ウッドラウス(Crustacea: Isopoda)の外骨格上の微小な球体の起源とその疎水性への影響

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Arthropod Struct Dev.2020 Jul;58:100968. S1467-8039(20)30091-8. doi: 10.1016/j.asd.2020.100968.Epub 2020-07-05.

ウッドラウス(Crustacea: Isopoda)の外骨格上の微小な球体の起源とその疎水性への影響

The origin of microscopic spheres on the exoskeleton of the woodlouse Porcellionides pruinosus (Crustacea: Isopoda) and their effect on its hydrophobicity.

Miloš Vittori
Ivana Gantar

PMID: 32640409 DOI: 10.1016/j.asd.2020.100968.

抄録

キツネベラの背側表面は微細な球体で覆われており，その特徴的な粉末状の外観を呈している。その組成と形成についてはほとんど知られていない。これらの構造の機能は、キューティキュラー表面の疎水性を高めることであることが以前に示唆されていた。我々は、球体の超構造、組成および形成を研究しただけでなく、それらがキューティクルの疎水性に影響を与えるかどうかをテストした。また、様々な化学物質を塗布した後、組織化学と走査型電子顕微鏡を用いて球体の組成を決定した。また、透過型電子顕微鏡を用いて球体の形成過程を調べ、キューティクル表面と水滴の接触角を測定することで、キューティクルの疎水性を評価した。その結果、球体は大部分が有機物であることがわかった。その結果、球体は主に有機物であり、タンパク質や糖タンパク質、あるいは脂質の検出可能な量を伴わない多糖類を含んでいることがわかった。球体の形成を研究することによって、我々は彼らがエピキュキュキュラー構造であることを確立しました。彼らは脱皮サイクルの脱皮前段階の早い段階で、表皮細胞の枝分かれした延長部の周りに堆積します。P.pruinosusの球体で覆われたキューティクルは、実験的に球体を除去したキューティクルや、近縁種の鱗片で覆われたキューティクルよりも疎水性が高いことがわかった。

The dorsal surface of the woodlouse Porcellionides pruinosus is covered with minute spheres, providing its characteristic powdered appearance. Little has been known about their composition and formation. A previously suggested function of these structures was to increase the hydrophobicity of the cuticular surface. We studied the ultrastructure, composition and formation of the spheres as well as tested whether they affect the hydrophobicity of the cuticle. We determined the composition of the spheres with histochemistry and scanning electron microscopy after applying various chemicals. We studied the process of their formation with transmission electron microscopy and assessed the hydrophobicity of the cuticle by measuring contact angles of water droplets with its surface. Our results show that the spheres are largely organic. They contain proteins and glycoproteins or possibly polysaccharides without detectable amounts of lipids. By studying the formation of the spheres we established that they are epicuticular structures. They are deposited early in the premolt stage of the molt cycle around branching extensions of epidermal cells. The sphere-covered cuticle of P. pruinosus is more hydrophobic than the cuticle with experimentally removed spheres as well as the scale-covered cuticle in a related species.