핵심 개념

은신계(Cryptonephridial system)는 말피기관의 말단부가 직장벽에 밀착되어 결합조직인 주위직장막(Perirectal membrane)으로 둘러싸인 구조를 말합니다. 이 시스템은 말피기관 내부의 삼투압을 극도로 높여 직장 내의 수분을 강제로 끌어당긴 후, 이를 다시 혈림프로 되돌려 보내는 고도의 수분 보존 기작입니다.

상세 설명

  1. 말피기관의 말단부가 직장 주위를 감싸며 주위직장막 내부 공간에 위치합니다.
  2. 말피기관 내강으로 칼륨 이온($K^+$) 등을 능동적으로 수송하여 혈림프보다 훨씬 높은 삼투압을 형성합니다.
  3. 형성된 높은 삼투압은 직장 내강에 있는 수분을 직장벽을 통과시켜 말피기관 내부로 흡수합니다.
  4. 말피기관 내강으로 흡수된 수분은 관을 타고 이동하며, 은신계 구조를 벗어난 말피기관의 근위부(Proximal part)에서 혈림프와의 농도 차이에 의해 다시 혈림프로 빠져나갑니다.
  5. 이 과정을 통해 곤충은 매우 건조한 배설물을 내보내며 체내 수분을 극대화하여 회수합니다.

수분 재흡수 시스템 비교

구분 일반 배설계 은신계 (Cryptonephridial system)
주요 발생 대부분의 곤충 딱정벌레목, 나비목 유충
구조적 특징 말피기관이 혈림프에 자유롭게 부유 말피기관 끝이 직장벽에 고정 및 밀착
수분 회수 능력 보통 매우 강력함 (건조 환경 적응)
에너지 소모 상대적으로 적음 이온 능동 수송으로 인해 많음

시험 포인트

  1. 은신계는 딱정벌레목(Coleoptera)나비목(Lepidoptera)의 유충에서 전형적으로 나타납니다.
  2. 수분 재흡수의 원동력은 말피기관 내부의 높은 이온 농도에 의한 삼투압 구배입니다.
  3. 이 구조는 저장곡물 해충이나 사막 지대 곤충처럼 수분 섭취가 어려운 환경에서 적응한 결과입니다.
  4. 주위직장막은 말피기관과 직장 사이의 독립된 삼투 공간을 유지하는 역할을 합니다.

관련 용어

  1. 말피기관(Malpighian tubules): 곤충의 노폐물 배출 및 삼투압 조절을 담당하는 기관
  2. 능동 수송(Active transport): ATP 에너지를 사용하여 저농도에서 고농도로 물질을 이동시키는 과정
  3. 주위직장막(Perirectal membrane): 은신계 구조를 감싸 삼투 환경을 보호하는 막
  4. 근위부(Proximal part): 말피기관이 장과 연결되는 앞부분으로 수분이 혈림프로 다시 나가는 지점