形式与功能

外骨骼和蜕皮

节肢动物的成功在很大程度上源于进化它们独特的,无生命的,有机的,联合的外骨骼看到数字),它的功能除了支援外,还提供保护肌肉系统,有助于高效的运动。外骨骼是由一层薄的、外的蛋白质层,上表皮,和一个厚厚的,内在的,几丁质-蛋白质层前表皮.在大多数陆地节肢动物,如昆虫和蜘蛛,表皮含有有助于减少水分蒸发损失的蜡。检核由外层组成外小皮一个内在的内表皮.在外角质层中,有几丁质蛋白质链的交叉结合(鞣制),这为骨骼材料提供了额外的强度。不同节肢动物外骨骼各部位的硬度与外角质层的厚度和鞣制程度有关。在甲壳类动物中,额外的刚性是通过外骨骼浸渍不同数量的碳酸钙来实现的。

外骨骼的形成需要同时节肢动物进化中两个功能问题的解决方案:如果动物被包裹在坚硬的覆盖物里,它怎么能生长,怎么能移动?节肢动物的生长问题是通过蜕皮,或蜕皮也就是旧外骨骼的周期性脱落。底层细胞释放消化旧外骨骼的底部(大部分内层),然后在旧外骨骼的下面分泌出新的外骨骼。在真正脱落的时候,老了骨架沿着群体特有的特定线条分裂,动物从旧骨架中拔出,就像从一套衣服中拔出一样。老的骨架通常会被丢弃,但在某些物种中会被吃掉。新的外骨骼柔软而灵活,然后通过局部抬高进行拉伸血压增强通过水或空气的吸入。在蜕皮数小时内,通过拉伸,特别是鞣制,会发生硬化。在甲壳类动物中,碳酸钙沉积在新的小管中。(软壳蟹就是刚脱壳的螃蟹。)在蜕皮后的几天或几周内,可以在外骨骼上添加额外的内层。

蜕皮是由激素控制的,在蜕皮过程之前有一个漫长的准备阶段。的甾类激素蜕皮激素,由特定的内分泌中心分泌,并在,是蜕皮的直接引发剂。然而,换毛的实际时间是受其他激素和环境因素的调节的。换毛之间的间隔称为一次.由于蜕皮的频率,早期的龄期很短,但随着年龄的增长而变长。一些节肢动物,如大多数蜘蛛和昆虫,在达到性成熟时停止蜕皮;其他的,如龙虾和螃蟹,一生都在蜕皮。大多数较大的蜘蛛温带例如,某些部位在达到性成熟之前蜕皮大约10次。由于蜕皮,节肢动物的长度和体积在整个生命周期中呈阶梯式增长,但内部组织的生长是持续的,就像其他动物一样。

在许多节肢动物的生活中,失去肢体是一种常见的危险。事实上,一些节肢动物,如螃蟹,如果它被捕食者抓住,就能截肢。然后是肢体再生在失去肢体的地方形成了一个乳头状的小雏形。在蜕皮前阶段,新的肢体在旧的外骨骼下发育,然后在动物蜕皮时出现。