Forma e função

O exoesqueleto e a moldagem

O sucesso dos artrópodes deriva em grande parte da evolução do seu exoesqueleto único, não vivo, orgânico e articulado (ver figura), que não só funciona como suporte, mas também proporciona protecção e, com o sistema muscular, contribui para uma locomoção eficiente. O exoesqueleto é composto por uma fina camada externa de proteína, a epicúla, e uma espessa camada interna de proteína quitina, a procuícula. Na maioria dos artrópodes terrestres, como insetos e aranhas, a epicuícula contém ceras que ajudam a reduzir a perda de água evaporativa. A procuícula consiste em um exocuticulo externo e um endocuticulo interno. No exocuticulo existe uma ligação cruzada das cadeias de quitina e proteínas (curtimento), o que proporciona resistência adicional ao material esquelético. A dureza de várias partes do exoesqueleto em diferentes artrópodes está relacionada com a espessura e o grau de curtimento do exocuticulo. Nos crustáceos, a rigidez adicional é obtida tendo o exosqueleto impregnado com quantidades variáveis de carbonato de cálcio.

A formação de um exoesqueleto exigiu a solução simultânea de dois problemas funcionais na evolução dos artrópodes: Se o animal está envolto em uma cobertura rígida, como pode crescer e como pode se mover? O problema de crescimento é resolvido em artrópodes por moldagem, ou ecdise, o desprendimento periódico do antigo exoesqueleto. As células subjacentes liberam enzimas que digerem a base do antigo exoesqueleto (grande parte da endocúlula) e depois secretam um novo exoesqueleto por baixo do antigo. No momento do exoesqueleto real, o esqueleto antigo se divide ao longo de linhas específicas características do grupo, e o animal retira-se do esqueleto antigo como de um terno de roupa. O esqueleto velho é geralmente abandonado, mas em algumas espécies é comido. O novo esqueleto, que é macio e flexível, é então esticado por uma pressão sanguínea localizada e elevada, aumentada pela ingestão de água ou ar. O endurecimento ocorre por estiramento e especialmente por bronzeamento dentro de algumas horas após a moldagem. Nos crustáceos, o carbonato de cálcio é depositado na nova procuração. (Caranguejos de casca mole são simplesmente caranguejos recém moltados.) Endocultivo adicional pode ser adicionado ao exoesqueleto por alguns dias ou semanas após a moldagem.

Molting está sob controle hormonal, e há uma longa fase preparatória que precede o processo. O hormônio esteróide ecdisona, secretado por centros endócrinos específicos e circulado no sangue, é o iniciador direto da moldagem. O tempo real de uma muda, no entanto, é regulado por outras hormonas e, normalmente, por factores ambientais. O intervalo entre as moléstias é chamado de instar. Por causa da frequência das moléstias, os instares são curtos no início da vida, mas crescem mais com o aumento da idade. Alguns artrópodes, como a maioria das aranhas e insetos, param de molestar quando atingem a maturidade sexual; outros, como lagostas e caranguejos, molestam ao longo de suas vidas. A maioria das aranhas maiores das regiões temperadas, por exemplo, molham cerca de 10 vezes antes de atingirem a maturidade sexual. Como resultado da muda, o comprimento e o volume de um artrópode aumenta ao longo da vida, mas o crescimento interno dos tecidos é contínuo como em outros animais.

Perda de um membro é um perigo comum na vida de muitos artrópodes. Na verdade, alguns artrópodes, como os caranguejos, são capazes de amputar um apêndice se este for apreendido por um predador. O membro é então regenerado a partir de um pequeno rudimento, semelhante a um mamilo, formado no local do membro perdido. O membro novo desenvolve-se sob o antigo exosqueleto durante o período do pré-molt e depois aparece quando o animal se molesta.