидкость не действует на склеротины экзокутикулы и защищенные кугикулином клеточки гиподермы, но активно разлагает эндокутикулу.

2) Растворяясь, древняя кутикула становится все более узкой. Сразу начинается выделение новейшей кутикулы эноцитами. Образующийся кутикулиновый слой, сначало ровненький и гладкий, скоро приобретает морщинки и складки, что обеспечивает Структура и функции покровов тела возможность следующего роста размеров тела.

3) После чего прямо за секрецией полифенолов происходит задубливание наружного слоя кутикулина и начинается выделение новейшей прокутикулы.

4) Прокутикула становится более толстой, а отходящие от клеток гиподермы тонкие цитоплазматические тяжи дают начало поровым каналам.

5) По мере формирования каналов начинается отложение воскового слоя эпикутикулы.

6) Экдизис Структура и функции покровов тела (момент сбрасывания старенькой кутикулы, от которой в виде линочной шкурки, либо экзувия, сохраняются только экзокутикула и эпикутикула) (см. рис. 58).

7) Линяющее насекомое расправляет новейшую мягенькую кутикулу и придатки.

8) Склеротизация покровов.

Все эти процессы регулируются специфичными гормонами. А именно, активируя тирозиназу в гемоцитах и увеличивая проницаемость клеточных мембран для тирозина и дофамина, уже Структура и функции покровов тела узнаваемый нам бурсикон служит регулятором склеротизации и пигментации покровов. Экдизис и отложение слоев эндокутикулы и воска определяются гормонами мозга, а аполизис – линочным гормоном, продуцируемым в переднегруди.

Кутикула может быть как гладкой, так и иметь различную микроскульптуры в виде складок, бороздок, бугорков и т.д. (слайд 6) (рис. 18).

Производные покровов

Как указывалось Структура и функции покровов тела ранее кутикула – это достаточно сложное образование, которое имеет различные производные:

- элементы внутреннего скелета (аподемы, фрагмы, тенторий и др.);

- выросты,

- щетинки;

- шпоры;

- чешуйки;

- гиподермальные железы.

Посреди выростов можно отметить листовидные либо ветвящиеся выросты переднеспинки неких экзотичных цикад и жуков, типичные рога и гребни (слайд 7, 8) (рис. 60).

Более обыкновенны волоски, щетинки Структура и функции покровов тела и чешуйки (слайд 9), нрав рассредотачивания и форму которых часто употребляют в систематике. Очень большие и подвижные щетинки, расположенные на ногах, участвуют в движении и называются шпорами.

Рис. Щетинки и щетинконосные поры

Чешуйки бабочек Чешуйки жуков

Чешуйки формируются из 2-ух клеток гиподермы (слайд 10) (рис. 61). Одна из их – трихогенная клеточка Структура и функции покровов тела – выпускает через пору в эндокутикуле цитоплазматический тяж и образует тело самой щетинки, другая – мембранная клеточка – выделяет гибкую сочленовную мембрану вокруг основания щетинки.

В сформированном состоянии они представлены тончайшими решетчатыми и ребристыми пластинками (рис. 62), на которых происходят интерференция и дифракция световых волн и появляются калоритные цветовые эффекты.

Все железы гиподермы имеют Структура и функции покровов тела общие признаки строения: в базе их лежат секреторные элементы; перед их выделением наружу через разные протоки либо системы протоков секреты скапливаются в резервуаре.

Все клеточки в определенные периоды жизни насекомого делают роль желез, секретирующих кутикулу. Спец железы кутикулы последующие:

- пахнущие и ароматичные (клопы, пчелы);

- отпугивающие (жуки-бомбардиры, термиты-солдаты Структура и функции покровов тела);

- ядовитые (гусеницы);

- восковые и лаковые (равнокрылые);

- шелкоотделительные, либо прядильные (эмбии);

- аллотрофические (вскармливание других особей собственного либо чужого вида);

- феромонные.

Пахнущие и ароматичные железы. (слайд 11) У личинок клопа-солдатика (Pyrrhocoris apterus L.) три пары многоклеточных желез открываются на границах 4–6 тергитов брюшка и любая входящая в их состав секреторная клеточка Структура и функции покровов тела снабжена своим внутриклеточным протоком и резервуаром (рис. 63).

