Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Самые распространенные брохосомы
Самка Homalodisca vitripennis несет на своих крыльях массу специализированных брохосом (белое пятно), которые используются во время яйцекладки.

Брохосомы представляют собой микроскопические гранулы сложной структуры, секретируемые цикадками (семейство Cicadellidae из отряда насекомых Hemiptera ) и обычно обнаруживаемые на поверхности их тела и, реже, в яйцах. Брохосомы впервые были описаны в 1952 году с помощью электронного микроскопа . [1] [2] Брохосомы гидрофобны и помогают сохранять кутикулу насекомых сухой. Эти частицы также были обнаружены в пробах воздуха [3] и могут легко загрязнять посторонние предметы, что объясняет ошибочные сообщения о наличии брохосом у других насекомых. [4]

Структура и состав [ править ]

Модель типичной брохосомы из покровов цикадки (справа в разрезе, чтобы показать интерьер). [5]

Название, образованное от греческих слов βρóχoς («брохос»: сетка из сети) и σωμα («сома»: тело), ​​относится к характерной сетчатой ​​поверхности гранул. Большинство видов цикадок производят полые сферические брохосомы диаметром 0,2–0,7 мкм с ячеистой наружной стенкой. Они часто состоят из 20 гексагональных и 12 пятиугольных ячеек, что делает контур каждой брохосомы приближенным к усеченному икосаэдру - геометрия футбольного мяча и молекулы бакминстерфуллерена C 60 . В химический состав брохосом входят несколько видов белков [6] и, согласно некоторым исследованиям, липиды . [7] [8]Основное семейство белков, называемых брохосоминами, и другие виды белков, идентифицированные в составе брохосом и соответствующих им генов, не связаны с белками и генами каких-либо организмов за пределами Membracoidea и, таким образом, считаются примерами генов-сирот . [6]

Происхождение [ править ]

Развитие брохосом (стадии с I по IV) в секреторной клетке.

Брохосомы образуются в клетках специализированных железистых сегментов мальпигиевых канальцев - основных выделительных органов насекомых, которые часто выполняют дополнительные функции. Каждая клетка одновременно производит большое количество брохосом в своих комплексах Гольджи и в конечном итоге выпускает их в просвет канальца. [7] [8] [9] [10]

Функции [ править ]

Свежеполиненная самка Igutettix oculatus (Ldb.) Использует свои задние голени для переноса секреторных капель, содержащих брохосомы, из ануса ( слева ) на передние крылья (в центре ), где осадок брохосом высыхает в виде пары белых пятен ( справа ). , иногда ошибочно называемые «восковыми областями».

После каждой линьки большинство видов цикадок выпускают капли жидкости, содержащей брохосомы, через задний проход и активно распространяют их по вновь образовавшемуся покрову . [11] [12] [13] Такое поведение называется помазанием. [12] Сухие брохосомы далее распределяются по телу и придаткам в повторяющихся циклах ухода, во время которых цикадки моют себя ногами. Переносу брохосом способствуют группы и ряды сильных щетинок на ногах. Получающаяся в результате шерсть делает покровы очень водоотталкивающими ( супергидрофобными ) [5] и собственными жидкими экскрементами цикадки [14].последние часто бывают сладкими и липкими, что потенциально опасно для насекомых. Были выдвинуты гипотезы о дополнительных защитных функциях брохосомного покрытия. [13] Например, есть свидетельства того, что антибликовое свойство брохосомы делает поверхности, покрытые им, в глазах насекомых похожими на лист, поэтому его можно использовать в качестве маскировки для яиц. [15]

