مقاله رشد قسمت پشتی سخت کوتیکول شکمی در بال سوسک قرمز آرد، Tribolium castaneum (سال 2017 الزویر)

1. مقدمه

2. مواد و روشها

2.1 حشرات

2.2 عکسبرداری میکروسکوپ الکترونی (SEM)

2.3 میکروسکوپ الکترونی انتقالی (TEM)

3. نتایج

3.1 بال سوسک به عنوان یک مدل برای رشد کوتیکول

3.2 آپولیز کوتیکول شفیره

3.3 تشکیل پوشش و اپیکوتیکول در کوتیکول پشتی بال

3.4 تشکیل اگزوکوتیل پشتی بال بین 78 و 90 HAP

3.5 بلوغ کوتیکول پشتی بال از مرحله pharate adult تا بلوغ

3.6. تشکیل مزوکوتیکول پشتی بال و اندوکوتیکول پس از جداسازی

3.7. تشکیل کوتیکول شکمی بال

3.8 ضخامت لایه¬ها در بال پشتی و کوتیکول شکمی در حشرات بالغ

4. بحث

4.1 پوسته اولین لایه¬ای است که تشکیل می¬شود

4.2 سپس لایه اپیکوتیکول تشکیل می¬شود

4.3 رشد همزمان کانالهای منافذ و اگزوکوتیکول

4.4 تشکیل اندوکوتیکول

4.5 ایجاد کانالهای منافذ

5. نتیجه گیری

Insect exoskeletons are composed of the cuticle, a biomaterial primarily formed from the linear and relatively rigid polysaccharide, chitin, and structural proteins. This extracellular material serves both as a skin and skeleton, protecting insects from environmental stresses and mechanical damage. Despite its rather limited compositional palette, cuticles in different anatomical regions or developmental stages exhibit remarkably diverse physicochemical and mechanical properties because of differences in chemical composition, molecular interactions and morphological architecture of the various layers and sublayers throughout the cuticle including the envelope, epicuticle and procuticle (exocuticle and endocuticle). Even though the ultrastructure of the arthropod cuticle has been studied rather extensively, its temporal developmental pattern, in particular, the synchronous development of the functional layers in different cuticles during a molt, is not well understood. The beetle elytron, which is a highly modified and sclerotized forewing, offers excellent advantages for such a study because it can be easily isolated at precise time points during development. In this study, we describe the morphogenesis of the dorsal and ventral cuticles of the elytron of the red flour beetle, Tribolium castaneum, during the period from the 0 dold pupa to the 9 d-old adult. The deposition of exocuticle and mesocuticle is substantially different in the two cuticles. The dorsal cuticle is four-fold thicker than the ventral. Unlike the ventral cuticle, the dorsal contains a thicker exocuticle consisting of a large number of horizontal laminae and vertical pore canals with pore canal fibers and rib-like veins and bristles as well as a mesocuticle, lying right above the enodcuticle. The degree of sclerotization appears to be much greater in the dorsal cuticle. All of these differences result in a relatively thick and tanned rigid dorsal cuticle and a much thinner and less pigmented membrane-like ventral cuticle.

پوشش محافظ خارجی حشرات حاوی یک کوتیکول (روپوست)، یک ماده زیستی که از پلی ساکاریدهای خطی و نسبتاً سخت ابتدایی تشکیل شده، کیتین و پروتئین های ساختاری است. مواد موجود در خارج از سلول، هم به عنوان پوست و هم به عنوان پوشش محافظ عمل می کنند که از حشرات در برابر تنش های محیطی و آسیبهای مکانیکی محافظت می کنند. علی رغم ترکیبات نسبتاً محدود پولک، وجود کوتیکولها در مناطق آناتومیکی یا مراحل نموی مختلف نشاندهنده تنوع فیزیکوشیمیایی قابل توجه و خصوصیات مکانیکی متنوع آن است که به دلیل تنوع در ترکیبات شیمیایی، واکنشهای مولکولی و ساختار مورفولوژیک لایه ها و زیرلایه های مختلف کوتیکولی مانند پوشش، اپی کوتیکول و پروتوتیکول (کوتیکول درونی و بیرونی) است. با این وجود، زیرساختهای کوتیکول بندپایان به طور نسبتاً گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است. به ویژه در الگوی رشد جسمی، رشد همزمان لایه های عملکردی در کوتیکولهای مختلف طی مرحله پوست انداختن به خوبی کشف نشده است. بال سوسک که یکی از تمایز یافته ترین گونه های بالهای اسکلروتی است، مزیتهای متعددی برای چنین مطالعه ای دارد چون به آسانی می توان آن را در مقطع زمانی دقیقی از نمو جداسازی کرد. در این مطالعه ریخت زایی کوتیکولهای پشتی و شکمی بال حشرات، سوسک قرمز آرد، Tribolium castaneum، طی دوره ای از زمان شفیره 0 روزه تا 9 روزه بالغ مورد بررسی قرار گرفت. تعریف دو کوتیکول بیرونی و کوتیکول میانی اساساً متفاوت است. کوتیکول پشتی چهار برابر ضخیمتر از شکمی است. بر خلاف کوتیکول شکمی، کوتیکول پشتی دارای یک کوتیکول خارجی ضخیمتر است که حاوی تعداد زیادی از ورقه های افقی و کانالهای منافذ عمودی به همراه فیبرهای منافذ کانال و بالهای رگه مانند و پرزدار و همچنین یک مزوکوتیل است، که درست در بالای اندوکوتیکول قرار گرفته است. به نظر می رسد درجه اسکلتی شدن بسیار بیشتر از کوتیکول پشتی باشد. همه این تفاوتها منجر به یک کوتیکول پشتی به شدت برنزه و نسبتاً ضخیم و یک کوتیکول شکمی بسیار نازکتر و شبه غشایی دارای رنگیزه کمتر می شود.