Endokrine žlezde i hormoni kod beskičmenjaka

Hormoni kod beskičmenjaka — hemija transformacije

Gde si! Učili smo da čovek i kičmenjaci imaju endokrine organe kao što su hipofiza, štitna žlezda i pankreas. Ali šta rade životinje koje nemaju kičmu, kao što su insekti, crvi, puževi i rakovi?

I beskičmenjaci imaju hormone.

Samo njihov sistem često ne liči na naš: kod mnogih grupa nervne ćelije preuzimaju ulogu žlezda.

Ova lekcija objašnjava neurosekreciju, presvlačenje insekata, ekdizon, juvenilni hormon, rakove i hormonalnu kontrolu promene boje. Poveži je sa lekcijom o endokrinim organima kičmenjaka.

Leptir kao primer metamorfoze pod uticajem hormona

Ko su beskičmenjaci?

Beskičmenjaci su životinje koje nemaju kičmeni stub. U ovu ogromnu grupu spadaju sunđeri, dupljari, crvi, mekušci, zglavkari i druge životinje.

Beskičmenjaci su najbrojnije životinje na planeti, pa nije čudno što imaju različite načine regulacije tela.

Njihovi hormoni kontrolišu rast, razmnožavanje, regeneraciju, promenu boje, presvlačenje i metamorfozu.

BESKIČMENJACI

nema kičme

ima regulacije

Neurosekrecija — nervna ćelija kao žlezda

Kod mnogih beskičmenjaka nema velikih, jasno odvojenih endokrinih žlezda kao kod čoveka. Umesto toga, posebne nervne ćelije proizvode i luče hormone. Taj proces zove se neurosekrecija.

KLJUČNA IDEJA
Kod neurosekrecije nervni sistem i endokrina funkcija nisu jasno odvojeni.

Hormoni se kod mnogih beskičmenjaka luče u telesnu tečnost, odnosno hemolimfu, i odatle stižu do ciljnih tkiva.

Ćelije koje proizvode i primaju hormonske signale

Neurosekrecija i klasične žlezde — glavna razlika

Kod kičmenjaka postoje klasične endokrine žlezde: hipofiza, štitna žlezda, pankreas, nadbubrežne i polne žlezde. Kod beskičmenjaka često su hormonsku ulogu preuzele nervne ćelije.

SistemKo luči hormone?Primer
KičmenjaciPosebne endokrine žlezdeHipofiza, štitna
BeskičmenjaciNeurosekretorne ćelije i specijalne žlezdeMoždani hormon insekta

Ne znači da je sistem jednostavan. Naprotiv, kod insekata je hormonska kontrola presvlačenja veoma precizna.

Za test: beskičmenjaci nemaju istu štitnu žlezdu kao čovek.

Šta hormoni kontrolišu kod beskičmenjaka?

Hormoni kod beskičmenjaka ne postoje “reda radi”. Oni kontrolišu najvažnije životne procese: rast, razmnožavanje, regeneraciju, presvlačenje, metamorfozu i promenu boje tela. Malo telo može imati vrlo preciznu hemijsku kontrolu.

R
Rast

Hormoni određuju kada telo prelazi u novu fazu.

M
Metamorfoza

Larva može postati odrasli insekt.

B
Boja

Kod rakova hormoni mogu uticati na kamuflažu.

Različite grupe zglavkara kod kojih hormoni regulišu razvoj

Kišna glista — hormoni, razmnožavanje i regeneracija

Kod nekih crva hormoni iz nervnog sistema utiču na razmnožavanje i sposobnost obnavljanja delova tela. Zato se neurosekrecija ne vezuje samo za insekte.

Primer iz materijala: kod kišne gliste hormoni lučeni iz mozga stimulišu razmnožavanje i pomažu regeneraciju.

Ovaj primer pokazuje da hormoni kod beskičmenjaka mogu da kontrolišu i procese koji nisu samo rast, već i obnovu oštećenih delova.

GLISTA

razmnožavanje

regeneracija

Insekti — najvažniji primer za kontrolni

Najčešća pitanja iz ove lekcije odnose se na insekte. Insekti su zglavkari, imaju hitinski spoljašnji skelet i prolaze kroz razvojne faze koje strogo kontrolišu hormoni.

Kod insekata moraš znati tri pojma:

moždani hormon, ekdizon i juvenilni hormon.

Oni zajedno određuju kada insekt raste, kada se presvlači i kada prestaje da bude larva.

