Хитиновый покров что это

Хитиновый покров Членистоногих

Всего получено оценок: 159.

Всего получено оценок: 159.

Тип «Членистоногие» включает в себя классы Ракообразных, Паукообразных и Насекомых. Одним из общих признаков Членистоногих является хитиновый покров всего тела. Такая оболочка надёжно защищает внутренние органы и является основой опорно-двигательной системы этих животных: узнать подробнее о составе и функциях хитинового покрова Членистоногих поможет данная статья.

Что такое хитин?

В переводе с греческого языка хитин (хитон) – одежда, оболочка, кожа. Природный азотосодержащий полисахарид хитин – это полимер, в основу которого входит N-ацетил глюкозамин. По своей структуре он похож на целлюлозу. Его физические свойства:

В природе хитин редко встречается в чистом виде, так как представлен в комплексе с другими полисахаридами. Такие соединения ассоциируют с белками.

Хитин впервые был выделен из внешней оболочки тарантула. Название возникло в 1823 году, когда французский учёный А. Одье исследовал покров насекомых.

Хитин входит в состав клеточных стенок грибов. Он является наружным скелетом Членистоногих и других беспозвоночных животных. Именно благодаря ему тело снаружи защищено от механического, химического и другого воздействия окружающей среды.

Данное соединение образуется в теле Кишечнополостных животных, а также некоторых червей.

Ежегодно на планете в живых организмах образуется и распадается около 10 млрд. тонн хитина.

Из хитина в промышленных условиях получают хитозан. Для этого используют панцири Ракообразных (раков, крабов, криля). Применяют его как добавку в кормах животных, для изготовления продуктов питания, косметики, в медицинских целях и сельском хозяйстве.

Функции хитинового покрова

Экзоскелет Членистоногих выполняет функции:

Будучи достаточно плотным соединением, хитиновая оболочка не даёт возможности расти животному. Также толщина покрова неодинакова по всему телу. Например, в спинной части слой твёрже, чем у основания конечностей. Поэтому время от времени Членистоногим приходится менять свой покров. Процесс замены внешней оболочки называется линькой. В этот период, пока новая хитиновая оболочка твердеет, животное быстро растёт, но становится достаточно уязвимым.

Строение хитиновой оболочки

Если рассматривать строение оболочки под микроскопом, то можно обнаружить два слоя клеток:

У Ракообразных тело покрыто хитином, пропитанным солями кальция. Такое соединение формирует достаточно прочную оболочку, напоминающую броню.

У Насекомых оболочка пропитана белками.

У наземных представителей типа Членистоногих поверх хитинового покрова имеется восковидное вещество, которое предотвращает потерю влаги.

Рис. 3. Хитин под микроскопом

Что мы узнали?

В вышеизложенном тексте мы узнали, что Членистоногие имеют хитиновый покров. Это особое природное соединение, которое имеет плотную структуру и выступает в качестве опорно двигательной системы данного типа животных. Хитин является природным полисахаридом, напоминающим целлюлозу у растений. В его функции входит защита от повреждений и испарения излишней влаги.

Источник

Функции и состав хитинового покрова членистоногих

У всех ракообразных, паукообразных и насекомых имеется наружный скелет. Хитиновый покров членистоногих создаёт плотную оболочку, которая служит для защиты внутренних органов и закрепления мышц. Экзоскелет не позволяет влаге испаряться с поверхности тела, благодаря чему членистоногие смогли освоить практически все среды обитания. Они живут на поверхности земли, в воде и воздухе. В биологии этих животных подразделяют на три основных класса.

Описание вещества

На греческом языке хитин означает «одежда» или «оболочка». Это полисахарид с содержанием азота. По своей структуре он напоминает целлюлозу. В его состав входит N-ацетил глюкозамин. Физические свойства вещества:

Хитин в чистом виде довольно сложно найти в природе. Обычно он представлен вместе с другими полисахаридами. Эти вещества соединяются с белками.

Впервые чистый хитин выделили из панциря тарантула. А название появилось в 1823 году, когда французский учёный Одье занимался исследованием этих животных.

Наружная оболочка членистоногих в основном состоит из хитинизированной кутикулы. Такой покров защищает тело от механических повреждений, а также воздействия окружающей среды.

Вещество синтезируется в теле различных червей и кишечнополостных животных. Каждый год на планете образуется и распадается примерно 10 млрд тонн хитина. В промышленных условиях из этого вещества изготавливают хитозан. Для этого используются панцири представителей класса ракообразных. Его применяют в качестве пищевой добавки для животных, а также для изготовления косметики, медицинских препаратов, продуктов питания.

