Brochosome - Brochosome


Brochosomy jsou složitě strukturované mikroskopické granule vylučované křískovití (rodina Cicadellidae řádu hmyzu Hemiptera ) a obvykle se nacházejí na povrchu jejich těla a vzácněji na vejcích. Brochosomy byly poprvé popsány v roce 1952 pomocí elektronový mikroskop.[1][2] Brochosomy jsou hydrofobní a pomáhají udržovat hmyzí kutikulu v suchu. Tyto částice byly také nalezeny ve vzorcích vzduchu[3] a může snadno kontaminovat cizí předměty, což vysvětluje chybné zprávy o brochosomech u jiného hmyzu.[4]
Struktura a složení

Název odvozený z řeckých slov βρóχoς ("brochos": síť ze sítě) a σωμα ("soma": tělo), odkazuje na charakteristický síťovaný povrch granulí. Většina druhů křískovitých produkuje duté sférické brochosomy o průměru 0,2–0,7 mikrometrů s vnější stěnou včelí plástve. Často se skládají z 20 hexagonálních a 12 pětiúhelníkových buněk, takže obrys každého brochosomu se blíží zkrácený dvacetistěn - geometrie fotbalového míče a C.60 buckminsterfullerene molekula. Chemické složení brochosomů zahrnuje několik druhů bílkoviny[6] a podle některých studií lipidy.[7][8] Hlavní rodina proteinů, zvaná brochosominy, a další druhy proteinů identifikované ve složení brochosomů a jejich odpovídajících genů nevykazují žádný vztah k proteinům a genům jakýchkoli organismů mimo Membracoidea a proto jsou považovány za příklady osiřelé geny.[6]
Původ

Brochosomy se produkují v buňkách specializovaných žlázových segmentů Malpighianské tubuly - primární vylučovací orgány hmyzu, které často plní další funkce. Každá buňka současně vyrábí velké množství brochosomů uvnitř Golgiho komplexy a nakonec je uvolní do lumen tubulu.[7][8][9][10]
Funkce