В нескольких родах цикадок подсемейства Cicadellinae в Новом Свете (включая стекляннокрылых снайперов и родственные виды) брохосомы также используются в качестве покрытия для яичных масс. [16] [17] У беременных самок этих родов мальпигиевы канальцы переключаются [10] с производства обычных брохосом, описанных выше, на производство более крупных, обычно удлиненных частиц, до 20 микрометров в длину. Перед откладыванием яиц самка кладет на передние крылья массы таких брохосом, а затем соскребает их задними лапами на только что отложенные яйца. [17] Получающееся порошкообразное покрытие может выполнять различные защитные функции, включая защиту от яичных паразитоидов из отрядаПерепончатокрылые ( Chalcidoidea ). [18] Форма и скульптура таких «яичных» брохосом могут значительно различаться у разных видов, что дает дополнительные характеристики для идентификации видов. [17]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Tulloch GS, Shapiro JE & Cochran GW (1952) Возникновение ультрамикроскопических тел у цикад и москитов. Бюллетень Бруклинского энтомологического общества 47: 41-42.
  2. ^ Дэй М.Ф. и М. Бриггс (1958) Происхождение и структура брохосом. Журнал исследований ультраструктуры 2: 239-244. PMID  13631751
  3. ^ Wittmaack K. (2005) Brochosomes, производимые цикадками - широко неизвестным, но очень распространенным видом биоаэрозолей в окружающем воздухе. Атмосферная среда 39: 1173-1180.
  4. ^ Ракитов Р.А. (2011) Загрязнение как причина ошибочного учета брохосом. Психика: Журнал энтомологии 2011, статья ID 767963, DOI : 10,1155 / 2011/767963 .
  5. ^ a b Ракитов Р., Горб С. Н. (2013) Покровы брохосом переводят покровы цикадок (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae) в супергидрофобное состояние. Труды Королевского общества B 280 (1752 г.). DOI : 10.1098 / rspb.2012.2391 .
  6. ^ a b Ракитов Р., Мойса А.А., Копылов А.Т., Мошковский С.А., Петерс Р.С., Меуземанн К., Мисоф Б., Дитрих С.Х., Джонсон К.П., Подсядловски Л., Уолден К.КО. (2018) Брохосомины и другие новые белки из брохосом цикадки (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae). Биохимия и молекулярная биология насекомых , 94, 10-17. DOI : 10.1016 / j.ibmb.2018.01.001
  7. ^ a b Смит Д.С. и Литтау В.Г. (1960) Клеточная специализация в экскреторном эпителии насекомых, Macrosteles fascifrons Stål (Homoptera). Журнал клеточной биологии 8: 103-133.
  8. ^ a b Gouranton J. & Maillet PL (1967) Origine et structure des brochosomes. Journal de Microscopie 6: 53-64.
  9. ^ Ракитов Р.А. (1999) Секреторные продукты мальпигиевых канальцев Cicadellidae (Hemiptera, Membracoidea): ультраструктурное исследование. Международный журнал морфологии и эмбриологии насекомых 28: 179-192. DOI : 10,1078 / 0044-5231-00025
  10. ^ a b Ракитов Р.А. (2000) Секреция брохосом в онтогенезе цикадки Oncometopia orbona (F.) (Insecta, Homoptera, Cicadellidae). Ткань и клетка 32: 28-39. PMID 10798315 
  11. ^ Navone P. (1987) Origine, struttura e funzioni di escreti e secreti entomatici di aspetto ceroso distribuiti sul corpo mediante zampe. Annali della Facolta 'di Scienze Agrarie della Universita' degli Studi di Torino 14: 237-294.
  12. ^ a b Ракитов Р.А. (1996) Поведение после линьки, связанное с секрецией мальпигиевых канальцев у цикад и цикадок (Auchenorrhyncha: Membracoidea) . Европейский журнал энтомологии 93: 167-184.
  13. ^ a b Ракитов Р.А. (2009) Брохосомные покровы покровов цикадок (Hemiptera, Cicadellidae). В: С. Н. Горб (ред.), Функциональные поверхности в биологии , Vol. 1, 113-137. ISBN 978-1-4020-6696-2 . 
  14. ^ Ракитов Р. и Горб С.Н. (2013) Brochosomes защищают цикадку (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae) от липких экссудатов. Журнал Интерфейса Королевского общества 10 (87). DOI : 10,1098 / rsif.2013.0445 .
  15. ^ «Цадики используют крошечные светопоглощающие шарики, чтобы скрыть свои яйца» . Новости науки . 2017-11-03 . Проверено 31 января 2020 .
  16. ^ Hix RL (2001) Кладка яиц и производство брохосом наблюдаются у стекляннокрылых снайперов. Архивировано 3 марта 2016 года в Wayback Machine California Agriculture 50 (4): 19-22.
  17. ^ a b c Ракитов Р.А. (2004) Опудривание яичных гнезд брохосомами и связанный с ним половой диморфизм цикадок (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae). Зоологический журнал Линнеевского общества 140: 353-381. DOI : 10.1111 / j.1096-3642.2003.00103.x
  18. ^ Velema HP, Hemerik L., Hoddle MS & Luck RF (2005) Влияние Brochosome на паразитирующую эффективностьяичных масс Homalodisca coagulata (Say) (Hemiptera: Cicadellidae) от Gonatocerus ashmeadi Girault (Hymenoptera: Mymaridae). Экологическая энтомология 30: 485-496. DOI : 10.1111 / j.0307-6946.2005.00731.x

Внешние ссылки [ править ]

  • Brochosomes , Р. А. Ракитов, Иллинойс, Исследование естественной истории.
  • База данных изображений Brochosomes яиц цикадки , RA Rakitov, Illinois Natural History Survey