Органы выделения насекомых мальпигиевы сосуды. Значение мальпигиевы сосуды в энциклопедии биология. Свет и сосуды

Мальпигиевы сосуды названы в честь итальянского ученого-естествоиспытателя М.Мальпиги, который открыл их у насекомых в XVII веке. Кстати, этот же ученый известен и в связи с достижениями в анатомии и физиологии человека: в 1661г. он доказал, что кровь между венами и артериями проходит через капилляры, и открыл микроциркуляцию.

Строение мальпигиевых сосудов

Мальпигиевы сосуды представлены в виде трубок, с одной стороны слепо оканчивающихся в теле, а с другой впадающих в кишечный канал, как правило, между средней и задней кишкой. (фото)

У некоторых насекомых место их впадения несколько смещено относительно типичного. Например, у жуков Necrophorusсосуды открываются в полость средней кишки впереди от пилорического клапана (образования, которое отделяет ее от задней кишки). У муравьиного льва, гусениц и жуков-бронзовок они, напротив, впадают в заднюю кишку. Наконец, жук-листоед отличается от всех остальных: у него 6 сосудов, и первые два впадают в среднюю кишку, а остальные 4 сообщаются с задней.

Трубочки либо открываются в кишечник каждая отдельно, либо соединяются в пучки с общими протоками. У стрекоз сосуды собраны в 4 пучка, а, например, у тараканов - в 6.

Свободные части сосудов, оканчивающиеся в теле, взвешены в и отсасывают из нее вредные экскреты. У гусениц и ряда жуков концы трубок прикреплены на задней кишке, они всасывают из нее воду, усиливая работу ректальных желез, которые обычно осуществляют эту функцию. Данное явление носит название криптонефрия.

Диаметр сосудов на всем их протяжении обычно одинаков, но иногда на их разных участках могут быть расширения (резервуары). У ряда групп трубочки представлены в виде разветвлений: неправильных (древовидных) или перистых.

Общее количество мальпигиевых трубочек у насекомых отличается в широких пределах. У Тлей, Ногохвосток их нет вообще; у Червецов их два, у Трипсов и большинства Мух - две пары, у большей части Чешуекрылых - 6. Есть обладатели и большего числа органов выделения: у Стрекоз 20 мальпигиевых сосудов, у Тараканов их число доходит до 90-120, у пчел до 150. Пустынная саранча имеет наибольшее количество трубочек: 250.

Точное происхождение мальпигиевых сосудов неизвестно, у специалистов на этот счет нет окончательного мнения.

Функции мальпигиевых сосудов

Это органы выделения; следовательно, их основная функция заключается в удалении из организма насекомого метаболитов, которые не могут быть депонированы или включены в другие биохимические процессы. Преимущественно, сосуды выводят из организма мочевую кислоту. Данный процесс можно представить следующим образом.

Кроме мочевой кислоты, среди экскретов встречаются другие соединения, такие, как аминокислота лейцин или углекислый кальций. Австралийской цикадки (Ptyelis) даже строят из выделений мальпигиевых сосудов, содержащих много кальция, известковую спиральную раковину. Каллифора и люцилии, находясь на личиночной стадии, выделяют аммиак в свободном виде. Помимо того, в экскретах многих насекомых встречаются аммонийные соли, аллантоин (у мясных мух), креатин (у Rhodnius) и салициловая кислота (у насекомых, живущих на иве или тополе, сок которых содержит это соединение).

Кроме выделительной, возможны дополнительные функции мальпигиевых сосудов. У некоторых они выделяют пищеварительные ферменты, например, у Жужелиц секретируют дипептидазу. Дополнительные «порции» этого фермента, осуществляющего расщепление белка, необходимы в связи с тем, что это хищное насекомое питается преимущественно белковой животной пищей. (фото)

Уличинок Муравьиного льва мальпигиевы сосуды продуцируют шелк, у других - известковую субстанцию (ею импрегнируется кокон при превращении в куколку). У долгоносика Phytonomus мальпигиевы сосуды также выделяют из своих средних отделов шелк, из которого они плетут кокон, а в основном отделе образуется соединение, которым этот кокон обрабатывается с внутренней стороны.

Тонкие, длинные трубочки, впадающие в кишечник на уровне пилорического клапана и обеспечивающие выведение азотсодержащих метаболитов. Их стенки образованы однослойным эпителием и мышечными волокнами. Оплетённые трахеями, но лишённые нервов, они способны только к миогенным червеобразным движениям. У щетинохвосток, уховёрток и трипсов мальпигиевые сосуды не имеют мышц и пассивно колеблются в токах гемолимфы. В простейшем случае, например у прямокрылых, мальпигиевые сосуды однообразны по всей длине и лишь насасывают плазму с содержавшимися в ней экскретами.

Сравнительно малая эффективность работы таких сосудов компенсируется их громадным числом (до 250 и более). Сходным образом функционируют многочисленные (4–8) мальпигиевые сосуды некоторых жуков, однако их свободные концы врастают в стенку задней кишки (криптонефрия). Высасывая из её полости воду, они энергично проводят первичную мочу, но неспособны к реабсорбции. У многих клопов происходит дифференциация отделов и эпителия мальпигиевых сосудов. В дистальном отделе эпителиальные клетки несут плотный рабдориум и содействуют образованию первичной мочи; в проксимальном отделе, клетки которого снабжены рыхлым рабдориумом, она подвергается реабсорбции, и таким образом этот отдел принимает на себя функции задней кишки прямокрылых. Ещё большую сложность строения имеют мальпигиевые сосуды двукрылых.

Все термины на

Муха минирующая ячменная - Hydrellia griseola Flln . Относится к семейству мух-береговушек (Ephydridae ). Распространена в европейской части СССР, в Сибири...

Зерно при закладке на хранение анализируют на заселённость вредителями. Различают явную и скрытую формы заселённости. Пробы зерна отбирают...

Строение

Мальпигиевы сосуды представляют собой слепо замкнутые эпителиальные канальцы, открывающиеся на границе средней и задней кишки. Однако у некоторых (Necrophorus , Gnaptor , Coccoidea) они открываются в среднюю кишку, у некоторых (личинки бабочек, бронзовок, муравьиного львы) - в заднюю.

Число мальпигиевых сосудов варьирует от 2 до 150 (у медоносной пчелы), они слабо развиты у протур и совсем отсутствуют у коллембол , у тлей они вторично редуцируются.

Мальпигиевые сосуды могут свободно заканчиваться в гемолимфе , в ряде случаев они срастаются попарно, образуя замкнутые петли. Иногда кончики канальцев прободают мышечную оболочку задней кишки. Это явление носит название криптонефрии (у жуков , сетчатокрылых , гусениц и личинок пилильщиков). Срастание мальпигиевых сосудов с кишечником отмечается для наземных представителей, вынужденных экономить воду. Криптонефриальная часть выделительной трубочки помогает насасывать воду из задней кишки. У насекомых, живущих в воде или почве, криптонефрия не наблюдается.

Стенки сосудов построены из однослойного эпителия. Клетки разрежены, особенно в концевом отделе. Подобно эпителию средней кишки, поверхность клеток, обращённая в просвет, несёт рабдориум, её слой плазматических палочек. Снаружи эпителий прикрывается базальной мембраной , сосуды имеют собственную мускулатуру и способны изгибаться.

Каждый сосуд функционально разделяется на две части. Концевой отдел пропускает внутрь себя воду и растворимые соли мочевой кислоты из гемолимфы. Далее они продвигаются к основанию сосуда, в среду, богатую СО 2 . Мочевая кислота вытесняется из соли угольной и выпадает в осадок, а гидрокарбонат выходит в гемолимфу. Кристаллы мочевой кислоты продвигаются к выходу в кишку, а затем удаляются с экскрементами. Такое функционирование мальпигиева сосуда описано Шванвичем для клопа Rhodnius, тогда как возможно и другое: когда выпадение кристаллов мочевой кислоты происходит внутри клеток сосуда, а канал осуществляет только вывод.