У имаго этого клопа пахнущие железы размещены на груди и отличаются более сложным строением (рис. 64). Выделяемый ими секрет имеет противный запах. Выпячивающиеся из сочленовной мембраны меж 6 и 7 тергитом брюшка ароматичные железы пчел издают слабенький фруктовый запах, а некие клопы пахнут ванилью либо Структура и функции покровов тела земляникой.

Отпугивающие. (слайд 12) Размещены на конце брюшка жука-бомбардира Brachinus sp. (рис. 65).

В их камерах содержатся оксибензолы, пероксид водорода и каталаза. При содействии 2-ух последних соединений выделяется кислород, окисляющий оксибензолы до хинонов. В итоге мощная струя нагретых хинонов и воды направляется жуком на преследователя. Настолько же ориентирован полет капель водянистого Структура и функции покровов тела секрета либо тончайших, застывающих на воздухе нитей из головного отростка носатых боец у термитов либо муравьиной кислоты, выбрызгиваемой гусеницами гарпии (Cerura vinula L.) из объемистых желез у основания фронтальных ног.

Восковые и лаковые железы. (слайд 13) Имеются у червецов и щитовок, белокрылок, тлей, гусениц неких бабочек и личинок перепончатокрылых и Структура и функции покровов тела образованы или отдельными клеточками гиподермы, или маленькими скоплениями клеток (рис. 66).

Выделяя воск через тончайшие поры кутикулы, они присваивают ему вид ажурных пластинок и нитей, схожих на статую покровов либо кристаллы. Эта выделения так специфичны, что позволяют с точностью до вида найти секретарующих их насекомых.

Шелкоотделительные, либо прядильные. (слайд 14) Встречаются на Структура и функции покровов тела лапках эмбий, образованы секретирующим синцитием, центральным резервуаром и выводным протоком (рис. 68).

Продуцируемый ими шелк употребляется для постройки коридоров и галерей в сыпучем грунте, песке либо других субстратах, повсевременно загрязняющих их постройки. Тропические муравьи крепкими нитями шелка «сшивают» примыкающие листья по бокам в малогабаритные гнезда (слайд 15) (рис. 69).

Аллотрофические. (слайд Структура и функции покровов тела 16) Известны у медоносных пчел, рабочие особи которых выкармливают маточным молочком развивающихся личинок и будущую матку. У мирмекофильных жуков семейства Paussidae одноклеточные аллотрофические железы находятся на надкрыльях, голове и на трудно устроенных антеннах (рис.70). Выделяя густой секрет, привлекающий муравьев, жуки избегают участи случайных гостей муравейника, сходу уничтожаемых. Схожие железы имеются у термитофильных Структура и функции покровов тела (обитающих в термитниках) жуков-стафилинов, чешуйниц и неких других насекомых.

Феромонные. (слайд 17) Эти железы выделяют феромоны – вещества, привлекающие полового напарника (андроконии – волоски и чешуйки на крыльях бабочек рис. 71), других особей собственного вида либо отмечающие путь, по которому движутся фуражирующие термиты и муравьи. Часто они очень трудно устроены.

Расцветка тела Структура и функции покровов тела у насекомых многообразна и разделяется на два типа:

а) пигментная, либо хим (находится в зависимости от наличия соответственного пигмента – меланины (от желтоватых и светло-бурых до темных), каротиноиды (желтоватый и красноватый), инсектовердин (зеленоватый), птерины (от белоснежной и желтоватой до оранжевой и красноватой)):

- кутикулярная (очень стойкая);

- гиподермальная (посмертно очень меняется Структура и функции покровов тела)

б) структурная, либо физическая (находится в зависимости от строения кутикулы и расположения на ней чешуек; обоснована явлениями дифракции либо интерференции света. Отсюда переливчатые и железные расцветки тела ряда жуков, крыльев бабочек и других насекомых).

Часто действительная расцветка насекомого оказывается комбинированной, т. е. результатом соединения пигментной и структурной расцветки.


struktura-i-svojstva-svarnih-soedinenij-alyuminiya-i-ego-splavov.html
struktura-i-tipi-kanalov-raspredeleniya.html
struktura-i-topologicheskie-harakteristiki-cepej-shemi-elektricheskih-cepej.html