Полезные статьи        04 сентября 2021        167         0

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.

Что-такое-хитиновый-покров-2

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.

Что-такое-хитиновый-покров-22

Внешне и по своей физике чистый хитин:

  • твердый и жесткий;
  • бесцветный, бывает полупрозрачным;
  • не растворим в воде, этаноле, ацетоне и прочих полярных органических растворителях;
  • растворим в ионных жидкостях, безводном диметилацетамиде, концентратах таких солей как: тиоценат лития, хлорид цинка и соли калия.

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:

  • Защиты и опоры для внутренних тканей и органов
  • Крепления к хитину мышц
  • Удерживать определенную форму животного
  • Предохранения от высыхания, обезвоживания

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».

Что-такое-хитиновый-покров-5

Что-такое-хитиновый-покров-6

Что-такое-хитиновый-покров-7

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.

Что-такое-хитиновый-покров-8

Что-такое-хитиновый-покров-10

Что-такое-хитиновый-покров-11

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.

Что-такое-хитиновый-покров-12

Что-такое-хитиновый-покров-14

Что-такое-хитиновый-покров-15

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.

Что-такое-хитиновый-покров-18

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.

Что-такое-хитиновый-покров-17

Рыбы

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.

Что-такое-хитиновый-покров-20

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.

Кстати, отдельно вещество выделили и открыли в 1830-х годах.  Еще 20 лет до этого хитин обнаружил, но не смог извлечь Генри Бреконнот — профессор Академии наук во французском Нанси. Мужчина изучал грибы. В 30-х же годах хитин извлекли из оболочек насекомых.

Что-такое-хитиновый-покров-21

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *