Malpighisches Tubulussystem - Malpighian tubule system

Stilisierte Diagramm des letzten Teils des Verdauungstraktes des Insekts zeigt Malpighischen Tubuli ( orthopteran Typ)

Das Malpighische Tubulussystem ist eine Art exkretorisches und osmoregulatorisches System, das bei einigen Insekten , Myriapoden , Spinnentieren und Bärtierchen vorkommt .

Das System besteht aus sich verzweigenden Tubuli, die sich aus dem Verdauungskanal erstrecken und gelöste Stoffe , Wasser und Abfallstoffe aus der umgebenden Hämolymphe absorbieren . Die Abfälle werden dann in Form von festen Stickstoffverbindungen und Calciumoxalat aus dem Organismus freigesetzt . Das System ist nach Marcello Malpighi benannt , einem Anatom aus dem 17. Jahrhundert.

Es ist unklar, ob die Malpighischen Gefäße von Spinnentieren und die des Uniramia sind homolog oder das Ergebnis einer konvergenten Evolution .

Struktur

Malpighische Tubuli einer präparierten Kakerlake, angezeigt durch einen gelben Pfeil. Maßstabsleiste, 2 mm.

Malpighische Tubuli sind schlanke Röhren, die normalerweise in den hinteren Regionen der Verdauungskanäle von Arthropoden gefunden werden. Jeder Tubulus besteht aus einer einzelnen Zellschicht, die am distalen Ende verschlossen ist, wobei das proximale Ende an der Verbindung zwischen Mitteldarm und Hinterdarm mit dem Verdauungskanal verbunden ist. Die meisten Tubuli sind normalerweise stark gewunden. Die Anzahl der Tubuli variiert zwischen den Arten, obwohl die meisten in Vielfachen von zwei vorkommen. Die Tubuli werden normalerweise in Hämolymphe gebadet und befinden sich in der Nähe des Körperfettgewebes . Sie enthalten Aktin zur strukturellen Unterstützung und Mikrovilli zum Vortrieb von Substanzen entlang der Tubuli. Malpighische Tubuli bei den meisten Insekten enthalten auch mit den Tubuli assoziierte akzessorische Muskulatur, die dazu dienen kann, den Inhalt der Tubuli zu vermischen oder die Tubuli mehr Hämolymphe auszusetzen. Die Insektenordnungen Dermaptera und Thysanoptera besitzen diese Muskeln nicht und Collembola und Hemiptera : Aphididae haben kein Malpighisches Tubulussystem.

Allgemeine Wirkungsweise

Vor-Urin wird in den Tubuli gebildet, wenn stickstoffhaltige Abfälle und Elektrolyte durch die Tubuluswände transportiert werden. Es wird angenommen, dass Abfallstoffe wie Harnstoff und Aminosäuren durch die Wände diffundieren, während Ionen wie Natrium und Kalium durch aktive Pumpmechanismen transportiert werden. Danach folgt Wasser. Der Vorurin mischt sich zusammen mit der verdauten Nahrung im Hinterdarm. Zu diesem Zeitpunkt fällt Harnsäure aus und Natrium- und Kaliumionen werden zusammen mit Wasser durch Osmose aktiv vom Rektum aufgenommen . Harnsäure wird mit dem Kot vermischt, der dann ausgeschieden wird .

Alternative Wirkungsweisen

Komplexe Zyklensysteme der Malpighischen Tubuli wurden in anderen Insektenordnungen beschrieben. Hemiptera- Insekten verwenden Tubuli, die eine Bewegung von gelösten Stoffen in den distalen Teil der Tubuli ermöglichen, während eine Rückresorption von Wasser und essentiellen Ionen direkt an die Hämolymphe im proximalen Teil und im Rektum erfolgt. Sowohl Coleoptera als auch Lepidoptera verwenden eine kryptonephridiale Anordnung, bei der das distale Ende der Tubuli in das das Rektum umgebende Fettgewebe eingebettet ist. Eine solche Anordnung kann dazu dienen, die Effizienz der Verarbeitung von gelösten Stoffen in den Malpighischen Tubuli zu erhöhen.

Andere Verwendungen

Arachnocampa luminosa- Larven

Obwohl sie hauptsächlich an der Ausscheidung und Osmoregulation beteiligt sind, wurden die Malpighischen Tubuli bei einigen Insekten modifiziert, um akzessorische Funktionen zu erfüllen. Larven aller Arten der Gattung Arachnocampa verwenden modifizierte und geschwollene Malpighian-Tubuli, um ein blaugrünes Licht zu erzeugen, das Beute zu schleimbedeckten Fallenlinien anlockt. Bei Insekten, die sich von Pflanzenmaterial ernähren, das schädliche Allelochemikalien enthält , dienen Malpighische Tubuli auch dazu, solche Verbindungen schnell aus der Hämolymphe auszuscheiden.

Siehe auch

Verweise

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