Insekt i metamorfoza kao školski primer hormona beskičmenjaka

Hitinski skelet — zašto insekt mora da se presvlači?

Insekti imaju spoljašnji skelet od hitina. Taj oklop štiti telo, ali ima veliki problem: ne može da raste zajedno sa insektom.

Zato insekt mora da odbaci stari, tesni oklop i napravi novi. Taj proces zove se presvlačenje.

Ako se insekt ne bi presvlačio, ne bi mogao da se poveća. Zato je presvlačenje osnovni uslov rasta kod insekata.

HITIN

štiti telo

ne raste

Presvlačenje — hormonski kontrolisan rast

Presvlačenje je odbacivanje starog spoljašnjeg skeleta. To nije slučajan događaj, već proces kojim upravljaju hormoni.

Ekdizon pokreće presvlačenje, ali juvenilni hormon određuje da li insekt ostaje larva ili kreće ka odraslom obliku.

Presvlačenje zato nije samo “svlačenje oklopa”, već deo većeg razvojnog programa insekta.

Zglavkari imaju spoljašnji skelet koji se presvlači

Metamorfoza — od larve do odraslog insekta

Metamorfoza je preobražaj, odnosno promena oblika tela tokom razvoja. Kod leptira to vidiš kao prelaz iz jajeta u gusenicu, zatim u lutku, pa u odraslog leptira.

PRIMER
Gusenica se ne pretvara u leptira zato što “samo poraste”, već zato što se menja hormonski odnos.

Poveži ovo sa lekcijom metamorfoza i pubertet, jer oba procesa uključuju velike promene tela pod uticajem hormona.

JAJE → LARVA → LUTKA → IMAGO

razvojni niz

kontrolišu hormoni

Moždani hormon — aktivator sistema

Moždani hormon luče nervne ćelije u mozgu insekta. Njegov zadatak je da aktivira druge žlezde i pokrene sledeći korak u razvoju.

Moždani hormon ne obavlja sav posao sam. On pre svega “budi” sistem i pokreće lučenje drugih hormona.

Zato ga pamti kao aktivatora: prvi signal koji pokreće hormonsku lančanu reakciju kod insekta.

Nervne ćelije mogu lučiti hormone kod beskičmenjaka

Ekdizon — hormon presvlačenja

Ekdizon je hormon koji izaziva presvlačenje. Luči ga protorakalna žlezda, žlezda u grudnom delu insekta.

Šta radi ekdizon?

Naređuje insektu da odbaci stari hitinski oklop i pokrene rast.

Ekdizon je zato neophodan za svako presvlačenje. Ali sam ekdizon ne objašnjava da li će nastati samo veća larva ili odrasli insekt.

EKDIZON

presvlačenje

stari oklop otpada

Juvenilni hormon — hormon mladosti

Juvenilni hormon luče posebne žlezde iza mozga insekta. Njegova uloga je da zadrži insekta u larvenoj, “mladoj” fazi.

Dok je juvenilni hormon visok, larva se presvlači, raste i ostaje larva.

Reč juvenilno znači mlado ili maloletno. Zato ga pamti kao hormon koji kaže: “Još si dete, ostani larva.”

Juvenilni hormon sprečava preranu metamorfozu insekta

Visok juvenilni hormon — insekt ostaje larva

Kada je nivo juvenilnog hormona visok, ekdizon izaziva presvlačenje, ali rezultat je i dalje larva. Gusenica se presvuče, poraste, ali ostaje gusenica.

Formula za pamćenje

ekdizon + mnogo juvenilnog hormona = nova, veća larva

Zato nije tačno da ekdizon sam pretvara gusenicu u leptira.

VISOK JH

presvlačenje

larva ostaje larva

Nizak juvenilni hormon — počinje preobražaj

Kada nivo juvenilnog hormona opadne, presvlačenje više ne vodi samo u veću larvu. Tada larva prelazi u lutku, a iz lutke kasnije nastaje odrasli insekt, odnosno imago.

Najvažnija caka: preobražaj omogućava pad juvenilnog hormona.

Ekdizon pokreće presvlačenje, ali količina juvenilnog hormona određuje smer razvoja.

Odrasli leptir nastaje kada opadne juvenilni hormon

Ekdizon i juvenilni hormon zajedno

Metamorfozu insekta ne kontroliše jedan hormon izolovano. Važan je odnos ekdizona i juvenilnog hormona.

