Bună ziua, BugFans,
Acest episod este un pic mai interesant decât de obicei – ne vom scufunda adânc în știință, dar ne vom întoarce la suprafață în cel mai scurt timp. Și da, va fi și un test.
Bugs! O mare diferență între ei și noi (în afară de numărul de picioare) este că ei sunt moi pe dinăuntru și tari pe dinafară, iar noi suntem invers. Scheletul nostru endo (intern) ne susține și oferă mușchilor noștri locuri de atașare, ceea ce, la rândul său, ne permite să ne mișcăm. Scheletul lor exo (extern) face același lucru. Peretele corpului unei insecte este un tub fără oase, dar în loc să fie neted în interior, așa cum poate fi o minge de tenis, interiorul are crestături și noduri care îl întăresc și oferă locuri de fixare pentru mușchi. Exoscheletul oferă protecție împotriva prădătorilor, a paraziților și a pierderii sau câștigului excesiv de apă,
Ca de obicei, sistemul nu este atât de simplu pe cât pare la prima vedere. Începând de la exterior și coborând în jos, stratul superior este epicuticulul subțire, prima/ultima linie de apărare a insectei împotriva pătrunderii apei din exterior/ieșirii apei din interior. Epicuticula este acoperită de ceară, iar ceara de un „strat de ciment” care menține ceara intactă.
Pe sub epicuticulă se află procuticul (care este alcătuit dintr-o exocuticulă superioară și o endocuticulă inferioară). Procuticula groasă conține fire de proteine țesute împreună cu un material dur numit chitină (nu chiton, care este o nevertebrată marină). Stratul de exocuticulă poate fi destul de rigid (sclerotizat) deoarece proteinele sale sunt întărite, în timp ce stratul de endocuticulă este mai flexibil deoarece proteinele sale nu sunt întărite (vom vedea de ce este important acest lucru într-un minut). Cuticula acoperă partea exterioară a insectei, plus capetele anterioare și posterioare ale tractului digestiv și căptușește și sistemul traheal/respirator. Culoarea unei insecte, atât culoarea pigmentată, cât și culoarea structurală (straturile de plăci minuscule și reflectorizante care provoacă irizații) se găsește în stratul de procuticulă.
Desubtul straturilor de cuticulă se află epiderma/hipoderma, un strat viu, celular, care secretă cuticula nevie care se află deasupra sa. Firele de păr senzoriale își au originea în acest strat și străpung cuticula; firele de păr dau informații nervilor de la baza lor.
Cel mai interior strat al endoscheletului este „membrana bazală”, care susține epiderma și separă exoscheletul de cavitatea corpului.
Exoscheletul
- Subțire, epicuticulă ceroasă – (strat exterior)
- Procuticulă chitinoasă
- exocuticulă rigidă
- după endocuticulă
Cuticula este alcătuită din chitină, iar chitina (un derivat al glucozei) este un material destul de interesant. Ea poate fi flexibilă (în forma sa pură) sau rigidă (mineralizată cu carbonat de calciu, care poate proveni din apa care înconjoară o insectă acvatică sau din hrana unei insecte terestre). Nevertebratele precum miriapodele, ale căror exoschelete sunt „de mare întreținere” din cauza uzurii provocate de simpla calitate de miriapod, sunt legate de habitatele cu mult calciu în sol. Atașamentele musculare din corpul unei insecte sunt alcătuite dintr-o formă elastică de chitină care este de șase ori mai rezistentă decât tendoanele umane. Chitina este impenetrabilă la alcool, acizi și baze slabe și sucuri digestive, dar este sensibilă la unele acțiuni bacteriene.
Orăzile blindate, cineva? „Dur la exterior” este un termen relativ. Alertați BugFans s-au gândit probabil: „Dar stai!” Nu toate insectele sunt create la fel. O molie este mult mai ușor de strivit decât un gândac!” (Ei bine, dacă BugFanii se gândesc la asta, BugLady speră că este pur teoretic). Se pare că nici cuticulele nu sunt toate create la fel. Carbonatul de calciu și alte substanțe care sunt amestecate cu chitina pentru a forma exocuticula o fac mai rigidă; endocuticula este predominant chitină, deci este mai moale. „Moliciunea” relativă a unei insecte depinde de faptul dacă predomină endocuticula sau exocuticula. Insectele cu corpul moale sau în stadii de viață (cum ar fi larvele) au un procent mai mare de endocuticulă în exoscheletul lor.
