Atmungssystem von Insekten. Wie atmen Wasserinsekten? Wie atmen Insekten?

Bevor Sie bei Regenwetter das Haus verlassen, müssen Sie Ihre Schuhe mit einem Hydrophobiermittel einsprühen. Bei starker Verschmutzung empfehlen wir, Schuhe mit speziellen Mitteln zu waschen. Als solches Reinigungsmittel können Sie ein Reinigungsmittel für fettiges Leder verwenden, diese Substanz hilft nicht nur, Ihre Schuhe oder Lederkleidung schneller zu reinigen, sondern bedeckt sie auch mit den notwendigen Substanzen für einen weiteren Schutz ....

Nahrungsergänzungsmittel, die für Stärke bestimmt sind, werden normalerweise von Ärzten verschrieben oder sind möglicherweise nicht verschreibungspflichtig – es hängt von der Art der aktiven Chemikalie ab, die sie in Schach halten. Vom Arzt verschriebene Dosierungen gelten als wirksamer, trotzdem sollte Ihre Formulierung, wenn sie weitestgehend nicht eingenommen wird, obwohl sie Sildenafil umgibt, auch geben…

Es gibt 4 Entwicklungsstadien von Hummeln: Ei, Larve, Puppe, Imago (Erwachsener). Im Frühjahr fliegt das überwinterte und befruchtete Weibchen aus ihrem Unterschlupf und ernährt sich mehrere Wochen lang aktiv, um sich auf das Nisten vorzubereiten. Wenn die Eier in den Eierstöcken des Weibchens zu reifen beginnen, sucht es nach einem Platz für das Nest, fliegt über den Boden und sieht sich sorgfältig um. Das Richtige finden …

Treffen Sie Watson und Kiko, zwei Golden Retriever, die sich ein Leben ohne den gutmütigen Kater Harry nicht vorstellen können. Und Harry betrachtet diese beiden Hunde auch als seine besten Freunde. Alle drei leben in absoluter Harmonie und lieben es, eng aneinander geschmiegt ein Nickerchen zu machen. Ihr Besitzer ist ein 23-jähriges Mädchen, das eine persönliche Seite für drei Freunde gestartet hat ...

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Hunde doppelt so viele Neuronen wie Katzen in der Großhirnrinde haben, die für das Denken, komplexes Verhalten und Planen verantwortlich ist. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Frontiers in Neuroanatomy veröffentlicht. Die Experten verglichen auch die Gehirne von Katzen, Hunden, Löwen, Braunbären, Waschbären und Frettchen. Es stellte sich heraus, dass bei Hunden in der Rinde ...

Im Zoo von Tscheljabinsk lernte der Fuchs Maya, den Spinner zu drehen. Zoomitarbeiter filmten das Tier beim Spielen mit dem Spielzeug und veröffentlichten es auf der offiziellen Seite des Zoos auf Instagram und VKontakte. Das Video zeigt, wie sich eine Frau mit einem sich drehenden Spinner in der Hand mit einem Fuchs dem Gehege nähert und ein Spielzeug an den Zaun hält. Das Tier in seiner...

Hummeln sind soziale Insekten. Sie leben fast wie alle Bienen in Familien, die bestehen aus: großen Zuchtköniginnen, kleineren Arbeiterhummeln, Männchen. In Abwesenheit einer Königin können auch arbeitende Weibchen Eier legen. Normalerweise lebt eine Hummelfamilie nur 1 Jahr: vom Frühling bis zum Herbst. Sie ist viel kleiner als eine Biene, hat aber trotzdem ...

Hummeln bauen ihre Nester unterirdisch, auf dem Boden und über der Erde. Unterirdische Nester Die meisten Hummelarten nisten unterirdisch. Sie nisten in den Höhlen verschiedener Nagetiere und Maulwurfshügel. Es ist bekannt, dass der Geruch von Mäusen Hummelweibchen anlockt. Im Nerz von Nagetieren befindet sich Material zum Erwärmen des Hummelnests: Wolle, trockenes Gras und andere ähnliche Materialien. ZU…

zeige alles

Der Atmungsvorgang bei Landinsekten

In den einfachsten Fällen

In Trockenbiotopen

Das Video zeigt den Vorgang des Atmens bei einer Gottesanbeterin

Die Arbeit der Schließvorrichtungen reduziert den Wasserverlust beim Atmen. (Video)

Bei Atembewegungen entfernen sie sich voneinander und nähern sich einander an, bei Hymenopteren machen sie auch Teleskopbewegungen, das heißt, die Ringe werden beim „Ausatmen“ ineinander gezogen und beim „Einatmen“ gerade. Gleichzeitig ist die aktive Atembewegung, die durch die Muskelkontraktion hervorgerufen wird, gerade „Ausatmen“ und nicht „Einatmen“, im Gegensatz zu Mensch und Tier, wo das Gegenteil der Fall ist.

Der Rhythmus der Atembewegungen kann unterschiedlich sein und hängt von vielen Faktoren ab, zum Beispiel von der Temperatur: Beim Melanoplus-Stutfohlen werden bei 27 Grad 25,6 Atembewegungen pro Minute ausgeführt, bei 9 Grad sind es nur 9. Vorher intensivieren viele ihre Atmung , und währenddessen hört das Ein- und Ausatmen oft auf. Eine Honigbiene hat 40 Atemzüge in Ruhe und 120 bei der Arbeit.

Einige Forscher schreiben, dass Insekten trotz Atembewegungen keine typischen Ein- und Ausatmungen haben. Dem können wir unter Berücksichtigung der Besonderheiten einiger Taxa zustimmen. Daher tritt bei Heuschrecken Luft durch die vorderen Dämpfe in den Körper ein und tritt durch die hinteren aus, was Unterschiede zur "normalen" Atmung schafft. Übrigens kann sich bei demselben Insekt mit einem erhöhten Kohlendioxidgehalt die Luft in die entgegengesetzte Richtung bewegen: Sie kann durch den Bauch eingezogen und durch ihn herausgezogen werden.

Wie atmen Wasserinsekten?

Bei Insekten, die im Wasser leben, erfolgt die Atmung auf zwei Arten. Es kommt darauf an, welche Struktur sie haben.

Viele der Wasserorganismen sind geschlossen, in denen sie nicht funktionieren. Es ist geschlossen, und es gibt darin keine „Ausgänge“ nach außen. Das Atmen ist erledigt - Auswüchse des Körpers, die reichlich eintreten und sich verzweigen. Dünne Tracheolen kommen der Oberfläche so nahe, dass Sauerstoff beginnt, durch sie zu diffundieren. Dadurch können einige im Wasser lebende Insekten (und Köcherfliegen, Steinfliegen, Eintagsfliegen, Libellen) einen Gasaustausch durchführen. Bei ihrem Übergang in ein irdisches Dasein (Verwandlung in) werden sie reduziert, und aus einem geschlossenen wird ein offenes.

In anderen Fällen erfolgt die Atmung von Wasserinsekten durch atmosphärische Luft. Solche Insekten haben eine Öffnung. Sie saugen Luft ein, schwimmen an die Oberfläche und sinken dann unter Wasser, bis sie aufgebraucht ist. Dabei weisen sie zwei strukturelle Merkmale auf:

Andere Merkmale sind ebenfalls möglich. Bei einem schwimmenden Käfer befinden sie sich beispielsweise am hinteren Ende des Körpers. Wenn sie "Luft holen" muss, schwimmt sie an die Oberfläche, nimmt eine vertikale Position "kopfüber" ein und legt den Teil frei, an dem sie sich befinden.

