U insekter At leve i vand sker vejrtrækning på to måder. Det afhænger af strukturen af deres luftrørssystem.
Mange vandlevende organismer har et lukket luftrørssystem, hvor spiraklerne ikke fungerer. Den er lukket, og der er ingen "udgange" til ydersiden. Åndedrag udføres ved hjælp af gæller - udvækster af kroppen, hvori luftrøret kommer ind og forgrener sig rigeligt. Tynde luftrør kommer så tæt på gællernes overflade, at ilt begynder at diffundere gennem dem. Dette gør det muligt for nogle insekter, der lever i vand (larver og nymfer af torvefluer, stenfluer, majfluer, guldsmede) at udføre gasudveksling. Under deres overgang til terrestrisk eksistens (omdannelse til voksne) reduceres gællerne, og luftrørssystemet bliver fra lukket til åbent.
I andre tilfælde udføres respiration af akvatiske insekter atmosfærisk luft. Disse insekter har et åbent luftrørssystem. De suger luft ind gennem deres spirakler, flyder til overfladen og synker derefter under vandet, indtil det er brugt op. I denne henseende har de to strukturelle træk:
- for det første udviklede luftsække, hvori de kan opbevares store portioner luft,
- for det andet den udviklede lukkemekanisme af spiraklerne, som ikke tillader vand at trænge ind i luftrørssystemet.
Andre funktioner er mulige. For eksempel, i larven af en svømmebille, er spiraklerne placeret i den bageste ende af kroppen. Når hun skal "tage vejret", svømmer hun til overfladen, tager en lodret stilling "på hovedet" og blotter den del, hvor stigmataerne er placeret.
I larven af en almindelig myg strækker et åndedrætsrør sig opad og bagud fra 8. og 9. segment af maven forbundet med hinanden, i enden af hvilken de vigtigste luftrørsstammer åbner sig. Når røret placeres over vandet, modtager insektet luft gennem hullerne i stammerne. Et næsten identisk, men mere udtalt rør findes i larverne af Eristalis. Denne dannelse kommer så stærkt til udtryk i dem, at for sin tilstedeværelse og grå farve I selve insektet kaldes sådanne larver "rotter". Alt efter om den er i større eller mindre dybde, kan rottens hale ændre længden. (Foto)
Voksne svømmeres vejrtrækning er interessant. De har udviklet elytra, bøjer nedad og indad mod kroppen på siderne. Som et resultat, når den flyder til overfladen med elytraen foldet, fanger billen en luftboble, som kommer ind i sub-eliterummet. Det er her, spiraklerne åbner sig. Sådan fornyer svømmeren sine iltreserver. Svømmeren af slægten Dyliscus kan opholde sig under vand i 8 minutter mellem overflader, Hyphidrus i omkring 14 minutter og Hydroporus i op til en halv time. Efter den første frost forbliver billerne også levedygtige under isen. De finder luftbobler under vandet og svømmer over dem for at "tage" dem under elytraen.
Hos vandelskeren opbevares luft mellem hårene placeret på den ventrale del af kroppen. De vædes ikke, så der dannes en lufttilførsel imellem dem. Når insektet svømmer under vandet, fremstår dets ventrale del sølvfarvet på grund af luftpuden.
Hos akvatiske insekter, der indånder atmosfærisk luft, bør de små reserver af ilt, som de fanger fra overfladen, forbruges meget hurtigt, men det sker ikke. Hvorfor? Faktum er, at ilt diffunderer fra vand til luftbobler, og kuldioxid undslipper delvist fra dem i vandet. Ved at tage luft under vand får insektet således en tilførsel af ilt, som genopfyldes af sig selv i nogen tid. Processen er meget temperaturafhængig. Fx kan Plea-bugen leve i kogt vand i 5-6 timer kl varm temperatur og 3 dage under kolde forhold.
Insekter har ikke lunger. Deres vigtigste åndedrætssystem er luftrøret. Insekternes luftrør er kommunikerende luftrør, der åbner udad på kroppens sider med åbninger kaldet spirakler. De fineste grene af luftrøret - tracheoler - trænger ind i hele kroppen, fletter organer og trænger endda ind i nogle celler. Således leveres ilt med luft direkte til stedet for dets forbrug i kroppens celler, og gasudveksling sikres uden deltagelse af kredsløbssystemet.
Mange insekter, der lever i vand (vandbiller og væggelus, myggelarver og pupper osv.) skal fra tid til anden stige op til overfladen for at fange luft, dvs. de har også luftvejr. Larverne af myg, tusindben og nogle andre insekter "suspenderes" nedefra til overfladefilmen af vand ved hjælp af ikke-fugtelige fedthår, mens lufttilførslen i luftrørssystemet bliver fornyet.