Picioarele insectei sunt acoperite de cuticulă mineralizată (dură), dar articulațiile picioarelor (și articulațiile dintre segmentele corpului) sunt făcute din forma coroiată a chitinei. Segmentele abdominale ale unei insecte au, de obicei, o „placă” dură în partea superioară, una pe fiecare parte și mai multe pe partea inferioară, iar cuticula flexibilă dintre plăci permite expansiunea – gândiți-vă la o femelă de țânțar care se hrănește sau la gândacul foarte gravid din imaginea de aici.
Problema este că un exoschelet, chiar dacă este oarecum flexibil, nu se poate mări. Pentru a se face mai mare, o insectă trebuie să se transforme (sau să mute, dacă sunteți britanici). Grecii o numeau ecdysis (a lua sau a se dezbrăca) (de unde și termenul elegant ecdysist).
Mutarea începe cu un „timp de liniște”, în timpul căruia epiderma construiește o nouă epicuticulă și exocuticulă sub cea veche, își separă sinele exterior (straturile vechi, cele superioare ale cuticulei) de sinele interior (cel nou) și apoi folosește un fluid special de muiere (enzimă) pentru a-și dizolva endocuticula. Acesta reabsoarbe/reciclează mineralele necesare din vechea endocuticulă pentru a le folosi la construirea celei noi. Insecta se desprinde de vechea cuticulă prin pomparea capului și a toracelui cu lichid sau aer sau prin creșterea presiunii sanguine. „Pielea” se despică în punctul cel mai slab, adesea de-a lungul părții din spate a toracelui, iar „noua” insectă se extrage singură (o piele desprinsă se numește exuvia; pluralul este exuviae). BugLady adoră să găsească aceste „insecte goale”-complete până la acoperirea ochilor.
Cuticula nouă și încrețită este, temporar, atât de moale încât insecta este practic neajutorată – un corp moale pe picioare de cauciuc. Insecta pompează aer sau apă sub cuticulă pentru a o dilata, iar după câteva ore, cuticula se întărește. Insecta mănâncă până când noul său costum devine prea strâmt (și, pentru a recupera mineralele, multe insecte încep prin a mânca vechiul costum), iar apoi procesul începe din nou. Cele mai multe insecte (cu excepția peștilor argintii și a celor cu coadă de păr) își schimbă pielea de cinci până la șapte ori, și numai în timpul stadiilor lor imature. Mutarea la vârsta adultă ar fi greu de realizat fără a deteriora aripile (deși efemeridele reușesc să o facă la ultima lor mutație). Imediat după mutare, insectele sunt palide și poate dura câteva săptămâni pentru ca culorile lor să se „fixeze”. Gândacii de soc de box nou-moliți sunt de culoare somon până când se întunecă. De-a lungul unei serii de mutații, o insectă imatură poate uneori să regenereze membrele pierdute sau deteriorate.
O insectă care nu reușește să se transforme cu succes este condamnată să se sufoce în vechea sa piele (unele pesticide împiedică chimic transformarea), dar și actul de transformare este periculos. Libelula din imaginea de aici (cu o muscă de mlaștină așezată pe ea) se pare că nu a avut suficientă forță pentru a ieși ca adult. The BugLady nu este sigură în ceea ce privește lăcusta, care părea să fi stagnat atunci când a fotografiat-o, dar care a dispărut a doua zi (sau poate că vreo pasăre s-a bucurat de un festin). Peștii de argint își vor canibaliza frații dacă îi descoperă în plină mutare. Un studiu a evaluat mortalitatea la muiere la 80% până la 90% (dacă Mama Natură nu ar veni cu acești factori de mortalitate în toate etapele jocului, gândiți-vă câte insecte ar mai exista!).
Deși un exoschelet mai puternic poate avea ca rezultat o specie mai mare, un dezavantaj al lipsei de oase este că pur și simplu nu poți deveni foarte mare – cu excepția cazului în care ești susținut de apă (întrebați doar calmarul uriaș).
Veștile bune sunt că, chiar dacă nu ați dat lovitura la test, puteți aprecia magia exuviilor atunci când le găsiți.
The BugLady