Aparatul secretor al insectelor

Reveniți la elementul principal

Insights: Insecte Osmeteriu al larvei unei coadă de rândunică , proces retractabil glandular care emite o acțiune secretată spre respingătoare.

Anatomie

Cap · piept · abdomen

Antene · Piese bucale Labe · Aripi

Exoschelet · endoschelet

Aparate

Nervos · Digestiv Respirator · Excretor Secretor · Circulator Reproducător

Biologie

Dezvoltare post-embrionară

Aparatul secretor al insectelor este compus din setul de glande prezente în corpul lor. La fel ca în toate organismele cu o anumită complexitate anatomică și fiziologică, insectele au și un aparat glandular distinct într-un sistem exocrin, care este compus din glande cu secreție externă, și într-un sistem endocrin, compus din glande cu secreție internă.

Sistemul endocrin

Sistemul endocrin destul de complex este alcătuit în principal din celule și organe care au o relație directă sau indirectă cu sistemul nervos . Funcția sistemului endocrin este fundamentală pentru reglarea biologiei insectelor și atinge niveluri de complexitate organizațională comparabile cu cele ale animalelor superioare. O particularitate care diferențiază insectele de vertebrate constă în absența funcțiilor de secreție endocrină atribuite sistemului reproductiv. Glandele endocrine de importanță de bază sunt identificate în trei structuri: sistemul endocrin cerebral , sistemul cardio-aortic și glandele protoracice . Funcția primară îndeplinită de aceste glande constă în reglarea dezvoltării post-embrionare , dar individual aceste structuri asigură și reglarea altor procese biologice.

Sistemul neuroendocrin al creierului

Sistemul endocrin cerebral este format din celule nervoase, situate în protocerebro , care și-au pierdut capacitatea de a transmite impulsuri nervoase, devenind glande neuroendocrine.

Activitatea lor se concentrează în stadiul juvenil, cu producerea hormonului cerebral , care este translocat, prin axoni, către corpurile cardiace ale sistemului cardio-aortic. Celulele neuroendocrine ale protocerebrului prezidează, de asemenea, reglarea altor procese.

Sistem cardio-aortic

Sistemul cardio-aortic este asociat cu protocerebro și este situat într-o poziție dorsală și laterală față de esofag . Este compus din două perechi de glande endocrine, numite respectiv corpuri cardiace și corpuri allati , și din conexiuni nervoase care leagă corpurile cardiace de corpurile allati și de protocerebro.

Corpurile cardiace sau faringiene sunt situate pe laturile ganglionului hipocerebral ; sunt conectate anterior la protocerebro și posterior la corpurile aliate. Aceste glande acumulează hormonul creierului produs de protocerebro și sunt responsabile de modificarea sa biochimică. După transformare, hormonul cerebral este circulat în hemolimfă și va fi transportat către organele țintă, reprezentate de glandele protoracice și corpurile aliate. Funcțiile secundare ale corpurilor cardiace constau în eliberarea de substanțe, cu acțiune hormonală, care reglează funcționarea unor organe și a sistemului muscular.

Corpurile aliate sunt situate posterior și mai lateral decât corpurile cardiace. Aceștia sunt responsabili pentru producerea de neotenină , după stimularea hormonului creierului. Neotenina, numită și hormon juvenil , este responsabilă de persistența caracteristicilor tinere. La insectele adulte produc hormonul gonadotrop, care stimulează maturarea celulelor sexuale.

Glandele protoracice

Glandele protoracice sunt situate ventral, de obicei între cap și torace, uneori și în abdomen. Funcția lor principală constă în eliberarea ecdisonei , numită și hormon de năpârlire , la stimularea hormonului cerebral eliberat de corpurile cardiace.

Glandele protoracice sunt prezente doar în stadiile juvenile și la adult regresează.

Reglarea hormonală a dezvoltării

Sistemul endocrin al insectelor este implicat în principal în reglarea hormonală a dezvoltării post-embrionare . Dinamica pe care se bazează este importantă din punct de vedere al aplicației, întrucât o categorie de insecticide de nouă generație își datorează selectivitatea tocmai pentru că mecanismul de acțiune interferează cu reglarea hormonală, dovedindu-se inofensiv față de vertebrate .