Биологическое значение

Хитин считается вторым по распространённости природным полисахаридом. Он встречается в экзоскелете большинства насекомых и ракообразных, а также является компонентом клеточной стенки у некоторых грибов.

Другие организмы, которые синтезируют хитин:

У насекомых хитин синтезируется главным образом в панцире. Предшественниками этого вещества могут быть трегалоза и гликоген.

Хитин обычно сочетается с другими соединениями (например, карбонатом кальция), образуя более прочный композитный материал. Чистый хитин или карбонат кальция сами по себе были бы хрупкими и не такими жёсткими, как композит.

У насекомых и ракообразных, которые подвергаются линьке и метаморфозам, деградация и синтез хитина происходят одновременно и согласованно. Ферментативная система разлагает вещество в экзоскелетах и оболочках кишечника на мономерные компоненты, особенно во время линьки.

Хитин служит защитным покровом и механической опорой для организмов, которые его производят. У членистоногих это вещество является важнейшим компонентом их экзоскелета. Хитин также присутствует в теле, подкладке кишечника, слюнных железах, частях рта и точках закрепления мышц.

Хитинизированный экзоскелет выполняет следующие функции:

Отдельные части наружного скелета в ходе эволюции трансформировались в челюсти и клешни. Эти органы позволяют животному захватывать добычу и пережёвывать пищу. Хитиновый покров является для них жизненно необходимым.

Представители членистоногих

Тип членистоногих так называется из-за своей морфологии. Эти животные имеют сегментированное тело и конечности. Хотя видовое многообразие очень широкое, все представители членистоногих имеют общие черты. Например, их тело состоит из трёх частей. Это голова, грудь и брюшко.

На голове расположены органы осязания, которые представлены усиками. Также там находятся глаза. Грудь несёт членистые конечности и крылья, благодаря которым животное может летать. На брюшке конечности отсутствуют либо они являются видоизменёнными. Например, у паукообразных брюшные лапы трансформировались в паутинные железы.

У всех видов членистоногих тело покрыто хитиновой кутикулой. Из-за неспособности к растяжению внешнего скелета животным приходится периодически линять.

Тип членистоногих подразделяется на три класса:

У каждого из них есть свои характерные признаки и особенности. У ракообразных на голове присутствует 2 пары усиков, а также жабры. Хоть они и являются водными обитателями, определённые виды могут жить на суше.

Паукообразных достаточно просто отличить по их внешним признакам. Тело у этих животных состоит из двух отделов: головогруди и брюшка. На головогруди расположено четыре пары ходильных лап. Также у пауков есть хелицеры и ногощупальца. Это особый тип конечностей, который необходим для питания.

Характерным отличием насекомых является то, что их тело состоит из 3 отделов. На груди у них находится три пары конечностей. Большинство видов имеют крылья.

Полезность хитина для человека

Хитин широко используется в пищевой промышленности. Его добавляют в еду для усиления аромата и вкуса. Это вещество помогает улучшить внешний вид, а также действует в качестве консерванта.

Кроме пищевой промышленности хитин применяется и в фармакологии. Состав вещества имеет лечебные свойства. Его польза заключается в следующем:

Хитин настолько широко распространён и полезен, что некоторые учёные считают возможным переход на хитиновую диету в ближайшем будущем. Например, исследователь Сэм Хадсон заявил, что человечество находится на пороге новой эры. Скоро из хитина можно будет получить бесконечное количество продуктов.

Впервые лекарственное средство на основе этого вещества было получено в 60-е годы прошлого столетия. Препарат должен был защищать организм от ионизирующего излучения. В то время его разработка была строго засекречена. Даже медики не знали точный состав. После нескольких экспериментов на животных учёные доказали, что средство увеличивает шансы на выживание после смертельной дозы облучения. Немного позже исследователи заметили, что препараты, содержащие хитин, помогают бороться и с другими проблемами.

Сейчас исследования хитозана и хитина продолжаются. Работой занимаются учёные, состоящие в Российском хитиновом обществе, которое была образовано в 2000 году. В его состав входят и исследователи из смежных областей науки, а также медицины и промышленности.

Как выяснилось, хитиновый покров помогает не только членистоногим, но и человеку в различных сферах деятельности. Это широко распространённое вещество. Если продолжать исследования хитина, то есть вероятность, что человечество сможет побороть свои главные проблемы, среди которых голод и болезни.

Источник

Что такое хитиновый покров

Что такое хитиновый покров знают не все. Хитин является природным аналогом целлюлозы. Она является линейным гомополимером, сложенным из элементов D-глюкогза. Внешне целлюлоза волокниста. И эти волокна являются основой растительности на земле и ее плодов.

