Что такое кутикула в биологии 7 класс определение кратко

Обновлено: 02.07.2024

КУТИ́КУЛА (от лат. cuticula – кожица), 1) у растений – малопроницаемый для водных растворов, газов, болезнетворных организмов защитный слой, покрывающий внешнюю поверхность эпидермиса побегов и репродуктивных органов моховидных, папоротниковидных и семенных растений. К. выделяется клетками эпидермы и состоит из сетчатого матрикса, ячеи которого образованы кутином (смесь высших карбоновых гидроксикислот и их эфиров) и заполнены воском. Кристаллы воска находятся и на поверхности К. Толщу К. пронизывает сеть тяжей из гидрофильного пектина. Тонкие пластинки кутина, параллельные поверхности, могут также откладываться в толще наружной клеточной стенки эпидермальных клеток. Степень развития К., содержание в ней воска и пектина в значит. мере определяют защитные свойства эпидермиса и зависят от условий обитания и возраста растения. Мощная, плотно покрытая кристаллами воска К. – характерный признак ксерофитов. Рельеф К. повторяет и часто усиливает рельеф наружных стенок клеток эпидермы, в результате чего создаётся структура поверхности, специфичная для видов.

, у животных – плотное неклеточное образование на поверхности клеток эпителиальной ткани, выполняет в основном защитную и опорную функции. У круглых червей кутикула выделяется эпидермисом, покрывает тело и выстилает ротовую полость и глотку. У членистоногих кутикула – продукт эпидермальных клеток (гиподермы), многослойная, состоит из хитина и белка, образует внешний скелет, иногда он пропитан карбонатом кальция, затвердевает и периодически сбрасывается во время линьки. Производные кутикулы – чешуйки, щетинки, волоски. Кутикулярный белковый слой покрывает снаружи яйца птиц и защищает зародыш бактерий. У позвоночных кутикула – совокупность микроворсинок эпителия кишечника, воздухоносных, мочевыводящих путей. У растений кутикула состоит из особого жирового вещества – кутина и служит для уменьшения транспирации (мощная, плотно покрытая кристаллами воска кутикула свойственна ксерофитам). Водные растения лишены кутикулы.

Кутикула - это внешний слой или часть организма, которая контактирует с окружающей средой. У многих беспозвоночных мертвая, неклеточная кутикула выделяется эпидермисом. Этот слой может, как и у членистоногих, содержать пигменты и хитин; у людей кутикула - это эпидермис. У некоторых более высоких растениях кутикула представляет собой водонепроницаемый защитный слой, покрывающий эпидермальные клетки листьев и другие части и ограничивающий потерю воды. Кутикула особенно заметна на многих фруктах - например, яблоке, нектарине и вишне, которые можно отполировать до блеска.

Кутикула – внешний слой кожи насекомых, не имеющий клеточного строения и являющийся продуктом выделения гиподермы.

Кутикула насекомых выполняет несколько совершенно различных функций:

служит защитой и опорой тела насекомого,
является источником пищи во время голодания линьки,
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 металлов (при сравнении на единицу веса). Например, у кутикулы предел прочности практически достигает 10 кг/мм 2 , и сравним со сталью, у которой этот показатель равен 100 кг/мм 2 , но при этом сталь в 7 раз тяжелее. Если взять сравнение по тем же параметрам с алюминием, то увидим, что они почти равны, но алюминий в 2 раза тяжелее.

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

И в связи со всем этим, во время гиподермального роста насекомых кутикула периодически сбрасывается – происходит линька. [2]

Кутикула участвует в формировании производных кожи:

Скульптурных придатков
Структурных придатков
Эндоскелетных образований

Чисто кутикулярными образованиями являются только скульптурные придатки кожи. К ним относятся всевозможные шипики (и хетоиды), бугорки, бороздки и вдавленные точки. Скульптурные придатки кожи встречаются у насекомых очень часто, так как склеротизация кутикулы способствует их образованию, и многие виды можно отличать именно благодаря таким скульптурам на теле.

Совместно с гиподермальным слоем кожи кутикула создает структурные образования, объединенные под названием хетты (chaetae).