La baza dezvoltării se află nivelul a doi hormoni, neotenina ( hormonul juvenil ) și ecdysone ( hormonul de năpârlire ). Hormonul cerebral, produs de sistemul neuroendocrin al protocerebrului, este translocat și acumulat în corpurile cardiace; după refacere, corpurile cardiace injectează hormonul creierului în aortă . Prin circulația sângelui, hormonul creierului ajunge la glandele protoracice unde stimulează producția și eliberarea de ecdizon în circulație.

Întotdeauna în spatele stimulului hormonului cerebral, corpurile aliate asigură în schimb sinteza neoteninei, un hormon care interferează cu activitatea ecdizonului, determinând dinamica dezvoltării. Ecdysone acționează asupra celulelor integumentale prin inducerea formării noii cuticule și, prin urmare, a năpârlirii , în același timp induce evoluția metamorfozei și, prin urmare, apariția caracterelor imaginale, în raport cu acțiunea neotenina:

• în absența neoteninei, nămolul este însoțită de metamorfoză;
• în prezența neoteninei, metamorfoza este inhibată, de aceea năpârlirea are loc odată cu persistența caracterelor juvenile.

Sistem exocrin

Sistemul exocrin al insectelor este destul de bogat atât pentru diferitele tipologii glandulare, cât și pentru varietatea secrețiilor și funcțiile acestora. Pe baza caracteristicilor histologice și anatomice , glandele pot fi împărțite în unicelulare și multicelulare. Acestea din urmă pot fi, de asemenea, simple sau compuse: primele au un singur canal excretor comun tuturor celulelor, celelalte au un canal excretor pentru fiecare celulă confluent împreună cu celelalte într-un rezervor de la care pleacă un canal comun. Alte clasificări se pot referi la localizarea și distribuția în corp.

În ceea ce privește natura secretului, așa cum am menționat, există o varietate considerabilă, în unele cazuri cu o specificitate care afectează unul sau mai multe grupuri sistematice. Aceleași glande pot produce, de asemenea, secreții diferite în diferite grupuri sistematice și, prin urmare, îndeplinesc funcții diferite, cum ar fi glandele accesorii ale aparatului genital . Următorul tabel listează cele mai frecvente din clasă.

O imagine mai largă a tipurilor glandulare prezente la insecte este prezentată în paragrafele următoare.

Glanda frontală

Glanda frontală este o particularitate a ordinii Isoptera , situată în zona dorsală intermediară a capului , într-o depresiune numită fereastră sau fontanel . Deși este prezentă în diferite caste, se dezvoltă în special la indivizii din casta soldaților și, în unele grupuri sistematice ( Termiti nasute ), poate avea o astfel de dezvoltare încât să se extindă până la abdomen.

Funcția glandei frontale nu este pe deplin cunoscută, dar în multe termite are scopuri defensive, deoarece secreția vâscoasă prinde orice dușman al movilei de termite, în special furnicile ^[1] .

Glandele accesorii ale sistemului genital

Sting of Hymenoptera Vespoide . O picătură de secreție emisă de glandele otrăvitoare este vizibilă.

Acestea sunt glande ale căror secreții îndeplinesc în general funcții asociate reproducerii și sunt prezente atât la mascul, cât și la femelă. Uneori iau nume specifice în funcție de funcția pe care o îndeplinesc.

La mascul, secreția are în general o funcție lubrifiantă și trofică și, prin urmare, ajută la funcționalitatea spermatozoizilor . La unele insecte primitive, secreția contribuie la formarea spermatoforului , un înveliș care închide spermatozoizii, menținându-le viabile până când sunt transferate în sistemul genital feminin.

La femelă, glandele accesorii tipice sunt numite glande coleterice și produc un secret fundamental în actul ovipoziției, deoarece este utilizat pentru construirea ootheca sau ca adeziv pentru fixarea ouălor pe un suport sau ca agregator. La unele femele, glandele accesorii sunt glande sericipare reale, deoarece secretă mătase .

