Integument & Skelett

Integument

• Kroppens yttre lager

• Består av

  • Skinn

  • Strukturer som bildas från huden

    • Ex horn, naglar, hår, fjäll, fjädrar…

• Skyddar kroppen från externa faktorer

  • Salt- och vattenförlust

  • Hög/låg temperatur

• Påverkar luft- och vattenmotstånd

• Signalering inom och mellan arter

• Eventuellt syreupptag

Artropoders integument

• Hård kutikula

  • Fungerar som exoskelett

  • Består av 3 lager

    • Epikutikula

      • Yttre lager

      • Består av lipider och proteiner

        • Vattenavstötande

    • Prokutikula

      • Innanför epikutikulan

      • Består av 2 lager

        • Exokutikulan

        • Endokutikulan

      • Stor del uppbyggt av kitin

        • 40% hos insekter

        • 60% hos kräftdjur

    • Epidermis

      • Enkelt lager, vilar på basalmembran (bildar kutikulan)

Kitin

• Segt ämne

• Liknar cellulosastruktur

• Vattentät

Kutikulan (främst exokutikulan) härdas

• Lager av kitin binds samman med protein

  • Sklerotin hos insekter

  • Kalk hos kräftdjur

• Bildar rustningsliknande vattentätt skal

Insektsvingar

• Två tunna lager av kutikula

  • Stabiliseras av tjockväggade vener med blod, trakéer och nerver

VIssa insekter är täckta av seta (ex humlor) som fungerar som isolering

Pga hård kutikula är det svårt att känna av omgivningen. Många seta är därför kopplade till nerver

• Kan känna luft och vattenrörelser

• Kan också ha kemoreceptorer på antenner, ben etc för att "smaka” luften, vattnet, eller marken

Ecdysis

• Ömsning

• Kutikulan kan ej ändra storlek efter härdning, behöver ömsas och ombildas

• Sker 4-7 gånger i insekts liv och styrs hormonellt

Mellan ömsningarna utsöndras molt-inhibiting hormone.

• Vid behov (ålder/storlek/miljöfaktorer) minskar produktionen av ömsningsförhindrande hormonet

  • Ecdysone utsöndras (ömsningshormon)

    • I första stadiet (pre-ekdysis) lossnar gamlar prokutikulan från epidermis

      • Nytt lager epikutikula utsöndras

      • Gamla endokutikulan bryts ned mha enzym och återabsorberas av djuret

        • Samtidigt bildas ny exokutikula

      • Därefter sker ömsning

        • Gamla kutikulan spricker, djur kryper ut, kropp sväller upp

    • Nästa fas: post-ekdysis

      • Kutikulan tänjs ut

      • Ny endokutikula bildas

      • Prokutikulan härdas

Vertebraters integument

• Mjuk och smidig

  • Fungerar ej som skelett

• Hud består av 2 lager

  • Epidermis (överhuden)

    • Ytterst

    • Ligger på basalmembran

      Består av flera lager

      • Basallagret

        • Står för tillförsel av nya celler

          • Celler delas och rör sig mot ytan

            • Näringstillförsel minskar och de dör

              • Keratinisering av cellerna sker

      • Melanocyter

        • Pigmentceller med skyddande funktion mot UV-ljus

      • Hornlagret

        • Består till största del av keratin pga ovansägande cellvandring ut ur huden

        • Tjocklek påverkas av belastningsgraden

          • Tunnast på ögonlocken

          • Tjockast på fotsulor och hälar

  • Dermis (läderhuden)

    • Mesodermalt ursprung

    • Innehåller bindväv + kollagenmatris (sträcker sig ner i hypodermis)

      • Kollagenfibrer gör huden “seg”

    • Innehåller blodkärl

      • Står för näringstillförseln till epidermis

      • Har även känselceller och körtlar

• Under dessa lager finns

  • Hypodermis (underhuden)

    • Stor del består av fettceller

Integumentstrukturer

• Fjäll

  • Fjäll av dermalt ben

    • Ex fiskar

      • Dermala benfjäll täckta av tunt lager epidermis

      • Hos broskfiskar:

        • Fjäll av dentin (tandben)

      • Andra fiskar:

        • Fjäll av kollagen och täckta av emalj

      • Hajfjäll:

        • Placoidfjäll

          • Minskar vattenmotstånd via påverkan av virvlar som bildas närmst huden på gynnsamt vis

      • Benfiskar

        • Ganoidfjäll

          • Ex fengäddor

          • Romiska, täckta av emalj

        • Cycloidfjäll

          • Enbart ben

          • Runda fjäll

        • Ctenoidfjäll

          • Enbart ben

          • Rakare bakre kant med små taggar

      • Krokodiler och sköldpaddor

        • Fjäll förstärks med dermala benplattor

        • Fjäll tillväxer hela livet

      • Ormar och ödlor

        • Består enbart av keratin

          • Gör fjäll lättare och smidigare

        • Kräver ömsning

  • Fjäll av epidermalt keratin

• Fjädrar

  • Konturfjädrar

    • Täcker kroppen

  • Fjäderdun

    • Har förbindelse med nerver

    • Fungerar som sinnesorgan

  • Vingpennor

    • Anpassning till flykt

    • Används för att bygga vingytan

Notera att fjädrar är döda strukturer som ej kan lagas

• Hår

  • Består av keratiniserade celler i

    • Yttre kutikula

    • Inre cortex med pigment (melanin)

    • Innest hålighet (medulla)

  • Hår sitter i hårsäckar

    • Längst ner dermal papill med blodkärl som stimulerar epidermala celler att bilda hår

    • Även pigmentceller som tillför melanin till hår vid tillväxt

  • Finns även hårsträckarmuskel som vid kontraktion ger gåshud.

  • Talgkörtel som utsöndrar talg som mjukgör håret

  • Underull

    • Korta krusiga hår

    • Isolerande

  • Täckhår

    • Kraftigare, långa och raka

    • Skyddande funktion

  • Morrhår

    • Extra kraftiga hår kopplade till nervceller

    • Fungerar som känselspröt

• Klor/naglar/hovar

  • Olika lager av keratin

    • Övre hårt lager

      • Keratinfibrer ligger tvärs tillväxtriktningen

    • Undre mjukare lager

      • Fibrer ligger längs tillväxtlager

      • Lägre tillväxttakt i det undre lagret ger klons kurvatur

• Horn

  • Slidhorn (horn)

    • Permanenta

    • Inre kärna av ben

      Omges av integument som producerar hårt horn av keratin

  • Horn (antlers)

    • Tillväxer och släpps säsongsvis

    • Består av speciell sorts ben

      • Segare än skelettben

      • Är av dermalt ursprung

        • Dvs produceras under ett lager basthud

          • När tillväxt är klar lossnar och blottläggs benet

Körtlar

Fiskar:

• Encelliga körtlar

  • Producerar slem eller varningssignaler

    • Slem skyddar mot bakterier och svampar + eventuellt påverkar vattenmotståndet. Slem kan också vara skydd mot rovdjur (ex pirål)

Groddjur:

• Encelliga körtlar

  • Leydigceller

    • Utsöndrar bakterie- och virushämmande ämnen

• Flercelliga körtlar

  • Ligger i dermis med gång till ytan

    • Producerar slem eller gift/osmakliga ämnen

Reptiler:

• Få körtla

• Kan ha luktkörtlar runt kloak och mun

Fåglar:

• Få körtlar

• Gumpkörtel

  • Producerar oljeaktig substans

    • Gör fjädrar mjuka och vattenavvisande

• Saltkörtlar

  • Hos havslevande fåglar

  • Viktiga för osmoregleringen

Däggdjur:

• Körtlar finns i dermis

• Talgkörtlar

  • Mynnar i hårsäckarna

  • Svettkörtlar

    • Merokrina svettkörtlar

      • Producerar lättflytande vätska

        • Främst av vatten och salt

      • För termoreglering

    • Apokrina svettkörtlar

      • Främst i armhålor

      • Aktiveras vid puberteten

        • Producerar segflytande svett som bryts ned av bakterier på huden

          • Skapar lukt som används som inomartssignaler

  • Luktkörtlar

    • Använder för inomartssignalering

    • Ex revirmarkering eller avskräckning (ex skunk)

  • Mjölkkörtlar

    • Ursprung i apokrina körtlar kopplade till hörsäckar

      • Evolverade till körtlar med alveoler

        • Samlar upp mjölken som produceras och avges via gångar direkt på huden, alternativt samlas gångarna i bröstvårta eller cistern i spenar.

Sensorer

• Tryckkänsliga celler i dermis

  • Meissners känselkroppar

  • Merkelceller

  • Pacinis känselkroppar

  • Ruffinis nervändar

• Fria nervändar i dermis

  • Kan även ligga i basen av hår som känner av hårets röresle

    • Ex morrhår och hår på fladdermusvingar

Färg

• Aposematism

  • Färg som signalerar att djuret ej smakar gott

• Kamouflage

• Counter-shading

  • Ovansidan av djur är mörkt pga får mycket ljus

  • Undersidan ljus pga lite ljus

  • (Djuren blir svårare att upptäcka från sidan)

Kan även användas som inomartssignalering, där färg kan indikera kvalitet som partner

• Bra gener/immunförsvar om färger är starka etc

• Kromatoforer

  • Innehåller pigment

    • Melanoforer innehåller melanin (ger svart/brun färg)

    • Xantoforer innehåller karetenoider eller ommokrom (hos evertebrater, ger gul/rör färg)

    • Iridoforer innehåller guaninkristaller (ger vit/silverskimrande färg)

Kromatoforer är celler med kraftiga förgreningar

• Kan sprida färgen över stora ytor

• Många djur kan kontrollera färgen genom att styra pigmentets fördelning i cellen

  • Kontrolleras hormonellt

    • Därmed relativt långsamma, används främst som kamouflage

Bläckfiskar har unik typ av kromatofor som består av relativt liten cell med pigment omgiven av muskler

• Vid kontraktion dras kromatoforen ut och ökar exponderande ytan

  • Står under nervös kontroll, ger snabb färgförändring

    • Används därmed både som kamouflage och kommunikation

Strukturfärger

• Iridicerande

  • Skapas mha interferens/diffraktion

    • Ljuset reflekteras från djur

      • Förstärkning och (“släckning”) sker pga betraktningsvinkeln

        • Djur upplevs som gnistrande

• Ickeiridicerande

  • Skapas via Tyndall-spridning

    • Skapas av ljus som träffar små partiklar som sprids beroende på våglängd

      • Blått ljus sprids mer än annat ljus

    • Ger homogen färg oberoende av betraktninsvinkeln

Skelett

• Hydrostatiska skelett

  • Tryck i vätska ger stabilitet

  • Ex hos maneter, annelider, nematoder, tagghudingar

    • Nematoder utgör en och samma behållare omgivet av muskulatur

    • Daggmaskar har en enskild vätskefyllt behållare i varje segment

      • Ger mer avancerade rörelser

• Rigida skelett

  • Exoskelett

    • Yttre skelett

    • Omsluter djurets organ och bildas av integumentet

    • Ytterst finns perikostratum av härdat protein

    • Hos mollusker:

      • Därefter prismaskikt (tätt packat kalk i en proteinmatris)

      • Innest pärlemorskikt (lager av skiktat kalk)

    • Hos artropoder:

      • Uppbyggt av styva plattor + rör av härdad kutikula

        • Går ej att böja

          • Binds samman av mjukare, icke-härdad kutikula

      • Varje segment består av fyra sammanfögande plattor

        • Övre ryggplatta

        • Undre bröstplatta

        • Två sidoplattor

      • Ben och övriga utväxter består av flera rörstrukturer, sammanfogade med mjuk kutikula + ledytor som styr hur benen rör sig när musklerna kontraherar

  • Endoskelett

    • Internt skelett

    • Möjliggör kontinuerlig tillväxt