Po každém moltu většina druhů křískovitých uvolňuje kapky tekutiny obsahující brochosomy konečníkem a aktivně je šíří po nově vytvořeném kůže.[11][12][13] Toto chování se nazývá pomazání.[12] Suché brochosomy jsou dále distribuovány po celém těle a přídavcích v opakovaných záchvatech péče, ve kterých si křískavci drhnou nohama. Transport brochosomů usnadňují silné skupiny a řady štítek na nohou. Výsledný nátěr činí pokožku vysoce odpuzující vodu (superhydrofobní )[5] a na vlastní tekuté výkaly křídla,[14] posledně jmenované jsou často sladké a lepkavé, a proto potenciálně nebezpečné pro hmyz. Byly předpokládány další ochranné funkce brochosomálního povlaku.[13] Existují například důkazy o tom, že díky antireflexní vlastnosti brochosomu se povrchy jím potažené podobají listu v očích hmyzu, takže jej lze použít jako kamufláž pro vejce.[15]
V několika rodech Nového světa podčeledi křískovitých Cicadellinae (včetně ostrostřelec se skleněnými křídly a příbuzné druhy) brochosomy se také používají jako potah na vaječné hmoty.[16][17] U gravidních žen z těchto rodů se Malpighianské tubuly přepínají[10] od výroby výše popsaných běžných brochosomů po produkci větších, typicky protáhlých částic až do délky 20 mikrometrů. Před kladením vajec si samice ukládá masy takových brochosomů na přední křídla a později je pomocí zadních končetin seškrábe na čerstvě uložená vejce.[17] Výsledný práškový povlak může sloužit různým ochranným funkcím, včetně ochrany před vajíčkovými parazitoidy z řádu Blanokřídlí (Chalcidoidea ).[18] Tvar a plastika takových „vaječných“ brochosomů se může u jednotlivých druhů výrazně lišit, což poskytuje další vlastnosti pro identifikaci druhů.[17]
Reference
- ^ Tulloch G.S., Shapiro J.E. & Cochran G.W. (1952) Výskyt ultramikroskopických těl s křískami a komáry. Bulletin of Brooklyn Entomological Society 47: 41-42.
- ^ Den M.F. & M. Briggs (1958) Původ a struktura brochosomů. Journal of Ultrastructure Research 2: 239-244. PMID 13631751
- ^ Wittmaack K. (2005) Brochosomy produkované křískovitými listy - široce neznámý, přesto velmi hojný druh bioaerosolů v ovzduší. Atmosférické prostředí 39: 1173-1180.
- ^ Rakitov R.A. (2011) Kontaminace jako příčina chybných záznamů o brochosomech. Psyche: Journal of Entomology 2011, ID článku 767963, doi:10.1155/2011/767963.
- ^ A b Rakitov R. & Gorb S.N. (2013) Brochosomální pláště stávají křískovitým (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae) integrál do superhydrofobního stavu. Sborník Královské společnosti B 280 (1752). doi:10.1098 / rspb.2012.2391.
- ^ A b Rakitov R., Moysa AA, Kopylov AT, Moshkovskii SA, Peters RS, Meusemann K., Misof B., Dietrich CH, Johnson KP, Podsiadlowski L., Walden KKO (2018) Brochosominy a další nové proteiny z brochosomů křísků (Insecta , Hemiptera, Cicadellidae). Hmyzí biochemie a molekulární biologie, 94, 10-17.doi:10.1016 / j.ibmb.2018.01.001
- ^ A b Smith D.S. & Littau V.G. (1960) Buněčná specializace na vylučovací epitel hmyzu, Macrosteles fascifrons Stål (Homoptera). Journal of Cell Biology 8: 103-133.
- ^ A b Gouranton J. & Maillet P.L. (1967) Origine et structure des brochosomes. Journal of Microscopie 6: 53-64.
- ^ Rakitov R.A. (1999) Sekreční produkty malpighských tubulů Cicadellidae (Hemiptera, Membracoidea): ultrastrukturální studie. International Journal of Insect Morfhology and Embryology 28: 179-192. doi:10.1078/0044-5231-00025
- ^ A b Rakitov R.A. (2000) Sekrece brochosomů během ontogeneze křískového listu, Oncometopia orbona (F.) (Insecta, Homoptera, Cicadellidae). Tkáně a buňky 32: 28-39. PMID 10798315
- ^ A b Rakitov R.A. (1996) Chování po línání spojené se sekrecí malpighiánských tubulů u křískovitých a u křískovitých stromů (Auchenorrhyncha: Membracoidea). European Journal of Entomology 93: 167-184.
- ^ A b Rakitov R.A. (2009) Brochosomální povlaky slupky křískovitých (Hemiptera, Cicadellidae). In: S.N. Gorb (ed.), Funkční povrchy v biologii, Sv. 1, 113-137. ISBN 978-1-4020-6696-2.
- ^ Rakitov R. & Gorb S.N. (2013) Brochosomy chrání křískovce (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae) před lepkavými exsudáty. Journal of the Royal Society Interface 10 (87). doi:10.1098 / rsif.2013.0445.
- ^ "Leafhoppers používají malé koule pohlcující světlo, aby zakryli vajíčka". Vědecké zprávy. 2017-11-03. Citováno 2020-01-31.
- ^ Hix R.L. (2001) U ostrostřelce se skleněnými křídly byla pozorována snáška vajec a produkce brochosomů. Archivováno 03.03.2016 na Wayback Machine Kalifornie zemědělství 50 (4): 19-22.
- ^ A b C Rakitov R.A. (2004) Prášení vaječných hnízd brochozomy a související sexuální dimorfismus u křískovitých listů (Insecta, Hemiptera, Cicadellidae). Zoologický časopis Linneanské společnosti 140: 353-381. doi:10.1111 / j.1096-3642.2003.00103.x
- ^ Velema H.P., Hemerik L., Hoddle M.S. & Luck R.F. (2005) Vliv brochosomu na účinnost parazitace u Homalodisca coagulata (Řekněme) (Hemiptera: Cicadellidae) vaječné hmoty od Gonatocerus ashmeadi Girault (Hymenoptera: Mymaridae). Ekologická entomologie 30: 485-496. doi:10.1111 / j.0307-6946.2005.00731.x
externí odkazy
- Brochosomy R. A. Rakitov, Illinois Natural History Survey
- Databáze obrázků Leafhopper Egg Brochosomes R. A. Rakitov, Illinois Natural History Survey