消化和排泄3-04

消化道是一根自口到肛贯通体腔中央的管道，按其功能和结构的不同可区分为前肠、中肠和后肠。 第二节 昆虫的消化与排泄系统一 消化系统（一）消化道前肠和后肠是由胚胎期的外胚层内陷所形成，中肠则来自内胚层。包括口前腔、咽喉、食道、嗉囔、前胃、贲门瓣几部分。组织结构由内向外：内膜、肠壁细胞层、底膜、纵肌、环肌、围膜。1前肠 Foregut中肠是昆虫的胃，分泌消化酶，是消化食物和吸收营养的场所。组织结构由内向外：围食膜、细胞层、底膜、环肌和纵肌、围膜。部分昆虫中肠的肠壁向外突出形成胃盲囊，其位置和数目常不等，用以增加中肠的分泌和吸收面积。 2中肠 Midghut中肠肠壁细胞类型：分泌和吸收作用的柱型细胞 ,分泌功能的杯型细胞 ,再生细胞。包括幽门瓣、小肠 (回肠 )、大肠（结肠），直肠和肛门等部分；其解剖构造类似于前肠。后肠前端外着生马氏管，内面常特化成幽门区域。后肠的主要功能是排除食物残渣，从食物残渣中吸收水分和无机盐类，以维持体内水分的平衡。3后肠 Hindgut种类、习性、食性及食物来源不同，消化道的结构也有差异，但其基本构造是一致的。吸食液体的昆虫，中肠为三部分，末段弯向前方与前段相贴接，包藏于由结缔组织形成特殊的 滤室 filtration chamber中，食物中的多余水分、糖分和无用物质直接从滤室送到后肠，排出体外 (即蜜露 ) 。4消化道的变化唾腺 salivary glands是成对的腺体。包括上颚腺，下颚及下唇腺等。大部分昆虫体内存在的腺体是多位于胸部的 1对下唇腺，其合并管的开口在舌基部的唾窦中。唾液能湿润食物、清洁口器；所含的消化酶帮助食物消化；部分昆虫的唾腺则特化成了丝腺。（二）唾腺昆虫所摄取的食物，经过一系列机械的和各种酶的分解，分解为简单的溶解状态的小分子后，才能被肠壁细胞吸收利用。（三）食物的消化环境及昆虫的营养1肠腔的理化环境食物在肠腔被消化时依赖消化酶系、维持酶系活性稳定的 pH值、及缓冲和氧化还原体系，中肠液 pH值一般在68的范围内。消化酶有淀粉酶、麦芽酶、脂肪酶、蛋白酶等，消化酶类型与取食的食物是相适应的。胃毒剂对昆虫的杀伤力与中肠液的 pH值有相。碱性农药对中肠液呈酸性的甲虫杀伤力大，酸性农药对中肠液呈碱性的蝶蛾幼虫杀伤力大。苏云金杆菌、杀螟杆菌、青虫菌使昆虫中毒原因 ：在碱性中肠液里释放有毒蛋白质即伴胞晶体，引起中肠麻痹、肠壁细胞破损、细菌侵入血腔、引起血液 pH值的变化；菌体在血腔繁殖导致幼虫产生败血症、全身瘫痪而死。但苏云金杆菌对中肠液 pH值为 6.3的蜜蜂是无毒的。 2昆虫的营养昆虫的基本营养：蛋白质、碳水化合物、维生素、水、无机盐、特殊的微量物质。种类及发育阶段不同，对营养要求差别较大。摄入食物的营养质量影响昆虫的生长速度，营养不良或半饥饿状态可幼虫期延长、增加脱皮次数。比较食物间营养的差异，可使用消化系数、食物转化率、或营养比率。消化系数 =100（取食物干重 排泄物干重） /取食物干重 %食物转化率 =100（虫体增加的干重 /消耗食物的干重） %100（可被消化的糖类 + 可被消化的脂肪 2.25 ）可被消化的蛋白 % 营养比率 =马桑及其对昆虫取食的试验二、排泄系统“ 排泄 ” 与经消化道末端的肛门排出食物残渣有本质差别。排泄器官 excretory organ的功能是移除二氧化碳和氮素代谢废物，调节体液中水分和无机盐类的平衡，保持血液具有相对稳定的渗透压和化学组成，使各器官能进行正常的生理活动。担任这一功能的器官总称为排泄系统，包括体壁及其特化结构、气管系统、马氏管、脂肪体等，其中相当于高等动物肾的器官为马氏管。节肢动物具有与后肾管同源的由后肾管演变而来排泄腺体，如甲壳纲的触角腺 =绿腺、蜘形纲的基节腺等。该类腺体口封闭，排泄器官由腺体部和膀胱部组成，氮代谢废物经渗透进入腺体部，再由膀胱部排出体外。昆虫、蜘蛛等的排泄器官 =马氏管的结构与此相类似。马氏管是着生与消化道中、后肠交界外的管状结构。直接浸浴在血液中，吸收尿酸等含氮代谢废物，将其送入后肠、经肛门排出体外。（一）马氏管 malpighian tubules粘虫的马氏管、和肾状小球马氏管端段及基段的管壁细胞向内的突出的结构分别为杆状（蜂窝边）、细丝状（刷状边）。按照马氏管与直肠的结构其类型为：直翅目型、鞘翅目型、半翅目型和鳞翅目型。 马氏管基部开口在中肠和后肠交界处，端部封闭，游离在体腔内的血液中，或与直肠结合形成隐肾结构。自内向外其横切面：管壁细胞层、底膜、肌肉层、气管网层。马氏管的主要功能 ：吸收血液中的 N素代谢废物尿酸等并移至后肠随食物残渣一起排出体外；调节血液中的离子平衡维持体液的渗透压。部分昆虫的马氏管可分泌丝、石灰质、泡沫及粘液。弹尾目、双尾目昆虫，以似于其它节肢动物的 “ 下唇肾 ” 代替了 马氏管的 功能。1体壁、气管、消化系统等器官的排泄作用体壁通过扩散的方式排出体外的物质包括 CO2， 多余的 H2O， 脱皮前未被吸收的外表皮及几丁质、蜡质、部分氮素化合物及无机盐、钙盐等；皮细胞腺向外分泌胶质、丝、蜡、等实质上也是一种排泄。以呼吸方式排出体外的代谢废物为 CO2， 多余的 H2O。消化道壁排除的：钙盐、尿酸盐、等。半翅目、同翅目昆虫的滤室，以蜜露的方式滤除消化道中的多余物。 （二）其他排泄器官的排泄物2贮存排泄体虫体内生理活动所产生的某些中间代谢物或代谢废物，不直接排出体外，而是被隔离限制、贮存于特定的组织或细胞内，这种排泄方式称为贮存排泄或堆积排泄storage excretory。 具有该功能的组织有脂肪体、绛色细胞、围心细胞等。 在背膈、翼肌、心脏表面聚集成索状的围心细胞，能吸收血液中的胶体颗粒、并将其转化为可被马氏管吸收的物质；但也分泌调节心脏活动、神经传导作用的激素。 气门附近、侧板下成团块状的绛色细胞，能移除血液中的其它代谢废物、毒素，吸收血液中多余的