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体壁是昆虫身体的最外层,是由外胚层发育而来。体壁具有9方面的作用: 
    1、起外骨骼的作用,维持体形,昆虫的千变万化全是由体壁决定的。
    2、是一保护器官,免受外来微生物和其他物质的侵入,并且保持体内的水份不外散和外部的水份不进入。
    3、运动的肌肉均着生在体壁上。
    4、昆虫的抗张力,抗压力是由于体壁的作用,否则就象软体动物一样。
    5、昆虫的体色、保护色是通过体壁来形成的。
    6、各种感觉器官均由体壁特化而来。
    7、由皮细胞特化成各种腺体。
    8、信息素常由皮细胞特化的细胞来散发,如鳞翅目雌虫的香鳞。
    9、内寄生昆虫是通过表皮,而不是呼吸系统,如气门进行呼吸作用。

  在以上各种作用中,1—5项是表皮层的作用;6—8是皮细胞层的作用。其中骨架和保护作用是最主要的作用。   
 

  体壁的基本构造为:
    体壁分为三个主要层次,从外向内分别是表皮层、皮细胞层和底膜。

(一)底膜 (Basement membrane)
    是由血细胞分泌而成,主要成份为中性粘多糖(含糖蛋白的胶朊纤维);它是一个双层的构造,为一结缔组织,厚度仅为0.5μm它的作用是将皮细胞层与血腔分开,具有选择透性。

(二)细胞层 (Epidermis)
    是一单细胞层,其排列整齐,它来自外胚层的细胞层。皮细胞层有三个主要作用:
    1、在脱皮过程中,消化、吸收旧表皮,分泌新表皮。分泌和吸收作用是由其顶端的原生质丝构成的孔道来进行的。
    2、一部分皮细胞分化形成了腺体如唾液腺、毒腺、脱皮腺等,统称皮细胞腺。
    3、特化、形成各种外长物如刚毛、鳞片、刺和距等等,以及感觉器官。

(三)表皮层 (Cuticle)
    其由皮细胞分泌的异质性的非细胞性物质所组成。凡是由外胚层发生的组织和器官均具表皮层。除体壁外,消化道的前后肠、呼吸系统的气管、生殖系统中的雌性的中输卵管和生殖腔;雄性的射精管等。这些部分在脱皮过程中将被脱去。
表皮层不是一个匀质的单层,外层是上表皮,内层是原表皮。
 
1、上表皮 (Epicuticle)
    它是一个很薄的单层,一般为1μm,最薄仅0.03μm,最厚仅4μm.它由化学成份和功能各不相同的若干亚层组成。
(1)护蜡层(Cement Layer)
在最外层,由类脂、蜡质和鞣化蛋白组成,厚度一般不超出0.1μm,作用是保护其下的蜡层。各种昆虫差异很大,如蜜蜂不具此层;但紫胶虫其护蜡层很厚,形成一个介壳,为粘胶物质,可用于工业制漆,产品叫蜡克。
(2)蜡层 (Wax layer)
厚度为0.2-0.3μm ,主要成份为长链烃和酯类。这些构成蜡质的分子做定向排列,是一个很好的疏水层,防止体内水份的散失和外界水份的侵入。昆虫很多组织和器官的结构和生理机制都是围绕保水发展起来的。因此,昆虫可以生活在储粮中,可以生活在年降雨量仅几毫米的撒哈拉大沙漠中。用粉剂杀死害虫,其中除杀虫剂本身的作用外,一个很重要的物质便是作为填充剂的惰性粉。当害虫接触粉剂时,惰性粉可将足的关节膜、腹部等部位的蜡层磨损,不仅使药剂大量进入体内,同时造成害虫大量失水而死亡。在蜡层中的脂肪酸主要是辛酸和己酸,它可以防止真菌的侵入,如白僵菌、绿僵菌等。
蜡层又可分为三个小层,从外向内依次为,疏松的蜡霜层、排列不规则的脂类层和定向排列的单分子脂层,保水的功能主要靠此层。
(3)多元酚层 (Polyphenol layer)
该层厚0.5-2μm,主要成份为脂蛋白和多元酚的复合物,少数昆虫如吸血蝽为一单独的层,而大多数昆虫则与表皮质层混合在一起。因而很多学者不将其列为一层。它与表皮质层与外表皮的鞣化、暗化有关。多元酚类主要为3,4-二羟基苯酚及其衍生物。
(4)表皮质层 (Cuticulin layer)
该层又叫角质精层,它又可分为两层。最外面叫外表皮质层,仅100 A厚。它在脱皮过程中,最早形成,能抗各种酶的作用,重要成份为酯、鞣化蛋白和多元酚。内层叫内表皮质层,厚0.5-2μm,由绛色细胞所分泌。绛色细胞是一种由皮细胞转化而来的细胞,一部分在皮细胞中,一部分游离在体腔中,多在气门周围,与中间代谢有关。它的作用很多,如分泌激素,参入脱皮,卵巢的发育等等。该层的主要成份是脂蛋白的复合物。表皮质层的作用:一是当脱皮发生时,首先分泌此层,从而将新。旧表皮分开,然后由皮细胞分泌消化液,溶解旧表皮,但消化液不能溶解此层。被吸收的旧表皮通过此层,然后再被用于在内表皮的形成中。二是具有韧性,可以限制虫体的适度生长和伸长。三是决定虫体表面的模式和刻纹。