Interessant ist die Atmung erwachsener Schwimmer. Sie haben sich von den Seiten nach unten und innen zum Körper hin entwickelt. Infolgedessen fängt der Käfer beim Aufschwimmen mit gefalteten Flügeldecken eine Luftblase ein, die in den subelytralen Raum eintritt. Dort öffnen sie. Somit erneuert der Schwimmer die Sauerstoffversorgung. Ein Schwimmer der Gattung Dyliscus kann zwischen den Aufstiegen 8 Minuten unter Wasser bleiben, Hyphidrus etwa 14 Minuten, Hydroporus bis zu einer halben Stunde. Auch nach dem ersten Frost unter dem Eis behalten die Käfer ihre Lebensfähigkeit. Sie finden Luftblasen unter Wasser und schwimmen darüber, um sie darunter zu „pflücken“.

Im Wasser erfolgt die Speicherung von Luft zwischen den Haaren, die sich auf dem Bauchteil des Körpers befinden. Sie werden nicht benetzt, sodass zwischen ihnen eine Luftzufuhr entsteht. Wenn ein Insekt unter Wasser schwimmt, erscheint seine Bauchseite durch das Luftpolster silbrig.

Bei Wasserinsekten, die atmosphärische Luft atmen, sollten die kleinen Sauerstoffreserven, die sie von der Oberfläche aufnehmen, sehr schnell aufgebraucht werden, was jedoch nicht geschieht. Warum? Tatsache ist, dass Sauerstoff aus dem Wasser in die Luftbläschen diffundiert und Kohlendioxid teilweise aus ihnen ins Wasser entweicht. Wenn das Insekt Luft unter Wasser aufnimmt, erhält es Sauerstoff, der sich für einige Zeit wieder auffüllt. Der Prozess ist stark temperaturabhängig. Beispielsweise kann der Plea-Käfer bei warmen Temperaturen 5-6 Stunden und bei kalten Temperaturen 3 Tage in abgekochtem Wasser überleben.

In all diesen Fällen tritt Hautatmung auf. Insekten atmen die gesamte Körperoberfläche (die ersten Stadien

). An den Seiten des Körpers befinden sich bis zu 10 Paare, manchmal weniger, Stigmen oder Narben: Sie liegen am Meso- und Metathorax und an 8 Segmenten des Hinterleibs.

Die Narben sind oft mit speziellen Verschlussvorrichtungen ausgestattet und münden jeweils in einen kurzen Querkanal, und alle Querkanäle sind durch ein Paar (oder mehrere) der Tracheal-Längsstämme miteinander verbunden. Dünnere Luftröhren gehen von den Stämmen aus, verzweigen sich viele Male und verwickeln alle Organe mit ihren Ästen. Jede Luftröhre endet mit einer Endzelle mit radial divergierenden Prozessen, die von den Endröhrchen der Luftröhre durchbohrt werden (Abb. 341). Die Endäste dieser Zelle (Tracheolen) dringen sogar in einzelne Körperzellen ein.

Manchmal bilden die Tracheen lokale Fortsätze oder Luftsäcke, die bei Landinsekten zur Verbesserung der Luftzirkulation im Trachealsystem und bei Wasserinsekten wahrscheinlich als Reservoir dienen, das die Luftzufuhr im Körper des Tieres erhöht.

Luftröhren entstehen im Embryo von Insekten in Form tiefer Ausstülpungen des Ektoderms; wie die übrigen ektodermalen Formationen sind sie mit einer Kutikula ausgekleidet (Abb. 341). In der Oberflächenschicht der letzteren bildet sich eine spiralförmige Verdickung, die der Luftröhre Elastizität verleiht und ein Abfallen der Wände verhindert.

Im einfachsten Fall gelangt Sauerstoff in das Trachealsystem und Kohlendioxid wird ihm durch Diffusion durch ständig offene Narben entzogen. Dies wird jedoch nur bei inaktiven Insekten beobachtet, die unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit leben.

Die Aktivierung des Verhaltens und der Übergang zum Leben in Trockenbiotopen erschweren den Atmungsmechanismus erheblich. Der zunehmende Sauerstoffbedarf des Körpers wird durch das Auftreten spezieller Atembewegungen gedeckt, die aus Entspannung und Kontraktion des Bauches bestehen. In diesem Fall werden die Luftröhrensäcke und die Trachealhauptstämme beatmet. Die Ausbildung von Verschlussapparaten an Narben reduziert den Wasserverlust bei der Atmung. Da die Diffusionsgeschwindigkeit von Wasserdampf geringer ist als die von Sauerstoff, hat Sauerstoff bei kurzzeitiger Öffnung der Narben Zeit, in das Trachealsystem einzudringen, und die Wasserverluste sind minimal.

Bei vielen im Wasser lebenden Insektenlarven (z. B. Libellen, Eintagsfliegen usw.) ist das Trachealsystem geschlossen, dh es gibt keine Narben, während das Trachealnetz selbst vorhanden ist. Bei solchen Formen diffundiert Sauerstoff aus dem Wasser durch die Luftröhrenkiemen, lamellare oder buschige, dünnwandige Auswüchse des Körpers, die von einem reichen Netz von Luftröhren durchzogen sind (Abb. 342). Am häufigsten sitzen die Trachealkiemen an den Seiten eines Teils der Bauchsegmente (Eintagsfliegenlarven). Sauerstoff tritt durch die dünnen Abdeckungen der Kiemen ein, dringt in die Luftröhre ein und breitet sich dann im Körper aus.

Bei der Umwandlung der kiemenatmenden Larve in ein ausgewachsenes, an Land lebendes Insekt verschwinden die Kiemen, die Narben öffnen sich und das Luftröhrensystem ändert sich von geschlossen zu offen.

Ein wichtiges physiologisches Merkmal des Atmungssystems von Insekten ist wie folgt. Normalerweise wird Sauerstoff von einem Tier in bestimmten Teilen seines Körpers wahrgenommen und von dort durch das Blut durch den Körper transportiert. Bei Insekten durchziehen die Luftschläuche den gesamten Körper und liefern Sauerstoff direkt an die Orte seines Verbrauchs, also an Gewebe und Zellen, als würden sie Blutgefäße ersetzen.

Die Struktur des Trachealsystems. Die Atmung von Insekten erfolgt über das im ganzen Körper verteilte Luftröhrensystem, seltener über die Hautoberfläche. Die Luftröhren sind mit Chitin ausgekleidete Hohlröhren in Form spiralförmiger Verdickungen, die verhindern, dass die Luftröhre bei Bewegung und Beugung des Körpers kollabiert. Die Tracheen verzweigen sich in winzige Kapillaren – Tracheolen mit einem Durchmesser von weniger als 1 Mikrometer, die den Luftsauerstoff direkt an die Gewebe und Zellen des Körpers liefern.

Der Atem. Der Luftstrom in das Trachealsystem erfolgt meistens aktiv mit Hilfe von Atembewegungen. In diesem Fall öffnen oder schließen sich bestimmte Atemlöcher und führen eine Ein- oder Ausatmung durch. Der Rhythmus der Atembewegungen hängt von der Insektenart, ihrem Zustand und den äußeren Bedingungen ab. Eine ruhende Honigbiene macht also in 1 Minute etwa 40 Atembewegungen und in Bewegung - bis zu 120; Bei einigen Acridoiden steigt ihre Anzahl von 6 auf 26 oder mehr, wenn die Umgebungstemperatur von 0 ° C auf 27 ° C und darüber steigt.

Bei vielen Insektenarten wird Luft durch den Brustkorb eingeatmet und durch die ventralen Stigmen ausgeatmet. Der Rhythmus der Stigmen ist mit den Atembewegungen des Bauches verbunden; Bei einer durch diese Bewegungen verursachten Zunahme und Abnahme des Luftdrucks öffnen sich einige Luftlöcher nach außen, andere - im Körper des Insekts. Unter dem Einfluss großer Dosen Kohlendioxid, verschiedener Gifte und manchmal ohne ersichtlichen Grund kann sich die Luftzirkulation jedoch ändern, dh sie beginnt durch die Bauchlöcher einzudringen und durch die Brust auszutreten. Darüber hinaus bleiben die Luftlöcher bei einem Anstieg des Kohlendioxids und Sauerstoffmangel in der Umgebung länger offen, wodurch die Begasung der Räumlichkeiten gegen Schädlinge wirksamer wird.

Die Atmung ist ein oxidativer Prozess, bei dem Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxid freigesetzt wird. Der Oxidationsprozess findet unter Beteiligung oxidativer Enzyme - Oxidasen - statt und wird von einem allmählichen Abbau der Moleküle verzehrbarer Verbindungen - Kohlenhydrate, Fette, Proteine ​​- und der Freisetzung von Energie begleitet. Der Abbau dieser Verbindungen endet schließlich mit der Bildung von Kohlendioxid und Wasser, bei Proteinen auch mit dem Auftreten von Zerfallsprodukten, die in für den Körper sicherere Verbindungen wie Harnstoff und seine Salze gebunden sind.

Somit wird die Atmung von einem Gasaustausch begleitet. Der Prozess des Gasaustauschs wird durch den Respirationskoeffizienten (RC) charakterisiert, der das Verhältnis des freigesetzten Kohlendioxids zur Gesamtmenge des aufgenommenen Sauerstoffs darstellt. Anhand dieses Indikators kann man beurteilen, welche Stoffe derzeit als Energiequelle genutzt werden. Wenn Kohlenhydrate oxidiert werden, ist DC = 1, wenn weniger oxidierte Fettverbindungen verwendet werden, sinkt DC auf 0,7 und Proteine ​​auf 0,77-0,82. Zum Beispiel sinkt DC während des Aushungerns von Kakerlaken auf 0,65-0,85, was dem überwiegenden Verbrauch von zuvor gespeicherten Fetten entspricht.

Andere Formen der Atmung Die Atmung von Wasserinsekten erfolgt sowohl durch atmosphärische Luft als auch durch die Verwendung von in Wasser gelöster Luft. So atmen schwimmende Käfer, die im Wasser leben, durch atmosphärische Luft, die unter den Flügeldecken am Ende des Bauches gespeichert ist, und steigen von Zeit zu Zeit an die Oberfläche, um ihre Reserven zu erneuern. Käfer der Gattung Iris entziehen den luftführenden Gefäßen von Wasserpflanzen atmosphärische Luft.

Bei Verwendung von in Wasser gelöster Luft atmen Insekten mit Hilfe von Kiemen. Die Kiemen werden durch äußere verzweigte oder lamellare Formationen dargestellt, die sich an der Stelle der fehlenden Stigmen befinden. Sie werden in den Larven von Eintagsfliegen, Libellen, Köcherfliegen und einigen Diptera entwickelt. Bei Libellenlarven sind die Kiemen rektal, dh sie sind innere Organe und befinden sich im Rektum.

Körpertemperatur. Insekten sind Tiere mit variabler Körpertemperatur. Sie hängt von der Intensität der Prozesse der Wärmeerzeugung und ihrer Rückführung ab. Die Quellen der Wärmeerzeugung bei Insekten sind zum einen Stoffwechselvorgänge im Körper, begleitet von der Freisetzung von Wärmeenergie, und zum anderen die Strahlungsenergie der Sonne bzw. der von ihr erwärmten Luft.

Laut I. D. Strelnikov ist die Körpertemperatur von Insekten in Ruhe und ohne Sonneneinstrahlung ungefähr gleich der Umgebungstemperatur. Da das Temperaturoptimum bei vielen Arten um 20–35 °C schwankt, können Insekten in gewissen Grenzen die Körpertemperatur regulieren, indem sie die Muskelaktivität (Bewegung, Flucht) verändern oder sich in wärmere oder kühlere Bereiche aufhalten, teilweise über einen Haltungswechsel hinaus Konto. Die Verdunstung von Wasser von der Hautoberfläche und die Belüftung der Luftröhre, insbesondere mit Hilfe von Luftsäcken, können bei der Regulierung der Körpertemperatur von bekannter Bedeutung sein.