Åndedrettssystem av insekter. Hva puster insekter? Insektenes luftveier Hva er funksjonene i luftveiene hos insekter

Under luftveier beveger de seg fra hverandre og kommer nærmere, mens de i hymenoptera også gjør teleskopiske bevegelser, det vil si at ringene trekkes inn i hverandre under "utpust" og rette under "inhalasjoner". Samtidig er den aktive pustebevegelsen, som er forårsaket av muskelsammentrekning, nettopp "utpust", og ikke "inhalasjon", i motsetning til mennesker og dyr, som har det motsatte.

Rytmen til luftveiene kan være forskjellig og avhenger av mange faktorer, for eksempel temperatur: i Filly Melanoplus utføres 25,6 luftveier per minutt ved 27 grader, og bare 9 ved 9 grader. Før mange øker de pusten, og under den innånding og utpust stopper ofte. En honningbi i ro har 40 luftveier, og under arbeid - 120.

Noen forskere skriver at til tross for tilstedeværelse av luftveiene, insekter mangler typiske pust. Vi kan være enige i dette, gitt funksjonene til en rekke taxaer. Så i gresshopper kommer luft inn i kroppen gjennom de fremre røykene og kommer ut bakfra, noe som skaper forskjeller fra "vanlig" pust. Forresten, i det samme insektet, med et høyt innhold av karbondioksid, kan luften i begynne å bevege seg i motsatt retning: den trekkes inn gjennom magen og ut gjennom.

Hvordan vanninsekter puster

Hos insekter som lever i vann, blir pusten utført på to måter. Det kommer an på hvilken struktur som har dem.

Mange av vannlevende organismer har en lukket organisasjon der de ikke fungerer. Det er stengt, og det er ingen "utganger" utenpå. Puster med - utvekster av kroppen, som kommer inn og forgrener seg rikelig. Tynne trakeoler kommer så nær overflaten at oksygen begynner å diffundere gjennom dem. Dette gjør at noen insekter som lever i vannet (og caddisfluer, vårfluer, mayflies, øyenstikkere) kan utføre gassutveksling. Ved overgangen til en jordisk eksistens (blir til) blir de redusert, og fra en lukket blir den til en åpen.

I andre tilfeller utføres respirasjonen av vannlevende insekter med atmosfærisk luft. Slike insekter har en åpen. De får luft gjennom, flyter til overflaten og synker deretter under vann til de er brukt opp. I denne forbindelse har de to strukturelle trekk:

Andre funksjoner er mulige. For eksempel, i en svømmebille, er de i den bakre enden av kroppen. Når hun trenger å "ta pusten", svømmer hun opp til overflaten, tar en loddrett stilling "opp ned" og avslører delen der hun befinner seg.

Pusten fra voksne svømmere er interessant. De har utviklet de som bøyes fra sidene, bøyes nedover og innover, mot kroppen. Som et resultat, når bunnen flyter til overflaten med elytra brettet, fanger billen en boble av luft som kommer inn i underområdet. Der åpner de. På denne måten fornyer svømmeren også oksygenreserver. Svømmeren til slekten Dyliscus, mellom flyter, kan være under vann i 8 minutter, Hyphidrus i cirka 14 minutter, Hydroporus - opptil en halv time. Etter de første frostene under isen, beholder billene også levedyktigheten. De finner luftbobler under vann og flyter over dem for å "plukke opp" dem under.

Hos en vannelsker oppstår luftlagring mellom hårene som ligger på bukdelen av kroppen. De er ikke fuktet, så det dannes en lufttilførsel mellom dem. Når et insekt svømmer under vann, ser den ventrale delen sølvaktig ut på grunn av en luftig "pute".

Hos vannlevende insekter som puster inn luft, bør de små oksygenreservene som de fanger opp fra overflaten fortæres veldig raskt, men dette skjer ikke. Hvorfor? Faktum er at oksygen diffunderer fra vann til luftbobler, og karbondioksid delvis forlater dem i vann. Dermed tar luften under vann, insekten får en tilførsel av oksygen, som i noen tid etterfylles av seg selv. Prosessen er veldig avhengig av temperatur. For eksempel kan en Plea-bug leve i kokt vann i 5-6 timer ved en varm temperatur og 3 dager ved forkjølelse.

I alle disse tilfellene oppstår hudrespirasjon. Insekter puster hele overflaten av kroppen (tidlige aldre

Insekter har ingen lunger. Deres viktigste luftveier er luftrør. Insektluftrør er sammenkoblede luftkanaler som åpnes utover på kroppens sider med spirakler. De fineste grenene på luftrøret - trakeoler - trenger gjennom hele kroppen, fletter organer og trenger til og med inne i noen celler. Dermed blir oksygen levert med luft direkte til stedet for dets forbruk i cellene i kroppen, og gassutveksling tilveiebringes uten sirkulasjonssystemets deltagelse.

