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
- 말피기관의 말단부가 직장 주위를 감싸며 주위직장막 내부 공간에 위치합니다.
- 말피기관 내강으로 칼륨 이온($K^+$) 등을 능동적으로 수송하여 혈림프보다 훨씬 높은 삼투압을 형성합니다.
- 형성된 높은 삼투압은 직장 내강에 있는 수분을 직장벽을 통과시켜 말피기관 내부로 흡수합니다.
- 말피기관 내강으로 흡수된 수분은 관을 타고 이동하며, 은신계 구조를 벗어난 말피기관의 근위부(Proximal part)에서 혈림프와의 농도 차이에 의해 다시 혈림프로 빠져나갑니다.
- 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
- 은신계는 딱정벌레목(Coleoptera)과 나비목(Lepidoptera)의 유충에서 전형적으로 나타납니다.
- 수분 재흡수의 원동력은 말피기관 내부의 높은 이온 농도에 의한 삼투압 구배입니다.
- 이 구조는 저장곡물 해충이나 사막 지대 곤충처럼 수분 섭취가 어려운 환경에서 적응한 결과입니다.
- 주위직장막은 말피기관과 직장 사이의 독립된 삼투 공간을 유지하는 역할을 합니다.
관련 용어
- 말피기관(Malpighian tubules): 곤충의 노폐물 배출 및 삼투압 조절을 담당하는 기관
- 능동 수송(Active transport): ATP 에너지를 사용하여 저농도에서 고농도로 물질을 이동시키는 과정
- 주위직장막(Perirectal membrane): 은신계 구조를 감싸 삼투 환경을 보호하는 막
- 근위부(Proximal part): 말피기관이 장과 연결되는 앞부분으로 수분이 혈림프로 다시 나가는 지점