в транспорте чего участвует гемолимфа у насекомых
Кровеносная система насекомых
Содержание:
Строение кровеносной системы
У насекомых кровеносная система имеет существенные отличия по строению от аналогичной системы органов других животных, стоящих на более высоких ступенях эволюционной лестницы. Самое главное из них заключается в том, что она незамкнутая, то есть, Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфа циркулирует не по закрытой сети артерий, вен и капилляров, а заполняет внутреннюю полость тела, изливается между органами и лишь частично проходит через сосуды.
Главным структурным образованием кровеносной системы является спинной сосуд – крупная мышечная трубка, которая находится ближе к дорсальной части тела, в перикардиальном синусе. Перикардиальный синус – это часть полости тела, отделенная от ниже лежащих органов спинной (верхней) мышечной диафрагмой. Помимо сосуда, в ней располагаются элементы Жировое тело – ткань, заполняющая у насекомых пространство между органами и играющая важную роль в осуществлении обменных процессов.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>склеритам при помощи коротких тяжей.
поперечный срез тела»/> Сердце насекомого, схема,
В спинном сосуде выделяют две части:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>брюшко. Вокруг него могут находиться так называемые перикардиальные клетки, которые обладают способностью улавливать и накапливать в себе вещества, поступившие извне, например, хлорофилл, гемоглобин и др.
Подробнее при переходе по ссылке
«>Сердце достаточно длинное и состоит из нескольких камер, которые у живого насекомого пульсируют и прогоняют через себя кровь. Каждому сегменту тела, на протяжении которых расположен орган, обычно соответствует одна камера. «Своей» камеры, как правило, нет только у первого брюшного сегмента, так как в этом месте располагается переход в аорту. В аорте камер нет, она представлена простым трубчатым образованием.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердце попадает кровь, и они же (вернее, из загнутые мембранозные края) могут выполнять функцию ограничителей, не дающих крови уходить в «неправильном» направлении. В этом смысле их можно сравнить с клапанами Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца млекопитающих, также обеспечивающими ток крови в определенном направлении.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца не замкнута, а задний конец слепо оканчивается. Непосредственно под этим органом, частично образуя его нижнюю стенку, находятся парные пучки мышц треугольной формы. Их называют крыловидными мышцами, они связаны с нижней стенкой Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца и входят в состав верхней мышечной диафрагмы тела насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>грудном отделе тела, начинаясь в первом брюшном сегменте и продолжаясь по направлению к голове. У большинства насекомых она более или менее прямая, но, к примеру, у Пчел образует 18 плотно сложенных петель.
место расположения пульсирующих органов»/> Утолщения оснований усиков богомола –
Кровообращение
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца. Это возможно благодаря пульсации самих камер и сокращению мышц диафрагм (как верхней, так и нижней). Во время пульсации происходит перемещение потока Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфы в направлении сзади наперед (еще одно отличие от высших животных, у которых кровь движется по телу преимущественно спереди назад).
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца находятся в расслабленном состоянии, называется диастолой, а их сокращение носит название систолы. Во время диастолы кровь входит в камеры, в систолу из них выталкивается. Внутри спинного сосуда создается положительное давление, которое раскрывает передние клапаны Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца, закрывает задние и продвигает кровь в нужном направлении.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфу по направлению к голове; там сосуд заканчивается, и Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>головы. Затем она снова переходит в полость тела, распространяясь между органами в направлении к заднему концу тела. После Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крылья и т.д. – кровь проходит с трудом. Для того, чтобы облегчить этот процесс, в организме насекомых появилось новообразование – дополнительные (местные) пульсирующие органы. Это как бы «мини-сердца», расположенные у основания того или иного придатка и при помощи мышечных волокон перекачивающие Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>усиков имеются утолщения: как раз в них и расположены местные пульсирующие органы, выглядящие в виде ампул. В других случаях эти структуры могут быть представлены мембранозными образованиями большой протяженности.
Функции кровеносной системы насекомых
В организме животных главной функцией кровеносной системы является доставка к органам кислорода, который переносят клетки крови. У большинства насекомых Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>трахеи. Однако, благодаря движению крови, становится возможным:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Особенности кровеносной системы насекомых
Подробнее при переходе по ссылке
«>личинки комара Culex существуют дополнительные «фрагменты» кровеносного русла: кровяные Жабры насекомых – органы дыхания некоторых водных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жабры. Это выступы тела в виде лепестков, заполненные Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфой. У указанного насекомого они находятся на стенках задней кишки и снаружи не видны. Раньше считалось, что они, подобно трахейным Жабры насекомых – органы дыхания некоторых водных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жабрам, путем диффузии получают кислород, который с кровью разносится к тканям. Оказалось, что это не так. Кровяные Жабры насекомых – органы дыхания некоторых водных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жабры, во-первых, всасывают воду, а во-вторых, они способны усваивать из окружающей среды ионы NaCl. Таким образом, их функция – в поддержании водно-электролитного обмена в организме водных насекомых.
В животном мире существует правило: чем меньше размер живого существа, тем чаще у него происходят сердечные сокращения. Среди насекомых это правило часто нарушается. Число сердечных сокращений у них может быть различным и в большой степени зависит от действия внешней среды, вида, «возраста» и, конечно же, физиологического состояния особи. В среднем, оно может колебаться от 15-30 до 150 ударов в минуту. Для сравнения, Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердце человека бьется с частотой 60-80 в минуту.
Гемолимфа
насекомое с красной кровью»/> Личинка комара-дергуна –
Свойства гемолимфы насекомых
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>личинок растворено вещество, близкое по строению к гемоглобину, имеющемуся у высших животных. Просвечивая через прозрачные покровы, гемолимфа придает красный цвет и телу насекомого.
Подробнее при переходе по ссылке
«>диапауза) насекомого. Ее реакция либо слабокислая (как и у крови животных), либо нейтральная, в пределах рН 6-7. Между тем, осмотическое давление гемолимфы намного выше, чем у крови теплокровных. В качестве осмотически активных соединений выступают различные аминокислоты и прочие вещества преимущественно органического происхождения.
Осмотические свойства гемолимфы особенно сильно выражены у немногочисленных насекомых, населяющих солоноватые и соленые воды. Так, даже при погружении Личинка (или larva) – неполовозрелая фаза послезародышевого развития, в течение которой у членистоногих происходят основные процессы роста.
Подробнее при переходе по ссылке
«>личинки мухи-береговушки в концентрированный раствор соли ее кровь не меняет своих свойств, а из тела не выходит жидкость, чего стоило бы ожидать при таком «купании».
По весу гемолимфа составляет 5-40% от массы тела.
Как известно, кровь животных имеет свойство свертываться – это защищает их от слишком большой кровопотери при ранениях. Среди насекомых не все обладают свертывающейся кровью; их раны, если такие появляются, обычно закрываются «пробками» из плазмоцитов, подоцитов и других специальных клеток гемолимфы.
Состав гемолимфы насекомых
Гемолимфа состоит из двух частей: жидкости (плазмы) и клеточных элементов, представленных гемоцитами.
В плазме растворены органические вещества и неорганические соединения в ионизированной форме: натрий, калий, кальций, магний, хлорит-, фосфат, карбонат-ионы. В сравнении с позвоночными, гемолимфа насекомых содержит больше калия, кальция, фосфора и магния. Например, у растительноядных видов концентрация магния в крови может быть в 50 раз выше, чем у млекопитающих. То же касается калия.
Также в жидкой части крови обнаруживаются питательные вещества, метаболиты (мочевая кислота), гормоны, ферменты и пигментные соединения. В некотором количестве там также находятся растворенный кислород и углекислый газ, пептиды, белки, липиды, аминокислоты.
Остановимся подробнее на питательных веществах гемолимфы. Из углеводов большая часть, примерно, 80%, приходится на трегалозу, состоящую из двух молекул глюкозы. Она образуется в Жировое тело – ткань, заполняющая у насекомых пространство между органами и играющая важную роль в осуществлении обменных процессов.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жировом теле, выходит в гемолимфу, а затем расщепляется ферментом трегалазой в органах. При снижении температуры из другого углевода – гликогена – образуется глицерин. Кстати, именно глицерин имеет главное значение при переживании насекомыми морозов: он не дает гемолимфе образовать кристаллы льда, способные повредить ткани. Она превращается в желеобразную субстанцию, и насекомое сохраняет жизнеспособность иногда даже при минусовых температурах (например, наездник Braconcephi выдерживает замораживание до – 17 градусов).
Подробнее при переходе по ссылке
Аминокислоты представлены в плазме в достаточно большом количестве и концентрации. Особенно там много глутамина и глутаминовой кислоты, которые играют роль в осморегуляции и используются для построения Кутикула – внешний слой кожи насекомых, не имеющий клеточного строения и являющийся продуктом выделения гиподермы.
