Anténa (biologie) - Antenna (biology)

Velké antény na tesaříkovi

Antény ( sg. Anténa ), někdy označované jako „tykadla“, jsou spárované přívěsky používané ke snímání u členovců .

Antény jsou spojeny s prvním jedním nebo dvěma segmenty hlavy členovců. Formy se velmi liší, ale vždy jsou vyrobeny z jednoho nebo více spojených segmentů. I když jsou to typicky smyslové orgány , přesná povaha toho, co cítí a jak to cítí, není ve všech skupinách stejná. Funkce mohou různě zahrnovat snímání hmatu , pohybu vzduchu, tepla, vibrací (zvuku) a zejména vůně nebo chuti . Antény jsou někdy upraveny pro jiné účely, jako je páření, napjatost, plavání a dokonce ukotvení členovce k substrátu. Larvové členovci mají antény, které se liší od těch dospělých. Například mnoho korýšů má larvy s volným plaváním, které ke koupání používají své antény. Antény mohou také lokalizovat další členy skupiny, pokud hmyz žije ve skupině, jako mravenec . Společný předek všech členovců měl pravděpodobně jeden pár uniramních (nerozvětvených) anténních struktur, následovaný jedním nebo více páry biramózních (majících dvě hlavní větve) nožních struktur, jak je patrné u některých moderních korýšů a fosilních trilobitů . Kromě chelicerátů a proturanů , které žádné nemají , mají všichni nekorýšoví členovci jediný pár antén.

Korýši

Řezový diagram barnaclu s anténami zvýrazněnými šipkou

Korýši nesou dva páry antén. Dvojice připojená k prvnímu segmentu hlavy se nazývá primární antény nebo antény . Tento pár je obecně uniramous, ale je biramous v kraby a humry a remipees . Dvojice připojená k druhému segmentu se nazývá sekundární antény nebo jednoduše antény . Druhé tykadla jsou plesiomorfně biramní, ale u mnoha druhů se později vyvinuly uniramní páry. Druhé antény mohou být výrazně sníženy (např. Remipe) nebo zjevně chybějí (např. Barnacles ).

Členění antén korýšů má mnoho jmen, včetně flagellomeres (společný termín s hmyzem), annuli, článků a segmentů. Koncové konce korýšových antén mají dvě hlavní kategorizace: segmentované a bičíkovité. Anténa je považována za segmentovanou, pokud je každý z letorostů oddělen od okolí a má jednotlivé svalové úpony. Bičíkové antény mají naproti tomu svalové úpony pouze kolem základny a fungují jako závěsy pro bičík - pružný řetězec letorostů bez svalového úponu.

Existuje několik pozoruhodných nesenzorických použití antén u korýšů. Mnoho korýšů má mobilní larvální stupeň nazývaný nauplius , který se vyznačuje používáním antén pro plavání. Barnacles , vysoce upravený korýš, používá své antény k přichycení ke skalám a jiným povrchům.

LANGUSTY , ukazující rozšířenou druhé antény
Velké zploštělé desky před očima humra pantofle jsou upravené druhé antény.
Krab Rakovina pagurus , ukazující své zmenšené antény
Naupliusovy larvy krevet s anténami sloužícími ke koupání
Příklady korýšových antén
Copepoda Isopoda Amphipoda Decapoda Decapoda Remipedia Cirrepedie
Primární antény
Korýšová anténa - Copepoda Cyclops 1st -anten.svg Anténa korýšů - Isopoda Austroarcturus africanus 1. anténa. Svg Korýšová anténa - Amphipoda Gammarus locusta 1st -anten.svg Anténa korýšů - Decapoda Paguroidea 1st -anten.svg Korýšová anténa - Decapoda Megalopa 1st -anten.svg Anténa korýšů - Remipedia Speleonectes tanumekes 1st -anten.svg Korýšová anténa - Thecostraca Cirrepedia 1st -anten.svg
Sekundární antény
Korýšová anténa - Copepoda Cyclops 2. anténa.svg Anténa korýšů - Isopoda Austroarcturus africanus 2. anténa. Svg Anténa korýšů - Amphipoda Gammarus locusta 2. anténa.svg Anténa korýšů - Decapoda Paguroidea 2.anténa.svg Korýšová anténa - Decapoda Megalopa 2. anténa.svg Anténa korýšů - Remipedia Speleonectes tanumekes 2. anténa.svg

