第五章—昆虫排泄器官

1、第五章 昆虫排泄器官 The Excretory System and of Insect第一节 马氏管及其构造 Malpighian Tubes and Its Structure 马氏管Malpighian tubes是由意大利昆虫解剖学家Malpighi （马尔必齐）于1669年首先在家蚕体内发现。1892年Meckel（美克)先用Malpighi的名为管的名称以示纪念。1889年俄国柯伐列夫斯基作了证实。 马氏管Malpighian tubes是着生于中后肠交界处的、基部与后肠hindgut相通的、顶端封闭的、游离于血腔中的细长盲管blind tube。 昆虫的排泄系统（昆虫的排泄系统

2、（excretory systemexcretory system）：以马）：以马氏管为主，辅以体壁、气管系统、消化道、脂肪氏管为主，辅以体壁、气管系统、消化道、脂肪体及围心细胞等排泄器官和组织所形成的系统。体及围心细胞等排泄器官和组织所形成的系统。1.1.将新陈代谢的最终产物（将新陈代谢的最终产物（COCO2 2和和N N素废物）排出素废物）排出体外。体外。2.2.调节体液中无机盐类和水分的平衡，从而维持调节体液中无机盐类和水分的平衡，从而维持体内比较稳定的生理环境及正常生理活动体内比较稳定的生理环境及正常生理活动一、马氏管的数目和排泄面积一、马氏管的数目和排泄面积1数目1）少则2条；如蚧类

3、2）多则250余条；如蝗虫3）一般为46条。如鳞翅目、长翅目、毛翅目等；4）无如弹尾目、蚜科等。通常全变态昆虫比不全变态昆虫马氏管要少。2表面积马氏管的数目与长度成反比，即少则长，多则短，但表面积差不多。 外观：呈偶数的细管状外观：呈偶数的细管状 着生处：中后肠交界处着生处：中后肠交界处基部：基部：与肠腔相通与肠腔相通端部端部：为盲状，游离于血淋巴或：为盲状，游离于血淋巴或埋于直肠细胞中埋于直肠细胞中 基段细胞：刷状边基段细胞：刷状边 端段细胞：蜂窝边端段细胞：蜂窝边 马氏管的特化马氏管的特化隐肾：出现于隐肾：出现于大多数鞘翅目昆虫和部分的鳞翅大多数鞘翅目昆虫和部分的鳞翅目昆虫。是回收水分和无

4、机盐的目昆虫。是回收水分和无机盐的特效系统。特效系统。二、马氏管的结构二、马氏管的结构1.基膜基膜 1）组成：一层含有很多微气管和螺旋状横纹肌纤维）组成：一层含有很多微气管和螺旋状横纹肌纤维组成。组成。 2）功能：）功能： （1）固联马氏管）固联马氏管 （2）有利于运动（随器管的蠕动而运动）有利于运动（随器管的蠕动而运动）2. 肌肉层肌肉层 1）组成：由斜行横纹肌纤维组成。）组成：由斜行横纹肌纤维组成。 2）功能：便于马氏管伸缩和扭动。）功能：便于马氏管伸缩和扭动。3.管壁细胞管壁细胞 1） 组成：单层细胞层组成：单层细胞层 （1）蜂窝边：端部呈短杆）蜂窝边：端部呈短杆形的栅栏状的组织。形的栅

5、栏状的组织。 （2）刷状边：基部呈刷状）刷状边：基部呈刷状的原生质的突起。的原生质的突起。 2）功能：分泌和吸收作用）功能：分泌和吸收作用直翅目型直翅目型鞘翅目型鞘翅目型半翅目型半翅目型鳞翅目型鳞翅目型三、马氏管的基本类型三、马氏管的基本类型排泄物一排泄物一直为液体直为液体排泄物在排泄物在基部浓缩基部浓缩为固体为固体马氏管的排泄物主要是在新陈代谢过程中产生的含氮废物。四、马氏管四、马氏管直肠的排泄作用直肠的排泄作用 1.排泄过程（如吸血蝽）排泄过程（如吸血蝽） 排泄机制大体是：尿酸盐、水、钾盐、钠盐等排泄机制大体是：尿酸盐、水、钾盐、钠盐等血液中的物质渗入（或主动运输入）马氏管端段，血液中的物

