У всех ракообразных, паукообразных и насекомых имеется наружный скелет. Хитиновый покров членистоногих создаёт плотную оболочку, которая служит для защиты внутренних органов и закрепления мышц. Экзоскелет не позволяет влаге испаряться с поверхности тела, благодаря чему членистоногие смогли освоить практически все среды обитания. Они живут на поверхности земли, в воде и воздухе. В биологии этих животных подразделяют на три основных класса.
Описание вещества
На греческом языке хитин означает «одежда» или «оболочка». Это полисахарид с содержанием азота. По своей структуре он напоминает целлюлозу. В его состав входит N-ацетил глюкозамин. Физические свойства вещества:
- полупрозрачное или бесцветное;
- твёрдое;
- жёсткое на ощупь;
- не растворяется в воде.
Хитин в чистом виде довольно сложно найти в природе. Обычно он представлен вместе с другими полисахаридами. Эти вещества соединяются с белками.
Впервые чистый хитин выделили из панциря тарантула. А название появилось в 1823 году, когда французский учёный Одье занимался исследованием этих животных.
Наружная оболочка членистоногих в основном состоит из хитинизированной кутикулы. Такой покров защищает тело от механических повреждений, а также воздействия окружающей среды.
Вещество синтезируется в теле различных червей и кишечнополостных животных. Каждый год на планете образуется и распадается примерно 10 млрд тонн хитина. В промышленных условиях из этого вещества изготавливают хитозан. Для этого используются панцири представителей класса ракообразных. Его применяют в качестве пищевой добавки для животных, а также для изготовления косметики, медицинских препаратов, продуктов питания.
Биологическое значение
Хитин считается вторым по распространённости природным полисахаридом. Он встречается в экзоскелете большинства насекомых и ракообразных, а также является компонентом клеточной стенки у некоторых грибов.
Другие организмы, которые синтезируют хитин:
- губки;
- кишечнополостные;
- нематоды;
- моллюски.
У насекомых хитин синтезируется главным образом в панцире. Предшественниками этого вещества могут быть трегалоза и гликоген.
Хитин обычно сочетается с другими соединениями (например, карбонатом кальция), образуя более прочный композитный материал. Чистый хитин или карбонат кальция сами по себе были бы хрупкими и не такими жёсткими, как композит.
У насекомых и ракообразных, которые подвергаются линьке и метаморфозам, деградация и синтез хитина происходят одновременно и согласованно. Ферментативная система разлагает вещество в экзоскелетах и оболочках кишечника на мономерные компоненты, особенно во время линьки.
Хитин служит защитным покровом и механической опорой для организмов, которые его производят. У членистоногих это вещество является важнейшим компонентом их экзоскелета. Хитин также присутствует в теле, подкладке кишечника, слюнных железах, частях рта и точках закрепления мышц.
Хитинизированный экзоскелет выполняет следующие функции:
- Опорная.
- Крепёжная. На хитиновом покрове закрепляются мышцы.
- Увлажняющая. В оболочке присутствуют железы, которые вырабатывают специальный секрет, предотвращающий пересыхание животного на суше.
- Защитная. Плотный экзоскелет защищает внутренние органы от повреждений.
- Двигательная. Все представители членистоногих благодаря своему строению могут быстро передвигаться.
Отдельные части наружного скелета в ходе эволюции трансформировались в челюсти и клешни. Эти органы позволяют животному захватывать добычу и пережёвывать пищу. Хитиновый покров является для них жизненно необходимым.
Представители членистоногих
Тип членистоногих так называется из-за своей морфологии. Эти животные имеют сегментированное тело и конечности. Хотя видовое многообразие очень широкое, все представители членистоногих имеют общие черты. Например, их тело состоит из трёх частей. Это голова, грудь и брюшко.
На голове расположены органы осязания, которые представлены усиками. Также там находятся глаза. Грудь несёт членистые конечности и крылья, благодаря которым животное может летать. На брюшке конечности отсутствуют либо они являются видоизменёнными. Например, у паукообразных брюшные лапы трансформировались в паутинные железы.
У всех видов членистоногих тело покрыто хитиновой кутикулой. Из-за неспособности к растяжению внешнего скелета животным приходится периодически линять.
Тип членистоногих подразделяется на три класса:
- ракообразные;
- паукообразные;
- насекомые.
У каждого из них есть свои характерные признаки и особенности. У ракообразных на голове присутствует 2 пары усиков, а также жабры. Хоть они и являются водными обитателями, определённые виды могут жить на суше.
Паукообразных достаточно просто отличить по их внешним признакам. Тело у этих животных состоит из двух отделов: головогруди и брюшка. На головогруди расположено четыре пары ходильных лап. Также у пауков есть хелицеры и ногощупальца. Это особый тип конечностей, который необходим для питания.
Характерным отличием насекомых является то, что их тело состоит из 3 отделов. На груди у них находится три пары конечностей. Большинство видов имеют крылья.
Полезность хитина для человека
Хитин широко используется в пищевой промышленности. Его добавляют в еду для усиления аромата и вкуса. Это вещество помогает улучшить внешний вид, а также действует в качестве консерванта.
Кроме пищевой промышленности хитин применяется и в фармакологии. Состав вещества имеет лечебные свойства. Его польза заключается в следующем:
- Угнетает развитие раковых клеток.
- Улучшает иммунитет.
- Защищает от радиоактивного излучения.
- Снижает риск возникновения инсультов и инфарктов.
- Борется с воспалениями.
- Улучшает пищеварение.
- Ускоряет регенеративные процессы.
Хитин настолько широко распространён и полезен, что некоторые учёные считают возможным переход на хитиновую диету в ближайшем будущем. Например, исследователь Сэм Хадсон заявил, что человечество находится на пороге новой эры. Скоро из хитина можно будет получить бесконечное количество продуктов.
Впервые лекарственное средство на основе этого вещества было получено в 60-е годы прошлого столетия. Препарат должен был защищать организм от ионизирующего излучения. В то время его разработка была строго засекречена. Даже медики не знали точный состав. После нескольких экспериментов на животных учёные доказали, что средство увеличивает шансы на выживание после смертельной дозы облучения. Немного позже исследователи заметили, что препараты, содержащие хитин, помогают бороться и с другими проблемами.
Сейчас исследования хитозана и хитина продолжаются. Работой занимаются учёные, состоящие в Российском хитиновом обществе, которое была образовано в 2000 году. В его состав входят и исследователи из смежных областей науки, а также медицины и промышленности.
Как выяснилось, хитиновый покров помогает не только членистоногим, но и человеку в различных сферах деятельности. Это широко распространённое вещество. Если продолжать исследования хитина, то есть вероятность, что человечество сможет побороть свои главные проблемы, среди которых голод и болезни.
