Osmoregolazione negli insetti

I tubuli di Malpighisono sono strutture specializzate che si trovano nei sistemi digestivi di molti artropodi, tra cui la maggior parte degli insetti, che gestiscono l’escrezione e l’osmoregolazione. I tubuli sono tipicamente disposti in coppie e hanno una struttura contorta che aumenta la loro superficie.

I tubuli di Malpighi si estendono dal tratto digestivo, tipicamente l’area tra l’intestino medio e l’intestino posteriore, nell’emolinfa, una miscela di sangue e liquido interstiziale presente negli insetti e in altri artropodi, così come la maggior parte dei molluschi.

A differenza di altri sistemi escretori, i processi escretori dei tubuli malpighiani non hanno un passo di filtrazione. I rifiuti metabolici, come l’acido urico, si diffondono nei tubuli dall’emolinfa.

I tubuli sono rivestiti con uno strato di cellule epiteliali di trasporto. Queste cellule epiteliali specializzate contengono pompe che trasportano attivamente ioni, come sodio (Na⁾e potassio (K⁾dall’emolinfa all’interno del tubulo, chiamato lumen. L’osmosi permette all’acqua di seguire passivamente gli ioni nei tubuli.

Dal lume di tubulo, acqua, ioni e rifiuti viaggiano dall’intestino al retto. Piccoli microvilli sporgenti che rivestono l’interno dei tubuli aiutano a massimizzare l’accoppiamento di acqua soluta e la propulsione di cristalli di acido urico attraverso i tubuli.

Nel retto, ghiandole specializzate pompano molti degli ioni di nuovo nell’emolinfa. L’osmosi consente nuovamente all’acqua di seguire gli ioni nell’emolinfa passivamente. I rifiuti azotati rimanenti, costituiti principalmente da acido urico concentrato, possono quindi essere escreti dal retto come pasta o polvere, insieme alle feci. Questo sistema di riciclaggio dell’acqua e degli ioni consente efficacemente all’animale di conservare l’acqua in ambienti disidratanti come i deserti.

Il numero di tubuli di Malpighi varia a seconda delle specie, degli stadi di sviluppo e persino degli individui. Ad esempio, le formiche operaie delle specie Crematogaster lineolata e Myrmicina americana hanno circa 5 tubuli di malpighi, mentre le locuste del deserto (Schistocerca gregaria) ne hanno circa 250!