Хитин — тоже полисахарид, но азотосодержащий и встречается уже у животных. Из растительного мира он есть только у сине-зеленых водорослей. По распространенности в природе хитин занимает второе место после целлюлозы и является основой покровов многих животных.

Описание и особенности хитинового покрова

Как и целлюлоза, хитин жесткий, волокнистый. Не будь у растений и их плодов целлюлозы, они бы напоминали бесформенный студень и буквально растекались по планете. Вещество служит этаким скелетом, к примеру, складывает клеточные стенки высших растений.

Хитин тоже нужен животным для поддержания формы. В этом нуждаются, в основном, те, кто не имеет внутреннего скелета. Поэтому они создают наружный, и состоит он как раз из хитина. Поскольку скелет снаружи, его называют покровом. Хитиновый покров, как и целлюлоза из растений, не переваривается человеком.

Зато, твердые, но достаточно эластичные и гибкие волокна обоих веществ стимулируют стенки кишечника к сокращению, налаживая регулярный стул и правильный процесс пищеварения. В организме людей хитин не вырабатывается. Наличие вещества внутри нас целиком зависит от рациона.

Внешне и по своей физике чистый хитин:

Хитиновый покров тела может быть окрашен. Играет роль не чистая формула вещества, а примеси, попадающие в покров, как правило, из внешней среды и с употребляемыми животным продуктами питания. От того, чем пропитан наружный скелет, зависит не только его цвет.

У ракообразных, к примеру, хитиновый покров состоит из самого хитина и солей кальция. Они делают покров особенно жестким, подобным броне. Без минеральной пропитки наружный хитиновый покров довольно легкий, хоть и не столь монолитен и прочен. Но, изначальной прочности достаточно для:

А легкость позволяет некоторым животным с хитиновым покровом летать, лихо прыгать.

Виды живых существ с хитиновым покровом

В животном царстве есть 5 классов с хитиновым покровом, или хитиновыми элементами.

Ракообразные

К ним причислены более 40 тысяч видов членистоногих. Ракообразными являются: раки, омары, крабы, креветки, мокрицы, морские тараканы, дафнии, циклоподы. У них на головах есть особые усики-антенны. Их наличие — отличительная особенность ракообразных от прочих членистоногих. Хитиновый покров ракообразных формируется из кутикулы животных.

В основе этой кутикулы — хитин. Кутикула у животных является неклеточным, плотным образованием. Оно формируется поверх клеток эпителия. Это название верхнего и самого тонкого слоя кожи. У беспозвоночных, к коим относятся ракообразные, есть однослойный покровный эпителий, называемый гиподермой. Из его клеток и «рождается» кутикула.

Вокруг тела ракообразных хитиносодержащая кутикула формирует пластины. В зависимости от вида ракообразного, разнятся их: количество, размеры, толщина, расположение. Разнится и площадь тела, которая защищена хитиновым покровом.

У некоторых видов ракообразных, в основном это высшие, хитиновый покров пропитан кальцием. Он придает дополнительную крепость. Такой панцирь не продавишь пальцем, а иногда, и молотком не разобьешь. Само животное тоже не способно сломать, или растянуть свой панцирь.

Чтобы увеличиваться в размерах, ракообразные вынуждены периодически скидывать старый покров и наращивать новый. Пока новый панцирь формируется и не столь жесткий, животное активно растет. После окончания формирования покрова, ракообразное почти не меняет размер до следующей линьки.

Скидывают покров ракообразные, вбирая в себя как можно больше воздуха и раздуваясь. Это создает давление на специальные области в панцире — некие «ахиллесовы места». В них покров уязвим и может разойтись по «швам».

Паукообразные

Паукообразных в природе около 42 тысяч видов. Все относятся к классу членистоногих, имеют: слитую головогрудь, 4 пары ходильных ног и нерасчлененное брюшко. Значит, паукообразными являются не только пауки, но и скорпионы, клещи, сенокосцы. Хитиновый покров паукообразных относительно тонкий. Но, этого достаточно для: сохранения формы, защиты от внешних воздействий и высыхания.

Водосберегающая функция хитиновой оболочки паукообразных позволяет представителям класса выживать в самых засушливых районах планеты. В 2020 году, к примеру, в новостях был такой заголовок: — «Из-за засухи на Кубани расплодились ядовитые пауки».Там, где другие животные снижают численность, паукообразные чувствуют себя прекрасно. Как и ракообразные, паукообразные время от времени линяют, активно увеличиваясь в размере, сбросив старый покров.

Насекомые

Насекомые тоже относятся к членистоногим. Описано более 1 миллиона видов. От ракообразных и паукообразных они отличаются отделенными друг от друга головой, грудью и брюшком. Еще у насекомых всегда 3 пары ног. Хитиновый покров насекомых бывает разным по жесткости и скидывается во время линьки за счет линочных желез.

Они выделяют секрет, растворяющий внутренний слой старого покрова. Насекомое может подрасти и сформировать новую кутикулу. Насекомые — специи по железам. Кроме линочных, у многих видов есть защитные с вонючими или ядовитыми секретами. А у пчел есть восковые железы. Из них выделяется строительный материал для сот.

Кроме хитина в состав покровов насекомых входят фенолы. Они выполняют роль дубильных веществ, делая кутикулу одновременно прочной и эластичной. Фенолы воздействуют на белковую составляющую покрова. Вкупе с хитиновой составляющей это дает насекомым завидную защиту, не особо стесняющую движения.

У насекомых хитиновый покров имеет подвижно сочлененные с поверхностью тела выросты. Они принимают форму щетинок, чешуек и волосков. У одних видов они служат дополнительной защитой. У других насекомых покровные выросты выделяют яды и прочие средства защиты. У третьих видов волоски и щетинки служат сенсорами, органами чувств.

Малощитинковые черви

Иначе называются олигохерами. Относятся к классу кольчатых червей. Известно 3 тысячи видов. Малощитинковые черви имеют сегментированное тело с примитивной пищеварительной системой из трех отделов и вторичной полость в центре тела. К кольчатым малощитинковые черви относятся из-за присутствующих на теле волосков. Но, соответственно названию, у представителей класса их мало.

Именно в щетинках содержится хитин. Он, как и у членистоногих, вырабатывается в теле червей. Сплошного покрова хитин не образует. Присутствие вещества на теле фрагментарно. Полный хитиновый покров червям не нужен. Поскольку их скелет гидростатический, то есть формируется за счет разностей давления.

Многощитинковые черви

Их насчитывают около 10 тысяч видов. От малощитинковых отличаются четко обособленной головой. Слюнные железы, имеющиеся у малощитинковых собратьев, отсутствуют. Хоть хитиносодержащих волосков у многощитинковых червей больше, в единый покров они тоже не складываются. Скелет многощитинковых червей тоже гидростатический. Довольно жесткие за счет хитина щетинки помогают червям передвигаться, служа в нужный момент распорками в грунте. Еще выросты отпугивают мелких насекомых.

Виды, имеющие чешую, вырабатывают хитин. Он входит в состав нательных пластин. Они защищают рыб от ран и прочих повреждений. Еще хитиносодержащая чешуя рыб, смазанная специальной слизью, уменьшает сопротивление воде и позволяет быстрее, маневреннее плавать. Скелетную функцию хитиновый покров рыб не выполняет. У животных есть внутренний костяк.

Моллюски

Моллюски, имеющие раковину, тоже вырабатывают хитин. Он и составляет домик слизней в смеси с карбонатом кальция. Кальциево-хитиновый покров моллюсков бывает тоньше, или толще, в зависимости от вида животного и насыщенности окружающих вод, или субстратов минеральной составляющей.

У моллюсков хитиновый покров выполняет защитную функцию. У некоторых видов к раковине крепятся мышцы. Еще хитин-глюкановые комплексы входят в состав клеточных стенок многих бактерий, губок, грибов. У одноклеточных организмов это тоже можно назвать покровом.

История хитинового покрова

В 2015 году в Канаде на склонах горы Маунт-Стивен нашли морскую губку. Это типично. В древности здесь было море. Удивило наличие в губке хитина. Анализ показал, что губке 505 миллионов лет. Соответственно, возраст вещества на планете, как минимум, такой же.

Ученых удивил не только возраст сохранившегося хитина, но и то, что в районе горы временами были температуры около 400 градусов Цельсия (связано с магматической активностью). Значит, веществу нипочем не только тысячелетия, но и жар.

Такая стойкость хитина, являющегося органическим веществом, поражает. Ученых это навело на мысль о создании инновационного композитного материала, в котором органический хитин соединится с неорганическими элементами. Так что, возможно, и у людей появится хитиновый покров.

Еще открытие дает надежду на создание новых имплантатов на основе хитина и кальцийфосфатных соединений. Материал позволит эффективно замещать в теле человека поврежденные кости. Что же касается животных, эволюционно их покровы менялись в сторону усложнения и наращивания слоев.

