Hämolymphe - Hemolymph

Eine Heuschrecke hat ein offenes Kreislaufsystem , in dem sich Hämolymphe durch miteinander verbundene Nebenhöhlen oder Hämocoels bewegt, Räume, die die Organe umgeben.
Oben ist ein Diagramm eines offenen Kreislaufsystems. Ein offenes Kreislaufsystem besteht aus Herz, Gefäßen und Hämolymphe. Dieses Diagramm zeigt, wie die Hämolymphe, eine Flüssigkeit, die in den meisten Wirbellosen vorhanden ist und Blut entspricht, durch den Körper einer Heuschrecke zirkuliert. Die Hämolymphe wird zuerst durch das Herz in die Aorta gepumpt, in den Kopf und durch das Hämocoel verteilt, dann zurück durch die Ostien, die sich im Herzen befinden, wo sich der Vorgang wiederholt.

Hämolymphe oder Hämolymphe ist eine Flüssigkeit, analog zum Blut bei Wirbeltieren , die im Inneren des Gliederfüßers (Wirbellosen) zirkuliert und in direktem Kontakt mit dem Gewebe des Tieres bleibt. Es besteht aus einem flüssigen Plasma, in dem Hämolymphzellen, sogenannte Hämozyten, suspendiert sind. Neben Hämozyten enthält das Plasma auch viele Chemikalien. Es ist der wichtigste Gewebetyp des offenen Kreislaufsystems, das für Arthropoden (zB Spinnentiere , Krebstiere und Insekten ) charakteristisch ist . Darüber hinaus besitzen einige Nicht-Arthropoden wie Weichtiere ein hämolymphatisches Kreislaufsystem.

Sauerstofftransportsysteme wurden bei Insekten lange Zeit für unnötig gehalten, aber in der Hämolymphe wurde ein angestammtes und funktionelles Hämocyanin gefunden. Insekten-"Blut" trägt im Allgemeinen kein Hämoglobin , obwohl Hämoglobin stattdessen im Trachealsystem vorhanden sein kann und eine gewisse Rolle bei der Atmung spielt.

Transportart

Bei der Heuschrecke besteht der geschlossene Teil des Systems aus röhrenförmigen Herzen und einer Aorta, die entlang der Rückenseite des Insekts verläuft. Die Herzen pumpen Hämolymphe in die Nebenhöhlen des Hämocoels, wo der Stoffaustausch stattfindet. Das für ein solches System benötigte Volumen an Hämolymphe wird durch eine Verkleinerung der Körperhöhle auf ein Minimum reduziert. Das Hämocoel ist in Kammern unterteilt, die als Nebenhöhlen bezeichnet werden.

Koordinierte Bewegungen der Körpermuskulatur bringen die Hämolymphe allmählich zurück in die das Herz umgebende Sinus dorsalis. Zwischen den Wehen öffnen sich winzige Klappen in der Herzwand und lassen die Hämolymphe eintreten. Hämolymphe füllt das gesamte Innere (das Hämocoel ) des Körpers des Tieres und umgibt alle Zellen. Es enthält Hämocyanin , ein Kupfer - basierten Protein , das abwechselnd blau , wenn mit Sauerstoff angereichert, anstelle des Eisen basierenden Hämoglobin in den roten Blutkörperchen in Wirbeltieren, Hämolymphe eine blaugrüne Farbe , anstatt die rote Farbe von Wirbel Blut zu geben. Ohne Sauerstoffzufuhr verliert Hämolymphe schnell ihre Farbe und erscheint grau.

Die Hämolymphe der unteren Arthropoden, darunter die meisten Insekten , ist nicht für den Sauerstofftransport verwendet , da diese Tiere respirate durch andere Mittel, wie Tracheen, aber es Nährstoffe wie Proteine und Zucker enthalten. Muskelbewegungen des Tieres während der Fortbewegung können die Bewegung der Hämolymphe erleichtern, aber die Umleitung des Flusses von einem Bereich in einen anderen ist begrenzt. Wenn sich das Herz entspannt, wird die Hämolymphe durch offene Poren, die Ostien genannt, zum Herzen zurückgezogen. Beachten Sie, dass der Begriff „ Ostia “ nicht spezifisch für die Insektenzirkulation ist; es bedeutet wörtlich „Türen“ oder „Öffnungen“ und muss im Kontext verstanden werden.

Bestandteile

Hämolymphe kann Keimbildner enthalten, die einen extra zellulären Frostschutz verleihen. Solche Keimbildungsmittel wurden in der Hämolymphe von Insekten verschiedener Ordnungen gefunden, dh Coleoptera (Käfer), Diptera (Fliegen) und Hymenoptera .

