4. कीट उपत्वचा और निर्मोचन की संरचना और कार्य (STRUCTURE AND FUNCTIONS OF INSECT CUTICLE AND MOULTING)

कीट के शरीर की दीवार को अध्यावरण या एक्सोस्केलेटन कहा जाता है। यह शरीर का बाहरी आवरण है जो मूल रूप से एक्टोडर्मल है। यह जीवन के विभिन्न तरीकों के अनुकूल शरीर के विभिन्न हिस्सों में कठोर, लचीला, हल्का, मजबूत और विभिन्न रूप से संशोधित है।

संरचना

शरीर की दीवार में एक आंतरिक सेलुलर परत (एपिडर्मिस / inner cellular layer - Epidermis) और एक बाहरी गैर सेलुलर हिस्सा (क्यूटिकल / outer non cellular part - Cuticle) होता है।

एपिडर्मिस (Epidermis)

यह एक आंतरिक एककोशिकीय परत है जो निम्नलिखित कार्य के साथ बेसमेंट झिल्ली पर टिकी हुई है:

1. उपत्वचा स्राव
2. पुरानी उपत्वचा का पाचन और अवशोषण
3. घाव की मरम्मत
4. सतह का रूप देता है

उपत्वचा (क्यूटिकल / Cuticle)

यह एक बाहरी गैर सेलुलर परत है जिसमें तीन उप परतें होती हैं:

1. एंडोक्यूटिकल: दूसरों की तुलना में यह आंतरिक और सबसे मोटी परत है। यह परत काइटिन और आर्थ्रोपोडिन से बनी है। यह परत रंगहीन, मुलायम और लचीली होती है।
2. एक्सोक्यूटिकल: बाहरी परत, काइटिन और स्क्लेरोटिन की संरचना के साथ बहुत मोटी। यह परत गहरे रंग की और कठोर होती है।
3. एपिक्यूटिकल: सबसे बाहरी परत जो बहुत पतली होती है। एक्सोक्यूटिकल में मौजूद छिद्र नहरें एपिक्यूटिकल के जमाव में मदद करती हैं। यह परत निम्नलिखित परतों में विभेदित है:
   1. आंतरिक एपिक्यूटिकल: इसमें मोम तंतु होते हैं।
   2. बाहरी एपिक्यूटिकल: यह क्यूटिकुलिन के साथ संपर्क बनाता है।
   3. क्यूटिकुलिन: गैर काइटिनस पॉलिमराइज्ड लिपोप्रोटीन परत।
   4. मोम की परत: इसमें कसकर पैक किए गए मोम के अणु होते हैं जो शुष्कन को रोकते हैं।
   5. सीमेंट की परत: लिपिड और टैंड प्रोटीन द्वारा निर्मित सबसे बाहरी परत। यह मोम की परत की रक्षा करता है।

उपत्वचा की संरचना

1. काइटिन (Chitin): यह क्यूटिकल का मुख्य घटक है, जो नाइट्रोजनस पॉलीसेकेराइड और एन-एसिटाइलग्लूकोसामाइन का बहुलक है। यह पानी में अघुलनशील है लेकिन पतले एसिड, क्षार और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील है।
2. आर्थ्रोपोडिन: एक बिना पका हुआ उपत्वचा प्रोटीन, जो पानी में घुलनशील है।
3. स्क्लेरोटिन: टैंड क्यूटिकुलर प्रोटीन, जो पानी में अघुलनशील है।
4. रेसिलिन: स्क्लेराइट्स के लचीलेपन के लिए जिम्मेदार एक लोचदार उपत्वचा प्रोटीन, उदा., विंग आर्टिकुलेटरी स्क्लेराइट्स।

एंडोस्केलेटन (ENDOSKELETON)

मांसपेशियों के जुड़ाव के लिए जगह प्रदान करने वाली शरीर की दीवार के विकास में उपत्वचा को एंडोस्केलेटन कहते हैं। दो प्रकार हैं:

1. एपोडेम: शरीर की दीवार का खोखला आक्रमण।
2. एपोफिसिस: शरीर की दीवार का ठोस आक्रमण।

उपत्वचा उपांग (CUTICULAR APPENDAGES)

गैर-कोशिकीय: गैर-कोशिकीय उपांगों का कोई एपिडर्मल संघ नहीं होता है, लेकिन कठोर रूप से जुड़े होते हैं। उदा. छोटे बाल और कांटे।

कोशिकीय: सेलुलर उपांगों में एपिडर्मल एसोसिएशन होता है।

एककोशिकीय:

1. कपड़े के बाल, प्लमोज बाल। उदा. मधुमक्खी (Honey bee)। ब्रिस्टल। उदा. मक्खियाँ।
2. शल्क - शरीर की दीवार के चपटे विकास उदा. पतंगे और तितलियाँ।
3. ग्रंथियों का सेटा। उदा. इल्ली (caterpillar)।
4. संवेदी सेटे - संवेदी न्यूरॉन या न्यूरॉन्स से जुड़े।
5. सेटा - बालों के विकास की तरह (एपिडर्मल सेल जनरेटिंग सेटा / Epidermal cell generating seta को ट्राइकोजन / Trichogen कहते हैं, जबकि सॉकेट बनाने वाली सेल हाउसिंग ट्राइकोजन / socket forming cell housing trichogen को टॉर्मोजेन / Tormogen कहते हैं। सेटा की व्यवस्था के अध्ययन / Study of arrangement of seta को चाटोटैक्सी / Chaetotaxy कहते हैं)।

बहुकोशिकीय:

• स्पुर - चलने योग्य संरचना।
• रीढ़ - अचल संरचना।

ग्रंथियां (GLANDS)

उपत्वचा ग्रंथियां एककोशिकीय या बहुकोशिकीय होती हैं। निम्नलिखित कुछ उदाहरण हैं:

1. मोम ग्रंथि - उदा. मधुमक्खी और माइलबग
2. लाख ग्रंथि - उदा. लाख कीड़े
3. मौलटिंग ग्रंथि जो मौलटिंग तरल पदार्थ का स्राव करती है
4. एंड्रोकोनिया या सुगंध पैमाने - उदा. पतंगा
5. विष ग्रंथि - उदा. स्लग कैटरपिलर

शरीर की दीवार के कार्य

1. बाहरी कवच के रूप में कार्य करता है और जबड़े और ओविपोसिटर जैसे बाहरी अंगों को मजबूत करता है।
2. अंगों को शारीरिक घर्षण, हानिकारक रसायनों, परजीवियों, शिकारियों और रोगज़नक़ों से बचाता है।
3. आंतरिक रूप से महत्वपूर्ण अंगों, फोरगट, हिंदगट और श्वासनली की रक्षा करता है।
4. मांसपेशियों के जुड़ाव के लिए जगह प्रदान करता है और शरीर को आकार देता है।
5. शरीर से पानी की कमी को रोकता है।
6. त्वचीय संवेदी अंग पर्यावरण को भांपने में मदद करते हैं।
7. त्वचीय रंगद्रव्य रंग देते हैं।

निर्मोचन

निर्मोचन: नए क्यूटिकल के निर्माण के साथ पुराने क्यूटिकल को बहाने की आवधिक प्रक्रिया को निर्मोचन या एकडीसिस कहते हैं। निर्मोचन के दौरान छोड़े गए उपत्वचा भागों को एक्सुविया कहते हैं। वयस्कता प्राप्त करने से पहले अपरिपक्व अवस्थाओं के दौरान एक कीट में निर्मोचन कई बार होता है। दो बाद के निर्मोचन के बीच के समय के अंतराल को स्टेडियम कहा जाता है और किसी भी स्टेडियम में कीट द्वारा ग्रहण किए गए रूप को इंस्टार कहा जाता है।

निर्मोचन के चरण:

1. व्यवहार परिवर्तन: लार्वा दूध पिलाना बंद कर देता है और निष्क्रिय हो जाता है।
2. एपिडर्मिस में परिवर्तन: एपिडर्मिस में कोशिका का आकार, इसकी गतिविधि, प्रोटीन सामग्री और एंजाइम का स्तर बढ़ जाता है। कोशिकाएं विभाजित होती हैं और तनाव बढ़ाती हैं, जिससे उपत्वचा की कोशिकाएं ढीली हो जाती हैं।
3. एपोलिसिस: एपिडर्मिस से उपत्वचा का अलग होना।
4. उप उपत्वचा स्थान का निर्माण।
5. उप उपत्वचा स्थान में मोल्टिंग जेल का स्राव जो चिटिनेज और प्रोटीज से भरपूर होता है।
6. नए एपिक्यूटिकल का निर्माण: एपिडर्मिस के ऊपर लिपोप्रोटीन परत (क्यूटिकुलिन / Lipoprotein layer - cuticulin) बिछाई जाती है।
7. प्रोक्यूटिकल गठन: एपिक्यूटिकल के नीचे प्रोक्यूटिकल का निर्माण होता है।
8. मोल्टिंग जेल की सक्रियता: मौलटिंग जेल एंजाइमों से भरपूर मौलटिंग द्रव में परिवर्तित हो जाता है। यह एंडोक्यूटिकल पाचन और अवशोषण को सक्रिय करता है।
9. मोम परत गठन: छिद्र नहरों के मोम के धागे मोम की परत का स्राव करते हैं।
10. सीमेंट परत का निर्माण: त्वचीय ग्रंथियां सीमेंट परत का स्राव करती हैं।
11. निर्मोचन: इसमें दो चरण शामिल हैं:
    1. पुरानी उपत्वचा का टूटना: कीट हवा या पानी के सेवन के माध्यम से अपने शरीर की मात्रा बढ़ाता है जो सिर और वक्ष में रक्त के प्रवाह को बढ़ाता है। वहाँ से पुरानी उपत्वचा कमजोरी की पूर्व-निर्धारित रेखा के साथ टूट जाती है जिसे एकडीशियल लाइन कहते हैं।
    2. पुरानी उपत्वचा को हटाना: शरीर की पेरिस्टाल्टिक गति और मोल्टिंग द्रव की स्नेहक क्रिया पुरानी उपत्वचा को हटाने में मदद करती है। प्रत्येक मौलटिंग के दौरान छोड़े गए उपत्वचा के आवरण पैरों के उपत्वचा, अग्रभाग और पश्चांत्र के आंतरिक अस्तर और श्वासनली होते हैं।
12. एक्सोक्यूटिकल का निर्माण: प्रोक्यूटिकल की ऊपरी परत फेनोलिक पदार्थ द्वारा प्रोटीन और टैनिंग के अतिरिक्त के माध्यम से एक्सोक्यूटिकल के रूप में विकसित होती है।
13. एंडोक्यूटिकल का निर्माण: प्रोक्यूटिकल की निचली परत काइटिन और प्रोटीन के अतिरिक्त के माध्यम से एंडोक्यूटिकल के रूप में विकसित होती है। इस परत की मोटाई बढ़ जाती है।

मोल्टिंग का नियंत्रण: इसे प्रोथोरेसिक ग्रंथि (prothoracic gland) जैसी अंतःस्रावी ग्रंथि द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो मोल्टिंग हार्मोन का स्राव करती है। एंडोक्राइन ग्रंथियां मस्तिष्क के न्यूरोसेक्रेटरी कोशिकाओं द्वारा उत्पादित प्रोथोरासिको-ट्रॉपिक हार्मोन द्वारा सक्रिय होती हैं।