Репагинальные железы многоножек¶

Репагинальные железы многоножек — специализированные кожные железы наружного секрета, расположенные в передней части туловища у представителей класса губоногих многоножек (Chilopoda). Эти органы выделяют защитный секрет, содержащий цианистые соединения, и служат эффективным механизмом пассивной обороны от хищников.

¶Строение и расположение

Репагинальные железы (от лат. repaginare — отражать, отгонять) представляют собой парные мешковидные образования эктодермального происхождения. У большинства видов они располагаются на тергитах (спинных щитках) сегментов тела, начиная с первого туловищного сегмента. Количество желез варьирует: у обыкновенной мухоловки (Scutigera coleoptrata) их 8–10 пар, у сколопендр (Scolopendra) — от 4 до 6 пар, тогда как у костянок (Lithobius) железы развиты слабее и могут быть частично редуцированы.

Каждая железа имеет грушевидную или шаровидную форму и соединяется с поверхностью кутикулы выводным протоком, открывающимся на дорсальной (спинной) стороне тергита. Вокруг выводного отверстия часто имеется кольцевой валик или хитиновое утолщение, обеспечивающее герметичность при выбросе секрета. Секреторные клетки железы образуют однослойный эпителий, окружённый слоем мышечных волокон, сокращение которых обеспечивает быстрое извержение содержимого.

¶Химический состав секрета

Основным действующим компонентом секрета репагинальных желёз является синильная кислота (циановодород, HCN). Помимо неё, в составе выделений обнаружены:

• бензойная кислота и её эфиры;
• альдегиды (в том числе бензальдегид, придающий секрету запах горького миндаля);
• свободные жирные кислоты;
• белки и мукополисахариды, придающие секрету вязкую консистенцию.

Концентрация цианидов в секрете может достигать 0,5–1,5 % от массы выделения, что делает его токсичным для мелких позвоночных и беспозвоночных. Синтез цианистых соединений происходит в железистых клетках из аминокислоты тирозина через промежуточное образование манделонитрила, который затем расщепляется ферментом оксинитрилазой с выделением HCN.

¶Механизм действия и поведенческий контекст

Выброс секрета происходит рефлекторно при раздражении нервных окончаний, расположенных в кутикуле тергитов. При опасности многоножка резко сокращает мускулатуру желёз, и секрет выбрасывается на расстояние до 10–15 см в виде тонкой струи или аэрозольного облака. У некоторых крупных тропических сколопендр (Scolopendra gigantea) выброс сопровождается характерным шипящим звуком, возникающим при прохождении жидкости через узкий выводной проток.

Циановодород, попадая в дыхательные пути или на слизистые оболочки хищника, вызывает резкое раздражение, нарушение тканевого дыхания и временную дезориентацию. Для человека секрет многоножек умеренно опасен: при попадании на кожу возможны жжение и покраснение, при контакте со слизистыми — сильная боль и слезотечение. Тяжёлые отравления редки и возможны лишь при попадании больших количеств секрета внутрь организма.

¶Эволюционное значение и распространение

Репагинальные железы рассматриваются как одно из ключевых адаптивных приобретений губоногих многоножек, позволившее им освоить наземные местообитания с высокой плотностью хищников. Наличие желез коррелирует с образом жизни: у активно охотящихся видов (сколопендры, мухоловки) железы развиты сильнее, чем у скрытноживущих форм. У представителей отряда геофиломорф (Geophilomorpha), ведущих роющий образ жизни в почве, репагинальные железы отсутствуют или рудиментарны, поскольку их защитная функция частично берут на себя кожные железы других типов, выделяющие липкий слизистый секрет.

Исследования ископаемых многоножек из девонских отложений (возраст около 400 млн лет) показывают наличие у некоторых форм кутикулярных структур, интерпретируемых как остатки репагинальных желёз, что свидетельствует о древнем происхождении этого защитного механизма.

¶Практическое значение

Хотя секрет репагинальных желёз представляет опасность для человека, он находит ограниченное применение в научных исследованиях: цианистые соединения, выделяемые многоножками, используются в биохимических экспериментах как природный ингибитор ферментов дыхательной цепи. Кроме того, изучение механизмов синтеза и хранения цианидов у многоножек имеет значение для разработки биологических методов защиты сельскохозяйственных культур от вредителей.

¶Источники

• Lewis J. G. E. The Biology of Centipedes. — Cambridge University Press, 1981.
• Vaitilingon M. et al. Defensive secretions of Chilopoda // Journal of Chemical Ecology. — 2008.
• Edgecombe G. D. Chilopoda — systematics and evolution // Arthropod Systematics & Phylogeny. — 2011.