Mange insekter som lever i vann (akvatiske bugs og bugs, larver og pupper av mygg, etc.) må fra tid til annen reise seg til overflaten for å fange luft, dvs. pusten deres er også luftig. Larvene fra mygg, tusenbein og noen andre insekter blir "suspendert" fra bunnen til overflaten av vann ved hjelp av ikke-fuktbare fete hår mens lufttilførselen i luftrøret blir fornyet.

Og vannbiller - hydrofile midler (Hydrophilidae), svømmere (Dytiscidae) og insekter, for eksempel smoothies (Notonectidae) - som har pustet til overflaten, fører en ekstra luftforsyning med seg under vannet under elytra.

Hos insektlarver som lever i vann, i fuktig jord og i plantevev, spiller også respirasjon av huden en viktig rolle.

Larvene til mayflies, vårfluer, caddis-fluer og andre insekter som er godt tilpasset livet i vann, har ikke åpne spirakler. Oksygen i dem trenger gjennom overflaten av alle kroppsdeler der integumentet er tynt nok, spesielt gjennom overflaten til bladformede utvekster som trengs gjennom et nettverk av blindt sluttende luftrør. Hos larver av mygg mygg (Chironomus) blir pusten også kutan, med hele overflaten av kroppen.

Mennesker med liten kunnskap om biologi forestiller seg vanligvis ikke strukturen til virvelløse dyr. Har de blod og har hjerne? Puster insekter? De aller fleste levende organismer trenger oksygen for å leve. Det oksiderer innkommende stoffer - deler dem inn i enklere strukturer. Planter bruker også oksygen i respirasjonsprosessen. Bare anaerobe mikroorganismer og noen flercellede dyr trenger ikke dette elementet. Imidlertid puster de, bruker bare andre organiske eller uorganiske stoffer for oksidasjon.

Verden av små skapninger

Insekter er små organismer som ikke overstiger noen få centimeter. Strukturen deres tillater ikke å øke volumet og vekten under moderne forhold. Dette kan ikke sies om de gamle leddyrene som levde i løpet av dinosaurenes tid og enda tidligere. I disse dager var atmosfæren helt annerledes: en annen tetthet av luft, sammensetningen av gasser. Og planeten Jorden selv veide mindre. Dragonflies i fjern fortid nådde størrelser mer enn en halv meter.

Hva puster insekter? Og hva hindret dem i å utvikle seg til størrelsen på for eksempel katter under moderne forhold? Forskere mener at dette er et slags luftveiene.

Litt taksonomi

Insekter hører til undertypen Tracheata (Tracheata). Typen leddyr inkluderer også undertyper av gjellepust (krepsdyr) og chelicerae (edderkopper, skorpioner, flått, etc.).

Hva puster insekter?

Navnet på selve subtypen snakker om pustemåten. Imidlertid puster cheliceraeus på lignende måte. Under evolusjonen skaffet insekter et komplekst luftrørsystem. Luftrør er indre kanaler som leder luft til cellene i kroppen. Luftrøret er ikke lett, fordi luftrøret grener seg inn i et stort antall tynne rør. Hver av dem nærmer seg en liten gruppe celler. Insect tracheal nettverk ligner på systemet med blodkar og kapillærer i virveldyr.

Pust av insekter

Luft kommer inn i luftrøret gjennom spiraklene - spesielle åpninger på kroppen av insekter. Åndedrettsstigmas er plassert i par, vanligvis på sidene av kroppen. Regulering av luftinntak gis av spesielle låseinnretninger.

Tre symmetriske store grener av luftrøret avviker vanligvis fra hver spirakel:

1. Dorsal. Tilfører oksygen til ryggmarg med hemolymfe og ryggmuskler.
2. Visceral. Serverer fordøyelsessystemet og kjønnsorganene.
3. Ventral. Serverer magemusklene og nervekjeden.

Insekt tracheoli

Endene av luftrøret grener seg til veldig tynne kapillarrør - trakeoler. Deres diameter er mindre enn 1 mikrometer. Tracheoles grener i det intercellulære rommet, fletter cellene. De er en funksjonell del av luftrøret, og gir oksygendiffusjon til kroppens celler.

Ekstrautdanning

Hvordan puster de fleste insekter? Luftveier er luftrør. Noen leddyr har imidlertid også luftsekker. Denne strukturen ligner lungene, eller rettere sagt, luftsekkene til fugler for å øke luftmengden i kroppen. Hovne områder finnes hos rasktflygende insekter (bier, fluer). De ligger langs trakealstammene. Som et resultat av sammentrekning av musklene i kroppen under flyging, blir luftsekkene komprimert og rettet, noe som øker inntaket og utløpet av luft.

Hvilket organ puster insektene som lever i vannet?

For eksempel tilbringer en sølv edderkopp som bor i sentrum av Russland det meste av livet under vann. Han har en tilførsel av luftbobler. Så han trengte ikke å endre noe i luftveiene. Edderkopper har et lignende luftrørsystem, som insekter.

Dykkerbille - en vanlig innbygger i damene i sentrum av Russland. Puster også luftrør. Han stiger med jevne mellomrom til overflaten av vannet, utsetter tuppen av magen. Luft faller under elytraen og lagres der. Vannbiller bærer oksygenmasse med seg.

Resten av vannfeilene gjør det samme. Den lille vertichkaen jakter på overflaten av dammen, men dykker i fare, men den tar også luft med seg. Det ser ut som et skinnende skall på enden av magen.

Mange vannfeil fanger også luft i form av en boble fra overflaten. Som for eksempel en smoothie. Han har med seg en luftboble festet til enden av magen. Et slikt apparat hjelper ham til å svømme bedre.

Noen vannfeil (vannskorpion, ranatra) har et spesielt rør i enden av magen. Den består av to fløyteliknende halvdeler. Feilen beveger buken - gjør pustebevegelser. Gjennom røret kommer luft inn i spiraklene.

Luftveier i larver

Voksne insekter puster med luftrøret. Larver har mer forskjellige luftveier. Hvilke insektlarver puster med luftrøret? Landrepresentanter har et luftrørsystem. For eksempel har sommerfugl larver 9 par stigma på sidene av kroppen. Det første paret er på brystet, resten er på delene av magen. Noen ganger er det andre spirakelparet lukket.

De fleste vannlevende insekter og larvene deres har også et luftrørsystem. Imidlertid har et stort antall representanter formasjoner som ligner gjeller. Dette er utvekster som ligger på spiraklene. Oksygen kommer inn gjennom det tynne integumentet av luftrøret til kroppen. Så larver av maisfluer, vårtrær, caddis fluer puster. Øyenstikkelarvene har også luftriller, men de er lokalisert i tarmen, det vil si i kroppen.

Blodormen har filiforme gjeller, men absorberer oksygen i store mengder over hele overflaten av kroppen. Blodorm har alltid tilførsel av oksygen i kroppen. Av denne grunn kan han leve i forurensede vannforekomster.

Larvene til den pinnate myggen (myggfamilien) puster oksygen oppløst i vann og absorberer den over hele overflaten av kroppen.

Pupa luftveier

Hvordan puster insekter i valpestadiet? Det antas at det tredje stadiet av utviklingen av insektet er stasjonært. Imidlertid kan selv sommerfuglpupeer bevege magen. Og marihøna chrysalis nikker, sannsynligvis skremmer av fiender. Insekter i dette stadiet puster med luftrøret.

Blant puppene til vannlevende insekter er det veldig mobile individer. Dette er for eksempel blodsugende mygg. Puppene deres stiger regelmessig til overflaten av vannet for å suge inn luft gjennom spesielle kanaler på slutten av magen.

Valp av cirrus ligner puppen til en vanlig mygg. Men det stiger ikke til overflaten av vannet før frigjøring av en voksen. Åndedrettsorganet er kroppens integument.

Hva puster insekter som ikke har luftrør? Åndedrettsorganene til noen primære vingeløse insekter og larver som lever i vevene er huden. De er tynne nok til å passere gasser. Karbondioksid frigjøres også gjennom neglebåndet, som delvis observeres hos insekter med luftrør.

Insekter beveger ofte magen - gjør luftveier. Luftveiene øker under flyging. Åndedrettsmusklene trekker seg sammen og slapper av, for eksempel i en bie i ro omtrent 40 ganger i minuttet. Under flyturen flere ganger oftere.

Hos mer primitive insekter lukkes ikke spirakler. Imidlertid er de beskyttet av hår mot å få rusk. I mer komplekse leddyr kan stigmas åpne og nær for å regulere luftinntaket. I tillegg kan en del av spiraklene tjene til innånding, og den andre delen for utpust av luft.

Interessant nok har stigmaet hos insekter en annen form og farge. De kan være runde, ovale, trekantede. Fargen deres skiller seg noen ganger fra fargen på den omkringliggende neglebåndet.

Dermed skapte naturen trakealsystemet allerede før lungens utseende. Et slikt system er godt organisert. Det spirakulære systemet gir en konstant luftstrøm. Oksygen blir distribuert til alle celler i kroppen.

Strukturen til luftrøret. Pustens respirasjon utføres gjennom systemet med luftrøret, fordelt over hele kroppen, sjeldnere - gjennom overflaten av huden. Luftrør er representert av hule rør foret med kitin i form av spiralfortykninger som forhindrer at luftrøret faller av under bevegelse og bøying av kroppen. Tracheas forgrenes i små kapillærer - tracheoles med en diameter på mindre enn 1 mikron, og leverer oksygen direkte til vev og celler i kroppen.