Кутикула формирует не только экзоскелет, но и эндоскелет насекомых. Она образует множество внутренних выростов, образуя внутренний каркас насекомого, к которому крепятся мышцы и который служит опорой внутренним органам. [1]

Строение кутикулы насекомых

А - кутикула и гиподерма; В - строение эпикутикулы.

1 - эпикутикула; 1а - цементрый слой; 1b - восковой слой; 1с - внешний слой эпикутикулы; (липыдный и кутикулиновый слои;) 1d - внутренний слой эпикутикулы (гомогенный); 2 - экзокутикула; 3 - эндокутикула; 4 - гиподерма; 5 - базальная мембрана; 6 - гиподермальная клетка; 6а - поровый канал; 7 - железистая клетка; 8 - трихогенная клетка; 9 - тормогенная клетка; 10 - нервные волокна; 11 - сета (волосок); 12 - хетоид; 13 - выход железы.

Строение кутикулы

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

Ламинарная кутикула состоит из внутренней эндокутикулы и внешней экзокутикулы. Оба слоя построены из гликопротеина, представляющего собой комплекс высокомолекулярного полисахарида хитина и белка, причем считают, что микрофибриллы хитина погружены в белковый матрикс.

Экзокутикула отсутствует в сочленениях и вдоль 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, повернуты на несколько градусов по отношению друг к другу. Такая конструкция, подобно фанере, характеризуется высокой прочностью.

Наружный слой ламинарной кутикулы (экзокутикула) химически устойчив и не подвергается действию линочной жидкости. Экзокутикула чаще всего построена из хинонов (производные фенолов), которые создают поперечные связи между смежными белковыми цепями микрофибрилл, что делает эти последние прочными и устойчивыми образованиями.

Ламинарную кутикулу с ее пластинками пронизывают крошечные поровые канальцы. Они проходят от гиподермы к внутренним слоям эпикутикулы и заключают в себе нитевидные (плазматические) отростки эпителиальных клеток.

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 мм 2 .

Эпикутикула

Несмотря на то что эпикутикула очень тонкая, она состоит из 4 слоев, образованных веществами, секретируемыми эпителиальными клетками и кожными железами.

Под наружным цементным слоем (секретируемым кожными железами) располагается восковой слой, за которым следует чрезвычайно тонкий слой плотного кутикулина, а затем более толстый слой гомогенной кутикулы, прилегающий к наружной части экзокутикулы.

Наружный цементный слой эпикутикулы присутствует там, где есть кожные железы, а его толщина и протяженность сильно варьируют. В экзоскелете жуков этот слой наиболее толстый, а у большинства взрослых насекомых, покрытых чешуйками, он отсутствует.

Восковой слой построен из чрезвычайно длинных углеводородных цепей.

Кутикулиновый слой покрывает все тело насекомого, за исключением некоторых сенсорных образований. Он состоит из двух липидных слоев, которые на поперечном срезе выглядят как единая тонкая и плотная полоска толщиной от 10 до 20 нм.

Этот исключительно важный слой выполняет несколько функций. Он проницаем для веществ, стимулирующих линочные процессы, но не пропускает линочную жидкость и не растворяется в ней. При некоторых условиях он проницаем для воска и воды.

Кроме того, характер поверхности и скульптурирование экзоскелета насекомых, а также образование волосков, чешуек и микротрихий тесно связаны с кутикулиновым слоем, создающим опору для воскового слоя.

Плотный гомогенный слой покрывает большую часть тела насекомого, а также трахеи (но не трахеолы) и участвует в образовании выстилки органов чувств и некоторых желез.

Эпикутикулу пронизывают продольные цилиндрические нити (филаменты), имеющими 6—13 нм в диаметре. Эти филаменты представляют собой жидкокристаллические структуры, состоящие из липидов и воды. Поскольку они наиболее многочисленны в местах секреции воска, их первоначально назвали восковыми канальцами. Они, по-видимому, служат путями, по которым транспортируется воск, откладывающийся па поверхности кутикулинового слоя.

Эпикутикула, таким образом, представляет собой своего рода проводник, по которому воск направляется к поверхности тела, и барьер, препятствующий потере воды и проникновению ее внутрь. Нарушение воскового слоя у наземных насекомых приводит к потере воды. [2]

Читайте также: