Інформація

Як комахи дихають?

Як комахи дихають?

Комахи, як і люди, потребують кисню, щоб жити і виробляти вуглекислий газ як відходи. Однак на цьому схожість між комахами та дихальними системами людини по суті закінчується. У комах немає легенів, а також вони не транспортують кисень через кровоносну систему так, як це роблять люди. Натомість дихальна система комах покладається на простий газообмін, який омиває організм комахи киснем і виводить відходи вуглекислого газу.

Дихальна система комах

Для комах повітря потрапляє в органи дихання через низку зовнішніх отворів, які називаються спіралями. Ці спіральки, які діють як м’язові клапани у деяких комах, призводять до внутрішньої дихальної системи, яка складається з щільно мережевого масиву трубок під назвою трахеї.

Щоб спростити поняття дихальної системи комах, думайте про це як про губку. Губка має невеликі отвори, які дозволяють воді всередині її зволожувати. Аналогічно, спіралеві отвори пропускають повітря у внутрішню систему трахеї, купаючи тканини комах киснем. Вуглекислий газ, метаболічний відхід, виходить з організму через спіральки.

Як комахи контролюють дихання?

Комахи можуть певною мірою контролювати дихання. Вони здатні відкривати і закривати свої спіральки за рахунок скорочення м’язів. Наприклад, комаха, яка живе в пустельному середовищі, може тримати свої спіралеподібні клапани, щоб запобігти втраті вологи. Це досягається за рахунок стискання м'язів, що оточують спіраль. Для того, щоб відкрити спіраль, м’язи розслабляються.

Комахи також можуть накачати м’язи, щоб примусити повітря вниз в трахеальні трубки, тим самим прискоривши доставку кисню. У випадках спеки чи стресу комахи можуть навіть випускати повітря, по черзі відкриваючи різні спіралі та використовуючи м’язи для розширення чи стискання свого тіла. Однак швидкість дифузії газу або затоплення внутрішньої порожнини повітрям неможливо контролювати. Завдяки цьому обмеженню, поки комахи продовжують дихати, використовуючи систему спіралетів та трахеї, з точки зору еволюції вони, швидше за все, не стануть набагато більшими, ніж зараз.

Як дихають водні комахи?

Хоча кисню в повітрі багато (200 000 частин на мільйон), він значно менш доступний у воді (15 частин на мільйон у прохолодній, проточній воді). Незважаючи на дихальні проблеми, багато комах живуть у воді хоча б на деяких етапах життєвого циклу.

Як водні комахи отримують необхідний кисень під час занурення? Щоб збільшити поглинання кисню у воді, всі найменші водні комахи використовують інноваційні структури, такі як зяброві системи та споруди, схожі на людські сноркелі та акваланги, щоб витягнути кисень та витіснити вуглекислий газ.

Комахи із зябрами

У багатьох комах, що мешкають у воді, є трахеальні зябра, які є шаруватими розширеннями їхніх тіл, що дають їм змогу отримувати більше води з кисню. Ці зябра найчастіше розташовуються на животі, але у деяких комах вони виявляються в непарних і несподіваних місцях. Наприклад, деякі метелики мають анальні зябра, схожі на скупчення ниток, що виходять із задніх кінців. У німфи-стрекози всередині прямої кишки є зябра.

Гемоглобін може захоплювати кисень

Гемоглобін може сприяти захопленню молекул кисню з води. Личинки мохових, що не кусаються, з Chironomidae сім'я та кілька інших груп комах мають гемоглобін, як і хребетні. Личинок хірономідів часто називають кров’яними хробаками, оскільки гемоглобін пронизує їх яскраво-червоним кольором. Кров’яні черв’яки можуть процвітати у воді з виключно низьким рівнем кисню. Хвиляючись своїми тілами в мулистих днищах озер і ставків, кров’яні черви здатні наситити гемоглобін киснем. Коли вони перестають рухатися, гемоглобін виділяє кисень, дозволяючи їм дихати навіть у найбільш забруднених водних середовищах. Цей запасний запас кисню може тривати лише кілька хвилин, але зазвичай комаха достатньо довго переходити до води з більшою кількістю кисню.

Система шноркеля

Деякі водні комахи, такі як щурячі личинки, підтримують зв’язок із повітрям на поверхні за допомогою структури, що нагадує шноркель. Кілька комах мають видозмінені спіральки, які можуть пронизувати занурені ділянки водних рослин і забирати кисень із повітряних каналів у корені чи стебла.

Підводне плавання

Деякі водні жуки та справжні клопи можуть пірнати, несучи з собою тимчасовий міхур повітря, подібно до того, як водолаз SCUBA перевозить повітряний бак. Інші, як жуки-стрільці, підтримують постійну плівку повітря навколо своїх тіл. Ці водні комахи захищені сітчастою мережею волосків, яка відштовхує воду, забезпечуючи їм постійну подачу повітря, з якої черпають кисень. Ця структура повітряного простору, що називається пластроном, дозволяє їм постійно залишатися зануреними.

Джерела

Гуллан, П. Дж. Та Кренстон, P.S. "Комахи: контур ентомології, 3-е видання." Вілі-Блеквелл, 2004 рік

Меррітт, Річард В. та Куммінс, Кеннет У. "Вступ до водних комах Північної Америки". Kendall / Hunt Publishing, 1978

Мейєр, Джон Р. "Дихання у водних комах". Кафедра ентомології, Державний університет Північної Кароліни (2015).


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos