Дыхательная система насекомых. Как дышат водные насекомые С помощью чего дышат насекомые

Перед выходом из дома вдождливую погоду требуется попшикать обувь гидрофобным средством. При сильных загрязнениях, предлагаем мыть туфли специальными веществами. В качестве такого средства можно использовать очиститель для жированных кож, данное вещество поможет не только скорее почистить вашу обувь или кожанную одежду, но и покрыть ее необходиыми веществами для дальнейшей защиты….

Supplement meant for might is usually health professional prescribed or perhaps exclusive of a prescription-it depends upon the kind of dynamic chemical they keep in check. Doctor prescribed dosages exist believed more effective, in spite of this, if your formulation happens widely untaken, although surrounds sildenafil, it should moreover give…

Существуют 4 стадии развития шмелей: Яйцо, Личинка, Куколка, Имаго (взрослая особь). Весной перезимовавшая и оплодотворенная самка вылетает из своего убежища и в течение нескольких недель активно кормится, готовясь к гнездованию. Когда в яичниках самки начинают вызревать яйца, она подыскивает место для гнезда, летая над землей и тщательно осматриваясь. Найдя подходящее…

Познакомьтесь с Уотсоном и Кико, двумя золотистыми ретриверами, которые не представляют себе жизнь без добродушного кота Гарри. И Гарри тоже считает этих двух собак своими лучшими друзьями. Все трое живут в абсолютной гармонии и обожают дремать, тесно прижавшись к друг дружке. Их хозяйка 23-летняя девушка, которая завела для трех друзей персональную страничку…

Ученые установили, что у собак в два раза больше, чем у кошек, нейронов в коре головного мозга, которая отвечает за мышление, сложное поведение и планирование. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Frontiers in Neuroanatomy. Специалисты также сравнили мозг кошек, собак, львов, бурых медведей, енотов, хорьков. Выяснилось, у собак в коре…

В челябинском зоопарке лисица Майя научилась крутить спиннер. Сотрудники зоосада сняли на видео, как животное развлекается с игрушкой, и опубликовали запись на официальной странице зверинца в Instagram и в контакте. На ролике видно, как женщина с крутящимся спиннером в руке подходит к вольеру с лисицей и протягивает игрушку к ограждению. Животное, в свою…

Шмели – общественные насекомые. Почти как все пчелы, они живут семьями, которые состоят из: крупных плодящих маток, более мелких рабочих шмелей, самцов. При отсутствии матки рабочие самки тоже могут откладывать яйца. Обычно семья шмелей живет всего 1 год: с весны до осени. Она гораздо меньше пчелиной, но все же насчитывает…

Свои гнезда шмели строят под землей, на земле и над землей. Гнезда под землей Большинство видов шмелей гнездятся под землей. Они устраиваются в норах различных грызунов и кротовинах. Известно, что запах мышей привлекает самку шмеля. В норке грызунов находится материал для утепления шмелиного гнезда: шерсть, сухая трава и прочие подобные материалы. К…

Показать все

Процесс дыхания у наземных насекомых

В простейших случаях

В засушливых биотопах

Видео демонстрирует процесс дыхания у богомола

Работа замыкательных аппаратов снижает потери воды в процессе дыхания. (видео)

Во время дыхательных движений и отдаляются друг от друга и сближаются, а у перепончатокрылых они также делают телескопические движения, то есть, кольца втягиваются друг в друга во время «выдохов» и расправляются при «вдохах». При этом, активным дыхательным движением, которое вызывается сокращением мышц, является именно «выдох», а не «вдох», в отличие от человека и животных, у которых все наоборот.

Ритм дыхательных движений может быть различным и зависит от множества факторов, например, от температуры: у кобылки Melanoplus при 27 градусах осуществляется 25,6 дыхательных движений в минуту, а при 9 градусах их всего 9. Перед многие усиливают свое дыхание, а во время него вдохи и выдохи часто приостанавливаются. У медоносной пчелы в состоянии покоя наблюдается 40 дыхательных движений, а при работе - 120.

Некоторые исследователи пишут, что, несмотря на наличие дыхательных движений, у насекомых отсутствуют типичные вдохи и выдохи. С этим можно согласиться, учитывая особенности ряда таксонов. Так, у саранчи воздух входит в тело через передние пары и выходит через задние, что создает отличия от «обычного» дыхания. Кстати, у этого же насекомого при повышенном содержании углекислоты воздух в может начать перемещаться в обратном направлении: втягиваться через брюшные и выходить через .

Как дышат водные насекомые

У насекомых, обитающих в воде, дыхание осуществляется двумя способами. Это зависит от того, какое строение имеет их .

Многие из водных организмов имеют закрытую , в которой не функционируют . Она замкнута, и в ней нет «выходов» наружу. Дыхание осуществляется при помощи - выростов тела, в которые входят и обильно разветвляются . Тонкие трахеолы настолько близко подходят к поверхности , что через них начинает диффундировать кислород. Это и позволяет некоторым насекомым, обитающим в воде ( и ручейников, веснянок, поденок, стрекоз) осуществлять газообмен. При переходе их к наземному существованию (превращении в ) редуцируются, а из закрытой превращается в открытую.