Og vandlevende biller - vandelskere (Hydrophilidae), dykkerbiller (Dytiscidae) og insekter, for eksempel glatte biller (Notonectidae) - efter at have trukket vejret ved overfladen, tag en ekstra forsyning af luft med dem under vandet under elytraen.
Hos insektlarver, der lever i vand, i fugtig jord og i plantevæv, spiller kutan respiration også en vigtig rolle.
Larverne af majfluer, stenfluer, caddisfluer og andre insekter, der er godt tilpasset livet i vand, har ikke åbne spirakler. Ilt trænger ind i dem gennem overfladen af alle dele af kroppen, hvor integumentet er ret tyndt, især gennem overfladen af bladformede udvækster, gennemtrængt af et netværk af blindt ende luftrør. Larverne af blodormemyg (Chironomus) trækker også vejret gennem huden, over hele kroppens overflade.
). På siderne af kroppen er der op til 10 par, nogle gange færre, spirakler eller stigmaer: de ligger på meso- og metathorax og på 8 abdominale segmenter.
Stigmaer er ofte udstyret med specielle lukkeanordninger og hver fører ind i en kort tværgående kanal, og alle tværgående kanaler er forbundet med hinanden af et par (eller flere) af de vigtigste langsgående luftrørsstammer. Tyndere luftrør stammer fra stammerne, forgrener sig gentagne gange og vikler alle organerne ind med deres grene. Hvert luftrør ender med en terminal celle med radialt divergerende processer, penetreret af luftrørets terminalrør (fig. 341). De terminale grene af denne celle (tracheoler) trænger endda ind i individuelle celler i kroppen.
Nogle gange danner luftrøret lokale udvidelser, eller luftsække, som tjener i terrestriske insekter til at forbedre luftventilationen i luftrørssystemet, og hos akvatiske insekter, sandsynligvis som reservoirer, der øger tilførslen af luft i dyrets krop.
Luftrør vises i insektembryoner i form af dybe invaginationer af ektodermen; ligesom andre ektodermale formationer er de beklædt med en kutikula (fig. 341). I sidstnævntes overfladelag dannes en spiralfortykkelse, som giver luftrøret elasticitet og forhindrer væggene i at kollapse.
I de enkleste tilfælde sker indtrængen af ilt i luftrørssystemet og fjernelse af kuldioxid fra det ved diffusion gennem konstant åbne stigmaer. Dette observeres dog kun hos inaktive insekter, der lever under forhold med høj luftfugtighed.
Aktivering af adfærd og overgangen til at leve i tørre biotoper komplicerer vejrtrækningsmekanismen betydeligt. Kroppens stigende behov for ilt sikres ved fremkomsten af særlige åndedrætsbevægelser, bestående af afspænding og sammentrækning af underlivet. I dette tilfælde ventileres luftrørssækkene og hovedtrakealstammerne. Dannelsen af lukkeanordninger på stigmaerne reducerer vandtab under respiration. Da diffusionshastigheden af vanddamp er lavere end iltens, når stigmaerne åbnes i kort tid, har ilt tid til at trænge ind i luftrørssystemet, og vandtabet er minimalt.
Hos mange insektlarver, der lever i vand (f.eks. guldsmede, majfluer osv.), er luftrørssystemet lukket, det vil sige, at der ikke er nogen stigma, mens selve luftrørsnetværket er til stede. I sådanne former diffunderer ilt fra vandet gennem luftrørsgællerne, lamellære eller buskede, tyndvæggede udvækster af kroppen, gennemtrængt af et rigt netværk af luftrør (fig. 342). Oftest sidder luftrørsgællerne på siderne af en del af abdominalsegmenterne (mayfly larver). Ilt kommer ind gennem gællernes tynde dæksler, kommer ind i luftrøret og fordeles derefter i hele kroppen.
Under omdannelsen af gælleåndende larver til voksent insekt, der lever på land, forsvinder gællerne, og stigmaerne åbner sig, og luftrørssystemet går fra lukket til åbent.
Et vigtigt fysiologisk træk ved insekters åndedrætssystem er som følger. Typisk opfattes ilt af et dyr i visse dele af dets krop og derfra fordeles det med blod i hele kroppen. Hos insekter gennemtrænger luftrør hele kroppen og leverer ilt direkte til forbrugsstederne, det vil sige til væv og celler, som om de erstatter blodkar.
Hvordan trækker insekter vejret, og trækker de overhovedet vejret? Kropsstrukturen af de samme biller adskiller sig væsentligt fra ethvert pattedyrs anatomi. Ikke alle mennesker kender til insekternes vitale funktioner, fordi det er svært at observere disse processer på grund af selve objektets lille størrelse. Disse spørgsmål dukker dog nogle gange op - for eksempel når et barn putter en fanget bille i en krukke og spørger, hvordan man sikrer den et langt, lykkeligt liv.
Så trækker de vejret, hvordan foregår åndedrætsprocessen? Er det muligt at lukke krukken tæt, så billen ikke løber væk eller kvæles? Disse spørgsmål stilles af mange mennesker.
Ilt, åndedræt og insektstørrelse
Moderne insekter har faktisk små størrelser. Men disse er ekstremt gamle skabninger, der dukkede op meget tidligere end varmblodede dyr, selv før dinosaurer. I de dage var forholdene på planeten helt anderledes, atmosfærens sammensætning var også anderledes. Det er utroligt, hvordan de var i stand til at overleve millioner af år, tilpasse sig alle de ændringer, der fandt sted på planeten i løbet af denne tid. Insekternes storhedstid er bag os, og på det tidspunkt, hvor de var på evolutionens højdepunkt, kunne de ikke kaldes små.
Interessant fakta: Fossilerede rester af guldsmede beviser, at de tidligere nåede en halv meter i størrelse. I insekternes storhedstid var der andre usædvanligt store arter.
I moderne verden insekter kan ikke nå sådanne størrelser, og de største er tropiske individer – et fugtigt, varmt, iltet klima giver dem flere muligheder for at trives. Bogstaveligt talt alle forskere er overbevist om, at det er deres åndedrætssystem med dets specifikke designfunktioner, der forhindrer insekter i at trives på planeten under nutidens forhold, som de gjorde tidligere.
Relaterede materialer:
Biernes fjender
Åndedrætssystem af insekter
Ved klassificering af insekter klassificeres de som tracheal-åndende undertyper. Dette besvarer allerede mange spørgsmål. For det første trækker de vejret, og for det andet gør de dette gennem luftrøret. Leddyr er også klassificeret som gælleåndende og chelicerat, førstnævnte inkluderer krebs, og sidstnævnte - mider og skorpioner. Lad os dog vende tilbage til luftrørssystemet, der er karakteristisk for biller, sommerfugle og guldsmede. Deres luftrørssystem er ekstremt komplekst; evolutionen har poleret det i millioner af år. Luftrørene er opdelt i talrige rør, hvert rør går til en bestemt del af kroppen - på nogenlunde samme måde som blodkar og kapillærer fra mere avancerede varmblodede dyr, og endda krybdyr, spredes i hele kroppen.
Luftrøret fyldes med luft, men det sker ikke på bekostning af næseborene eller mundhulen, som hos hvirveldyr. Luftrøret er fyldt med spirakler, disse er mange huller, der er placeret på insektets krop. Specielle ventiler er ansvarlige for luftudskiftning, udfyldning af disse huller med luft og lukning af dem. Hver spirakel forsynes af tre grene af luftrøret, herunder:
- Ventral for nervesystem og mavemuskler,
- Ryg for de dorsale muskler og det dorsale kar, som er fyldt med hæmolymfe,
- Visceral, som virker på forplantnings- og fordøjelsesorganerne.
Relaterede materialer:
Hovedarter af dagsommerfugle i Rusland
Ved deres ende bliver luftrørene til tracheoler - meget tynde rør, der væver sig rundt om hver eneste celle i insektets krop og forsyner den med en tilstrømning af ilt. Tykkelsen af tracheolen overstiger ikke 1 mikrometer. Det er præcis, hvordan et insekts åndedrætssystem fungerer, på grund af hvilket ilt kan cirkulere i dets krop og nå hver celle.
Men kun kravlende eller lavtflyvende insekter har sådan en primitiv enhed. Flyers, såsom bier, har også luftsække som dem, der findes i fugle ud over deres lunger. De er placeret langs luftrørets stammer under flyvning, de er i stand til at trække sig sammen og svulme igen for at sikre maksimal luftstrøm til hver af cellerne. Derudover har vandfugleinsekter systemer til at opbevare luft på kroppen eller under maven i form af bobler - dette er vigtigt for svømmebiller, sølvfisk og andre.
Hvordan trækker insektlarver vejret?
De fleste larver er født med spirakler, dette gælder primært for insekter, der lever på jordens overflade. Akvatiske larver har noget som gæller, der tillader dem at trække vejret under vandet. Trakealgæller kan være placeret både på overfladen af kroppen og inde i den – selv i tarmene. Derudover er mange larver i stand til at få ilt gennem hele overfladen af deres krop.
Indlæser...