Pust. Inntak av luft i luftrøret skjer oftest aktivt, ved hjelp av luftveiene. Samtidig åpnes eller lukkes disse eller disse spiraklene, og utfører en inhalasjon eller utpust. Rytmen i luftveiene avhenger av typen insekt, tilstand og ytre tilstander. Så, en honningbi i ro gjør omtrent 40 luftveisbevegelser på 1 minutt, og i bevegelse - opptil 120; i noen gresshopper forekommer en økning i antallet fra 6 til 26 eller mer med økende middeltemperatur fra 0 ° C til 27 ° C og høyere.

Hos mange insektarter inhaleres luft gjennom brystet og pustes ut gjennom magespiraklene. Rytmen i spirakelarbeidet er assosiert med luftveiene i buken; med økende og synkende lufttrykk forårsaket av disse bevegelsene, åpner noen spirakler seg utover, andre - inne i insektets kropp. Imidlertid, under påvirkning av store doser av karbondioksid, forskjellige giftstoffer, og noen ganger uten åpenbar grunn, kan luftsirkulasjonen endre seg, det vil si at den begynner å strømme gjennom magespiraklene og ut gjennom brystet. I tillegg, med en økning i karbondioksid og mangel på oksygen i miljøet, forblir spiraklene åpne i lengre tid, og derfor vil røyking av rommet mot skadedyr være mer effektivt.

Respirasjon er en oksidativ prosess som oppstår på grunn av forbruk av oksygen og frigjøring av karbondioksid. Oksidasjonsprosessen foregår med deltagelse av oksiderende enzymer - oksidaser og ledsages av en gradvis nedbrytning av molekylene i de forbrukte forbindelsene - karbohydrater, fett, proteiner - og frigjøring av energi. Nedbrytningen av disse forbindelsene ender til slutt med dannelse av karbondioksid og vann, og for proteiner, utseendet på forfallsprodukter som binder seg til forbindelser som er tryggere for kroppen, for eksempel urea og salter derav.

Dermed ledsages pusten av gassutveksling. Gassutvekslingsprosessen er preget av en respirasjonskoeffisient (DC), som representerer forholdet mellom karbondioksid som frigjøres og den totale mengden oksygen som absorberes. Med denne indikatoren er det mulig å bedømme hvilke stoffer som i dag brukes som energikilde. Med oksydasjon av karbohydrater, DC \u003d 1, når du bruker mindre oksyderte fettforbindelser, reduseres DC til 0,7, og for proteiner - til 0,77-0,82. Under sult av kakerlakker synker for eksempel DC til 0,65-0,85, noe som tilsvarer den dominerende utgiften til tidligere lagrede fettstoffer.

Andre former for pust. Pusten til vannlevende insekter skjer både på grunn av atmosfærisk luft og gjennom bruk av luft oppløst i vann. Så svømmer biller, som lever i vann, puster på grunn av atmosfærisk luft som er lagret under elytraen på slutten av magen, og fra tid til annen stiger til overflaten for å gjenoppta reservene. Biller fra slekten av regnbuejern trekker ut luft i luftveiene til vannplanter.

Når du bruker luft oppløst i vann, puster insekter ved hjelp av gjeller. Gjeller er representert av ytre forgrenede eller lamellære formasjoner lokalisert på stedet for fraværende spirakler. De er utviklet i larver av mayflies, øyenstikkere, caddis fluer og noen dipterans. I larver av forskjellige øyenstikkere er gjellene rektale, dvs. de er indre organer og er lokalisert i endetarmen.

Kroppstemperatur. Insekter tilhører dyr med variabel kroppstemperatur. Det avhenger av intensiteten i prosessene for varmeproduksjon og retur. Kilder for varmeproduksjon hos insekter er på den ene siden metabolske prosesser i kroppen, ledsaget av frigjøring av termisk energi, og strålende energi fra solen eller luften som er oppvarmet av den - på den andre.

I følge I.D. Strelnikov er kroppstemperaturen til insekter i ro og ikke utsatt for soleksponering tilnærmet lik omgivelsestemperaturen. På grunn av det faktum at temperaturen som er optimal for mange arter varierer rundt 20 ... 35 ° C, kan insekter innen visse grenser kontrollere kroppstemperaturen ved å endre muskelaktivitet (bevegelse, flyging) eller flytte til varmere eller kjøligere områder, noen ganger utover poengsum endring holdning. Fordampning av vann fra overflaten av huden og ventilasjon av luftrøret, spesielt ved hjelp av luftsekker, kan være av en viss betydning for å regulere kroppstemperaturen.