В других случаях дыхание водных насекомых осуществляется атмосферным воздухом. У таких насекомых имеется открытая . Они набирают воздух через , всплывая к поверхности, а затем опускаются под воду до тех пор, пока его не израсходуют. В связи с этим, у них имеются две особенности строения:

Возможны и другие особенности. Например, у жука-плавунца находятся на заднем конце тела. Когда ей необходимо «сделать вдох», она подплывает к поверхности, принимает вертикальное положение «вниз головой» и выставляет наружу часть, где расположены .

Интересно дыхание взрослых плавунцов. У них имеются развитые , с боковых сторон подгибающиеся в направлении вниз и внутрь, к телу. В результате при всплывании к поверхности при сложенных надкрыльях жук захватывает пузырек воздуха, который попадает в подэлитральное пространство. Туда же открываются . Таким образом плавунец и возобновляет запасы кислорода. Плавунец рода Dyliscusмежду всплываниями может находиться под водой 8 минут, Hyphidrus около 14 минут, Hydroporus- до получаса. После первых заморозков подо льдом жуки также сохраняют свою жизнеспособность. Они находят воздушные пузырьки под водой и проплывают над ними так, чтобы «забрать» их под .

У водолюба запасание воздуха происходит между волосками, расположенными на брюшной части тела. Они не смачиваются, поэтому между ними формируется запас воздуха. Когда насекомое плывет под водой, его вентральная часть выглядит серебристой из-за воздушной «подушки».

У водных насекомых, дышащих атмосферным воздухом, те небольшие запасы кислорода, которые они захватывают с поверхности, должны очень быстро расходоваться, но этого не происходит. Почему? Дело в том, что из воды в воздушные пузырьки диффундирует кислород, и из них же в воду частично уходит углекислый газ. Таким образом, забирая под воду воздух, насекомое получает запас кислорода, который какое-то время сам собой пополняется. Процесс сильно зависит от температуры. Например, клоп Pleaможет жить в кипяченой воде 5-6 часов при теплой температуре и 3 дня при холодной.

Во всех перечисленных случаях имеет место кожное дыхание. Насекомые дышат всей поверхностью тела (первые возраста

). По бокам тела находится до 10 пар, иногда меньше, дыхалец, или стигм: они лежат на средне - и заднегруди и на 8 члениках брюшка.

Стигмы часто снабжены особыми замыкательными аппаратами и ведут каждая в короткий поперечный канал, а все поперечные каналы соединены между собой парой (или больше) главных продольных трахейных стволов. От стволов берут начало более тонкие трахеи, ветвящиеся многократно, и опутывающие своими разветвлениями все органы. Заканчивается каждая трахея концевой клеткой с радиально расходящимися отростками, пронизанными конечными канальцами трахеи ( рис. 341). Концевые веточки этой клетки (трахеолы) проникают даже внутрь отдельных клеток тела.

Иногда трахеи образуют местные расширения, или воздушные мешки, которые служат у наземных насекомых для улучшения вентиляции воздуха в трахейной системе, а у водных, вероятно, в качестве резервуаров, увеличивающих запас воздуха в теле животного.

Трахеи возникают у зародыша насекомых в виде глубоких впячиваний эктодермы; как и остальные эктодермальные образования, они выстланы кутикулой ( рис. 341). В поверхностном слое последней образуется спиральное утолщение, придающее трахее эластичность и препятствующее спадению стенок.

В простейших случаях поступление кислорода в трахейную систему и удаление из нее углекислого газа происходит путем диффузии через постоянно открытые стигмы. Это наблюдается, однако, только у малоактивных насекомых, обитающих в условиях повышенной влажности.

Активизация поведения и переход к обитанию в засушливых биотопах значительно усложняют механизм дыхания. Возрастающая потребность организма в кислороде обеспечивается появлением специальных дыхательных движений, состоящих из расслабления и сжимания брюшка. При этом происходит вентилирование трахейных мешков и основных трахейных стволов. Образование замыкательных аппаратов на стигмах снижает потери воды в процессе дыхания. Так как скорость диффузии паров воды ниже, чем кислорода, то при кратковременном открывании стигм кислород успевает проникнуть в трахейную систему, а потери воды оказываются минимальными.

У многих живущих в воде личинок насекомых (например, стрекоз, поденок и др.) трахейная система является замкнутой, т. е. стигмы отсутствуют, тогда как сама трахейная сеть налицо. У таких форм кислород диффундирует из воды через трахейные жабры, пластинчатые или кустистые, тонкостенные выросты тела, пронизанные богатой сетью трахей ( рис. 342). Чаще всего трахейные жабры сидят по бокам части члеников брюшка (личинки поденок). Кислород поступает через тонкие покровы жабр, попадает в трахеи и затем разносится по телу.

