Что представляют собой мальпигиевы сосуды у насекомых: строение и значение
Мальпигиевы сосуды играют важную роль в жизнедеятельности насекомых. Эти органы выполняют функцию выделения и поддержания водно-солевого баланса. Рассмотрим подробнее их строение и работу.
Строение мальпигиевых сосудов
Мальпигиевы сосуды представляют собой тонкие выросты средней или задней кишки в виде трубчатых канальцев. Обычно их число варьирует от 2 до 150. Стенки сосудов состоят из однослойного эпителия, покрытого снаружи базальной мембраной и мышечным слоем. Концы трубочек могут:
- свободно заканчиваться в полости тела
- срастаться попарно
- прикрепляться к стенке задней кишки (явление криптонефрии)
Последний вариант встречается у наземных насекомых, испытывающих недостаток воды. В этом случае мальпигиевые сосуды могут отсасывать влагу из кишечника.
Функционирование мальпигиевых сосудов
Основная функция этих органов - удаление из организма конечных продуктов азотистого обмена. У насекомых это в основном мочевая кислота, у паукообразных - гуанин. Процесс выделения можно разделить на несколько этапов:
- Захват водных растворов солей мочевой кислоты из гемолимфы в просвет концевого отдела сосуда.
- Перемещение раствора к основанию сосуда, где происходит взаимодействие с углекислотой.
- Вытеснение мочевой кислоты из солей с образованием нерастворимых кристалликов.
- Перемещение кристаллов мочевой кислоты к отверстию сосуда и выведение их из организма.
Также мальпигиевые сосуды могут выполнять дополнительные функции, например вырабатывать пищеварительные ферменты или шелковые нити для плетения кокона. Мальпигиевы сосуды тесно взаимодействуют с задней кишкой, передавая ей экскреты для последующего выведения из организма. Такая система позволяет насекомым выживать в суровых условиях, экономя воду.
Мальпигиевы сосуды представляют собой хитроумное приспособление для поддержания гомеостаза у членистоногих. Поперечный разрез мальпигиева сосуда демонстрирует простое, но вместе с тем эффективное устройство этого органа.
Особенности строения
Мальпигиевы сосуды представляют собой довольно простые по строению органы. Их клетки имеют лишь один слой и несут на поверхности реснички - мерцательный эпителий или рабдориум. Такое строение позволяет эффективно поглощать вещества из окружающей среды - гемолимфы.
У некоторых насекомых встречается дополнительная складчатость мальпигиевых сосудов. Это увеличивает площадь поглощающей поверхности в несколько раз.
Регуляция работы
Как уже отмечалось, мальпигиевые сосуды тесно взаимодействуют с задней кишкой. Представляют собой единую систему выделения и осморегуляции. Работа сосудов контролируется нервной и эндокринной системами насекомого.
В частности, гормон диуретический фактор стимулирует поглощение ионов и воды, усиливая диурез. А уровень ионов калия и натрия в гемолимфе является сигналом обратной связи, регулирующим этот процесс.
Эволюционное значение
Мальпигиевые сосуды, по-видимому, возникли независимо у разных групп членистоногих. Это свидетельствует об их большой эволюционной значимости.
Наличие такой системы позволило насекомым освоить сушу и занять множество новых экологических ниш. Мальпигиевые сосуды дают возможность выживать в условиях недостатка воды.
Практическое применение
Знания о строении и функциях мальпигиевых сосудов насекомых используются на практике. Это помогает разрабатывать и совершенствовать методы борьбы с вредными и опасными видами.
Например, инсектициды подбираются таким образом, чтобы нарушать работу выделительной системы насекомого. Это приводит к накоплению токсинов и гибели.
Перспективы изучения
Несмотря на многолетнее изучение, мальпигиевые сосуды до конца не исследованы. Остается много вопросов об особенностях их работы у разных видов насекомых.
Также представляет интерес изучение механизмов регуляции этой системы, в том числе на молекулярном уровне. Это важно для понимания гомеостаза членистоногих в целом.