Per kurį vabzdžiai kvėpuoja. Vabzdžių kvėpavimo sistema
Rodyti viską
Sausumos vabzdžių kvėpavimo procesas
Paprasčiausiais atvejais
Oras nuolat patenka, kaip ir anglies dioksidas. Tokiu pastoviu režimu kvėpuoja primityvūs vabzdžiai ir neaktyvios rūšys, gyvenančios didelės drėgmės sąlygomis.Sausuose biotopuose
. Rūšių, kurios persikėlė gyventi į sausringus biotopus, kvėpavimo mechanizmas yra šiek tiek sudėtingas. Aktyviems vabzdžiams, kuriems yra padidėjęs deguonies poreikis, atsiranda kvėpavimo judesiai, kurie priverčia orą į vidų ir išstumia jį iš ten. Šie judesiai susideda iš raumenų įtempimo ir atpalaidavimo, keičiant jų tūrį, dėl ko atsiranda ventiliacija ir oro maišeliai.Vaizdo įraše demonstruojamas maldininko kvėpavimo procesas
Uždarymo įtaisų darbas sumažina vandens praradimą kvėpavimo procese. (vaizdo įrašas)
Kvėpavimo judesių metu jie tolsta vienas nuo kito ir artėja vienas prie kito, o Hymenoptera taip pat atlieka teleskopinius judesius, tai yra, žiedai įsitraukia vienas į kitą „iškvėpimų“ metu ir išsitiesia „įkvėpimo“ metu. Tuo pačiu metu aktyvus kvėpavimo judėjimas, kurį sukelia raumenų susitraukimas, yra būtent „iškvėpimas“, o ne „įkvėpimas“, priešingai nei žmonėms ir gyvūnams, kur yra priešingai.
Kvėpavimo judesių ritmas gali būti įvairus ir priklauso nuo daugelio faktorių, pavyzdžiui, nuo temperatūros: Melanoplus kumelėje esant 27 laipsniams per minutę atliekami 25,6 kvėpavimo judesiai, o esant 9 laipsniams – tik 9. Prieš tai daugelis sustiprėja kvėpavimas. , o jos metu dažnai sustoja įkvėpimai ir iškvėpimai. Bitė turi 40 įkvėpimų ramybėje ir 120 darbo metu.
Kai kurie tyrinėtojai rašo, kad, nepaisant kvėpavimo judesių, vabzdžiai neturi tipiškų įkvėpimų ir iškvėpimų. Su tuo galime sutikti, atsižvelgdami į daugelio taksonų ypatumus. Taigi skėriuose oras į organizmą patenka per priekinius garus, o išeina per užpakalinius, o tai sukuria skirtumus nuo „įprasto“ kvėpavimo. Beje, tame pačiame vabzdžio, kuriame yra padidėjęs anglies dioksido kiekis, oras gali pradėti judėti priešinga kryptimi: jis gali būti įtrauktas per pilvą ir iš jo išeina.
Kaip kvėpuoja vandens vabzdžiai?
Vandenyje gyvenantys vabzdžiai kvėpuoja dviem būdais. Tai priklauso nuo jų struktūros.
Daugelis vandens organizmų yra uždari, todėl neveikia. Jis uždarytas ir jame nėra „išėjimų“ į išorę. Kvėpavimas atliekamas su - kūno ataugos, kurios įeina ir gausiai šakojasi. Plonos tracheolės priartėja prie paviršiaus taip, kad pro jas pradeda sklisti deguonis. Tai leidžia kai kuriems vandenyje gyvenantiems vabzdžiams (taip pat vabzdžiams, akmeniniams, gegužiniams, laumžirgiams) atlikti dujų mainus. Pereinant į žemiškąją egzistenciją (virstant į), jos redukuojasi, o iš uždaros virsta atvira.
Kitais atvejais vandens vabzdžių kvėpavimas atliekamas atmosferos oru. Tokie vabzdžiai turi atvirą. Jie įsiurbia orą, išplaukia į paviršių, o paskui nugrimzta po vandeniu, kol jis išnaudojamas. Šiuo atžvilgiu jie turi dvi struktūrines ypatybes:
Galimos ir kitos funkcijos. Pavyzdžiui, plaukiojančiame vabale jie yra užpakaliniame kūno gale. Kai jai reikia „atsikvėpti“, ji išplaukia į paviršių, užima vertikalią padėtį „aukštyn kojomis“ ir atidengia vietą, kurioje jie yra.
Įdomus suaugusių plaukikų kvėpavimas. Jie išsivystė iš šonų, pasilenkę žemyn ir į vidų, link kūno. Dėl to, plūduriuodamas į paviršių su sulankstyta elytra, vabalas užfiksuoja oro burbulą, kuris patenka į subelytralinę erdvę. Jie ten atsidaro. Taigi plaukikas atnaujina deguonies atsargas. Dyliscus genties plaukikas tarp pakilimų po vandeniu gali išbūti 8 minutes, Hyphidrus – apie 14 minučių, Hydroporus – iki pusvalandžio. Po ledu patekusios pirmos šalnos vabalai taip pat išlaiko gyvybingumą. Jie randa oro burbuliukus po vandeniu ir plaukia virš jų, norėdami juos „pasirinkti“.
Vandenyje oras kaupiasi tarp plaukų, esančių pilvinėje kūno dalyje. Jie nėra sudrėkinti, todėl tarp jų susidaro oro tiekimas. Kai vabzdys plaukia po vandeniu, jo ventralinė dalis dėl oro pagalvės atrodo sidabrinė.
Vandens vabzdžiams, kvėpuojantiems atmosferos oru, tos mažos deguonies atsargos, kurias jie paima iš paviršiaus, turėtų būti išnaudotos labai greitai, tačiau taip neatsitinka. Kodėl? Faktas yra tas, kad deguonis pasklinda iš vandens į oro burbuliukus, o anglies dioksidas iš jų iš dalies patenka į vandenį. Taigi, paimdamas orą po vandeniu, vabzdys gauna deguonies tiekimą, kuris kurį laiką pasipildo. Procesas labai priklauso nuo temperatūros. Pavyzdžiui, Plea bug gali gyventi virintame vandenyje 5-6 valandas šiltoje temperatūroje ir 3 dienas šaltoje temperatūroje.
Visais šiais atvejais atsiranda odos kvėpavimas. Vabzdžiai kvėpuoja visu kūno paviršiumi (pirmieji žvaigždžiai
Trachėjos sistemos struktūra. Vabzdžių kvėpavimas atliekamas per trachėjos sistemą, paskirstytą visame kūne, rečiau per odos paviršių. Trachėjos yra tuščiaviduriai vamzdeliai, iškloti chitinu spiralinių sustorėjimų pavidalu, kurie neleidžia trachėjai sugriūti judant ir lenkiant kūną. Trachėjos šakojasi į mažyčius kapiliarus – mažesnio nei 1 mikrono skersmens tracheoles, tiekiančias oro deguonį tiesiai į kūno audinius ir ląsteles.
Kvėpavimas. Oro srautas į trachėjos sistemą dažniausiai vyksta aktyviai, kvėpavimo judesių pagalba. Tokiu atveju atsidaro arba užsidaro tam tikros spiralės, atliekamos įkvėpimas arba iškvėpimas. Kvėpavimo judesių ritmas priklauso nuo vabzdžio rūšies, jo būklės ir išorinių sąlygų. Taigi, ramybės būsenoje bitė per 1 minutę atlieka apie 40 kvėpavimo judesių, o judanti – iki 120; kai kuriuose akridoiduose jų skaičius padidėja nuo 6 iki 26 ir daugiau, kai aplinkos temperatūra pakyla nuo 0 °C iki 27 °C ir daugiau.
Daugelyje vabzdžių rūšių oras įkvepiamas per krūtinės ląstą, o iškvepiamas per ventralines spirales. Spiraklių ritmas yra susijęs su pilvo kvėpavimo judesiais; dėl šių judesių didėjant ir mažėjant oro slėgiui, vienos spiralės atsiveria į išorę, kitos – vabzdžio kūno viduje. Tačiau veikiant didelėms anglies dvideginio dozėms, įvairiems nuodams, o kartais ir be jokios aiškios priežasties, oro cirkuliacija gali pakisti, tai yra, jis pradeda patekti per pilvo spirales ir išeiti per krūtinę. Be to, aplinkoje padaugėjus anglies dvideginio ir trūkstant deguonies, spiralės ilgiau išlieka atviros, todėl patalpų fumigacija nuo kenkėjų bus efektyvesnė.
