Howdy, BugFans,
This episode is a little chewier than usual-we’re gonna plunge deep into science, but we’ll bob back to the surface again at all time at at a while time.
虫! 虫と私たちの大きな違いは（足の数以外に）、虫は内側が柔らかくて外側が硬く、私たちはその逆であることです。 私たちの内骨格は私たちを支え、筋肉が付着する場所を提供し、その結果私たちは動くことができるようになります。 外骨格も同じような働きをしています。 虫の体壁は骨のない筒状ですが、テニスボールのように内側がツルツルしているのではなく、内側に隆起やコブがあり、それが強度を高め、筋肉を付着させる場所となっています。 外骨格は、捕食者や寄生虫、過剰な水分の損失や増加から身を守ってくれます」
例によって、このシステムは一見したところそれほど単純ではありません。 外から始めて下に向かうと、最上層は薄い表皮で、外部の水の侵入と内部の水の流出を防ぐ、昆虫の最初で最後の防御線となります。
上皮のすぐ下には原基があります（上部の外皮と下部の内皮から構成される）。 厚いプロキュティクルには、キチン（キトンではない、海産無脊椎動物である）と呼ばれる丈夫な材料で編まれたタンパク質ストランドが含まれています。 外皮層はタンパク質が硬化しているため、かなり硬い（硬化している）ことがあるが、内皮層はタンパク質が硬化していないため、柔軟である（なぜそれが重要かは、すぐにわかるだろう）。 キューティクルは、昆虫の外側と、消化管の前端と後端を覆い、気管・呼吸器官も覆っています。 昆虫の色は、色素色と構造色（虹彩の原因となる小さな反射板の層）の両方が、キューティクル層にあるのです。
キューティクル層の下にあるのが表皮／表皮下層で、生きた細胞層でその上にある非生物のキューティクルを分泌しています。 感覚毛はこの層から発生し、キューティクルを突き破って、その根元にある神経に情報を伝えます。
内骨格の最も内側の層は「基底膜」で、表皮を支え、外骨格と体腔を隔てている。
外骨格
- 薄い。 waxy epicuticle – (outside layer)
- Chitonous procuticle
- rigid exocuticle
- softer endocuticle
Cuticle is made of chitin, キチン（グルコースの誘導体）はかなり興味深い物質です。 キチン（グルコースの誘導体）は非常に興味深い物質で、柔軟（純粋な状態）にも硬（炭酸カルシウムでミネラル化された状態、水生昆虫を取り囲む水や陸生昆虫の食物から得られる）にもなり得ます。 ヤスデのような無脊椎動物は、ヤスデであるために外骨格が摩耗し、「ハイメンテナンス」であるため、土壌にカルシウムが多く含まれる生息地と結びついているのです。 虫の体内の筋肉の付着部は、伸縮性のあるキチン質でできており、人間の腱の6倍もの強度がある。 キチン質は、アルコール、弱い酸や塩基、消化液には侵されませんが、バクテリアの作用には弱いです。 “外見が硬い “というのは、相対的な表現です。 虫好きの皆さんは、「でも、ちょっと待った！虫はみんな同じじゃない。 蛾はカブトムシよりずっと潰れやすい」（もしそう思っているなら、虫女史はそれが純粋な理論であることを望んでいる）。 しかし、すべてのキューティクルが同じようにつくられているわけではないことがわかった。 外皮はキチンと炭酸カルシウムなどが混ざって硬くなり、内皮はキチンが主成分なので柔らかくなる。 昆虫の柔らかさは、内皮と外皮のどちらが優勢かによって決まる。
昆虫の脚は鉱物化した（硬い）クチクラで覆われているが、脚の関節（および体節間の関節）はキチンという革のような形でできている。 昆虫の腹部には通常、上部に1枚、左右に1枚、下側に数枚の硬い「板」があり、板と板の間の柔軟なクチクラは、蚊のメスが餌を食べるときや写真のような非常に妊娠しやすい甲虫のように、拡張を可能にしているのです。
問題は、外骨格は多少柔軟でも、大きくなることはできないということです。 大きくなるためには、昆虫は脱皮（イギリス人ならmoult）しなければなりません。 ギリシャ人はこれをecdysis（脱皮する、剥ぎ取る）と呼んだ（だからecdysistという上品な言葉がある）。
脱皮は「静かな時間」から始まり、その間に表皮は古いものの下に新しい表皮と外皮を作り、外側の自分（古い表皮層）と内側の自分（新しいもの）を分離し、特殊な脱皮液（酵素）を使って内皮を溶かします。 このとき、古い内皮から必要なミネラルを再吸収・再利用し、新しい内皮を作る。 昆虫は、頭部と胸部を液体や空気で膨らませたり、血圧を上げたりして、古いクチクラを剥がす。 脱皮はexuviaと呼ばれ、複数形はexuviaeである。 バグレディはこの「空の虫」を見つけるのが大好きで、目のカバーまで完全に揃っている。
しわになった新しい殻は一時的にとても柔らかく、虫はゴム脚でぐったりしているように見えるが、これはほとんど無力である。 昆虫はキューティクルの下に空気や水を送り込んで膨張させ、数時間後にキューティクルは固まります。 そして、新しい服がきつくなるまで食べ続け（ミネラルを回復するために、多くの昆虫は古い服を食べることから始める）、再びこのプロセスを繰り返す。 ほとんどの昆虫（シルバーフィッシュとブリストルテールを除く）は5〜7回脱皮するが、これは未熟な時期だけである。 成虫になると、翅を傷つけずに脱皮することは難しい（カゲロウは最後の脱皮で脱皮を成功させている）。 脱皮直後の昆虫は青白く、色が定着するまでには数週間かかる。 脱皮したてのツチハンミョウは、色が濃くなるまでサーモン色をしています。 脱皮を繰り返すうちに、未熟な虫は失われたり傷ついたりした手足を再生することがある。
脱皮がうまくできない虫は、古い皮膚の中で窒息死する運命にありますが（化学的に脱皮を防ぐ農薬もある）、脱皮の行為も危険です。 写真のトンボ（コバエが座っている）は、成虫として出てくるだけの体力がなかったようです。 バッタは、撮影時には停滞していたようだが、翌日にはいなくなっていた（鳥がごちそうになったのかもしれない）ので、虫女もよくわからない。 シルバーフィッシュは脱皮の途中で同胞を発見すると共食いする。 ある研究では、脱皮時の死亡率は80％～90％とされています（もし大自然がすべての段階でこうした死亡要因を考え出さなかったら、どれだけの昆虫がいるかと考えてみてください！）。
強い外骨格はより大きな種になりますが、骨がないことの欠点として、水に支えられなければ、あまり大きくなれないことです（ダイオウイカに聞いてみてください）。
クイズに正解できなかった人も、外骨格を見つけると、その不思議さを実感できるかもしれませんね。