[기본서] 곤충의 구조와 기능 (외골격)

곤충의 구조와 기능

곤충의 구조와 기능

1. 외골격

• 외골격(체벽)은 몸을 보호하는 역할
• 근육의 부착면
• 건조에 대한 방수방벽
• 환경에 대한 감각영역을 제공
• 외표피/원표피/진피/기저막인 4개의 기능영역을 가진 다층구조로 되어 있다.

1) 외표피

• 외표피(상표피)는 표피층의 가장 바깥쪽 부분이다.
• 수분의 손실을 줄이고 이물질의 침입을 차단
• 외표피의 가장 안쪽 층을 표피소층이라고 하며 단백질-폴리페놀 복합체에- 끼워진 리포단백질과 지방산사슬로 구성됨
• 방향성을 가진 왁스층이 표피소층 바로 위에 놓인다.
• 왁스층은 곤충의 몸과 밖으로 물이 이동하지 못하게 하는 장벽 역할을 한다. 
• 시멘트층이 왁스층을 덮어 마모로부터 왁스층을 보호한다.

2) 원표피

• 진피세포 바로 위에 있는 단백질 매트릭스로 둘러싸인 키틴의 미세섬유를 포함한다.
• 원표피가 경화된 바깥쪽의 외원표피와 부드러운 안쪽의 내원표피로 층을 이룬다.
• 키틴의 구조는 N-acetylglucosamine이라는 단당류가 β-1,4결합구조로 연결되어 긴 사슬의 다당류.
• 미소섬유가 여러 층으로 배열되어 강한 장력을 갖게 된다. 
• 외원표피의 분화는 탈피 직후에 화학적 과정(경화반응)으로 이어진다. 경화반응 동안 단백질 분자는 퀴논 화합물과 결합한다.
• 경화과정은 멜라닌 색소 침착이 동반되어 외원표피에 주로 어두운 갈색이 나타나는데, 이를 경화 혹은 흑화라고 함.
• 외골격의 주요 구성성분은 키틴이지만, 그 외 생리적으로 중요한 성분(레실린,아스로포딘, 스클러로틴) 등이 있다.

1. 레실린 : 척추동물의 결합조직에 있는 탄성이 강한 경단백질의 일종인 엘라스틴과 비슷하여 고무와 같은 탄성을 갖는 물질 (날개의 관절부나 벼룩의 가운뎃 가슴과 같이 탄성이 많이 요구되는 곳에 국부적으로 있음)
2. 아스로포딘 : 표피에서 키틴과 결합하는 수용성 단백질로 뜨거운 물에 잘 녹음.
3. 스클러로틴 : 표피에서 키틴과 결합하는 비수용성 단백질로 뜨거운 물에 녹지 않는다. (외원표피에 주로 분포함)

3) 진피

• 상피세포의 단일층으로 형성된 분비조직.
• 탈피액을 분비하여 분해된 내원표피 물질을 흡수하고, 상처를 재생
• 많은 곤충에서 진피세포 중 일부가 외분비샘으로 특화되어 있음.

4) 기저막

• 부정형의 뮤코다당류[기저층] 및 콜라겐 섬유[망상층]의 협력적인 이중층으로 물질의 투과에 관여하지는 않는다.
• 이 막은 표피세포의 내벽 역할을 하며, 외골격과 혈체강을 구분 지어 준다.

5) 외골격의 부속기관

가. 센털(강모 : seta<복수 setae>)

• 외골격에서 접시처럼 함입된 부분에 생기며, 기부 주위에 바퀴 모양의 막질부가 있어 움직일 수 있다.
• 속은 비어 있고, 외표피가 밖으로 늘어나 생김.
• 중간피막세포(센털세포)에서 생김

1) 피모 : 체모나 부속지를 덮고 있는 가는 털 (단단하고 짧고 뻣뻣한 털을 가시털이라고 함)
2) 인편 : 편평해진 털을 말하며, 나비목과 톡토기목의 대부분과 그 밖에 일부 곤충류에서 볼 수 있음.
3) 분비센털 : 진피층에 있는 분비세포의 분비물 유출구를 이룬다.
4) 감각센털 : 감각작용을 하며, 특히 부속지에 발달하며 내부적으로는 신경계와 접해 있다. 

 

나. 가동가시

• 움질일 수 있는 가시털 모양의 돌기. 곤충의 다리에 생기는 다세포성 돌기

다. 체표돌기

• 체표에 생기는 단순한 돌기로 돌기 기부 주위에 관절막이 없어 움직이지 못함.

1) 가는털 (미모) : 밑들이목과 파리목 일부의 날개에서 볼 수 있는 가는 털을 말한다.
2) 가시 : 미분화한 진피세포에서 생기며, 다세포성이다.

라. 도랑, 속돌기, 봉합선

• 외골격의 함입은 힘과 강도를 더하며, 근육을 부착하기 위한 표면적을 넓힌다. 
• 보통 외부에는 도랑이 나타나며, 안으로는 격막으로 나타남.
• 깊고 작은 구멍처럼 생긴 부분의 경우에는 겉으로는 홈(공:pit)으로, 안으로는 속돌기 또는 골돌기로 나타남
• 경판을 구분지어 주는 경계구조를 봉합선이라고 함.

마. 골격근육

• 외골격의 안쪽 면에 붙어 있다. (외골격은 내골격보다 근육을 부착할 수 있는 표면적이 넓음)

 

 

참고서적 : 수목해충학 (향문사)

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