Kvėpavimas yra oksidacinis procesas, vykstantis vartojant deguonį ir išskiriant anglies dioksidą. Oksidacijos procesas vyksta dalyvaujant oksidaciniams fermentams – oksidazėms, jį lydi laipsniškas suvartojamų junginių – angliavandenių, riebalų, baltymų – molekulių irimas bei energijos išsiskyrimas. Šių junginių skilimas galiausiai baigiasi anglies dioksido ir vandens susidarymu, o baltymams – ir skilimo produktų, susijungusių su organizmui saugesniais junginiais, tokiais kaip karbamidas ir jo druskos, atsiradimu.
Taigi kvėpavimą lydi dujų mainai. Dujų mainų procesas apibūdinamas kvėpavimo koeficientu (RC), rodančiu išsiskyrusio anglies dioksido ir viso absorbuoto deguonies kiekio santykį. Pagal šį rodiklį galima spręsti, kurios medžiagos šiuo metu naudojamos kaip energijos šaltinis. Kai angliavandeniai oksiduojami, DC = 1, kai naudojami mažiau oksiduoti riebalų junginiai, DC sumažėja iki 0,7, o baltymai - iki 0,77-0,82. Pavyzdžiui, tarakonų badavimo metu DC sumažėja iki 0,65-0,85, o tai atitinka vyraujantį anksčiau sukauptų riebalų suvartojimą.
Kitos kvėpavimo formos Vandens vabzdžių kvėpavimas vyksta tiek dėl atmosferos oro, tiek dėl vandenyje ištirpusio oro naudojimo. Taigi, plaukiojantys vabalai, gyvenantys vandenyje, kvėpuoja dėl atmosferos oro, susikaupusio po elytra pilvo gale, ir karts nuo karto pakyla į paviršių, kad atnaujintų savo atsargas. Iris genties vabalai ištraukia atmosferos orą iš vandens augalų orą nešančių indų.
Naudojant vandenyje ištirpintą orą, vabzdžiai kvėpuoja žiaunų pagalba. Žiaunas vaizduoja išoriniai išsišakoję arba sluoksniniai dariniai, esantys trūkstamų spiralių vietoje. Jie išsivysto gegužinių, laumžirgių, svilinių ir kai kurių dvisparnių lervų. Laumžirgių lervų žiaunos yra tiesiosios žarnos, tai yra, jos yra vidaus organai ir yra tiesiojoje žarnoje.
Kūno temperatūra. Vabzdžiai yra gyvūnai, kurių kūno temperatūra kinta. Tai priklauso nuo šilumos susidarymo ir jos grąžinimo procesų intensyvumo. Viena vertus, vabzdžių šilumos susidarymo šaltiniai yra medžiagų apykaitos procesai organizme, lydimi šiluminės energijos išsiskyrimo, kita vertus, saulės spinduliavimo arba jos šildomo oro energijos.
I. D. Strelnikovo teigimu, ramybės būsenos ir saulės neveikiančių vabzdžių kūno temperatūra yra maždaug lygi aplinkos temperatūrai. Dėl to, kad daugelio rūšių optimali temperatūra svyruoja apie 20–35 °C, vabzdžiai tam tikrose ribose gali reguliuoti kūno temperatūrą keisdami raumenų veiklą (judėjimą, skrydį) arba persikeldami į šiltesnes ar vėsesnes vietas, kartais net nekeičiant laikysenos. sąskaitą. Vandens išgarinimas iš odos paviršiaus ir trachėjos vėdinimas, ypač oro maišelių pagalba, gali turėti žinomos reikšmės reguliuojant kūno temperatūrą.
Kaip kvėpuoja vabzdžiai ir ar apskritai jie kvėpuoja? Tų pačių vabalų kūno sandara gerokai skiriasi nuo bet kurio žinduolio anatomijos. Ne visi žmonės žino apie vabzdžių gyvenimo ypatybes, nes šiuos procesus sunku stebėti dėl mažo paties objekto dydžio. Tačiau šie klausimai kartais iškyla – pavyzdžiui, kai vaikas sugautą vabaliuką įdeda į stiklainį ir klausia, kaip jam užtikrinti ilgą, laimingą gyvenimą.
Taigi ar jie kvėpuoja, kaip vyksta kvėpavimo procesas? Ar galima indelį sandariai uždaryti, kad vabzdys nepabėgtų, neuždusu? Šiuos klausimus užduoda daug žmonių.
Deguonis, kvėpavimas ir vabzdžių dydis
Šiuolaikiniai vabzdžiai yra tikrai mažo dydžio. Tačiau tai išskirtinai senoviniai padarai, atsiradę daug anksčiau nei šiltakraujai, dar prieš dinozaurus. Tais laikais sąlygos planetoje buvo visiškai kitokios, atmosferos sudėtis taip pat buvo kitokia. Net nuostabu, kaip jie galėjo išgyventi milijonus metų, prisitaikyti prie visų per šį laiką planetoje įvykusių pokyčių. Vabzdžių klestėjimas jau praeityje, o tais laikais, kai jie buvo evoliucijos viršūnėje, jų buvo neįmanoma pavadinti mažais.
Įdomus faktas: suakmenėjusios laumžirgių liekanos įrodo, kad anksčiau jie siekė pusę metro dydžio. Vabzdžių klestėjimo laikais buvo ir kitų išskirtinai didelių rūšių.
Šiuolaikiniame pasaulyje vabzdžiai negali pasiekti tokio dydžio, o didžiausi yra atogrąžų individai – drėgnas, karštas, deguonies prisotintas klimatas suteikia jiems daugiau galimybių klestėti. Žodžiu, visi tyrinėtojai įsitikinę, kad būtent jų kvėpavimo sistema su specifinėmis prietaiso savybėmis neleidžia vabzdžiams klestėti planetoje šiandieninėmis sąlygomis, kaip buvo anksčiau.
Susijusios medžiagos:
Bičių priešai
Vabzdžių kvėpavimo sistema
Klasifikuojant vabzdžius, jie priskiriami trachėjos kvėpavimo porūšiui. Tai jau atsako į daugelį klausimų. Pirma, jie kvėpuoja, antra, jie tai daro per trachėją. Nariuotakojai taip pat priskiriami prie žiaunų kvėpuotojų ir chelicerų, pirmieji – vėžiai, o antrieji – erkės ir skorpionai. Tačiau grįžkime prie trachėjos sistemos, būdingos vabalams, drugeliams ir laumžirgiams. Jų trachėjos sistema yra labai sudėtinga; evoliucija ją šlifavo daugiau nei vieną milijoną metų. Trachėjos yra suskirstytos į daugybę vamzdelių, kiekvienas vamzdelis eina į tam tikrą kūno dalį – panašiai kaip pažengusių šiltakraujų ir net roplių kraujagyslės ir kapiliarai išsiskiria visame kūne.
Trachėjos prisipildo oro, bet tai daroma ne per šnerves ar burną, kaip stuburiniams gyvūnams. Trachėja užpildyta spirale, tai yra daugybė skylių, esančių ant vabzdžio kūno. Specialūs vožtuvai yra atsakingi už oro mainus, šių skylių užpildymą oru ir jų uždarymą. Kiekvieną spiralę tiekia trys trachėjos šakos, įskaitant:
- Ventraliai nervų sistemai ir pilvo raumenims,
- Nugaros raumenys ir stuburo kraujagyslės, užpildytos hemolimfa,
- Visceralinis, kuris veikia reprodukcijos ir virškinimo organus.
Susijusios medžiagos:
Pagrindiniai dienos drugelių tipai Rusijoje
Jų gale esančios trachėjos virsta tracheolėmis – labai plonais vamzdeliais, kurie pina kiekvieną vabzdžio kūno ląstelę, aprūpindami jai deguonies antplūdžiu. Tracheolės storis neviršija 1 mikrometro. Taip sutvarkyta vabzdžio kvėpavimo sistema, dėl kurios jo organizme gali cirkuliuoti deguonis, pasiekiantis kiekvieną ląstelę.
Tačiau tokį primityvų įrenginį turi tik ropojantys ar žemai skraidantys vabzdžiai. Skrajutėse, tokiose kaip bitės, be plaučių, taip pat yra oro maišelių, kaip ir paukščių. Jie yra išilgai trachėjos kamienų, skrydžio metu jie gali susitraukti ir vėl išsipūsti, kad užtikrintų maksimalų oro srautą į kiekvieną ląstelę. Be to, vandens paukščių vabzdžiai turi sistemas, skirtas sulaikyti orą ant kūno ar po pilvu burbuliukų pavidalu – tai pasakytina apie plaukiojančius vabalus, sidabrines žuveles ir kt.
Kaip kvėpuoja vabzdžių lervos?
Dauguma lervų gimsta su spirale; tai visų pirma pasakytina apie vabzdžius, gyvenančius žemės paviršiuje. Vandens lervos turi žiaunas, leidžiančias joms kvėpuoti po vandeniu. Trachėjos žiaunos gali būti tiek kūno paviršiuje, tiek jo viduje – net žarnyne. Be to, daugelis lervų gali gauti deguonies visame savo kūno paviršiuje.