Во время превращения жабродышащих личинок во взрослое насекомое, живущее на суше, жабры исчезают, а стигмы открываются и трахейная система из замкнутой переходит в открытую.

Важная физиологическая особенность дыхательной системы насекомых состоит в следующем. Обыкновенно кислород воспринимается животным в определенных участках его тела и оттуда разносится кровью по всему организму. У насекомых же воздухоносные трубочки пронизывают все тело и доставляют кислород прямо к местам его потребления, т. е. к тканям и клеткам, как бы заменяя собой кровеносные сосуды.

Строение трахейной системы. Дыхание насекомых осуществляется через систему трахей, распространенных по всему телу, реже - через поверхность кожных покровов. Трахеи представлены полыми трубками, выстланными хитином в виде спиральных утолщений, препятствующих спаданию трахей при движении и изгибах тела. Трахеи разветвляются на мельчайшие капилляры - трахеолы диаметром менее 1 мкм, доставляющие кислород воздуха непосредственно к тканям и клеткам тела.

Дыхание. Поступление воздуха в трахейную систему происходит чаще всего активно, с помощью дыхательных движений. При этом те или иные дыхальца открываются или закрываются, выполняя вдох или выдох. Ритм дыхательных движений зависит от вида насекомого, его состояния и внешних условий. Так, медоносная пчела в покое совершает около 40 дыхательных движений в 1 мин, а в движении - до 120; у некоторых саранчовых увеличение их числа от 6 до 26 и более происходит при повышении температуры среды от 0 °С до 27 °С и выше.

У многих видов насекомых воздух вдыхается через грудные и выдыхается через брюшные дыхальца. Ритм работы дыхалец связан с дыхательными движениями брюшка; при повышении и понижении давления воздуха, вызываемых этими движениями, одни дыхальца открываются наружу, другие - внутрь тела насекомого. Однако под влиянием больших доз углекислого газа, различных ядов, а иногда и без видимых причин циркуляция воздуха может измениться, т. е. он начинает поступать через брюшные дыхальца и выходить через грудные. Кроме этого, при повышении содержания углекислого газа и недостатке кислорода в окружающей среде дыхальца остаются открытыми более продолжительное время, в связи с чем фумигация помещения против вредителей будет более эффективной.

Дыхание представляет собой окислительный процесс, идущий за счет потребления кислорода и выделения углекислоты. Процесс окисления идет при участии окислительных ферментов - оксидаз и сопровождается постепенным расщеплением молекул расходуемых соединений - углеводов, жиров, белков - и выделением энергии. Расщепление этих соединений в конечном счете завершается образованием углекислого газа и воды, а для белков еще и появлением продуктов распада, связываемых в более безопасные для организма соединения типа мочевины и ее солей.

Таким образом, дыхание сопровождается газообменом. Процесс газообмена характеризуется дыхательным коэффициентом (ДК), представляющим отношение выделенного углекислого газа к общему количеству поглощенного кислорода. По этому показателю можно судить, какие вещества используются в данный момент в качестве источника энергии. При окислении углеводов ДК = 1, при использовании менее окисленных соединений жиров ДК снижается до 0,7, а белков - до 0,77-0,82. Например, при голодании тараканов ДК снижается до 0,65-0,85, что соответствует преимущественному расходованию ранее запасенных жиров.

Другие формы дыхания. Дыхание водных насекомых происходит как за счет атмосферного воздуха, так и за счет использования воздуха, растворенного в воде. Так, жуки-плавунцы, живя в воде, дышат за счет атмосферного воздуха, запасенного под надкрыльями на конце брюшка, и время от времени поднимаются на поверхность для возобновления его запасов. Жуки из рода радужниц добывают атмосферный воздух из воздухоносных сосудов водных растений.

При использовании воздуха, растворенного в воде, насекомые дышат с помощью жабр. Жабры представлены наружными ветвистыми или пластинчатыми образованиями, находящимися на месте отсутствующих дыхалец. Они развиты у личинок поденок, стрекоз, ручейников, некоторых двукрылых. У личинок разнокрылых стрекоз жабры ректальные, т. е. являются внутренними органами и находятся в прямой кишке.

Температура тела. Насекомые относятся к животным с непостоянной температурой тела. Она зависит от интенсивности процессов образования тепла и его отдачи. Источниками образования тепла у насекомых являются, с одной стороны, процессы обмена веществ в организме, сопровождающиеся выделением тепловой энергии, и лучистая энергия солнца или нагретый им воздух - с другой.

По данным И. Д. Стрельникова, температура тела насекомых, находящихся в покое и не подвергающихся облучению солнцем, примерно равна температуре окружающей среды. В связи с тем, что температурный оптимум для многих видов колеблется около 20...35 °С, насекомые могут в известных пределах регулировать температуру тела за счет изменения мышечной активности (движение, полет) или передвижения на более нагретые или прохладные участки, иногда за счет изменения позы. Известное значение в регуляции температуры тела могут иметь испарение воды с поверхности кожных покровов и вентиляция трахей, особенно с помощью воздушных мешков.