Сколопидия - Scolopidia

Слева: вид спереди маленькая плодовая муха антенна. Сколопидии во втором сегменте (а2, цветоножка ) с их нейронами. Поглощение звуковой энергии приводит к вибрации ость и поворот третьего сегмента а3. Вращение приводит к деформации сколопидий, что приводит к активации или деактивации. Справа: антенна находится на голове плодовой мушки.

А сколопидиум (исторически, сколопофор) - фундаментальная единица механорецептор орган у насекомых. Он представляет собой композицию из трех ячеек: клетки шляпки чешуекрылого, которая покрывает клетку чешуйницы, и клетки биполярный сенсорная нервная клетка.

Общий термин этих общих органов чувств - это хордотональные органы, причем сколопидии обычно лежат прямо под экзоскелетом. Сколопидии могут располагаться внутри:

Существует много типов сколопидий, в зависимости от того, к какому органу чувств они принадлежат.

Механочувствительность

Функция

Сколопидии чувствительны к механическим воздействиям, таким как звук (колебания воздуха) или вибрации субстрата (колебания окружающего твердого материала), в зависимости от структуры всего органа чувств, в котором они находятся. В то время как многие виды используют механорецепторы для преобразования и определения местоположения источников звука, также были продемонстрированы такие функции, как обнаружение гравитационных сил или воздушного потока.[3] Обнаружение направления воздушного потока механорецепторами, по-видимому, играет ключевую роль в навигационном поведении летающих насекомых, особенно в средах с медленной или отсутствующей визуальной обратной связью.[4][5]

У одного человека могут быть сколопидии, способные воспринимать диапазон от низких до высоких частот. Это позволяет одному органу выполнять несколько функций, от определения силы тяжести до акустического восприятия.[3]

Физиология

Сколопидии в конечном итоге преобразуют механическую вибрацию в нервный импульс, который передается в высшие органы. ганглий где информация объединяется и / или обрабатывается в результирующее поведение. Механосенсорная информация, полученная сколопидиями, обычно передается быстрее, чем визуальная обратная связь,[3] из-за физического механизма активации нервного импульса. Сенсорный нейроны связанные со сколопидиями, также имеют больший диаметр, что увеличивает скорость проводимости.[3]

У некоторых бабочек, медоносных пчел и плодовых мух проекции сколопидий в органах Джонстона проецируются непосредственно в области мозга.

Виды сколопидий

Классификация и номенклатура клеток не всегда единообразны.[6]

По местонахождению сколопидии можно классифицировать:

  • субинтегументальный: дистальный конец (конец колпачка) содержится в стенке тела насекомого
  • покровный: дистальный конец свободный, снаружи насекомого

Классификация также может проводиться на основе цилиарных отростков клеток:[7]

  • ресничные структуры расширяются и сужаются возле прикрепительной клетки
  • ресничные структуры демонстрируют последовательное расширение
  • одна ресничка расширяется дистально, а две другие остаются неизменными

Сенсорные клетки сколопидии также можно сгруппировать по структуре, расположению и количеству сенсорных клеток (например, два или три).[2]

Локации

Покровные сколопидии встречаются в субгенуальный орган (также известный как супратимпанальный орган) субинтегументальные сколопидии обнаруживаются в crista acustica и промежуточный орган.

Субгенуальный орган («орган ниже колена») присутствует во всех ногах насекомых и, вероятно, является эволюционным артефактом предшествующих типов тела насекомых, которые использовали свои ноги для обнаружения вибраций от субстрата (а именно, цикадки ). С другой стороны, промежуточный орган и crista acustica встречаются только там, где есть барабанная перепонка, например, на передних ногах насекомых.

Числовое разнообразие

Роевые насекомые должны улавливать звуки крыльев сородичей, чтобы идентифицировать потенциальных партнеров, и делать это с помощью вибраций, присутствующих в воздухе.[3] Усик Орган Джонстона в роении Двукрылые (например. мошки и комары ) может содержать десятки тысяч сколопофорных смысловых клеток, которые сгруппированы по два или три в отдельные сколопидии.[2] Большое количество сколопидий в органе Джонстона обеспечивает эволюционное преимущество в акустической идентификации и локализации партнеров.

Соответственно, у не роящихся насекомых сколопидий меньше. Определенный Hemiptera и Двукрылые может иметь всего 25 сколопидий.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Насекомые: очерк энтомологии, П. Дж. Гуллан, Питер Крэнстон.
  2. ^ а б c Саенг Бу К., Ричардс А.Г. (29 июля 1975 г.). «Тонкая структура сколопидий в органе Джонстона самца Aedes aegypti (L.) (Diptera: Culicidae)». В. J. Insect Morphol. & Эмбриол. 4 (6): 549–566. Дои:10.1016/0020-7322(75)90031-8.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ а б c d е Кришнан, Ананд; Sane, Sanjay P. (2015-01-01), Jurenka, Russell (ed.), «Глава 3 - Антенные механодатчики и их эволюционные предшественники», Достижения в физиологии насекомых, Academic Press, 49: 59–99, Дои:10.1016 / bs.aiip.2015.06.003
  4. ^ Будик; и другие. (207). «Роль визуальных и механосенсорных сигналов в структурировании прямого полета у Drosophila melanogaster». J. Exp. Биол. 210 (Pt 23): 4092–4103. Дои:10.1242 / jeb.006502. PMID  18025010.
  5. ^ Здравомыслящий; и другие. (2007). «Антенные механодатчики обеспечивают управление полетом бабочек». Наука. 315 (5813): 863–866. Bibcode:2007Научный ... 315..863С. Дои:10.1126 / science.1133598. PMID  17290001.
  6. ^ Методы сенсорной нейробиологии насекомых, Томас А. Кристенсен
  7. ^ J.S. Ванде Берг (1971). «Тонкие структурные исследования органа Джонстона у табачной роголистной моли, Manduca sexta (Johansson)». Дж. Морфол. 133 (4): 439–455. Дои:10.1002 / jmor.1051330407. PMID  30366495.