2、原表皮 (Procuticle)
    可分为靠近上表皮的外表皮和靠近皮细胞的内表皮。
(1)内表皮 (Endocuticle)
这是表皮中最厚的一层,10-200μm.它由几丁质和一种可溶解于水中的蛋白质叫节肢蛋白及水所组成。其中水占30-50%。几丁质在自然界没有单独存在,而是与蛋白质相结合,形成几丁质—蛋白质复合体,其中几丁质起钢筋的作用,蛋白质起水泥的作用。这种结构,保证了体壁的机械作用,既抗压,又有弹性。
&孔道和蜡道:在表皮层中,有许多微细管贯穿上下,这些细管叫孔道。孔道常呈螺旋状,是由皮细胞的细胞质伸出的细丝,在分泌活动完成后留下的孔道,其数目,在美洲蜚蠊为1.2百万/mm2,每个皮细胞25-500个。孔道在表皮形成过程中,承担着输送各种物质的作用。孔道在蜡质层中的继续叫蜡道,其更细,直径仅60 A,多分支。
(2)外表皮 (Exocuticle)
昆虫体壁的硬化程度是由外表皮决定的。此层含水量很少,其中的蛋白质为鞣化蛋白。外表皮的构造最初同内表皮一样,在脱皮发生时,才产生差别。原表皮中鞣化的部分形成外表皮,未鞣化的部分形成内表皮。当最初形成的原表皮后,由皮细胞层通过孔道分泌鞣化素,其主要是多元酚氧化酶,从外向内不断地使原表皮中的蛋白质鞣化,变成坚硬而色深的鞣化蛋白。不同的昆虫,分泌多元酚氧化酶的量和时间不同,因此,外表皮的厚度也不同。甲虫被鞣化的蛋白量多,因此其身体坚硬。蛾、蝶类幼虫则少,故身体柔软。 
体壁附生物
昆虫的体壁不是光滑的,上面生有很多毛、刺、鳞片、突起等等外长物。这些外长物一些是由单个细胞组成的,如:鳞片和毛。这些毛的基部如果与感觉细胞相连便成为感觉毛,用于感觉振动等等;如果与毒腺相连,便成为毒毛,象刺蛾幼虫体上的毒毛,用于防御敌害等。还有一些是由多个细胞共同形成。这些外长物基部没有关节的叫做刺,基部有关节的叫做距。刺和距的形状、数量在我们认识昆虫种类时是非常有用的。昆虫千奇百怪的形态和绚丽多彩的颜色都是由体壁所构成的。

文章来源:http://lyac15.lyac.edu.cn/kejian/2000_2001/ptkcx/chapter012/ch012.htm

 

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