Anorganisch

Hämolymphe besteht aus Wasser , anorganischen Salzen (hauptsächlich Natrium , Chlor , Kalium , Magnesium und Kalzium ) und organischen Verbindungen (hauptsächlich Kohlenhydrate , Proteine und Lipide ). Das primäre Sauerstofftransportermolekül ist Hämocyanin .

Aminosäuren

Arthropoden- Hämolymphe enthält einen hohen Gehalt an freien Aminosäuren. Die meisten Aminosäuren sind vorhanden, aber ihre relativen Konzentrationen variieren von Spezies zu Spezies. Die Konzentrationen der Aminosäuren variieren auch je nach Entwicklungsstadium der Arthropoden. Ein Beispiel dafür ist die Seidenraupe und ihr Bedarf an Glycin bei der Seidenherstellung.

Proteine

Die Menge der in der Hämolymphe enthaltenen Proteine ​​variiert im Laufe der Entwicklung. Diese Proteine ​​werden nach ihren Funktionen klassifiziert: Chromaproteine, Proteasehemmer, Speicherung, Lipidtransport, Enzyme, Vitellogenine und solche, die an der Immunantwort von Arthropoden beteiligt sind. Einige hämolymphische Proteine ​​bauen Kohlenhydrate und Lipide in die Struktur ein.

Andere organische Bestandteile

Endprodukte des Stickstoffstoffwechsels sind in geringen Konzentrationen in der Hämolymphe vorhanden. Dazu gehören Ammoniak , Allantoin , Harnsäure und Harnstoff . Gliederfüßer Hormone vorhanden sind, vor allem die Juvenilhormons. Trehalose kann zusammen mit Glukose vorhanden sein und manchmal in großen Mengen . Dieser Zuckerspiegel wird durch die Kontrolle der Hormone aufrechterhalten. Andere Kohlenhydrate können vorhanden sein. Dazu gehören Inosit , Zuckeralkohol , Hexosamine, Mannit , Glycerin und jene Komponenten, die Vorläufer von Chitin sind .

Freie Lipide sind vorhanden und werden als Flugtreibstoff verwendet.

Hämozyten

In der Hämolymphe befinden sich frei schwebende Zellen, die Hämozyten . Sie spielen eine Rolle im Immunsystem der Arthropoden . Das Immunsystem sitzt in der Hämolymphe.

Vergleiche mit Wirbeltieren

Dieses offene System mag im Vergleich zu den geschlossenen Kreislaufsystemen der Wirbeltiere ineffizient erscheinen , aber die beiden Systeme stellen sehr unterschiedliche Anforderungen. Bei Wirbeltieren ist das Kreislaufsystem dafür verantwortlich, Sauerstoff in alle Gewebe zu transportieren und Kohlendioxid aus ihnen zu entfernen. Diese Anforderung bestimmt das Leistungsniveau, das von dem System verlangt wird. Die Effizienz des Wirbeltiersystems ist weitaus größer, als es für den Transport von Nährstoffen, Hormonen usw. benötigt wird, während bei Insekten ein Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid im Luftröhrensystem stattfindet . Hämolymphe spielt bei den meisten Insekten keine Rolle. Nur bei wenigen Insekten, die in sauerstoffarmen Umgebungen leben, gibt es hämoglobinähnliche Moleküle, die Sauerstoff binden und ins Gewebe transportieren. Daher sind die Anforderungen an das System viel geringer. Einige Arthropoden und die meisten Muscheln besitzen die Kupfer - enthaltenden Hämocyanin jedoch für den Sauerstofftransport.

Spezialanwendungen

Bei einigen Arten hat Hämolymphe andere Verwendungszwecke als nur ein Blutanalogon. Wenn das Insekt oder die Spinne wächst, funktioniert die Hämolymphe so etwas wie ein hydraulisches System, das es dem Insekt oder der Spinne ermöglicht, Segmente auszudehnen, bevor sie sklerotisiert werden . Es kann auch hydraulisch zur Unterstützung der Bewegung verwendet werden, z. B. bei der Fortbewegung von Spinnentieren . Einige Insekten- oder Spinnentierarten sind in der Lage, selbst zu bluten, wenn sie von Raubtieren angegriffen werden. Königinnen der Ameisengattung Leptanilla werden mit der von den Larven produzierten Hämolymphe gefüttert . Auf der anderen Seite verwendet Pemphigus spyrothecae Hämolymphe als Klebstoff, der es der Art ermöglicht, an Raubtieren zu haften und anschließend die Raubtiere anzugreifen; Es wurde festgestellt, dass bei größeren Raubtieren mehr Blattläuse stecken blieben, nachdem das Raubtier besiegt wurde.

Siehe auch

Verweise

Quellen

Externe Links