Как уже говорилось, хитиновый покров членистоногих и насекомых является производной кутикулы, а та образована из самого верхнего слоя кожи. Подобным образом образовались рога и копыта некоторых животных. Когти тоже сюда относятся. Только в них, как и в человеческих ногтях, хитина нет. Вместо него — кератин. Он уступает хитину в прочности.

Кератин, кстати, есть и у многих животных с хитиновыми покровами. У них 2 вещества соседствуют. Кератин делает покровы более эластичными, а значит, менее ломкими. Хитин же отвечает только за жесткость и твердость.

Функции хитинового покрова

Если подытожить, основная функция хитинового покрова защитная. Защищает оболочка не только от механических воздействий, но и высыхания организма, если он наземный. Наземные носители хитиновой оболочки дополняют ее восковидной смазкой. Это дополнительная защита от обезвоживания. Еще хитин защищает от радиоактивного излучения.

Если же хитин находится не снаружи, а внутри организма, он препятствует воспалительным процессам, развитию злокачественных образований и патогенных бактерий, аутоиммунным реакциям организма. Поэтому хитин и его производные используется в фармакологии. К хитиновым покровам животных часто крепятся мышцы, как и к обычному скелету.

Удобство и широкий функционал хитина делает его распространенным. В год по примерным подсчетам живые организмы в мире выделяют 10 триллионов тонн вещества. Часть из них люди перерабатывают в хитозан. Эта производная хитина используется в медицине, поскольку обладает более удобными для промышленников химическими и физическими свойствами.

Источник

Хитиновый покров членистоногих – чем представлен наружный скелет

Тип «Членистоногие» включает в себя классы Ракообразных, Паукообразных и Насекомых. Одним из общих признаков Членистоногих является хитиновый покров всего тела. Такая оболочка надёжно защищает внутренние органы и является основой опорно двигательной системы этих животных: узнать подробнее о составе и функциях хитинового покрова Членистоногих поможет данная статья.

Что такое хитин?

В переводе с греческого языка хитин (хитон) – одежда, оболочка, кожа. Природный азотосодержащий полисахарид хитин – это полимер, в основу которого входит N-ацетил глюкозамин. По своей структуре он похож на целлюлозу. Его физические свойства:

Рис. 1. Структура хитина

В природе хитин редко встречается в чистом виде, так как представлен в комплексе с другими полисахаридами. Такие соединения ассоциируют с белками.

Хитин впервые был выделен из внешней оболочки тарантула. Название возникло в 1823 году, когда французский учёный А. Одье исследовал покров насекомых.

Хитин входит в состав клеточных стенок грибов и бактерий. Он является наружным скелетом Членистоногих и других беспозвоночных животных. Именно благодаря ему тело снаружи защищено от механического, химического и другого воздействия окружающей среды.

Данное соединение образуется в теле Кишечнополостных животных, а также разнообразных червях.

Ежегодно на планете в живых организмах образуется и распадается около 10 млрд. тонн хитина.

Из хитина в промышленных условиях получают хитозан. Для этого используют панцири Ракообразных (раков, крабов, криля). Применяют его как добавку в кормах животных, для изготовления продуктов питания, косметики, в медицинских целях и сельском хозяйстве.

Функции хитинового покрова

Экзоскелет Членистоногих выполняет функции:

Будучи достаточно плотным соединением, хитиновая оболочка не даёт возможности расти животному. Также толщина покрова неодинакова по всему телу. Например, в спинной части слой твёрже, чем у основания конечностей. Поэтому время от времени Членистоногим приходится менять свой покров. Процесс замены внешней оболочки называется линькой. В этот период, пока новая хитиновая оболочка твердеет, животное быстро растёт, но становится достаточно уязвимым.

Строение хитиновой оболочки

Если рассматривать строение оболочки под микроскопом, то можно обнаружить два слоя клеток:

Рис. 2. Хитиновая оболочка

У Ракообразных тело покрыто хитином, пропитанным солями кальция. Такое соединение формирует достаточно прочную оболочку, напоминающую броню.

У Насекомых оболочка пропитана белками.

У наземных представителей типа Членистоногих поверх хитинового покрова имеется восковидное вещество, которое предотвращает потерю влаги.

Рис. 3. Хитин под микроскопом

Что мы узнали?

В вышеизложенном тексте мы узнали, что Членистоногие имеют хитиновый покров. Это особое природное соединение, которое имеет плотную структуру и выступает в качестве опорно двигательной системы данного типа животных. Хитин является природным полисахаридом, напоминающим целлюлозу у растений. В его функции входит защита от повреждений и испарения излишней влаги.

Источник