Функции

Выделительная

Мальпигиевы сосуды насекомых и многоножек избавляют организм от избытка азота главным образом в форме мочевой кислоты , а паукообразных - в форме гуанина (Догель, 1981). Оба вещества - гетероциклы из двух колец - соединения, с соотношением азот/водород большим, чем имеет мочевина (продукт выделения млекопитающих). Таким образом, оно более пригодно для экономии воды.

Помимо мочевой кислоты, мальпигиевы сосуды способны выделять ион аммония, мочевину и салициловую кислоту (актуально для насекомых, питающихся Salix).

Экскреторные функции мальпигиевых сосудов тесно связаны с функциями задней кишки. В простейшем случае мальпигиевы сосуды только насасывают плазму гемолимфы и передают ее в заднюю кишку. Все остальные задачи выполняют ректальные сосочки задней кишки, которые возвращают в гемолимфу воду и другие полезные вещества, а обезвоженные экскреты и «лишние» молекулы удаляют из организма. У многих насекомых мальпигиевы сосуды также участвуют в обратном отсасывании воды, образуя с задней кишкой единый комплекс выделительных органов.

Другие функции мальпигиевых сосудов

Помимо выделения, мальпигиевые сосуды могут выполнять и другие функции. У ряда насекомых (прямокрылые , жужелицы, жуки-мертвоеды) в них может образовываться пищеварительный фермент дипептидаза (Шванвич, 1949).

Мальпигиевые сосуды некоторых насекомых могут выделять гранулы углекислого кальция. У мух он растворяется в крови при окуклении и затем отлагается в стенках пупария . Аналогичное растворение происходит у палочников , но кальций поступает затем в стенку хориона яйца .

У личинки муравьиного льва и хризопы перед окуклением мальпигиевы сосуды секретируют шёлк, из которого личинка прядет свой кокон . В момент шёлковыделения клетки становятся многоядерными.

Сама экскреторная мочевая кислота может также иметь дополнительные функции. У белянок , сетчатокрылых, ос, сирфид она идёт на построение пигментов пуриновой природы - белых, жёлтых и оранжевых. У личинок пенниц мочевая кислота вместе со омыляющим ферментом, выводясь с экскрементами, соединяются с выделяемым специальной железой воском, образуя защитную пену.

Использованная литература

• Тыщенко В. П. Физиология насекомых . М.: Высшая школа, 1986. 303 с.
• Шванвич Б. Н. Курс общей энтомологии . М.-Л.: Советская наука, 1949. 895 с.
• Догель В. А. Зоология беспозвоночных . 7-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. 606 с.
• Клюге Н. Ю. Современная систематика насекомых. Принципы систематики живых организмов и общая система насекомых с классификацией первичнобескрылых и древнекрылых . СПб.: Лань, 2000. 336 с.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Студёный, Дмитрий
• Молчи, грусть… молчи… (фильм)

Смотреть что такое "Мальпигиевы сосуды" в других словарях:

МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ - (от соб. им.). Тонкие нитеобразные мешочки у насекомых. Соединяющие желудок с кишечным каналом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ органы выделения у насекомых, представляющие собой… … Словарь иностранных слов русского языка

МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ - (по имени М. Мальпиги) выделительные органы у паукообразных, многоножек и насекомых. Длинные трубчатые выросты кишечника на границе средней и задней кишок. У водных насекомых участвуют в осморегуляции … Большой Энциклопедический словарь

МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ - (по имени М. Мальпиги), выделительные и осморегулирующие органы у паукообразных, многоножек и насекомых. М. с. личинок сетчатокрылых и нек рых жуков выделяют шелковистые нити, идущие на образование кокона. М. с. трубчатые канальцы, являющиеся… … Биологический энциклопедический словарь

мальпигиевы сосуды - (по имени М. Мальпиги), выделительные органы у паукообразных, многоножек и насекомых. Длинные трубчатые выросты кишечника на границе средней и задней кишок. У водных насекомых участвуют в осморегуляции. * * * МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ … Энциклопедический словарь

Мальпигиевы сосуды - (по имени М. Мальпиги) выделительные органы у большинства паукообразных, многоножек и насекомых; трубчатые, слепо оканчивающиеся выросты кишечника на границе между средней и задней кишкой. У паукообразных и многоножек 1 пара М. с., у… …

МАЛЬПИГИЕВЫ СОСУДЫ - (по имени М. Мальпиги), выделит. органы у паукообразных, многоножек и насекомых. Длинные трубчатые выросты кишечника на границе средней и задней кишок. У водных насекомых участвуют в осморегуляции … Естествознание. Энциклопедический словарь

Мальпигиевые сосуды - Мальпигиевы сосуды органы, выполняющие функцию выделения и осморегуляции у ряда наземных членистоногих: Atelocerata (насекомые и многоножки) и паукообразных. По видимому, в этих группах они возникли независимо: из эктодермы у насекомых и… … Википедия

КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ - КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ. Содержание: I. Эмбриология................. 389 П. Общий анатомический очерк......... 397 Артериальная система........... 397 Венозная система...... ....... 406 Таблица артерий............. 411 Таблица вен................… …

ПОЧКИ - ПОЧКИ. Содержание: I. Анатомия П.................... 65$ II. Гистология П. . ................ 668 III. Сравнительная физиология 11......... 675 IV. Пат. анатомия II................ 680 V. Функциональная диагностика 11........ 6 89 VІ. Клиника П … Большая медицинская энциклопедия

Выделительная система - экскреторная система, совокупность органов, выводящих из организма животных и человека избыток воды, конечные продукты обмена, соли, а также ядовитые вещества, введённые в организм или образовавшиеся в нём. У простейших легкорастворимые… … Большая советская энциклопедия

Для многих выделительных органов беспозвоночных еще «е решен вопрос о том, образуется ли первичная моча путем ультрафильтрации. Но для экскреторных органов насекомых ответ, по-видимому, определенно отрицательный; Он основан на том факте, что инулин, который считается самым надежным показателем ультрафильтрации, не переходит у насекомых в мочу, а это говорит об отсутствии ультрафильтрации (Ramsay, Riegel, 1961). Как же в таком случае образуется у насекомых моча?
Их выделительная система состоит из трубочек,- называемых мальпигиевыми сосудами, которых может быть от двух до нескольких сотен. Каждый сосуд открывается в кишечник на границе между средней и задней кишкой; другой его конец слепой и у большинства насекомых лежит в гемоцеле (рис. 10.6). Но у некоторых насекомых, особенно у жуков, питающихся сухими веществами (например, у личинок мучного хрущака Tenebrio), имеется специальное приспособление, которое обусловливает поразительную способность извлекать воду из экскрементов. У них слепой конец мальпигиева сосуда тесно связан с прямой кишкой и вся эта структура окружена оболочкой (периректальной мембраной). Образуемое ею пространство заполнено периректальной жидкостью, которая окружает и мальпигиев сосуд, и эпителий прямой кишки, но отделена от общей гемолимфы.
Мальпигиев сосуд функционирует следующим образом. В просвет сосуда активно транспортируется калий, а за ним пассивно следует вода под влиянием осмотических сил. В результате этого в просвете накапливается много жидкости, богатой калием, и отсюда она переходит в заднюю кишку. Там рас

