Гиподерма

Строение и физиология гиподермы

Гиподерма – это единственный «живой» слой покровов насекомых, остальные структуры состоят из инертных химических веществ. Кубические или цилиндрические клетки гиподермы, расположенные в один ряд, не только «отвечают» за состояние кутикулы, но и непосредственно ее образуют. Они выделяют особый секрет, который, застывая, формирует слои эндо-, экзо- и эпикутикулы. Их постоянная работа способствует своевременному обновлению покровов и поддержанию их в оптимальном состоянии; также гиподерма дает начало кожным железам и органам чувств, которые формируются из ее специализированных клеток.Некоторая доля из них развиваются в эноциты (крупные секретирующие клетки). По всей своей поверхности клетки гиподермы покрыты короткими отростками, увеличивающими их секретирующую поверхность.

Гиподермальные клетки при взгляде сверху под увеличением имеют форму многоугольников; в каждой из них находится по одному ядру. В соответствии со своим назначением, клетки обладают высоким метаболическим потенциалом. У ряда насекомых они даже накапливают в себе некоторые вредные продукты обмена (например, кристаллы мочевой кислоты у бабочек), служа своеобразным депо для метаболитов. Кроме того, они способны вбирать в себя и другие вещества, которые являются промежуточными или окончательными продуктами обмена, в частности, пигменты. Обычно гиподерма окрашена в белый или желтоватый цвет, но она также может быть красной, синей, оранжевой и любой другой. Если цвет насекомого обусловлен окрашиванием гиподермы, после гибели организма, когда живые эпителиальные клетки тоже гибнут и начинают распадаться, окраска меняется и исчезает. Например, гиподермальной окраской отличаются многие кузнечики. После линьки они имеют ярко-зеленый цвет, когда как только что сброшенная ими кутикула оказывается серовато-прозрачной, а не зеленой.

Гиподерма – это очень тонкий слой кожи, в сравнении с вышележащей кутикулой. Чтобы поддерживать покровы в надлежащем состоянии, необходимо, чтобы нужные вещества проникали в кутикулу не только в ее нижней части. При помощи длинных отростков гиподермальных клеток, которые называются поровыми канальцами, происходит распределение дубильных веществ, воска и структурных компонентов кожи по всей толще кутикулы.

Функции гиподермы

Они заключаются в следующем:

• гиподерма образует и обновляет компоненты кутикулы;
• из нее происходят некоторые органы чувств и железы (или их части);
• у ряда насекомых гиподерма дает окраску телу;
• она может становиться своего рода органом выделения, задерживая вредные продукты обмена;
• клетки гиподермы играют ключевую роль в осуществлении линьки у насекомых.

Линька, как известно, представляет собой сбрасывание старой кутикулы, которое осуществляется личинками по мере их роста. Когда старая кутикула становится «мала» насекомому, и подходит этап очередной линьки, клетки гиподермы увеличиваются в размерах, в них возрастает число рибосом, и они начинают выделять так называемую линочную жидкость: субстанцию, смягчающую, растворяющую эндокутикулу и отделяющую ее от гиподермы благодаря содержанию ферментов протеиназы и хитиназы. Одновременно клетки работают и на образование новой кожи, которая не растворяется, так как между отслоившейся кутикулой и гиподермой постепенно накапливается так называемый неактивный линочный гель; к тому же, гиподерма защищает себя, выделяя вещество кутикулин, устойчивое к действию линочной жидкости. После того, как кутикула будет сброшена, гиподерма начнет еще активнее синтезировать составляющие покровов, и через некоторое время они достигнут прежней толщины и прочности.

Гиподермальные клетки участвуют в смене жизненных циклов насекомых не только благодаря осуществлению линьки. У некоторых отрядов, в первую очередь, бабочек или двукрылых, гиподерма вырабатывает вещества, необходимые для формирования кутикулы, покрывающей куколку.