Hormonsko stanjeŠta se dešava?
Ekdizon + visok juvenilni hormonPresvlačenje, larva ostaje larva
Ekdizon + nizak juvenilni hormonLarva prelazi ka lutki i odraslom obliku

Ekdizon pokreće presvlačenje, a juvenilni hormon određuje identitet faze.

ODNOS HORMONA

nije samo jedan signal

važna je kombinacija

Rakovi — hormoni u očnim drškama

Kod mnogih rakova važni hormonski centri nalaze se u očnim drškama. Ti hormoni utiču na presvlačenje, rad srca i promenu boje tela.

Ako se raku uklone očne drške, može doći do nekontrolisanog presvlačenja jer nestaje važna hormonska kontrola.

Ovaj primer je odličan dokaz da endokrini sistem beskičmenjaka može biti potpuno drugačije raspoređen nego kod čoveka.

Spoljašnja građa rečnog raka sa očnim drškama

Rakovi i promena boje — hormonska kamuflaža

Hormoni kod rakova mogu uticati na raspored pigmenata u ćelijama, pa rak menja boju tela. To mu pomaže da se bolje uklopi u okolinu i sakrije od predatora.

Kamuflaža nije samo “boja kože”.

Kod mnogih beskičmenjaka ona zavisi od nervnih i hormonskih signala.

Zato hormoni ne kontrolišu samo unutrašnje procese, već i ponašanje i preživljavanje u sredini.

RAK

menja boju

lakše se skriva

Mekušci — hormoni i razmnožavanje

Kod mekušaca, kao što su puževi, lignje i hobotnice, hormoni su važni za vreme razmnožavanja i polaganje jaja. Endokrine strukture su često povezane sa mozgom ili očima.

Kod mekušaca se posebno naglašava kontrola reprodukcije, odnosno pravog trenutka za polaganje jaja.

To pokazuje da hormoni kod beskičmenjaka nisu važni samo za rast, već i za produženje vrste.

Sistemi organa beskičmenjaka i hormonska regulacija

Beskičmenjaci nisu mali kičmenjaci

Najveća greška je da se hormoni beskičmenjaka uče kao kopija hormona čoveka. Beskičmenjaci nemaju istu štitnu žlezdu, pankreas ili nadbubrežne žlezde kao mi.

Zapamti: isti problem regulacije, drugačije anatomsko rešenje.

Zato ovu lekciju treba porediti sa endokrinim sistemom čoveka, ali ne treba mešati žlezde i hormone.

NIJE ISTO

kičmenjaci ≠ beskičmenjaci

slična funkcija, druga građa

Bratov savet — ekdizon i juvenilni hormon

Najlakši trik: ekdizon zamisli kao eksploziju iz starog odela. On pokreće presvlačenje i odbacivanje starog hitinskog oklopa.

Juvenilni znači mlad. Juvenilni hormon drži insekta kao larvu. Kada opadne, može da krene metamorfoza.

Ako pitanje kaže “presvlačenje”, traži ekdizon. Ako pitanje kaže “zašto larva ostaje larva”, traži juvenilni hormon.

Leptir kao podsetnik na ekdizon i juvenilni hormon

Najčešće greške na kontrolnom

Beskičmenjaci imaju istu štitnu žlezdu kao čovek?

Ne. Njihov hormonski sistem je drugačiji, a često se zasniva na neurosekreciji.

Ekdizon sam pretvara gusenicu u leptira?

Ne potpuno. Ekdizon pokreće presvlačenje, ali pad juvenilnog hormona omogućava prelazak ka odraslom obliku.

Hitinski skelet raste zajedno sa insektom?

Ne. Hitinski skelet je spoljašnji oklop koji ne raste, pa insekt mora da se presvlači.

Rakovi menjaju boju slučajno?

Ne. Promena boje može biti hormonski kontrolisana i povezana sa kamuflažom.

PAZI

ekdizon = presvlačenje

juvenilni = larva

Zaključak

REZIME
Beskičmenjaci imaju hormone, ali njihov endokrini sistem često radi drugačije nego kod kičmenjaka.

Naučili smo:

  • neurosekrecija znači da nervne ćelije luče hormone
  • ekdizon pokreće presvlačenje
  • juvenilni hormon održava larveni stadijum
  • pad juvenilnog hormona omogućava metamorfozu
  • rakovi imaju važne hormonske centre u očnim drškama
  • hormoni mogu kontrolisati promenu boje i razmnožavanje

Za širu sliku uporedi ovu lekciju sa hormonima kod biljaka, povratnom spregom i homeostazom.

Rečni rak kao primer hormonske regulacije kod beskičmenjaka