Подробнее при переходе по ссылке
«>кутикулы. Многие аминокислоты соединяются друг с другом в плазме и «хранятся» там в виде простых белков – пептидов. В гемолимфе самок насекомых имеется имеется группа белков – вителлогенинов, которые используются при синтезе желтка в Яйцо у членистоногих – форма развития, при которой зародыш развивается под защитой яйцевых оболочек вне организма матери.
Подробнее при переходе по ссылке
«>яйцах. Белок лизоцим, присутствующий в крови у представителей обоих полов, играет роль в защите организма от бактерий и вирусов.
Содержание в гемолимфе различных соединений и их соотношение может быть показателем его состояния. Например, соотношение между ионами калия и натрия в ней отражает обменные процессы (их интенсивность). Повышение уровня натрия в плазме говорит о том, что насекомое находится под воздействием Инсектицид – вещество (или смесь веществ) химического либо биологического происхождения, предназначенное для уничтожения вредных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>инсектицидов или готовится к диапаузе.
Гемоциты разделяются по морфологии и функциям на основные разновидности: амебоциты, хромофильные лейкоциты, фагоциты с гомогенной плазмой, гемоциты с зернистой плазмой. А вообще, среди всех гемоцитов было обнаружено целых 9 видов: прогемоцит, плазмоцит, гранулоцит, эноцит, цистоцит, сферическая клетка, адипогемоцит, подоцит, червеобразная клетка. Частично это клетки разного происхождения, частично – разные «возраста» одного и того же гемопоэтического ростка. Они имеют различный размер, форму и функции.
Обычно гемоциты оседают на стенках сосудов и в циркуляции практически не участвуют, и только перед наступлением очередного этапа превращения или перед Линька – циклическое сбрасывание личинкой прежнего кутикулярного покрова и замещение его новым.
Подробнее при переходе по ссылке
«>линькой начинают перемещаться в кровотоке. Образуются они в специальных гемопоэтических органах. У Сверчков, Мух, Бабочек и Настоящих пилильщиков эти органы находятся в области спинного сосуда.
Функции гемолимфы
Они весьма многообразны.
Питательная функция: транспорт по телу питательных элементов.
Гуморальная регуляция: обеспечение работы эндокринной системы, перенос гормонов и других биологически активных веществ к органам.
Дыхательная функция: транспорт кислорода к клеткам (у некоторых насекомых, гемоциты которых имеют гемоглобин или близкий к нему пигмент). Пример с Личинка (или larva) – неполовозрелая фаза послезародышевого развития, в течение которой у членистоногих происходят основные процессы роста.
Подробнее при переходе по ссылке
«>личинкой Хиронимусов (комаров-звонцов, комаров-дергунов) уже описан выше. Это насекомое в личиночную стадию живет в воде, в болотистой местности, где содержание кислорода минимально. Данный механизм позволяет ему использовать имеющиеся в воде запасы О2, чтобы выживать в таких условиях. У других кровь дыхательную функцию не выполняет. Хотя есть интересное исключение: у Клопа постельного после питания проглоченные им эритроциты человека могут проникать через стенку кишечника в полость тела, где они без изменений, в состоянии полной жизнеспособности остаются продолжительное время. Правда, они слишком не похожи на гемоциты, чтобы брать на себя их функцию.
Выделительная функция: накопление продуктов обмена веществ, которые затем будут выведены из организма органами выделения.
Механическая функция: создание тургора, внутреннего давления для поддержания формы тела и структуры органов. Это особенно важно для Личинка (или larva) – неполовозрелая фаза послезародышевого развития, в течение которой у членистоногих происходят основные процессы роста.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>кутикулой, не создающей телу наружного скелета. Кроме этого, даже у насекомых с жесткими покровами при сокращении мышц потоки гемолимфы перенаправляются в определенные части организма, чтобы осуществить ту или иную работу (например, расправить Крылья насекомых – придатки двух задних сегментов груди (или одного из них), представляющие собой парные выросты стенки тела и предназначенные для перемещения насекомых по воздуху.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>пестицидам и т.д. Кроме того, кровь может содержать сильнодействующие яды, которые выделяются наружу при нападении на насекомое. Так, гемолимфа нарывных жуков Meloidae содержит кантаридин, при воздействии которого на кожу человека и теплокровных животных на ней появляется воспаление.
