Кожные покровы насекомых. Распространение насекомых. Расселение по ареалу

Учебные материалы по биологии / Характеристика насекомых / Кожные покровы насекомых. Распространение насекомых. Расселение по ареалу

Страница 1

Кожные покровы, как никакие другие части или системы насекомых, за длительную историю развития сильно эволюционировали. Покровы насекомых обладают различными свойствами, которые позволяют им наряду с опорной (механической) функцией наружного скелета выполнять и другие сложные функции. Особенно важны их барьерные свойства, регулирующие взаимодействие организма с внешним миром и обеспечивающие постоянство его собственной внутренней среды. Кожные покровы защищают насекомых от механических повреждений, потери воды, являются наружным скелетом.

Покровы служат носителями окраски тела, местом отложения резервных и некоторых конечных продуктов метаболизма, средоточием рецепторов и желез.

Кожные покровы насекомых состоят из живого слоя - гиподермыи мертвого слоя - хитиновой кутикулы

(хитин - высокомолекулярное азотистое вещество, придающее прочность коже), являющейся продуктом выделения гиподермы. В процессе многократной линьки, когда насекомое растет, каждый раз образуется новый панцирь-скелет. Основу покровов составляет гиподерма

- однослойный эпителий, подостланный изнутри базальной мембраной

и покрытый снаружи кутикулой.

Строение кожного покрова насекомого: 1 - эпикутикула; 2 - экзокутикула; 3 - эпидермис; 4 - трихогенная (волосковая) клетка; 5 - соединительнотканные клетки; 6 - базальная мембрана эпидермиса; 7 - волосок; 8 - эндокутикула

Насекомые имеют много желез гиподермального происхождения: слюнные, пахучие, ядовитые, паутинные, восковые и пр. Окраска покровов насекомых обуславливается пигментами, содержащимися в кутикуле или гиподерме.

Бесструктурная базальная мембрана секретируется гемоцитами - клетками «крови» насекомых и состоит главным образом из мукополисахаридов. Клетки гиподермы одноядерны, имеют на поверхности многочисленные микроворсинки и нередко преобразуются либо в эноциты - крупные секретирующие клетки, либо в компоненты гиподермальных желез, либо в сенсиллы - разнообразные волоски и щетинки, столь характерные для внешнего облика насекомых.

Выделяемая гиподермой кутикула - относительно косное, не имеющее собственного метаболизма образование, пронизанное многочисленными поровыми каналами. Эти каналы, отходящие от клеток, обеспечивают транспорт веществ при секреции отдельных слоев кутикулы и при регенерации покровов. Кутикула состоит из двух слоев: прокутикулы

и эпикутикулы

, которые обеспечивают ее прочность и эластичность, а также химическую стойкость и непроницаемость.

Толстый слой прокутикулы

, делится на эндо- и экзокутикулу. Эндокутикула - прозрачна, а экзокутикула содержит красящий пигмент. В их состав входят хитин и белки. Прокутикула эластична и стойка против действия эфиров, спиртов, кислот, щелочей. Содержащийся в экзокутикуле пигмент придает насекомому определенную окраску. Экзокутикула уступает по толщине эндокутикуле и особенно прочна. В местах сочленений она сильно утончена или совсем редуцируется. Снаружи кожа покрыта самым тонким слоем - эпикутикулой

, состоящей из восковых и липоидных веществ, благодаря чему она не смачивается водой и не пропускает ее через себя, т.е. представляет собой хорошее защитное средство, предохраняющее насекомое от пересыхания. У некоторых насекомых имеется также переходный слой - мезокутикула

с меньшим содержанием склеротинов, и слой Шмидта - узкая полоска аморфной, свежевыделенной и еще не стабилизированной эндокутикулы.

Скульптура кожи насекомых в виде волосков, шипиков, щетинок очень разнообразна. Она связана с ядовитыми и линочными железами, расположенными в гиподерме. У водных и почвообитающих форм эпикутикула развита слабо или отсутствует, но у обитателей наземной среды она отличается сложнейшей дифференциацией. В сформированном состоянии кутикула не только прочна, но и мало проницаема для воды. Это ее свойство приобретает особое значение для сухопутных насекомых, испытывающих из-за малых размеров тела постоянную угрозу иссушения: ведь отношение площади поверхности тела к его объему у них иное, нежели у крупных животных, и площадь испарения воды относительно большая. При этом основную роль в поддержании водного баланса играет тончайшая эпикутикула.