Строение кожи

Кожа насекомых состоит из трех слоев: базальной мембраны, гиподермы и кутикулы.

Базальная мембрана – самый нижний слой. Она не имеет клеточного строения, образована в основном мукополисахаридами, выделяющимися из гемоцитов – клеток гемолимфы. Мембрана проводит питательные вещества к клеткам следующего слоя и является разграничителем между гиподермой и расположенными ниже жировым телом и внутренними органами.

Гиподерма – основа покровов, слой клеток, вырабатывающий компоненты кутикулы. Часть гиподермальных клеток преобразуется в секретирующие или превращается в волоски и щетинки.

Кутикула – наружный слой кожи, самый толстый и многослойный из всех. Она, как и базальная мембрана, также не имеет клеточного строения. Состоит из продуктов секреции гиподермы, основой которых является вещество хитин.

В свою очередь, кутикула также разделяется на слои. В первую очередь, это:

  • прокутикула (другие названия – ламинарная, слоистая кутикула) – толстая, расположена непосредственно над гиподермой;
  • эпикутикула – тонкая, лежит над прокутикулой.

Ламинарная кутикула делится еще на два слоя: эндокутикула (внутренняя) и экзокутикула (наружная).

В составе эпикутикулы имеется четыре слоя (изнутри кнаружи): гомогенный; кутикулиновый; восковой; наружный цементный.

Более подробно строение каждого слоя освещено в статье Кутикула.

Функции кожи

  • механическая: кожа формирует наружный экзоскелет тела, несет на себе рецепторные образования и железы;
  • барьерная: покровы отделяют внутреннюю среду от внешней и регулируют проникновение веществ внутрь организма и их выход из него;
  • защитная: покровы обладают значительной прочностью, что предохраняет насекомых от последствий падения, делает недоступными для некоторых хищников и т.д.;
  • носители пигментов. гиподерма и кутикула могут являться носителями пигментов, обусловливая определенный цвет тела у насекомых;
  • функция депо: в коже откладываются некоторые метаболиты и промежуточные продукты обмена веществ.

Производные кожи

Их можно разделить на несколько типов:

  • скульптурные придатки – производные только кутикулы;
  • структурные придатки: производные кутикулы и гиподермы;
  • эндоскелетные образования – структуры, расположенные на внутренней поверхности кожи;
  • железы.

Шванвич выделяет среди производных кожи другие разновидности:

  • несочлененные придатки – неподвижные, являющиеся прямым продолжением покровов (гребни, шипы и др.);
  • сочлененные придатки, отличные по строению от кожи и часто смещающиеся относительно нее (волоски, щетинки);
  • железы.

Так как первая классификация является более современной и общепринятой, при описании придатков кожи будем придерживаться ее.

Скульптурные придатки

К ним относят шипики (хетоиды), бугорки, бороздки, вдавленные точки. Они представляют собой локальные изменения толщины кутикулы, при этом, гиподерма сохраняет равномерный рельеф и не участвует в их образовании. Такие придатки бывают у разных насекомых, но особенно часто они украшают тело и надкрылья жуков.

Структурные придатки

Хеты. Самый характерный из таких производных – это хеты, которые включают в себя волоски (более тонкие, по всей длине имеют одинаковый диаметр) и щетинки (толще, сужаются к концу). Несмотря на внешнее различие, происхождение разных видов хет одинаково, они берут начало из двух клеток гиподермы, одна из которых преобразуется в так называемую трихогенную клетку, которая дает отросток вверх и проникает сквозь эндокутикулу через пору, а другая преображается в мембранную. Мембранная клетка создает вокруг волоска сочленовую мембрану, позволяющую ему смещаться относительно кутикулы.

Волоски могут быть рассеяны по телу или густо покрывать его поверхность, бывают бесцветными или окрашенными. К примеру, густое расположение волосков отличает многих ночных бабочек и шмелей. У ряда видов хеты расположены на теле пучками.

Шипы. Кроме хет, у насекомых часто встречаются шипы: более мощные образования, сформированные из выступов кожи и выстланные изнутри слоем гиподермальных клеток. Эти структуры встречаются на теле и на ногах, могут быть фиксированы к коже неподвижно и подвижно. Некоторые насекомые отличаются наличием гребней, рогов, паранотальных выростов, разрастаний щитков, разветвляющихся выростов.

Чешуйки. Еще одним видом придатков являются чешуйки, располагающиеся на крыльях и, в небольшом количестве, на теле у бабочек. Фактически, они являются видоизменениями не собственно кожи, а хет. Чешуйки имеют сложное, причудливое строение и определенным образом складываются вместе, формируя сложный рисунок крыльев. Помимо Чешуекрылых, подобные образования имеются у ряда Первичнобескрылых и у жуков-долгоносиков.