У ряда насекомых, например, саранчи или кузнечиков, наблюдается автогеморрагия: при сокращении особых мышц кровь выплескивается у них наружу для самозащиты. При этом она, по-видимому, смешиваясь с воздухом Трахеи насекомых – внутренние образования организма насекомого в виде трубок различного диаметра, которые проводят кислород к клеткам и тканям.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крыльев к телу и около рта.
При попадании в кровь насекомых бактерий и паразитов ее клетки окружают инородные образования и приклеиваются к ним, образуя вокруг них капсулы и таким образом защищая насекомое от их вредного действия. Так, когда в тело Капустницы или Лугового мотылька откладывают свои Яйцо у членистоногих – форма развития, при которой зародыш развивается под защитой яйцевых оболочек вне организма матери.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>яйцо, «замуровывая» его в теле хозяина. Если паразит погибает, насекомое-хозяин получает возможность жить дальше – благодаря клеткам гемолимфы, которые отграничили его тело от паразита.
Гемолимфа
Гемолимфа – кровь насекомых.
насекомое с красной кровью» />
насекомое с красной кровью
Личинка комара-дергуна –
насекомое с красной кровью
насекомое с красной кровью» />
Свойства гемолимфы насекомых
Гемолимфа насекомых обычно бесцветная либо окрашена в желтоватый или зеленоватый цвет. Однако у личинок комаров-звонков («мотыля») она имеет ярко-красную окраску. В плазме личинок растворено вещество, близкое по строению к гемоглобину, имеющемуся у высших животных. Просвечивая через прозрачные покровы, гемолимфа придает красный цвет и телу насекомого. [1] (фото)
Содержание воды в гемолимфе – 75-90%, в зависимости от стадии жизненного цикла и состояния (активная жизнь, диапауза) насекомого. Ее реакция либо слабокислая (как и у крови животных), либо нейтральная, в пределах рН 6-7. [1] Между тем, осмотическое давление гемолимфы намного выше, чем у крови теплокровных. В качестве осмотически активных соединений выступают различные аминокислоты и прочие вещества преимущественно органического происхождения. [2]
Осмотические свойства гемолимфы особенно сильно выражены у немногочисленных насекомых, населяющих солоноватые и соленые воды. Так, даже при погружении личинки мухи-береговушки в концентрированный раствор соли ее кровь не меняет своих свойств, а из тела не выходит жидкость, чего стоило бы ожидать при таком «купании». [2]
По весу гемолимфа составляет 5-40% от массы тела. [2]
Как известно, кровь животных имеет свойство свертываться – это защищает их от слишком большой кровопотери при ранениях. Среди насекомых не все обладают свертывающейся кровью; их раны, если такие появляются, обычно закрываются «пробками» из плазмоцитов, подоцитов и других специальных клеток гемолимфы. [3]
Разновидности гемоцитов у насекомых
А – Прогпмоцит, Б – Плазматоцит, В – Гранулоцит,
Г – Эноцит, Д – Цистоцит, Е – Сферическая клетка,
Ж – Адипогемоцит, З – Подоцит, И – Червеобразная клетка.
