Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
У кузнечика открытая кровеносная система , где гемолимфа движется через соединенные между собой пазухи или гемоцели, пространства, окружающие органы.
Выше представлена ​​схема открытой системы кровообращения. Открытая система кровообращения состоит из сердца, сосудов и гемолимфы. На этой диаграмме показано, как гемолимфа, жидкость, присутствующая у большинства беспозвоночных и эквивалентная крови, циркулирует по телу кузнечика. Гемолимфа сначала прокачивается через сердце в аорту, распространяется по голове и по всей гемоцеле, затем обратно через устья, расположенные в сердце, где процесс повторяется.

Гемолимфа , или гемолимфа , представляет собой жидкость, аналогичную крови у позвоночных , которая циркулирует внутри тела членистоногих (беспозвоночных), оставаясь в прямом контакте с тканями животного. Он состоит из жидкой плазмы, в которой взвешены гемолимфические клетки, называемые гемоцитами . Помимо гемоцитов, в плазме содержится много химических веществ. Это основной тип ткани открытой системы кровообращения, характерный для членистоногих (например, паукообразных , ракообразных и насекомых ). [1] [2] Кроме того, некоторые животные, не являющиеся членистоногими, например моллюски обладают гемолимфатической системой кровообращения.

Кислородотранспортные системы долгое время считались ненужными у насекомых, но наследственный и функциональный гемоцианин был обнаружен в гемолимфе. [3] «Кровь» насекомых обычно не несет гемоглобина , хотя гемоглобин может присутствовать в трахеальной системе и играть некоторую роль в дыхании. [4]

Способ транспортировки [ править ]

У кузнечика закрытая часть системы состоит из трубчатых сердец и аорты, проходящей вдоль спинной стороны насекомого. Сердца перекачивают гемолимфу в пазухи гемоцела, где происходит обмен веществ. Объем гемолимфы, необходимый для такой системы, сводится к минимуму за счет уменьшения размера полости тела. Гемоцель разделен на камеры, называемые синусами.

Скоординированные движения мышц тела постепенно возвращают гемолимфу в спинной синус, окружающий сердца. Между схватками крошечные клапаны в стенке сердца открываются и позволяют гемолимфе проникнуть внутрь. Гемолимфа заполняет всю внутреннюю часть ( гемоцель ) тела животного и окружает все клетки. Он содержит гемоцианин , белок на основе меди, который становится синим при насыщении кислородом, вместо гемоглобина на основе железа в красных кровяных тельцах позвоночных, что придает гемолимфе сине-зеленый цвет, а не красный цвет крови позвоночных. Без оксигенации гемолимфа быстро теряет цвет и становится серой.

Гемолимфа низших членистоногих, включая большинство насекомых , не используется для переноса кислорода, потому что эти животные дышат другими способами, такими как трахеи, но она действительно содержит питательные вещества, такие как белки и сахара. Мышечные движения животного во время передвижения могут способствовать перемещению гемолимфы, но перенаправление потока из одной области в другую ограничено. Когда сердце расслабляется, кровь возвращается к сердцу через открытые поры, называемые устьями. [5] Обратите внимание, что термин « остия » не относится к циркуляции насекомых; буквально означает «двери» или «проемы», и его следует понимать в контексте.

Составляющие [ править ]

Гемолимфа может содержать нуклеирующие агенты, которые обеспечивают дополнительную защиту клеток от замерзания. Такие зародышеобразователи обнаружены в гемолимфе насекомых нескольких отрядов, т. Е. Жесткокрылых (жуки), двукрылых (мухи) и перепончатокрылых . [6]

Неорганический [ править ]

Гемолимфа состоит из воды , неорганических солей (в основном натрия , хлора , калия , магния и кальция ) и органических соединений (в основном углеводов , белков и липидов ). Молекула первичного переносчика кислорода - гемоцианин . [7] [3]

Аминокислоты [ править ]

Гемолимфа членистоногих содержит большое количество свободных аминокислот. Большинство аминокислот присутствует, но их относительные концентрации варьируются от вида к виду. Концентрация аминокислот также варьируется в зависимости от стадии развития членистоногих. Примером этого является шелкопряд и его потребность в глицине для производства шелка. [8]

Белки [ править ]

Количество белков, присутствующих в гемолимфе, меняется в процессе развития. Эти белки классифицируются по их функциям: белки цветности, ингибиторы протеаз, хранение, транспорт липидов, ферменты, вителлогенины и те, которые участвуют в иммунных ответах членистоногих. Некоторые гемолимфические белки включают в свою структуру углеводы и липиды. [9]

Другие органические компоненты [ править ]

Конечные продукты метаболизма азота присутствуют в гемолимфе в низких концентрациях. К ним относятся аммиак , аллантоин , мочевая кислота и мочевина . Присутствуют гормоны членистоногих , в первую очередь ювенильный гормон. Трегалоза может присутствовать, иногда в больших количествах, вместе с глюкозой . Этот уровень сахара поддерживается за счет гормонов. Могут присутствовать и другие углеводы . К ним относятся инозит , сахарный спирт , гексозамины, маннит , глицерин и те компоненты, которые являются предшественниками хитина.. [1]

Свободные липиды присутствуют и используются в качестве топлива для полета. [10]

Гемоциты [ править ]

Внутри гемолимфы есть свободно плавающие клетки, гемоциты . Они играют роль в иммунной системе членистоногих . Иммунная система находится в гемолимфе.

Сравнения с позвоночными [ править ]

Эта открытая система может показаться неэффективной по сравнению с закрытыми системами кровообращения позвоночных , но к этим двум системам предъявляются совершенно разные требования. У позвоночных кровеносная система отвечает за транспортировку кислорода ко всем тканям и удаление из них углекислого газа. Именно это требование устанавливает требуемый уровень производительности системы. Эффективность системы позвоночных намного выше, чем это необходимо для транспортировки питательных веществ, гормонов и т. Д., Тогда как у насекомых обмен кислорода и углекислого газа происходит в трахеальной системе.. Гемолимфа не участвует в этом процессе у большинства насекомых. Лишь у некоторых насекомых, живущих в среде с низким содержанием кислорода, есть гемоглобиноподобные молекулы, которые связывают кислород и транспортируют его к тканям. Следовательно, требования к системе намного ниже. Однако некоторые членистоногие и большинство моллюсков обладают гемоцианином , содержащим медь , для транспорта кислорода.

Специалист использует [ править ]

У некоторых видов гемолимфа используется не только в качестве аналога крови. Когда насекомое или паукообразное растет, гемолимфа работает как гидравлическая система, позволяя насекомому или паукообразному расширять сегменты до того, как они склеротизируются . Некоторые виды насекомых или паукообразных могут кровоточить при нападении хищников. [11] Королев муравьев рода Leptanilla кормят гемолимфой, производимой личинками . [12] С другой стороны, Pemphigus spyrothecae.использовать гемолимфу как клей, позволяющий видам прилипать к хищникам и впоследствии атаковать хищника; было обнаружено, что у более крупных хищников больше тлей застревает после того, как хищник был побежден.

См. Также [ править ]

  • Физиология насекомых
  • Дыхательная система насекомых

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Чепмен 1998 , стр. [ необходима страница ] .
  2. Перейти ↑ Wyatt, GR (1961). «Биохимия гемолимфы насекомых» . Ежегодный обзор энтомологии . 6 : 75–102. DOI : 10.1146 / annurev.en.06.010161.000451 .
  3. ^ a b Хагнер-Холлер, Силке; Шен, Аксель; Эркер, Вольфганг; Марден, Джеймс Х .; Рупрехт, Райнер; Декер, Хайнц; Бурместер, Торстен (20 января 2004 г.). «Респираторный гемоцианин от насекомого» . Труды Национальной академии наук . 101 (3): 871–874. Bibcode : 2004PNAS..101..871H . DOI : 10.1073 / pnas.0305872101 . ISSN 0027-8424 . PMC 321773 . PMID 14715904 .   
  4. ^ Hankeln, Томас; Янике, Вивиан; Кигер, Лоран; Девильд, Сильвия; Унгерехтс, Гай; Шмидт, Марк; Урбан, Иоахим; Марден, Майкл С .; Моэнс, Люк; Бурместер, Торстен (4 июня 2002 г.). «Характеристика гемоглобина дрозофилы» . Журнал биологической химии . 277 (32): 29012–29017. DOI : 10,1074 / jbc.m204009200 . ISSN 0021-9258 . PMID 12048208 .  
  5. ^ Ричардс, OW; Дэвис, Р.Г. (1977). Общий учебник энтомологии Иммса: Том 1: Структура, физиология и развитие Том 2: Классификация и биология . Берлин: Springer. ISBN 0-412-61390-5.
  6. Захариассен, Карл Эрик; Бауст, Джон Дж .; Ли, Ричард Э. (1982). «Метод количественного определения зародышей льда в гемолимфе насекомых». Криобиология . 19 (2): 180–4. DOI : 10.1016 / 0011-2240 (82) 90139-0 . PMID 7083885 . 
  7. ^ Сеуэрс, AD; Янг, ИП; Grosell, M .; Брауди, CL; Томассо, младший (2006). «Осмоляльность гемолимфы и концентрации катионов в Litopenaeus vannamei во время воздействия искусственной морской соли или раствора со смешанными ионами: взаимосвязь с потоком калия». Сравнительная биохимия и физиология. Часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 145 (2): 176–80. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2006.06.008 . PMID 16861020 . 
  8. Перейти ↑ Chapman 1998 , p. 108.
  9. Перейти ↑ Chapman 1998 , p. 111.
  10. Перейти ↑ Chapman 1998 , p. 114.
  11. ^ Бейтман, П. В.; Флеминг, Пенсильвания (2009). «Будет кровь: аутокровоизлияние как часть защитного репертуара насекомого». Журнал зоологии . 278 (4): 342–8. DOI : 10.1111 / j.1469-7998.2009.00582.x .
  12. ^ Род Leptanilla Австралийские муравьи онлайн

Источники [ править ]

  • Чепмен, РФ (1998). Насекомые: структура и функции (4-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57890-5.

Внешние ссылки [ править ]

  • Статья Boston Globe о гемолимфе
  • Кровь синего кальмара