6、质渗入（或主动运输入）马氏管端段，而在基部水、钾盐、钠盐被吸回血液，形成尿酸沉而在基部水、钾盐、钠盐被吸回血液，形成尿酸沉积。沉积的尿酸进入后肠后，在直肠中进一步回收积。沉积的尿酸进入后肠后，在直肠中进一步回收水分和无机盐类，使尿酸进一步沉积与消化残渣混水分和无机盐类，使尿酸进一步沉积与消化残渣混在一起成为粪便排出体外。在一起成为粪便排出体外。 2.排泄机制排泄机制（一）尿液酸化：尿酸进入马氏管与钠钾离子结合呈碱性，通过（一）尿液酸化：尿酸进入马氏管与钠钾离子结合呈碱性，通过基段时，水和钠钾离子被吸收，尿液基段时，水和钠钾离子被吸收，尿液pH下降，尿酸沉淀（下降，尿酸沉淀（ 马氏管2/3端段的

7、管腔内PH7.2，基段1/3管腔内呈酸性PH6.6 ）。）。（二）液流循环（即排泄循环）：马氏管从血液中吸收的氮素代（二）液流循环（即排泄循环）：马氏管从血液中吸收的氮素代谢废物、水分和无机盐类等，不断地进入后肠，经直肠垫再吸收谢废物、水分和无机盐类等，不断地进入后肠，经直肠垫再吸收，将吸收的物质排入血液中。，将吸收的物质排入血液中。（三）渗透作用：马氏管壁和直肠壁均有渗透性。（三）渗透作用：马氏管壁和直肠壁均有渗透性。1.1.分泌泡沫和粘液分泌泡沫和粘液 如沫蝉的若虫，体外常包围一层泡沫，用如沫蝉的若虫，体外常包围一层泡沫，用以保护虫体，减少损水或不受天敌的伤害（以保护虫体，减少损水或不受天

8、敌的伤害（保保护作用护作用）。）。五、马氏管的其它功能五、马氏管的其它功能2.分泌丝分泌丝 如草蛉幼虫在如草蛉幼虫在2 2龄以后，马氏管前端发生了形龄以后，马氏管前端发生了形态的变化，管内充满着粘稠的分泌液，化蛹前自肛态的变化，管内充满着粘稠的分泌液，化蛹前自肛门拉出，造成圆形的白色小茧（门拉出，造成圆形的白色小茧（结茧结茧）。）。3.分泌石灰质分泌石灰质 如竹节虫的马氏管内收集石灰质，可被血如竹节虫的马氏管内收集石灰质，可被血液再吸收，用作形成液再吸收，用作形成卵壳卵壳的原料。的原料。第二节第二节 昆虫的其它排泄器官昆虫的其它排泄器官一、体壁 昆虫体壁的主要排泄作用，是将呼吸代谢过程中产生的

9、二氧化碳和水，经由体壁和气门排除体外。 体壁的表皮层中含有大量的几丁质、蛋白质、脂类和色素等，在昆虫脱皮之前，大部分蛋白质可被皮细胞吸收利用，而几丁质、蜡质和一部分氮素化合物等则随蜕脱去，所以昆虫周期性的脱皮，具有定期排泄的意义。二、消化道二、消化道 消化道虽不属排泄器官，但在某些昆虫中表现有特殊功能，具有排泄作用。比如膜翅目昆虫在变态期，在中肠细胞内常积聚有晶体钙盐及尿酸颗粒，说明中肠在排泄过程中起着重要作用。弹尾目昆虫的中肠肠壁细胞中，含有尿酸及碳酸盐和磷酸盐等矿物质，这些细胞可周期性脱落，并随消化道内的食物残渣一起排出体外。 蚜虫类因无马氏管，即以消化道作为主要排泄器官。三、下唇肾三、下

10、唇肾 弹尾目和部分双尾目、缨尾目昆虫都无马氏管，但在头部内有数对腺体，其中的一对管状腺，具有一根公共导管开口于下唇基部，类似其它节肢动物的肾管，称为“下唇肾” 。 这一管状腺体的囊状部分，具有扁平的皮细胞层，导管部分具有与马氏管类似的细胞；实验证明这一结构具有吸收和排泄机能，是该类昆虫的主要排泄器官。 四、四、 贮存排泄器官贮存排泄器官 (一)围心细胞（pericardialcell） 来源于中胚层，大多数分布在心脏附近的背隔和翼肌上，不随血液流动。围心细胞能吸取血腔中马氏管不能排除的大分子物质，特别是各种胶体粒子等，所以又称为“积贮肾”。吞噬马氏管无法排除的染料、色素颗粒和胶体粒吞噬马氏管无法排除的染料、色素颗粒和胶体粒子。子。(二)脂肪体 (Fatbody) 尿酸的钾盐或钠盐结晶沉淀于脂肪体细胞，形成特殊的尿盐细胞。尿盐细胞中的代谢废物是来自血淋巴并逐渐沉积的，常常永久性贮存在其中，并不排出体外。另一种是只作短暂储存，到一定时期（如蜕皮或化蛹）被排除体外或被从新利用。永久性封闭处理或短期贮存。永久性封