Кутикула

Кутикула насекомых выполняет несколько совершенно различных функций; она служит защитой и опорой тела насекомого, а также является источником пищи во время голодания или линьки. Кроме того, она участвует в образовании органов чувств и ротового аппарата и выстилает трахеи.

Кутикулярный экзоскелет насекомого представляет собой тонкий, но очень крепкий покров. По своим механическим качествам кутикула обладает прочностью, сравнимой с прочностью металла (при сравнении на единицу веса). Например, предел прочности кутикулы около 10 кг/мм², а стали — 100 кг/мм², но сталь в 7 раз тяжелее. Прочность алюминия почти такая же, как и кутикулы, но он в 2 раза тяжелее.

Кроме того, кутикула обладает чрезвычайной твёрдостью. Некоторые насекомые способны с помощью своих мандибул проделать отверстие в металле или жести или меди.

В типичном случае кутикула состоит из толстой внутренней ламинарной (слоистой кутикулы и тонкой наружной экзокутикулы.

Ламинарная кутикула состоит из внутренней эндокутикулы и внешней экзокутикулы (рис. 5.1, А). Оба слоя построены из гликопротеина, представляющего собой комплекс высокомолекулярного полисахарида хитина и белка, причём считают, что микрофибриллы хитина погружены в белковый матрикс. Экзокутикула отсутствует в сочленениях и слоях швов, где происходит отделение наружного скелета при линьке.

Кутикулярные пластинки (ламеллы) образованы чрезвычайно тонкими слоями микрофибрилл, при этом продольные оси микрофибрилл, лежащих в разных плоскостях, повёрнуты на несколько градусов по отношению друг к другу (рис. 5.2). Такая конструкция, подобно фанере, характеризуется высокой прочностью. Наружный слой ламинарной кутикулы (экзокутикула) химически устойчива не растворяется в линочной жидкости. В состав экзокутикулы обычно входят хиноны (производные фенолов), образующие поперечные связи между соседними белковыми цепями микрофибрилл, что делает эти последние прочными и устойчивыми образованиями.

Ламинарную кутикулу с её пластинками пронизывают крошечные поровые канальцы. Они проходят от гиподермы к внутренним слоям эпикутикулы и заключают в себе нитевидные (плазматические) отростки эпителиальных клеток (рис. 5.1 и 5.3). Поровые канальцы выполняют функцию протоков для транспортирования секретов, выделяемых эпителиальными клетками, таких, как воск, дубильные вещества и материал для построения кутикулы. С каждой клеткой гиподермы может быть связано от 50 до 70 поровых канальцев. У таракана их плотность достигает 1,2 млн. на 1 мм².

5.1. А. Схема строения покровов тела.
Б. Щетинка с углублением. В. Впячивание кутикулы, образующее аподему. Г. Впячивание кутикулы, образующее апофиз. 1 — проток, 2 — поровый канал, 3 — базальная мембрана, 4 — железистая клетка, 5 — углубление, 6 — мембрана щетинки, 7 — эпикутикула; 8 — тормогенная клетка; 9 — кутикула, 10 — эпидермальная клетка, 11 — трихогенная клетка, 12 — гиподерма, 13 — сарколемма; 14 — мышца.

5.3. Схема слоёв эпикутикулы, через которые проходят восковые каналы.