Hmyz

Termíny používané k popisu tvarů hmyzích antén
Antennální tvar v Lepidoptera z CT Bingham (1905)

Hmyz se vyvinul z prehistorických korýšů a mají sekundární antény jako korýši, ale ne primární antény. Antény jsou primární čichové senzory hmyzu a jsou proto dobře vybaveny širokou škálou senzil (singulární: sensillum ). Spárované, mobilní a segmentované se nacházejí mezi očima na čele. Embryologicky představují přívěsky druhého segmentu hlavy.

Všechny druhy hmyzu mají antény, ale v larválních formách mohou být značně redukovány. Mezi non-hmyzu tříd Hexapoda , jak Collembola a Diplura mají anténu, ale Protura nemají.

Antenní fibrily hrají důležitou roli v páření Culex pipiens . Vztyčení těchto fibril je považováno za první fázi reprodukce. Tyto fibrily slouží různým funkcím napříč pohlavími. Vzhledem k tomu, že anténní fibrily používají samice C. pipiens k vyhledání hostitelů ke krmení, samci C. pipiens je využívají k lokalizaci samic.

Struktura

Elektronový mikrofotografie detailu povrchu antény vosy ( Vespula vulgaris )

Tři základní segmenty typické hmyzí antény jsou stvol nebo scapus (základna), pedicel nebo pedicellus (stonek) a nakonec bičík , který často obsahuje mnoho jednotek známých jako flagellomeres . Pedicel (druhý segment) obsahuje Johnstonův orgán, což je sbírka smyslových buněk.

Stvol je uložen v zásuvce ve více či méně prstencovité sklerotizované oblasti nazývané torulus , často vyvýšená část kapsle hlavy hmyzu. Zásuvka je uzavřena membránou, do které je zasazena základna stvolu. Anténa však nevisí volně na membráně, ale otáčí se na pevně odpružené projekci z okraje torulu. Tato projekce, na které se anténa otáčí, se nazývá anténa . Celá struktura umožňuje hmyzu pohybovat anténou jako celkem aplikováním vnitřních svalů spojených se stvolem. Pedicel je pružně spojen s distálním koncem scape a jeho pohyby mohou být ovládány svalovými spojeními mezi scape a pedicel. Počet bičíků se může mezi druhy hmyzu velmi lišit a často má diagnostický význam.

Skutečné bičíky jsou spojeny membránovým spojením, které umožňuje pohyb, ačkoli bičík „pravého“ hmyzu nemá žádné vnitřní svaly. Někteří další Arthropoda však mají vnitřní svaly v celém bičíku. Mezi takové skupiny patří Symphyla , Collembola a Diplura . U mnoha pravých hmyzu, zejména u primitivnějších skupin, jako jsou Thysanura a Blattodea , se bičík částečně nebo zcela skládá z pružně spojeného řetězce malých prstencových letorostů . Annuli nejsou skuteční bičíkovci a u daného druhu hmyzu počet letorostů obecně není tak konzistentní jako počet bičíkovců u většiny druhů.

U mnoha brouků a chalcidoidních vos tvoří apikální bičíkovci tvar klubu a souhrnný termín pro segmenty mezi kyjem a anténní základnou je funicle ; tradičně při popisu anatomie brouka se termín „funicle“ vztahuje na segmenty mezi kyjem a stvolem . Tradičně se však při práci na vosách jedná o segmenty mezi klubem a pedicelem.

