Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

23.8: Osmoregulatie in insecten
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Osmoregulation in Insects
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT

23.8: Osmoregulation in Insects

23.8: Osmoregulatie in insecten

Malpighian tubules are specialized structures found in the digestive systems of many arthropods, including most insects, that handle excretion and osmoregulation. The tubules are typically arranged in pairs and have a convoluted structure that increases their surface area.

Malpighian tubules extend from the digestive tract, typically the area between the midgut and hindgut, into the hemolymph—a mixture of blood and interstitial fluid found in insects and other arthropods, as well as most mollusks.

Unlike other excretory systems, the excretory processes of Malpighian tubules lack a filtration step. Metabolic wastes, like uric acid, diffuse into the tubules from the hemolymph.

The tubules are lined with a layer of transport epithelia. These specialized epithelial cells contain pumps that actively transport ions, like sodium (Na+) and potassium (K+), from the hemolymph into the interior of the tubule, called the lumen. Osmosis allows water to follow ions into the tubules passively.

From the tubule lumen, water, ions, and waste travel from the intestine to the rectum. Tiny, protruding microvilli lining the inside of the tubules help maximize solute-water coupling and the propulsion of uric acid crystals through the tubules.

In the rectum, specialized glands pump many of the ions back into the hemolymph. Osmosis again allows water to follow ions back into the hemolymph passively. The remaining nitrogenous waste, consisting mainly of concentrated uric acid, can then be excreted from the rectum as a paste or powder, along with feces. This system of recycling water and ions effectively allows the animal to conserve water in dehydrating environments such as deserts.

The number of Malpighian tubules varies across species, developmental stages, and even individuals. For example, worker ants of the Crematogaster lineolata and Myrmicina americana species have about 5 Malpighian tubules, while desert locusts (Schistocerca gregaria) have about 250!

Tubuli van Malpighian zijn gespecialiseerde structuren die worden aangetroffen in het spijsverteringsstelsel van veel geleedpotigen, waaronder de meeste insecten, die uitscheiding en osmoregulatie behandelen. De tubuli zijn meestal in paren gerangschikt en hebben een ingewikkelde structuur die hun oppervlak vergroot.

Tubuli van Malpighia strekken zich uit van het spijsverteringskanaal, meestal het gebied tussen de middendarm en de achterste darm, tot in de hemolymfe - een mengsel van bloed en interstitiële vloeistof dat wordt aangetroffen in insecten en andere geleedpotigen, evenals in de meeste weekdieren.

In tegenstelling tot andere uitscheidingssystemen missen de uitscheidingsprocessen van de tubuli van Malpigh een filtratiestap. Metabole afvalstoffen, zoals urinezuur, diffunderen in de tubuli vanuit de hemolymfe.

De tubuli zijn bekleed met een laag transportepitheel. Deze gespecialiseerde epitheelcellen bevatten pompen die actief ionen, zoals natrium (Na + ) en kalium (K + ), van de hemolymfe naar het inwendige van de tubulus, het lumen genaamd, transporteren. Osmose staat toewater om passief ionen in de tubuli te volgen.

Van het tubuluslumen gaan water, ionen en afval van de darm naar het rectum. Kleine, uitstekende microvilli langs de binnenkant van de tubuli helpen de koppeling van opgeloste stof en water en de voortstuwing van urinezuurkristallen door de tubuli te maximaliseren.

In het rectum pompen gespecialiseerde klieren veel van de ionen terug in de hemolymfe. Osmose zorgt er weer voor dat water de ionen passief terug in de hemolymfe kan volgen. Het resterende stikstofhoudende afval, voornamelijk bestaande uit geconcentreerd urinezuur, kan vervolgens samen met uitwerpselen als een pasta of poeder uit het rectum worden uitgescheiden. Dit systeem voor het recyclen van water en ionen stelt het dier effectief in staat om water te besparen in uitdrogende omgevingen zoals woestijnen.

Het aantal tubuli van Malpighian varieert tussen soorten, ontwikkelingsstadia en zelfs individuen. Werkmieren van de soorten Crematogaster lineolata en Myrmicina americana hebben bijvoorbeeld ongeveer 5 Malpighian tubules, terwijl woestijnsprinkhanen ( Schistocerca gregaria ) er ongeveer 250 hebben!


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter