ТРАХЕАЛЬНОЕ ДЫХАНИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРИМЕРЫ ЖИВОТНЫХ - БИОЛОГИЯ - 2024

Трахеи дыхание является наиболее часто используемым типом дыхания насекомыми многоножки, клещей, пауков и паразитов. У этих насекомых дыхательные пигменты отсутствуют в крови, так как трахеальная система отвечает за распределение O2 (воздуха) непосредственно к клеткам тела.

Дыхание через трахею позволяет процессу газообмена. Таким образом, серия трубок или трахей стратегически расположена в теле насекомых. Каждая из этих трахей имеет отверстие наружу, которое позволяет входить и выходить газам.

Дыхальца и трахеальная система

Как и у позвоночных животных, процесс вытеснения газов из тела насекомых зависит от мышечного сокращения, которое оказывает давление на все внутренние органы тела, вытесняя CO2 из организма.

Этот тип дыхания встречается у большинства насекомых, в том числе у обитающих в водной среде. У этого типа насекомых есть тела, специально подготовленные, чтобы они могли дышать, когда они погружены ниже уровня воды.

Части трахеальной дыхательной системы

Трахея

Трахея представляет собой широко разветвленную систему с небольшими протоками, через которые проходит воздух. Эта система расположена по всему телу насекомых.

Наличие протоков в нем возможно благодаря наличию стенок тела, выровненных изнутри мембраной, известной как эктодерма.

У насекомого есть несколько трахей или протоков, которые открываются за пределы его тела, позволяя процессу газообмена происходить непосредственно во всех клетках тела насекомого.

Область, где больше всего ветвей, - это обычно брюшко насекомого, имеющее множество протоков, которые постепенно уступают место воздуху внутри тела.

Полная трахеальная система насекомого обычно состоит из трех основных каналов, расположенных параллельно и продольно по отношению к его телу. Другие небольшие протоки проходят через основные трахеи, образуя сеть трубок, охватывающую все тело насекомого.

Каждая из трубок, у которых есть выход наружу, заканчивается ячейкой, называемой трахеальной ячейкой.

В этой клетке трахеи выстланы слоем белка, известного как трахеин. Таким образом, внешний конец каждой трахеи заполняется трахеолярной жидкостью.

Дыхальца

Изображение, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, заслонки дыхательного клапана сверчка.
Источник: пользователь chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Трахеальная система открывается наружу через щелевые отверстия, называемые рыльцами или дыхальцами. У тараканов две пары дыхалец расположены в грудном отделе и восемь пар дыхалец расположены в первом сегменте брюшной области.

Actias selene, Источник: пользователь Kugamazog ~ commonswiki CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Каждое дыхало окружено склеритом, называемым перитремой, и имеет щетинки, которые действуют как фильтры, предотвращая попадание пыли и других частиц в трахеи.

Дыхальца также защищены клапанами, прикрепленными к мышцам окклюдера и расширителя, которые регулируют открытие каждой трубки.

Газообмен

В состоянии покоя трахеи заполнены капиллярной жидкостью благодаря низкому осмотическому давлению в клетках тканей тела. Таким образом, кислород, поступающий в протоки, растворяется в трахеолярной жидкости, и CO2 выделяется в воздух.

Трахеолярная жидкость поглощается тканью, когда объем лактата увеличивается, когда насекомое переходит в фазу полета. Таким образом, CO2 временно сохраняется в виде бикарбоната, посылая сигналы дыхательным путям открываться.

Однако наибольшее количество CO2 выделяется через мембрану, известную как кутикула.

Движение вентиляции

Вентиляция трахеальной системы происходит при сокращении мышечных стенок тела насекомого.

Истечение газа из тела происходит при сокращении мышц спины и живота. Напротив, вдохновение воздуха происходит, когда тело принимает правильную форму.

Насекомые и некоторые другие беспозвоночные осуществляют газообмен, удаляя СО2 через свои ткани и забирая воздух через трубки, называемые трахеями.

У сверчков и кузнечиков первый и третий сегменты грудной клетки имеют по бокам дыхательные отверстия. Точно так же восемь других пар дыхалец расположены линейно с каждой стороны брюшка.

Более мелкие или менее активные насекомые осуществляют процесс газообмена путем диффузии. Однако насекомые, которые дышат путем диффузии, могут пострадать в более сухом климате, поскольку водяного пара в окружающей среде мало, и они не могут диффундировать в организм.

Плодовые мухи избегают риска смерти в засушливой среде, контролируя размер отверстий своих дыхалок таким образом, чтобы они приспосабливались к потребностям мышц в кислороде на этапе полета.

Когда потребность в кислороде ниже, плодовая муха частично закрывает дыхальца, чтобы удерживать больше воды в организме.

Наиболее активные насекомые, такие как сверчки или кузнечики, должны постоянно вентилировать свою трахейную систему. Таким образом, они должны сокращать мышцы живота и давить на внутренние органы, чтобы вытеснить воздух из трахеи.

У кузнечиков большие воздушные мешки прикреплены к определенным участкам больших трахей, чтобы повысить эффективность процесса газообмена.

Водные насекомые: пример трахеального дыхания

Водная личинка комара Aedes aegypti. Взято и отредактировано: Econt

Водные насекомые используют трахеальное дыхание для осуществления процесса газообмена.

Некоторые, например личинки комаров, вдыхают воздух, выставляя над уровнем воды небольшую дыхательную трубку, которая соединена с их трахеальной системой.

Некоторые насекомые, которые могут впитываться в воду в течение длительного времени, несут пузырьки воздуха, из которых они получают кислород, необходимый им для выживания.

С другой стороны, у некоторых других насекомых дыхальца расположены в верхней части спины. Таким образом они протыкают подвешенные в воде листья и прилипают к ним, чтобы дышать.

Ссылки

1. страницы биологии. (24 января 2015 г.). Получено при трахеальном дыхании: biology-pages.info.
2. Сайт, ТО (2017). Часть III: Как дышат живые организмы: Указатель. Получено из ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НАСЕКОМЫХ: saburchill.com.
3. Общество, ТА (2017). Общество энтологов-любителей. Получено при дыхании насекомых: amentsoc.org.
4. Паук, W. (2003). Насекомые и пауки мира, том 10. Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш.
5. Стидуорси, Дж. (1989). Падающая звезда Press.
6. Ядав, М. (2003). Биология насекомых. Нью-Дели: DPH.
7. Ядав, М. (2003). Физиология насекомых. Нью-Дели: DPH.