творенные вещества и значительная часть воды реабсорбируют- ся, а мочевая кислота (которая проникла в жидкость в виде рас* творимого в воде урата калия) выпадает в осадок. Этим облег* чается дальнейшее извлечение воды, так как осажденная мочевая кислота не участвует в осмотической активности содержимого кишки. А то, чтоgt; остается в прямой кишке* в конечном счете выходит в виде смеси мочи и кала.
Насекомые, питающиеся свежей растительностью, поедают пищу с высоким содержанием воды и выделяют много жидкой мочи. А те, которые потребляют сухую пищу, способны выделять очень сухие экскреты » поэтому почти не теряют воду с мочой и калом. Хорошим примером служит личинка мучногв- хрущака (Tenebrio moli~ tor). Весь жизненный цикл этого насекомого
Рис. 10.6. Выделительная система клопа Rhodnius. (Wiggles- worth, 1931.)
Полностью показан только ®дкн* из четырех мальпигиевых сосудов. Эти сосуды делятся на две- разные части-верхнюю п нижнюю. Они опорожняются в прямую кишку у ее соединения со* средней кишкой.
проходит в сухой муке, и тем не менее оно не испытывает недостатка в воде.
У личинки мучного хрущака имеется типичная периректаль- ная оболочка, описанная выше, и выделяемые экскреты могут быть настолько сухими, что поглощают воду из воздуха с относительной влажностью 90% (Ramsay, 1964). Посмотрим, как. можно тебе представить механизм извлечения воды. Осмотическая концентрация жидкости в периректальном простра|Нстве мо-

жет быть очень высокой [понижение точки замерзания (ДГ) достигает 8°] - намного больше концентрации гемолимфы (где АТ составляет от 0,7 до 1,4°). Разница более выражена при содержании мучного хрущака в среде с очень низкой влажностью.
Возможны два способа функционирования ректального комплекса у личинки мучного хрущака: 1) активный транспорт воды

Рис. 10.7. Модель движения воды в стейке прямой кишки у таракана Periplane- ta americana. (Oschman, Wall, 1969.)
Движение растворенных веществ показано черными стрелками, движение воды-¦ светлыми стрелками. Эти перемещения представлены раздельно лишь для ясности, иа самом деле они происходят в одном и том же внутриклеточном синусе. Растворенные вещества активно накачиваются во внутриклеточный сииус как из просвета кишки, так и из жидкости, втекающей в субэпителиальный еинус. Высокая осмотическая концентрация во внутриклеточном синусе вызывает осмотический приток воды, что приводит к переходу воды и солей в субэпителиальный синус. Эта система похожа на модель Кёррана с тремя отделениями (рис. 9.14).

из просвета этого комплекса в гемолимфу или 2) активный транспорт какого-то растворенного вещества (предположительно хлористого калия) из гемолимфы в периректальное пространство, повышающий концентрацию периректальной жидкости и тем самым в свою очередь приводящий к осмотическому удалению воды из прямой кишки (Grimstone et al., 1968).
Второй из этих механизмов реабсорбции воды в принципе идентичен тому, который постулируется в теории трех комларт- ментов Кёррана (гл. 9). При изучении тараканов были получены дополнительные данные в пользу этой гипотезы. Если таракан имеет возможность пить воду, он выделяет разбавленную мочу; если же лишить его воды, у него будут образовываться сухие фекальные шарики и содержимое его прямой кишки будет сильно гиперосмотично по отношению к гемолимфе. Подробный анализ осмотических, концентраций в ректальном комплексе позволил предположить механизм реабсорбции воды, схематически представленный на рис. -10.7.
Таким образом, следует заключить, что выделительная си* стема насекомых, по-видим ом у, работает без всякой начальной ультрафильтрации, что она основана на первичной секреции калия в мальпигиевы сосуды, за которой следует пассивное перемещение воды, и что вода вместе с растворенными веществами: извлекается обратно в задней кишке и ректальном комплексе: Получено достаточно данных в пользу того, что движение воды основано на первичном транспорте растворенных веществ.