昆蟲為什麼會蛻皮與變態 (下) | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

昆蟲為什麼會蛻皮與變態 (下)

2002年03月12日
作者:顧世紅 (國立自然科學博物館副研究員)

圖5.調控昆蟲蛻皮與變態的內分泌機制。由腦內神經分泌細胞所生產的促前胸腺激素,釋放至血液後,刺激前胸腺,使前胸腺分泌蛻皮激素,當有高濃度的青春激素存在時,蛻皮激素所誘導的為幼蟲蛻皮。當咽喉側腺停止分泌青春激素,蛻皮激素所誘導的為幼蟲轉變為蛹的變態蛻皮。虛線部分為筆者及其同仁最近所新發現蛻皮激素之功能。(圖片:郭瑞玲、顧世紅)由上述的一系列實驗結果,我們可將昆蟲的蛻皮與變態之激素調控機制簡要地描述如下:在幼蟲生長及發育中,腦內神經分泌細胞所分泌的促前胸腺激素釋放至血液後,刺激前胸腺使其分泌蛻皮激素,當血液中蛻皮激素濃度達到很高值時,新的表皮細胞就會合成,從而幼蟲就會進行蛻皮的準備,但是,在幼蟲期之早期(1~4齡),咽喉側腺分泌青春激素的能力很強,血液中高濃度的青春激素使幼蟲反覆地進行幼蟲蛻皮。但是,到了最後一齡的中期,咽喉側腺停止分泌青春激素,而末期在高濃度的蛻皮激素作用下,幼蟲所進行的為幼蟲轉變成蛹(不完全變態昆蟲為幼蟲轉變成成蟲)的變態蛻皮,這就是所謂的調控昆蟲蛻皮與變態的中心法則(圖5)。



儘管中心法則之模式圖(圖5)簡單扼要地描述了昆蟲蛻皮與變態的內分泌控制機制,事實上昆蟲生長與發育的激素調控遠比我們想像的要來得複雜,例如,在最後一齡中期,咽喉側腺會停止分泌青春激素,但在這之前的每一個齡期則會持續分泌。這是為什麼?在這個問題上,從我們在台灣所做的一系列研究結果中,終於得到了一點小小的線索。我們在分析家蠶的咽喉側腺分泌活性調控機制中發現,在幼蟲發育的早、中期,體內較高的蛻皮激素刺激了咽喉側腺的青春激素的分泌(圖5之虛線部分),但在最後一齡之早期,蛻皮激素之濃度變得十分低,就不能持續刺激咽喉側腺,因此,咽喉側腺就停止分泌青春激素,最後,就形成了幼蟲轉變為蛹的變態蛻皮。



昆蟲從幼蟲轉變成蛹及蛹轉變為成蟲的蛻皮與變態的發育過程是其成功適應大自然而演化的產物,對調控昆蟲生長與發育的內分泌生理機制的探討,將使我們更進一步深入暸解昆蟲是如何通過其內在生理機制來調節其生長與發育,以成功適應大自然的變遷。

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資料來源:《科博館專欄》由「國立自然科學博物館」提供,「國立自然科學博物館文教基金會」贊助。

國立自然科學博物館網址:http://www.nmns.edu.tw/

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