Zcela běžně je v Endopterygotě lanicita nad pedicelem poměrně složitá, jako jsou brouci, můry a Hymenoptera , a jednou společnou adaptací je schopnost složit anténu uprostřed, ve spoji mezi pedicelem a bičíkem. To dává účinek jako „kolenní ohyb“ a o takové anténě se říká, že je genikulární . Geniculate antény jsou běžné u Coleoptera a Hymenoptera. Jsou důležité pro hmyz jako mravenci, kteří sledují pachové stopy, pro včely a vosy, které potřebují "očichat" květiny, které navštěvují, a pro brouky, jako jsou Scarabaeidae a Curculionidae, které potřebují složit antény, když se samy ochranně skládají všechny jejich údy v obranných postojích.

Protože je funicle bez vnitřních svalů, musí se obecně pohybovat jako jednotka, přestože je kloubový. Některé funicles jsou však složité a velmi mobilní. Například Scarabaeidae mají lamelové antény, které lze pro bezpečnost pevně sklopit nebo otevřeně rozložit pro detekci pachů nebo feromonů . Hmyz zvládá takové akce změnami krevního tlaku, pomocí kterých využívá pružnosti stěn a membrán ve funikulech, které jsou ve skutečnosti erektilní.

Ve skupinách s jednotnějšími anténami (například: mnohonožky ) se všechny segmenty nazývají antény . Některé skupiny mají jednoduchou nebo různě upravenou apikální nebo subapikální štětinu nazývanou arista (to může být zvláště dobře vyvinuté u různých Diptera ).

Funkce

Čichové receptory (váhy a otvory) na anténě motýla Aglais io , elektronový mikrofotografie

Čichové receptory na anténách se vážou na volně plovoucí molekuly, jako je vodní pára , a pachy včetně feromonů . Tyto neurony , které vykazují tyto receptory signál této vazby zasláním akčních potenciálů se jejich axonů na anténní laloku v mozku . Odtamtud se neurony v anténních lalocích připojují k tělům hub, které identifikují zápach. Součet elektrických potenciálů antén k danému zápachu lze měřit pomocí elektroantennogramu .

U motýla monarchy jsou antény nutné pro správnou časově kompenzovanou orientaci slunečního kompasu během migrace. Antenální hodiny existují u monarchů a pravděpodobně poskytují primární časový mechanismus pro orientaci slunečního kompasu.

U afrických bavlníkových listových červů mají antény důležitou funkci při signalizaci námluv. Konkrétně antény jsou vyžadovány pro muže, aby odpovídali na volání páření žen. Přestože samice nepotřebují k páření antény, páření, které bylo výsledkem samice bez antén, bylo neobvyklé.

V můře diamantové slouží antény ke shromažďování informací o chuti a vůni hostitelské rostliny. Poté, co byla identifikována požadovaná chuť a vůně, samice můry uloží vajíčka na rostlinu. Obří motýli vlaštovičník se při identifikaci hostitelských rostlin spoléhají také na citlivost antény na těkavé sloučeniny. Bylo zjištěno, že ženy ve skutečnosti reagují na snímání antény lépe, pravděpodobně proto, že jsou zodpovědné za kladení vajíček na správné rostlině.

V soumračném jestřábí můře ( Manduca sexta ) pomáhají antény při stabilizaci letu. Podobně jako u halteres v dvoukřídlého hmyzu, jsou antény vysílají Coriolisovy síly skrze Johnstona varhany, které pak mohou být použity pro nápravná jednání. Série studií letové stability za špatného světla, ve kterých můry s bičíky amputovanými poblíž pedicelu vykazovaly výrazně sníženou stabilitu letu oproti těm s neporušenými anténami. Aby se určilo, zda mohou existovat další anténní senzorické vstupy, byla druhá skupina můr amputována a poté znovu připojena, aby byla testována ve stejné studii stability. Tyto můry vykazovaly mírně snížený výkon neporušených můr, což naznačuje, že při stabilizaci letu jsou možná použity další smyslové vstupy. Re-amputace antén způsobila drastický pokles stability letu, aby odpovídal první amputované skupině.

Reference