Состав гемолимфы насекомых
Гемолимфа состоит из двух частей: жидкости (плазмы) и клеточных элементов, представленных гемоцитами. [1]
В плазме растворены органические вещества и неорганические соединения в ионизированной форме: натрий, калий, кальций, магний, хлорит-, фосфат, карбонат-ионы. [1] В сравнении с позвоночными, гемолимфа насекомых содержит больше калия, кальция, фосфора и магния. Например, у растительноядных видов концентрация магния в крови может быть в 50 раз выше, чем у млекопитающих. То же касается калия. [3]
Также в жидкой части крови обнаруживаются питательные вещества, метаболиты (мочевая кислота), гормоны, ферменты и пигментные соединения. [1] В некотором количестве там также находятся растворенный кислород и углекислый газ, пептиды, белки, липиды, аминокислоты. [2]
Остановимся подробнее на питательных веществах гемолимфы. Из углеводов большая часть, примерно, 80%, приходится на трегалозу, состоящую из двух молекул глюкозы. Она образуется в жировом теле, выходит в гемолимфу, а затем расщепляется ферментом трегалазой в органах. При снижении температуры из другого углевода – гликогена – образуется глицерин. Кстати, именно глицерин имеет главное значение при переживании насекомыми морозов: он не дает гемолимфе образовать кристаллы льда, способные повредить ткани. Она превращается в желеобразную субстанцию, и насекомое сохраняет жизнеспособность иногда даже при минусовых температурах (например, наездник Braconcephi выдерживает замораживание до – 17 градусов). [2]
Липиды в гемолимфе насекомого представлены большей частью в виде эфиров глицерина и жирных кислот. Их источник – жировое тело. [2]
Аминокислоты представлены в плазме в достаточно большом количестве и концентрации. Особенно там много глутамина и глутаминовой кислоты, которые играют роль в осморегуляции и используются для построения кутикулы. Многие аминокислоты соединяются друг с другом в плазме и «хранятся» там в виде простых белков – пептидов. В гемолимфе самок насекомых имеется имеется группа белков – вителлогенинов, которые используются при синтезе желтка в яйцах. Белок лизоцим, присутствующий в крови у представителей обоих полов, играет роль в защите организма от бактерий и вирусов. [2]
Содержание в гемолимфе различных соединений и их соотношение может быть показателем его состояния. Например, соотношение между ионами калия и натрия в ней отражает обменные процессы (их интенсивность). Повышение уровня натрия в плазме говорит о том, что насекомое находится под воздействием инсектицидов или готовится к диапаузе. [1]
Гемоциты разделяются по морфологии и функциям на основные разновидности: амебоциты, хромофильные лейкоциты, фагоциты с гомогенной плазмой, гемоциты с зернистой плазмой. [1] А вообще, среди всех гемоцитов было обнаружено целых 9 видов: прогемоцит, плазмоцит, гранулоцит, эноцит, цистоцит, сферическая клетка, адипогемоцит, подоцит, червеобразная клетка. Частично это клетки разного происхождения, частично – разные «возраста» одного и того же гемопоэтического ростка. Они имеют различный размер, форму и функции. [3] (фото)
Обычно гемоциты оседают на стенках сосудов и в циркуляции практически не участвуют, и только перед наступлением очередного этапа превращения или перед линькой начинают перемещаться в кровотоке. Образуются они в специальных гемопоэтических органах. У Сверчков, Мух, Бабочек и Настоящих пилильщиков эти органы находятся в области спинного сосуда. [2]
Гемолимфа
Содержание
Гемолимфа насекомых
Гемолимфа является единственной тканевой жидкостью в теле насекомых. Подобно крови у позвоночных животных гемолимфа образована жидким межклеточным веществом — плазмой — и находящимися в ней клетками — гемоцитами. Но в отличие от крови позвоночных, гемолимфа циркулирует не по замкнутым кровеносным сосудам, а в полости тела (в гемоцеле). Также в гемолимфе отсутствуют клетки, снабжённые гемоглобином или другими дыхательными пигментами.
Плазма гемолимфы содержит в себе неорганические и органические соединения. Гемоциты либо находятся в свободном взвешенном состоянии в плазме, либо оседают на поверхности внутренних органов. У большинства насекомых в 1 мм 3 гемолимфы содержится от 10000 до 100000 клеток. Число гемоцитов, циркулирующих в теле таракана, составляет 9—13 миллионов, а их суммарный объём достигает 10 % от общего объёма гемолимфы.
Функции гемолимфы
Гемолимфа осуществляет транспортировку питательных веществ от стенок пищеварительного канала ко всем органам. В выполнении данной функции принимают непосредственное участие как гемоциты, так и целый ряд химических соединений самой плазмы. Часть питательных веществ поступает из гемолимфы в клетки жирового тела. При голодании, диапаузе или во время линьки данные резервные продукты вновь переходят в гемолимфу и могут быть доставлены к местам их использования. У насекомых, развивающихся с полным превращением, те продукты, которые освобождаются при гистолизе личиночных тканей, тоже транспортируются гемолимфой. Вторая важная функция гемолимфы связана с её участием в защите насекомых от инфекционных заболевании и заражения паразитами. В выполнении данной защитной функции участвуют белки плазмы, гемоциты, способные к фагоцитозу, и клетки, образующие гемоцитарные капсулы вокруг многоклеточных паразитов. Гидростатическое давление, развиваемое гемолимфой, используется при выполнении ею механической функции. Оно обеспечивает раскручивание хоботка у бабочек и расправление крыльев после выхода из куколки или после превращения бескрылой личинки в крылатое взрослое насекомое.