În himenopterele apocritice, glandele veninoase sunt, de asemenea, incluse printre glandele accesorii ale aparatului genital feminin. Secreția acestor glande este injectată în corpul victimei prin terebră ( himenoptere parazitoide ) sau înțepătura ( Hymenoptera Aculeati ); otrava este un amestec de substanțe cu histamină sau acțiune colinergică care, la insectele predate, are o acțiune neurotoxică, provocând paralizie, în timp ce la animalele superioare are în general o acțiune anafilactică locală sau răspândită.

Glandele anale

Glandele anale, asociate cu deschiderea anală, sunt prezente la diferite insecte și, în special, la gândaci . Acestea îndeplinesc funcții diferite în funcție de specie, adesea ca glande odorifere (de exemplu, la unele furnici ), dar cea mai curioasă se găsește în gândacii din subfamilia Brachininae , cunoscută în mod obișnuit sub numele de gândaci bombardieri . La aceste insecte glandele produc hidrochinonă și peroxid de hidrogen , acumulate într-un rezervor de colectare care, la rândul său, comunică cu o cameră de reacție . Camera de reacție este căptușită cu un tegument gros și conține celule care secretă enzime oxidante ( catalază și peroxidază ). Aceste enzime declanșează o reacție oxidativă asupra hidrochinonei care implică, datorită creșterii temperaturii, vaporizarea unei părți a soluției. Presiunea ridicată generată de abur determină emisiile violente de gaze cu o explozie puternică. Funcția acestei secreții este în mod clar defensivă.

Glandele feromone

Glandele feromone sunt glande de mare importanță în biologia insectelor, deoarece viața relațională se bazează în mare măsură pe feromoni. În general, feromonii sunt compuși organici volatili capabili să fie percepuți la concentrații foarte scăzute. Astfel de substanțe sunt percepute în general de indivizi de sex opus aparținând aceleiași specii , mai rar de indivizi de specii diferite. Cu toate acestea, nu lipsesc cazurile de feromoni percepute și de indivizi de diferite specii. Aceste diferențe se datorează funcției îndeplinite de feromon:

• Atracția masculului din aceeași specie. Această funcție este îndeplinită de feromoni sexuali , substanțe emise de glandele abdominale ale femelelor și percepute doar de bărbații din aceeași specie.
• Raportarea unui pericol pentru o comunitate. Această funcție este îndeplinită de feromonii de alarmă , substanțe emise de insecte sociale în condiții deosebit de periculoase. Exemplul clasic de feromonă de alarmă este cel emis de sifoanele de afide atunci când sunt capturate de un prădător: feromonul este perceput de ceilalți afide din colonie care se îndepărtează de sit sau se lasă să cadă din plantă pentru a scăpa de orice agresiuni. O funcție similară este îndeplinită de feromonul emis de o glandă atașată la intepatura albinei : după cum se știe, intepatura albinei rămâne blocată în pielea oricărui atacator, eliberând un feromon care atrage alte albine în ajutor.
• Marcare. Această funcție este îndeplinită de feromonii de marcare , emiși în mai multe scopuri, în funcție de caz, de numeroase specii. În general, feromonii de marcare au scopul de a direcționa indivizii din aceeași specie către o sursă de hrană; de exemplu, furnicile muncitoare și termitele marchează calea dintre cuib și sursa de hrană pentru a-i direcționa pe muncitori). În alte cazuri, acestea sunt emise pentru a semnaliza ovipoziția de către o femelă și pentru a preveni fenomenele de concurență intraspecifică: de exemplu, femelele din diferite Diptera Tefritidae marchează fructele în care au depus oul sau ouăle, pentru a preveni alte femele care depun acolo întoarce; femelele multor himenoptere parazitoide se comportă în mod similar. În alte cazuri, feromonul de marcare are un scop unificator, deoarece atrage indivizi din aceeași specie pentru a forma o comunitate; comportamente de acest gen se găsesc, de exemplu, între Blattoidei și Ortopterele Celifere în faza gregară.
• Atracția dușmanilor. În acest caz este o funcție negativă, realizată de feromoni numiți kairomoni . În aceste cazuri, feromonul emis de insectă este perceput de antagoniștii, prădătorii sau parazitoizii săi, care sunt, prin urmare, capabili să localizeze victima.
• Inhibarea dezvoltării sexuale. Această funcție este îndeplinită de feromonii de inhibare , emiși de regina speciei care prezintă un polimorfism de castă. Feromonul în acest caz este destinat să inhibe dezvoltarea sexuală la femeile infertile care formează casta muncitorească.

