ระบบท่อมัลพิเกียน

แผนภาพอย่างง่ายของส่วนท้ายทางเดินอาหารของแมลงในลำดับตั๊กแตน (Orthoptera) แสดงท่อมัลพิเกียน

ระบบท่อมัลพิเกียน (อังกฤษ: Malpighian tubule system) เป็นระบบขับถ่ายและรักษาสมดุลสารละลายที่พบใน แมลง ไมเรียพ็อด อะแรคนิด และทาร์ดิเกรดบางชนิด

ประกอบด้วยท่อที่แตกเป็นแขนง ยื่นออกมาจากท่อทางเดินอาหาร ทำหน้าที่ดูดซับสารละลาย น้ำและของเสียจากฮีโมลิมพ์ที่อยู่รอบ ๆ โดยหลังจากนั้น ของเสียจะถูกปล่อยออกนอกตัวในรูปของสารประกอบไนโตรเจนที่เป็นของแข็ง และแคลเซียมออกซาเลต ระบบนี้ตั้งชื่อตามมาร์เซลโล มัลพิกิ (Marcello Malpighi) นักกายวิภาคศาสตร์ในคริสต์ศตวรรษที่สิบเจ็ด

ยังไม่มีความชัดเจนว่าท่อมัลพิเกียนของสัตว์จำพวกอะแรคนิดกับยูนิราเมีย เป็นโครงสร้างที่มีต้นกำเนิดเดียวกัน หรือเป็นผลของวิวัฒนาการเบนเข้า

โครงสร้าง

ท่อมัลพิเกียนของแมลงสาบ ชี้ด้วยลูกศรสีเหลือง สเกลบาร์ 2 มม.

ระบบท่อมัลพิเกียนเป็นกลุ่มของท่อลักษณะเรียว ปกติพบที่ส่วนท้ายของทางเดินอาหารสัตว์ขาปล้อง ผนังของแต่ละท่อเป็นเซลล์เพียงชั้นเดียวมาบรรจบปิดที่ส่วนปลายท่อ ส่วนต้นท่อจะเชื่อมกับท่อทางเดินอาหารที่รอยต่อระหว่างทางเดินอาหารส่วนกลางและส่วนปลาย โดยปกติท่อจะมีการขดตัวไปมาหลายรอบ จำนวนของท่อแตกต่างกันไปตามสปีชีส์ ส่วนใหญ่เป็นพหุคูณของสอง ท่อมัลพิเกียนมักแช่อยู่ในฮีโมลิมพ์และอยู่ชิดกับเนื้อเยื่อไขมัน ภายในท่อมีแอกตินสำหรับพยุงโครงสร้าง และมีไมโครวิลไลสำหรับโบกพัดสารไปตามท่อ ท่อมัลพิเกียนในแมลงส่วนใหญ่มีกล้ามเนื้อเสริมที่อาจทำหน้าที่ผสมสารภายในท่อ หรือช่วยให้มีพื้นที่สัมผัสกับฮีโมลิมพ์มากขึ้น แมลงในลำดับ Dermaptera และ Thysanoptera ไม่มีกล้ามเนื้อเหล่านี้ และแมลงในลำดับ Collembola และ Hemiptera ไม่มีระบบท่อมัลพิเกียนอย่างสิ้นเชิง

การทำงาน

ของเหลวที่ต่อมาจะกลายเป็นปัสสาวะจะก่อตัวขึ้นภายในท่อนี้ โดยของเสียจำพวกไนโตรเจนและอิเล็กโทรไลต์จะถูกขนส่งผ่านผนังท่อ และเชื่อกันว่าของเสียเช่นยูเรียและกรดอะมิโนจะใช้แพร่ผ่านผนัง ไอออนของโซเดียมและโพแทสเซียมใช้กระบวนการขนส่งที่ใช้พลังงาน ของเหลวดังกล่าวจะผสมเข้าด้วยกันที่ส่วนท้ายของทางเดินอาหาร ที่ซึ่งมีการดูดกลับไอออนของโซเดียม โพแทสเซียม และน้ำ ณ บริเวณไส้ตรง นอกจากนี้ยังมีการตกตะกอนของกรดยูริกอีกด้วย โดยหลังจากนี้กรดยูริกจะผสมเข้ากับกากอาหารเพื่อขับออกนอกร่างกายต่อไป

มีการค้นพบระบบท่อมัลพิเกียนที่มีระบบไหลเวียนภายในอันซับซ้อนในแมลงบางอันดับ แมลงจำพวกมวน (Hemiptera) มีท่อมัลพิเกียนที่ช่วยให้เกิดการไหลของของเหลวในตัวไปยังส่วนปลายของท่อ ในขณะที่การดูดกลับของน้ำและไอออนที่จำเป็นจะเกิดขึ้นที่ส่วนต้นของท่อและไส้ตรง แมลงในลำดับ Coleoptera และ Lepidoptera ใช้การจัดเรียงท่อเป็นคริปโตเนฟริเดียม (cryptonephridium) ซึ่งส่วนปลายของท่อฝังอยู่ในเนื้อเยื่อไขมันที่อยู่ล้อมรอบไส้ตรงอีกทีหนึ่ง การจัดเรียงเช่นนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรสภาพของเหลวในท่อมัลพิเกียน

การทำงานอื่น ๆ

ตัวอ่อนของ Arachnocampa luminosa

แม้ว่าโดยหลัก ท่อมัลพิเกียนทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการขับถ่ายและรักษาสมดุลสารละลาย แต่ในแมลงบางชนิดได้มีการปรับเปลี่ยนท่อมัลพิเกียนเพื่อทำหน้าที่บางประการ ดังในตัวอ่อนของแมลงในสกุล Arachnocampa ที่มีท่อมัลพิเกียนที่ป่องออกมาเพื่อเปล่งแสงสีเขียวแกมน้ำเงิน สำหรับหลอกล่อเหยื่อให้มาติดใยไหมซึ่งเคลือบไปด้วยเมือก และยังมีการพบแมลงที่กินพืชมีสารอัลลีโลเคมีคัลซึ่งเป็นพิษต่อร่างกาย โดยท่อมัลพิเกียนก็จะทำหน้าที่ในการคัดสารนี้ออกจากฮีโมลิมพ์

ดูเพิ่ม

• คริพโทเนฟริเดียม

อ้างอิง

• Gullan, P.J. and Cranston, P.S. (2000) The Insects: An Outline of Entomology. Blackwell Publishing UK ISBN 1-4051-1113-5
• Romoser, W.S. and Stoffolano Jr., J.G. (1998) The Science of Entomology. McGraw-Hill Singapore ISBN 0-697-22848-7
• Bradley, T.J. The excretory system: structure and physiology. In: Kerkut, G.A. and Gilbert, L.I. eds. Comprehensive insect physiology, biochemistry and pharmacology. Vol.4 Pergamon Press New York ISBN 0-08-030807-4 pp. 421–465