Yan Sun;Seung-Min Lee;Bon-Jin Ku;Eun-Ah Park;Myung-Jin Moon
Applied Microscopy
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제51권
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pp.11.1-11.9
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2021
Spider capture silk is a natural scaffolding material that outperforms most synthetic materials in terms of its combination of strength and elasticity. Among the various kinds of silk threads, cribellar thread is the most primitive prey-capturing type of spider web material. We analyzed the functional organization of the sieve-like cribellum spigots and specialized calamistral comb bristles for capture thread production by the titanoecid spider Nurscia albofasciata. The outer cribellar surface is covered with thousands of tiny spigots, and the cribellar plate produces non-sticky threads composed of thousands of fine nanofibers. N. albofasciata cribellar spigots are typically about 10 ㎛ long, and each spigot appears as a long individual shaft with a pagoda-like tiered tip. The five distinct segments comprising each spigot is a defining characteristic of this spider. This segmented and flexible structure not only allows for spigots to bend individually and join with adjacent spigots, but it also enables spigots to draw the silk fibrils from their cribella with rows of calamistral leg bristles to form cribellar prey-capture threads.
The fine structural characteristics of the silk spinning apparatus in the titanoecid spiders Nurscia albofasciata have been examined by the field emission scanning electron microscopy (FESEM). This titanoecid spiders have a pair of medially divided cribella just in front of the anterior spinnerets, and the surface of the cribellum is covered by hundred of tiny spigots which produce numerous cribellate silk fibrils. The cribellar silks are produced from the spigots of the sieve-like prate. and considered as a quite different sort of catching silk with dry-adhesive properties. The other types of the silk spigots were identified as follows: ampullate, pyriform and aciniform glands. Two pairs of major ampullate glands send secretory ductules to the anterior spinnerets, and another 1-2 pairs of minor ampullate glands supply the middle spinnerets. In addition, the pyriform glands send ductules to the anterior spinnerets, and two kinds of the aciniform spigots feed silk into the middle (A type) and the posterior spinnerets (both of A & B types), respectively.
들풀거미(Agelena limbata) 실크 분비장치의 방적돌기와 토사관의 미세구조를 고배율의 전자현미경으로 관찰하고, 그 형태적 특성을 분석하였다. 세 쌍의 방적돌기 중에서 전 및 후방적돌기는 각각 2개의 마디로 구성되어 있는 반면, 중방적돌기는 단일 마디로 이루어져 있었으며, 특히 후방적돌기는 후방으로 매우 신장되어 있음이 관찰되었다. 방적돌기 표면에 형성된 토사관은 병상선(ampullate gland), 관상선(tubuliform gland), 이상선(pyriform gland), 포도상선(aciniform gland) 등, 4종류로 구성되어 있었다. 병상선의 토사관은 전방적돌기와 중방적돌기 표면에 각 2쌍씩이 형성되어 있었고, 암컷에서만 관찰되는 관상선의 토사관은 중방적돌기와 후방적돌기에서 관찰되었다. 또한 이상선의 토사관은 전방적돌기에서 그리고 포도상선의 토사관은 중 및 후방적돌기에서 확인되었다. 방적돌기 방적면에 형성된 토사관은 공통적으로 기저마디와 말단마디로 구성되어 있었는데, 포도상선의 토사관은 기저마디에 비해 말단마디가 매우 신전된 특징을 지니고 있음이 확인되었다.
체판이 있는 자갈거미과 (Titanoecidae)의 거미를 실험재료로 체판류가 지닌 방적장치와 토사관의 미세구조적 특성을 고배율의 주사전자현미경(FESEM)으로 관찰하였다. 살깃자갈거미(Nurscia albofasciata)의 실크 방적장치는 복부의 방적돌기 위쪽에 있는 체판과 3쌍의 방적돌기로 이루어져 있었다. 체판은 정중면을 중심으로 분리된 두 개의 타원형 구조로, 표면에는 유연한 구조를 지닌 큐티클성 토사관들이 조밀하게 분포되어 있었고, 체판에서 생성된 수백가닥의 미세한 북슬털은 피식자의 보행을 방해하는 포획사의 기능을 수행할 것으로 추정되었다. 한편 방적돌기에서는 병상선, 이상선, 포도상선 등 3종류의 실크 분비선이 모든 성별에서 관찰되었는데, 병상선은 전 및 후방적돌기를 통해 연결되어 있었고, 이상선은 전방적돌기를 통해, 그리고 포도상선은 중 및 후방적돌기의 표면을 통해 토사관이 형성되어 있었으며, 성별에 따른 토사관의 다형현상은 확인되지 않았다. 특징적으로 이 종류의 거미에서는 두 종류의 포도상선이 관찰되었는데, 이 중에서 B형 포도상선은 후방적돌기에서만 관찰되었고, 체판의 토사관과 유사한 미세구조적 특성을 지니고 있음이 확인되었다.
Prolonged air leakage is a major cause of morbidity in pneumothorax. When conservative management is not effective, surgery should be performed. However, surgery is not appropriate in patients with low pulmonary function. In these patients, occlusion of the airway with endobronchial blockers may be attempted under bronchoscopy. We treated two patients with prolonged air leakage using endobronchial Watanabe spigots under fibrobronchoscopy.