Glandele ceripare

Larvele unor gândaci Coccinellida au corpul acoperit cu secreții ceroase abundente pentru a se camufla .

Glandele ceripare emit ceară . Este un amestec solubil în grăsimi de esteri , acizi grași , alcooli și parafine organizat sub formă de fire, pulbere, foi, fulgi sau chiar lichide. În general, are scopul de a acoperi corpul insectei în scopuri de protecție (de exemplu, diferite grupuri de Rincoti Homoptera ) sau mimică (de exemplu, unele larve de Coccinellida Coleoptera ). În alte cazuri este folosit pentru a proteja ouăle sau pentru a construi cuiburi . Un exemplu binecunoscut este utilizarea cerii de către albine pentru construirea celulelor fagure de miere , utilizate pentru reproducerea etapelor juvenile și pentru depozitarea alimentelor. În acest din urmă caz, ceara are utilizări economice de către om.

Glandele de topire

Glandele nămolului sunt unicelulare și sunt dispuse în partea dorsală a tegumentului larvelor Lepidoptera . Secreția lor, introdusă cu ocazia năpârlirii dintre cuticula veche și cea nouă, are o funcție de lubrifiere, deoarece favorizează alunecarea corpului din exuvie .

Glandele faringiene

Glandele faringiene sau supracerebrale sunt glande accesorii ale sistemului digestiv prezente la femelele unor himenoptere apoidale care îndeplinesc funcții diferite în funcție de specie. Cea mai importantă, deoarece este exploatată economic, se realizează la albine : secreția reprezintă hrana larvelor destinate să devină regine, cunoscută în mod obișnuit ca lăptișor de matcă .

Glandele lacipare

Glandele de lac emit lac , un amestec de rășini și ceară asociate cu pigmenți , cu proprietăți plastice. Ea are funcții de protecție și în unele specii este emisă în cantități abundente , cum ar fi să fie exploatate economic ( de exemplu , shellac extrase din Kerria lac cochineal ). Emisia de lac este o proprietate specifică a unor Rincoti Coccidae .

Glandele odorifere

Glandele odorifere emit substanțe volatile care, spre deosebire de glandele feromone, au în general un efect asupra indivizilor din alte specii și la concentrații mai mari. Acestea sunt localizate în diferite părți ale corpului, în funcție de specie, și pot avea, după caz, efecte repelente sau, mai rar, intoxicante.

De exemplu, datorită mirosului neplăcut, secrețiile glandelor respingătoare ale heteropterelor Rincoti , situate în general în partea dorsală a toracelui , sau secrețiile emise de osmeteriul larvelor Papilionidae Lepidoptera au o acțiune respingătoare ^{[2 ]} .

Împărtășesc secretele glandelor adenotriche capace ale simfilanilor . Simfilele sunt insecte comensale care trăiesc în cuiburile insectelor sociale (în general termite și furnici ), acestea protejând mesenii tocmai pentru că sunt atrași de secretul emis de adenotric.

Glandele salivare

Glandele salivare sunt de fapt o parte integrantă a sistemului digestiv . Funcția lor principală este de a secreta sucuri digestive care au o acțiune asupra alimentelor încă din primele etape ale aportului, cu toate acestea pot îndeplini și alte funcții, precum cea de excreție sau, ca în larvele Lepidoptera, secreția de mătase .