Эндоскелетные образования

Они представлены в виде выступов, гребней и других структур, которые располагаются на внутренней поверхности тела. Отдельные части внутреннего каркаса, к которым крепятся мышцы и которые поддерживают органы, носят название аподемы. В наибольшей степени эндоскелетные образования развиты в голове (там они называются общим термином тенторий) и груди; в висцеральном отделе в них нет большой необходимости.

Железы

Эта группа объединяет в себе множество различных структур, отличающихся по строению, количеству, расположению и происхождению секрета. В зависимости от выделяемого продукта, они бывают нескольких видов.

Пахучие (ароматические)

Выделяют вещества с резким запахом. Такие структуры есть у клопов, у которых они находятся на груди и брюшке. У личинки солдатика пахучих желез три, их выводные протоки открываются на 4, 5, 6 тергитах брюшка. Как правило, для человека запах секрета этих желез неприятен, однако это – не абсолютное правило. Например, Pizostethuscursitansвыделяет жидкость, пахнущую земляникой, а пахучие железы пчелы издаются фруктовый аромат.

Восковые

Выделяют воскоподобную субстанцию, покрывающую тело насекомого либо со всех сторон, либо на ограниченных участках. Это уменьшает смачиваемость поверхности покровов водой и создает ему механическую защиту; подобное характерно для

Лаковые

Производят субстанцию, которая используется насекомыми с технической целью. Лаковые железы имеются у некоторых видов червецов, обитающих в тропиках. Выводные протоки этих желез находятся на спине, они выделяют смесь веществ, уплотняющуюся на воздухе в виде чешуек. Со временем их количество увеличивается, и они формируют сплошной щиток, под которым живет червец и развивается его молодь.

Ядовитые

Выделяют отравляющие вещества, часто располагаются у основания волосков, что увеличивает чувствительность желез к малейшему физическому воздействию. Их наиболее характерные обладатели – тропические гусеницы. У некоторых организмов имеются видоизмененные железы – ядовитые волоски, у которых токсин заполняет полость волоска, а не мешочек в его основании. Такие волоски часто расположены на возвышениях – ядовитых бугорках, внутри которых расположена железистая ткань, продуцирующая яд.

Отпугивающие (оборонительные)

Такими обладают плавунцы, гусеница гарпии, жуки-бомбардиры. У последних секрет желез, содержащий оксид азота и азотнокислые соли, выбрасываются в воздух, и при контакте этих веществ с воздухом происходит некое подобие взрыва. Это отвлекает противника и причиняет ему боль, если секрет желез попадает на его покровы. Особые оборонительные железы используют и термиты, применяя их в борьбе муравьями. Выводные протоки желез находятся у них на голове и выпускают секрет в виде капель или нитей. Попадание жидкости на антенны муравьев выводит их из строя.

Шелкоотделительные (прядильные)

Имеются у личинок бабочек, ручейников и др., по происхождению являются видоизмененными слюнными железами, которые мы не описывали, так как они не являются придатками кожи. Прядильные железы выделяют жидкость, которая застывает на воздухе и вытягивается насекомым в длинную нить.

Функции придатков кожи

Скульптурные придатки могут играть роль светопреломляющих образований, служить отличительным видовым признаком насекомых, однако особой роли в их жизнедеятельности они чаще всего не играют.

Волоски при редком расположении на теле играют роль чувствительных элементов, а их густота может говорить о том, что они участвуют в терморегуляции. На это указывает то, что густо опушенных насекомых больше среди обитателей жарких засушливых территорий. Чешуйки бабочек имеют основное значение в формировании окраски крыльев. Шипы, гребни, выступы чаще имеются у самцов и используются для защиты.

Общее значение всех структурных образований состоит в том, что их наличие, количество, расположение, размер и другие характеристики могут иметь наследственную природу, вследствие чего их изучение можно использовать при распознавании видов.

Благодаря эндоскелетным образованиям, покровы могут выполнять функцию наружного скелета. Эти придатки служат местами прикрепления мышц и других внутренних структур, что делает возможным их работу и сохранение постоянного взаиморасположения.

Значение желез очевидно, в зависимости от характера выделяемого секрета, они способны выполнять множество функций. Помогают защищаться от врагов, искать партнеров для размножения, механически защищать тело, производить строительный материал для жилища (например, сот у пчел) и т.д. Назначение этих образований может быть и другим. Например, пахучие железы, секрет которых увеличивается в объеме у мигрирующих насекомых, может руководить их поведением в группе, а пчелы «включают» их тогда, когда находят источник пищи и хотят сообщить об этом своим сородичам.

Близкие статьи

Хеты

Chaetae

Ссылки

Заглавная статья: Внешнее строение насекомых