배회성거미류의 일종으로 주로 물가에 서식하는 닷거미과 (Pisauridae)의 황닷거미(Dolomedes sulfureus)를 실험재료로 실크 분비장치의 미세구조를 주사전자현미경(FESEM)으로 관찰하고, 토사관의 미세구조적 특성을 분석하였다. 황닷거미는 먹이를 포획하기 위한 거미줄을 만들지 않지만, 유충을 보호하기 위한 그물을 만드는 종류로 병상선(ampullate glands), 이상선(pyriform glands), 포도상선(aciniform glands) 등, 세 종류의 견사선과 이와 연결된 실젖 표면의 독특한 토사관을 가지고 있었다. 두 쌍의 대 병상선은 앞실젖을 통해, 그리고 또 다른 두 쌍(수컷의 경우 1${\sim}$2쌍)의 소병상선은 가운데실젖을 통해 분비관이 연결되어 있었다. 이상선은 앞실젖 표면의 토사관을 통해(암컷: 62${\sim}$68쌍, 수컷: 45${\sim}$50쌍) 분비되었고, 포도상선은 가운데실젖(암컷: 33${\sim}$40쌍, 수컷:18${\sim}$25쌍)과 뒷실젖(암컷: 42${\sim}$50쌍, 수컷: 24${\sim}$28쌍)의 토사관을 통해 분비됨이 확인되었다. 이들 중, 병상선과 연결된 토사관이 암수 모두에서 가장 현저한 분비 특성을 가진 것으로 관찰되었다.
Ultrastructural aspects on the production of the duct cuticle and formation of cuticular precursors within silk glands of the orb web spider, Nephila clavata L. Koch(Araneae: Araneidae), were studied using transmission electron microscope. Four kinds of silk glands(ampullate glands, tubuliform glands, flageliform glands, and aggregate glands), which connected with large spinning tubes(spigots) of the spinnerets, were examined and discussed in terms of cuticle precursor production. Inner cuticular intima which composed of three layers of cuticles-subcuticle, endocuticle and exocuticle- were commonly originated from duct epithelial cells surrounding the cuticle. The morphology and internal textures of each cuticle precursors were very diverse according to the types of silk glands. However several common features were observed. These cuticle precursors were first produced from the rough endoplasmic reticulum and next concentration was accomplished through the Golgi complex. After this step, cuticle precursors were released to the cuticle layer as a form of secretory granule by the mechanism of merocrine secretion commonly.
Ultrastructure of the excretory duct of the small ampullate gland in the orb web spider, Nephila clavata L. Koch are studied with light and electron microscopes. The small ampullate glands, located near the midline portion of the abdominal cavity, are connected with the spigots(large spinning tubes) on the middle spinnerets and composed of three parts which are the excretory duct, the storage sac and the convoluted tail. The excretory duct of this gland is enclosed by a thin layer of the outer connective tissues. By the morphology of the apical cuticles and internal textures of the epithelial cells, the duct is subdivided into two regions which are proximal duct region near the sac and distal duct region near the spinnerets. At the distal region of the ducts, the subcuticle which had the function of water removal form the progenetive silk material is well developed, whereas at the proximal region this cuticle disappeared and instead of these, endocuticle is developed. Moreover the epithelium of the distal duct region is composed of columnar epithelial cells, but at the proximal region the epithelium is changed to squamous or cuboidal forms. In the cytoplasm of the epithelial cells, rough endoplasmic reticula, Golgi comlexes and large secretory vesicles related to the production of the cuticular materials are well developed. And between the adjacent epithelial cells, specialized septate junction and desmosomes are formed along the plasma membrane.
Among the four kinds of silk glands in the funnel-web spider Agelena limbata, the ampullate gland for dragline silk production is the most predominate one in both sexes, and is composed of three functional parts-excretory duct, storage ampulla and convoluted tail regions. Two pairs of major ampullate glands send secretory ductules to the anterior spinnerets, and another two pairs of minor ampullate glands supply the middle spinnerets. There are no apparent differences between the major and minor ampullate glands not only the external spigots but also their internal silk glands. However, the microstructure is very unique in this spider, because each gland has spherical shaped storage sac with twig-like branched tails. Nevertheless, the wall of the secretory region is similarly composed of a single layer of epithelial cells. The mature secretory silks in glandular epithelium are closely packed and accumulated as electron-opaque vesicles. Most of the secretory products which originated from the rough endoplasmic reticula(rER) are grown up by fusion with the surrounding small vesicles however, the Golgi complex does not seem to play an important role in this process of secretion.
The ultrastructure of the excretory duct of the large ampullate gland in the orb web spider, Nephila clavain L. Koch are studied with light and electron microscopes. The excretory ducts of the large ampullate glands connected with the large spinning tubes(spigots) on the anterior spinnerets are basically composed of three superposed types of the layers which are inner cuticles, monolayered epithelial cells and peripheral connective cells. According to the morphological characteristics of the cuticles and internal textures of the epithelial cells, the long excretory ducts are subdivided into three(distal, middle and proximal) portions. Especially, at the distal portion of the ducts near the spinning tubes, the electron lucent subcuticles which had the functions of water removal and orientation of silk fibers are well distributed, whereas at the middle and proximal portions these layers disappeared and instead of these, endocuticles are developed. The endocuticle contains two types of bands, which are electron dense and electron lucent. And along the length of the cuticular stem in the excretory duct, these two alternating bands are twisted spirally. In the cytoplasm of the columnar epithelial cells of the distal portion, rough endoplasmic reticula and Golgj complexes, related to the production of the cuticular materials are well developed. Between the adjacent epithelial cells, specialized septate junctions and desmosomes are formed along the plasma membranes. At the proximal portion of the duct, densely accumulated secretory materials appeared, and these are released to the inner canal by the apocrine secretion.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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