Cele mai dezvoltate sunt glandele labiale care, la insectele cu piese bucale de mestecat, se deschid în salivarium , adică în porțiunea ventrală a cavității bucale delimitate de buza inferioară și pre-faringe . Alte glande salivare sunt asociate cu celelalte anexe bucale și, prin urmare, numite mandibulare și maxilare .

La insectele cu piese bucale usturătoare, saliva conține în general substanțe care exercită o acțiune asupra țesuturilor în care este introdusă înainte de supt. Aceste substanțe pot avea diverse funcții, în funcție de regimul alimentar, precum modificarea histologiei și fiziologiei țesuturilor vegetale atașate, paralizarea prăzii, prevenirea coagulării sângelui.

Glandele sericipare

Cocon construit cu mătasea secretată de glandele labiale ale bombișului de dud .

Sericipar glande EMIT mătase , o substanță fibroasă constând, de 97-99%, a doua proteine ( fibroină și Sericin ) asociate cu ceară și săruri minerale. Glandele sericipare sunt de diferite tipuri și localizate în diferite părți ale corpului, în funcție de grupul sistematic (în buza inferioară , în sistemul genital feminin, în tarsi , în trompele Malpighian ).

Mătasea este produsă de multe specii, aparținând unor ordine diferite ( Embioptera , Rincoti , Neuroptera , Trichoptera , Lepidoptera , Diptera , Coleoptera , Himenoptera ), din stadii preimaginale sau de adulți. Scopul principal, conform grupurilor sistematice, este construirea de coconi , cuiburi sau alte forme de adăpost, de acoperire a ecusoanelor pentru a proteja corpul, oothecae.

O importanță deosebită, din diferite motive, este producția de mătase la Rincoti Diaspini adulți și în larvele Lepidoptera . În prima, mătasea, produsă de glande difuze, formează un scut rigid care acoperă complet corpul complicat al insectei, protejându-l și de agenții chimici. În acest caz mătasea formează un capac laminar, cu un contur rotund sau mai mult sau mai puțin alungit, care aderă la legumă, ascunzând complet insecta.

În multe lepidoptere este produs în schimb de glandele labiale ale larvei și țesut pentru a construi coconul. Coconii de mătase sunt, de asemenea, construiți de larvele altor ordine, cum ar fi, de exemplu, în Trichoptera, în Coleoptera, în Himenoptere. Mătasea pură este filamentul caracteristic care formează pedunculul ouălor depuse de femelele neuropterelor crisopide .

Mătasea produsă de Mulberry Bombice este exploatată economic pentru a produce fibra textilă omonimă. Creșterea Bombice are origini foarte vechi, datând din 6000 î.Hr. , și a avut o mare importanță economică de milenii, devenită secundară abia după apariția fibrelor sintetice.

Glandele usturătoare

Glandele usturătoare sunt prezente în larvele unor lepidoptere , care se încadrează în general în grupul generic al lepidopterelor defoliante (procesionarul pinului , procesionarul stejarului , bomba ciudată etc.) și secretă substanțe care produc inflamații ale pielii datorită histaminei sau acțiunii colinergice .

Glandele usturătoare sunt unicelulare și se răspândesc în întregul tegument, asociate în grupuri cu celula trichogenă a perilor goi. Secreția este în general eliberată odată cu ruperea părului după contactul fizic. Larvele prevăzute cu aceste glande sunt, prin urmare, acoperite cu un puf spectaculos.

Notă

Bibliografie

• Guido Grandi. Instituții de entomologie generală . Bologna, Calderini, 1966. ISBN 88-7019-084-6 .
• Antonio Servadei; Sergio Zangheri; Luigi Masutti. Entomologie generală și aplicată . Padova, CEDAM, 1972.
• Ermenegildo Tremblay. Entomologie aplicată . Volumul I. ed. A 3-a. Napoli, Liguori Editore, 1985. ISBN 88-207-0681-4 .
• Aldo Pollini. Manual de entomologie aplicată . Bologna, Edagricole, 2002. ISBN 88-506-3954-6 .

Elemente conexe

• Insecta
• Glandă
• Hormon