A forma és működés

A külső váz és a vedlés

Az ízeltlábúak sikere nagyrészt az egyedülálló, élettelen, szerves, csuklós külső vázuk evolúciójának köszönhető (lásd az ábrát), amely nemcsak támasztó funkciót lát el, hanem védelmet is nyújt, és az izomrendszerrel együtt hozzájárul a hatékony helyváltoztatáshoz. A külső csontváz egy vékony, külső fehérjerétegből, az epicuticulából, és egy vastag, belső, kitin-fehérje rétegből, a procuticulából áll. A legtöbb szárazföldi ízeltlábú, például rovarok és pókok esetében az epikutikula viaszokat tartalmaz, amelyek segítik a párolgási vízveszteség csökkentését. A procuticula egy külső exocuticulából és egy belső endocuticulából áll. Az exocutikulában a kitin-fehérje láncok keresztkötései (cserzés) vannak, amelyek további szilárdságot biztosítanak a vázanyagnak. A különböző ízeltlábúaknál a külső váz különböző részeinek keménysége az exocuticle vastagságával és cserzésének mértékével függ össze. A rákféléknél a további merevséget úgy érik el, hogy az exoskeleton különböző mennyiségű kalcium-karbonáttal van átitatva.

A külső váz kialakulásához az ízeltlábúak evolúciójában két funkcionális probléma egyidejű megoldására volt szükség: Ha az állatot merev burkolat veszi körül, hogyan tud növekedni és hogyan tud mozogni? A növekedés problémáját az ízeltlábúaknál a vedléssel, vagyis az ekdízissel, a régi exoskeleton időszakos leválásával oldják meg. Az alatta lévő sejtek enzimeket bocsátanak ki, amelyek megemésztik a régi exoskeleton alapját (az endocuticle nagy részét), majd új exoskeletont választanak ki a régi alá. A tényleges vedléskor a régi csontváz a csoportra jellemző sajátos vonalak mentén kettéválik, és az állat úgy húzódik ki a régi csontvázból, mint egy ruhából. A régi csontvázat általában elhagyják, de egyes fajoknál megeszik. Az új külső csontvázat, amely puha és rugalmas, ezután a víz- vagy levegőfelvétel által megnövelt helyi, megemelkedett vérnyomás feszíti meg. A keményedés a nyálkásodást követő néhány órán belül a nyújtás és különösen a cserzés révén következik be. A rákféléknél kalcium-karbonát rakódik le az új prokutikulába. (A lágyhéjú rákok egyszerűen frissen vedlett rákok.) A vedlést követően néhány napig vagy hétig további endocutikula adódhat a külső vázhoz.

A moltting hormonális szabályozás alatt áll, és a folyamatot egy hosszú előkészítő szakasz előzi meg. A vedlés közvetlen elindítója az ecdyson nevű szteroidhormon, amelyet specifikus endokrin központok választanak ki, és a vérben kering. A vedlés tényleges időzítését azonban más hormonok és általában környezeti tényezők szabályozzák. A vedlés közötti intervallumot nevezzük peteérésnek. A vedlés gyakorisága miatt a vedlésszakaszok az élet korai szakaszában rövidek, de az életkor előrehaladtával egyre hosszabbak. Egyes ízeltlábúak, mint például a legtöbb pók és rovar, az ivarérettség elérésekor abbahagyják a vedlést; mások, mint például a homárok és rákok, egész életük során vedlenek. A mérsékelt égövi területek legtöbb nagyobb pókja például körülbelül tízszer vedlik, mielőtt eléri az ivarérettséget. A vedlés következtében az ízeltlábúak hossza és térfogata lépcsőzetes növekedést mutat az élet során, de a belső szövetek növekedése folyamatos, mint más állatoknál.

A végtagvesztés számos ízeltlábú életében gyakori veszélyforrás. Sőt, egyes ízeltlábúak, mint például a rákok, képesek amputálni egy végtagot, ha ragadozó ragadja meg. A végtag ezután egy apró, bimbószerű csökevényből regenerálódik, amely az elveszett végtag helyén alakul ki. Az új végtag a régi exoskeleton alatt fejlődik ki a premolt időszak alatt, majd akkor jelenik meg, amikor az állat vedlik.