ТРАХЕАЛЬНЕ ДИХАННЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ ТВАРИН - БІОЛОГІЯ - 2025

Трахеї дихання є найбільш часто використовуваним типом дихання комахами багатоніжки, кліщів, павуків і паразитів. У цих комах дихальні пігменти відсутні у крові, оскільки трахеальна система відповідає за розподіл O2 (повітря) безпосередньо в клітини організму.

Дихання трахеї дозволяє протікати процес обміну газів. Таким чином стратегічно розташовані в трубі комах ряд трубок або трахеї. Кожна з цих трахей має отвір назовні, що дозволяє входити та виходити газів.

Спіралі та система трахеї

Як і у хребетних тварин, процес виведення газів з організму комах залежить від руху м'язових скорочень, який тисне на всі внутрішні органи тіла, витісняючи СО2 з організму.

Цей тип дихання зустрічається у більшості комах, у тому числі у тих, що мешкають у водному середовищі. Цей тип комах має органи, спеціально підготовлені для дихання під час занурення нижче рівня води.

Частини дихальної системи трахеї

Трахея

Трахея - це широко розгалужена система з невеликими протоками, через які проходить повітря. Ця система розташована по всьому тілу комах.

Наявність у них проток можливо завдяки існуванню стінок тіла, внутрішньо вирівняних мембраною, відомою як ектодерма.

Комаха має кілька трахей або проток, які відкриваються на зовнішній стороні її тіла, що дозволяє процесу обміну газом проходити безпосередньо у всіх клітинах тіла комах.

Область, де спостерігається більша концентрація гілок, зазвичай - черево комахи, яке має численні протоки, які прогресивно поступаються місцем всередині тіла.

Повна система трахеї комахи, як правило, складається з трьох основних каналів, розташованих паралельно і поздовжньо по відношенню до її тіла. Інші невеликі протоки проходять через основні трахеї, утворюючи мережу труб, яка охоплює все тіло комахи.

Кожна з трубок, що мають вихід назовні, закінчується в клітині, що називається трахеальною клітиною.

У цій клітині трахеї вистелені шаром білка, відомим як трахеїн. Таким чином зовнішній кінець кожної трахеї заповнюється трахеолярною рідиною.

Спіралі

Скануюче зображення електронного мікроскопа клапанного крила.
Джерело: користувач chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Трахеальна система відкривається назовні через щілинні отвори, які називаються стигмами або спіралями. У тарганів є дві пари спіралей, розташованих у грудній області, і вісім пар спіралей, розташованих у першому сегменті черевної області.

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

Кожна повітродувка оточена склеритом, який називається перитремою, і має щетинки, які діють як фільтри, не даючи пилу та іншим частинкам потрапляти в трахеї.

Спіралі також захищені клапанами, прикріпленими до оклюдиру і дилататорних м'язів, які регулюють отвір кожної трубки.

Газообмін

У стані спокою трахеї заповнюються капілярною рідиною завдяки низькому осмотичному тиску в клітинах тканини організму. Таким чином кисень, що надходить у протоки, розчиняється в трахеолярній рідині, а СО2 виділяється у повітря.

Трахеолярна рідина поглинається тканиною, коли обсяг лактату збільшується, коли комаха вступає у фазу польоту. Таким чином, СО2 тимчасово зберігається у вигляді бікарбонату, посилаючи сигнали до спіралей для відкриття.

Однак найбільша кількість СО2 виділяється через мембрану, відому як кутикула.

Вентиляційний рух

Вентиляція трахеальної системи відбувається тоді, коли м’язові стінки тіла комахи стискаються.

Витрата газу з організму відбувається, коли м’язи спини черевної порожнини стискаються. Навпаки, вдихання повітря відбувається тоді, коли тіло приймає свою правильну форму.

Комахи та деякі інші безхребетні здійснюють газообмін, видаляючи СО2 через свої тканини і потрапляючи в повітря через трубки, звані трахеями.

У цвіркунів і коників перший і третій сегменти грудної клітки мають міхур з кожного боку. Аналогічно вісім інших пар спіралей розташовані лінійно з кожної сторони живота.

Менші або менш активні комахи здійснюють процес газообміну шляхом дифузії. Однак комахи, які дихають дифузією, можуть постраждати в більш сухий клімат, оскільки водяна пара не є в надлишку в навколишньому середовищі і не зможе поширюватися в організм.

Фруктові мухи уникають ризику загинути в сухих умовах, контролюючи розміри отвору їхніх повітродувок таким чином, щоб вони адаптувались до потреб кисню в м'язах під час польоту.

Коли попит на кисень нижчий, фруктова муха частково закриває свої спіральки, щоб утримувати більше води в організмі.

Найактивніші комахи, такі як цвіркуни або коники, повинні постійно провітрювати свою трахеальну систему. Таким чином вони повинні стискати м’язи живота і тиснути на внутрішні органи, щоб витіснити повітря з дихальних труб.

Коники мають великі повітряні мішечки, прикріплені до певних ділянок великих трахеїв, щоб підвищити ефективність газообміну.

Водні комахи: приклад дихання трахеї

Водна личинка комара Aedes aegypti. Взято та відредаговано з: Еконт

Водні комахи використовують трахеальне дихання для здійснення процесу газообміну.

Деякі, як личинки комарів, забирають повітря, виставляючи невелику дихальну трубку над рівнем води, яка з'єднана з їх трахеальною системою.

Деякі комахи, які можуть замочуватись у воді протягом тривалого періоду часу, переносять бульбашки повітря, з яких вони беруть O2, необхідний їм для виживання.

З іншого боку, деякі інші комахи мають спіральки, розташовані у верхній частині спини. Таким чином вони проколюють підвішені у воді листя і прилипають до них, щоб дихати.

Список літератури

1. біології-сторінки. (24 січня 2015 р.). Отримано з трахеального дихання: biology-pages.info.
2. Сайт, TO (2017). Частина III: Як живі організми дихають: покажчик. Отриманий із СИСТЕМИ ПІДВИЩЕННЯ ВИСТАВ: saburchill.com.
3. Суспільство, TA (2017). Товариство аматорів-ентологів. Отримано від дихання комах: amentsoc.org.
4. Spider, W. (2003). Комахи та павуки світу, Том 10. Нью-Йорк: Маршалл Кавендіш.
5. Stidworthy, J. (1989). Зйомка зіркової преси.
6. Ядав, М. (2003). Біологія комах. Нью-Делі: DPH.
7. Ядав, М. (2003). Фізіологія комах. Нью-Делі: DPH.