Sistem pernapasan serangga. Bagaimana serangga air bernafas Bagaimana serangga bernafas?

Sebelum meninggalkan rumah dalam cuaca hujan, Anda perlu menyemprotkan sepatu Anda dengan zat hidrofobik. Jika sangat kotor, kami sarankan untuk mencuci sepatu dengan bahan khusus. Sebagai pembersih seperti itu, Anda dapat menggunakan pembersih untuk kulit berminyak, zat ini tidak hanya akan membantu membersihkan sepatu atau pakaian kulit Anda lebih cepat, tetapi juga menutupinya dengan zat yang diperlukan untuk perlindungan lebih lanjut ....

Suplemen yang dimaksudkan untuk kekuatan biasanya diresepkan oleh ahli kesehatan atau mungkin eksklusif dari resep-itu tergantung pada jenis bahan kimia dinamis yang mereka periksa. Dosis yang diresepkan dokter ada diyakini lebih efektif, meskipun demikian, jika formulasi Anda sering tidak dikonsumsi, meskipun mengandung sildenafil, juga harus memberikan…

Ada 4 tahap perkembangan lebah: Telur, Larva, Pupa, Imago (dewasa). Di musim semi, betina yang terlalu dingin dan dibuahi terbang keluar dari tempat berlindungnya dan secara aktif memberi makan selama beberapa minggu, bersiap untuk bersarang. Ketika telur mulai matang di indung telur betina, dia mencari tempat untuk bersarang, terbang di atas tanah dan dengan hati-hati melihat sekeliling. Menemukan yang tepat…

Temui Watson dan Kiko, dua anjing golden retriever yang tidak bisa membayangkan hidup tanpa kucing Harry yang baik hati. Dan Harry pun menganggap kedua anjing ini sebagai sahabatnya. Ketiganya hidup dalam harmoni yang mutlak dan suka tidur siang, saling menempel erat. Pemiliknya adalah seorang gadis berusia 23 tahun yang memulai halaman pribadi untuk tiga teman ...

Para ilmuwan telah menemukan bahwa anjing memiliki neuron dua kali lebih banyak daripada kucing di korteks serebral, yang bertanggung jawab untuk berpikir, perilaku kompleks, dan perencanaan. Hasil penelitian tersebut dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Frontiers in Neuroanatomy. Para ahli juga membandingkan otak kucing, anjing, singa, beruang coklat, rakun, dan musang. Ternyata pada anjing di gonggongan ...

Di kebun binatang Chelyabinsk, rubah Maya belajar memutar pemintal. Staf kebun binatang memfilmkan hewan yang bermain dengan mainan itu dan mempostingnya di halaman resmi kebun binatang di Instagram dan VKontakte. Video menunjukkan bagaimana seorang wanita dengan pemintal berputar di tangannya mendekati kandang dengan rubah dan mengulurkan mainan ke pagar. Hewan itu, di...

Lebah adalah serangga sosial. Hampir seperti semua lebah, mereka hidup dalam keluarga yang terdiri dari: ratu pembiakan besar, lebah pekerja kecil, jantan. Dengan tidak adanya ratu, betina yang bekerja juga dapat bertelur. Biasanya keluarga lebah hanya hidup 1 tahun: dari musim semi hingga musim gugur. Ini jauh lebih kecil dari lebah, tetapi masih memiliki ...

Lebah membangun sarang mereka di bawah tanah, di tanah, dan di atas tanah. Sarang Bawah Tanah Sebagian besar spesies lebah bersarang di bawah tanah. Mereka bersarang di liang berbagai hewan pengerat dan sarang tikus tanah. Diketahui bahwa bau tikus menarik lebah betina. Di cerpelai tikus ada bahan untuk menghangatkan sarang lebah: wol, rumput kering, dan bahan serupa lainnya. KE…

tunjukkan semua

Proses respirasi pada serangga darat

Dalam kasus yang paling sederhana

Dalam biotop kering

Video tersebut mendemonstrasikan proses bernafas pada belalang sembah

Pekerjaan menutup perangkat mengurangi hilangnya air dalam proses pernapasan. (video)

Selama gerakan pernapasan, mereka menjauh satu sama lain dan mendekati satu sama lain, dan di Hymenoptera mereka juga membuat gerakan teleskopik, yaitu, cincin ditarik satu sama lain selama "mengembuskan napas" dan diluruskan selama "inspirasi". Pada saat yang sama, gerakan pernapasan aktif, yang disebabkan oleh kontraksi otot, justru "menghembuskan napas", dan bukan "menghirup", berbeda dengan manusia dan hewan, di mana yang terjadi adalah sebaliknya.

Ritme gerakan pernapasan bisa berbeda dan tergantung pada banyak faktor, misalnya, pada suhu: di Melanoplus filly pada 27 derajat, 25,6 gerakan pernapasan per menit dilakukan, dan pada 9 derajat hanya ada 9. Sebelum banyak yang mengintensifkan pernapasan mereka , dan selama itu inhalasi dan pernafasan sering berhenti. Lebah madu memiliki 40 napas saat istirahat dan 120 napas saat bekerja.

Beberapa peneliti menulis bahwa, meskipun ada gerakan pernapasan, serangga tidak memiliki inhalasi dan pernafasan yang khas. Kita bisa setuju dengan ini, dengan mempertimbangkan kekhasan sejumlah taksa. Jadi, pada belalang, udara masuk ke tubuh melalui uap anterior dan keluar melalui posterior, yang menciptakan perbedaan dari pernapasan "biasa". Omong-omong, pada serangga yang sama, dengan peningkatan kandungan karbon dioksida, udara masuk dapat mulai bergerak ke arah yang berlawanan: ia dapat ditarik masuk melalui perut dan keluar melalui.

Bagaimana cara serangga air bernafas?

Pada serangga yang hidup di air, pernapasan dilakukan dengan dua cara. Itu tergantung pada struktur apa yang mereka miliki.

Banyak organisme akuatik tertutup, di mana mereka tidak berfungsi. Itu tertutup, dan tidak ada "keluar" ke luar di dalamnya. Pernapasan dilakukan dengan - pertumbuhan luar tubuh, yang masuk dan bercabang banyak. Trakeol tipis datang begitu dekat ke permukaan sehingga oksigen mulai berdifusi melaluinya. Hal ini memungkinkan beberapa serangga yang hidup di air (dan caddisflies, stoneflies, mayflies, capung) untuk melakukan pertukaran gas. Setelah transisi mereka ke keberadaan terestrial (berubah menjadi), mereka direduksi, dan dari yang tertutup berubah menjadi yang terbuka.

Dalam kasus lain, respirasi serangga air dilakukan oleh udara atmosfer. Serangga semacam itu memiliki celah. Mereka mengambil udara melalui, mengambang ke permukaan, dan kemudian tenggelam di bawah air sampai habis. Dalam hal ini, mereka memiliki dua fitur struktural:

Fitur lain juga dimungkinkan. Misalnya, pada kumbang renang, mereka terletak di ujung posterior tubuh. Ketika dia perlu "mengambil napas", dia berenang ke permukaan, mengambil posisi vertikal "terbalik" dan memperlihatkan bagian di mana mereka berada.

Napas perenang dewasa menarik. Mereka telah berkembang, dari sisi membungkuk ke bawah dan ke dalam, menuju tubuh. Akibatnya, ketika melayang ke permukaan dengan elytra terlipat, kumbang menangkap gelembung udara yang masuk ke ruang subelytral. Mereka buka di sana. Dengan demikian, perenang memperbaharui pasokan oksigen. Perenang dari genus Dyliscus dapat bertahan di bawah air selama 8 menit antara pendakian, Hyphidrus selama sekitar 14 menit, Hydroporus hingga setengah jam. Setelah embun beku pertama di bawah es, kumbang juga mempertahankan kelangsungan hidupnya. Mereka menemukan gelembung udara di bawah air dan berenang di atasnya untuk "mengambil" mereka di bawah.

Di perairan, penyimpanan udara terjadi di antara rambut-rambut yang terletak di bagian perut tubuh. Mereka tidak dibasahi, sehingga pasokan udara terbentuk di antara mereka. Ketika seekor serangga berenang di bawah air, bagian perutnya tampak keperakan karena bantalan udara.

Pada serangga air yang menghirup udara atmosfer, cadangan oksigen kecil yang mereka tangkap dari permukaan harus digunakan dengan sangat cepat, tetapi ini tidak terjadi. Mengapa? Faktanya adalah bahwa oksigen berdifusi dari air ke dalam gelembung udara, dan karbon dioksida sebagian terlepas darinya ke dalam air. Jadi, mengambil udara di bawah air, serangga menerima pasokan oksigen, yang mengisi kembali dirinya sendiri untuk beberapa waktu. Proses ini sangat tergantung pada suhu. Misalnya, kutu Plea dapat hidup dalam air matang selama 5-6 jam pada suhu hangat dan 3 hari pada suhu dingin.

Dalam semua kasus ini, respirasi kulit terjadi. Serangga menghirup seluruh permukaan tubuh (instar pertama

). Di sisi tubuh ada hingga 10 pasang, kadang-kadang kurang, spirakel, atau stigma: mereka terletak di meso- dan metathorax dan pada 8 segmen perut.

Stigma sering dilengkapi dengan alat penutup khusus dan masing-masing mengarah ke saluran melintang pendek, dan semua saluran melintang dihubungkan satu sama lain oleh sepasang (atau lebih) batang trakea longitudinal utama. Trakea yang lebih tipis berasal dari batang, bercabang berkali-kali, dan menjerat semua organ dengan cabangnya. Setiap trakea berakhir dengan sel terminal dengan prosesus divergen radial yang ditembus oleh tubulus terminal trakea (Gbr. 341). Cabang-cabang terminal sel ini (trakeol) menembus bahkan ke dalam sel-sel individual tubuh.

Kadang-kadang trakea membentuk ekstensi lokal, atau kantung udara, yang pada serangga darat berfungsi untuk meningkatkan ventilasi udara dalam sistem trakea, dan pada serangga air, mungkin sebagai reservoir yang meningkatkan suplai udara dalam tubuh hewan.

Trakea muncul pada embrio serangga dalam bentuk tonjolan ektoderm yang dalam; seperti formasi ektodermal lainnya, mereka dilapisi dengan kutikula (Gbr. 341). Pada lapisan permukaan yang terakhir, penebalan spiral terbentuk, yang memberikan elastisitas trakea dan mencegah dinding jatuh.

Dalam kasus yang paling sederhana, oksigen memasuki sistem trakea dan karbon dioksida dikeluarkan darinya melalui difusi melalui stigma yang terus terbuka. Namun, ini diamati hanya pada serangga tidak aktif yang hidup dalam kondisi kelembaban tinggi.

Aktivasi perilaku dan transisi untuk hidup di biotop kering secara signifikan mempersulit mekanisme respirasi. Meningkatnya kebutuhan tubuh akan oksigen disediakan oleh munculnya gerakan pernapasan khusus, yang terdiri dari relaksasi dan kontraksi perut. Dalam hal ini, kantung trakea dan batang trakea utama diberi ventilasi. Pembentukan aparatus penutup pada stigma mengurangi hilangnya air selama respirasi. Karena laju difusi uap air lebih rendah daripada oksigen, ketika stigma dibuka untuk waktu yang singkat, oksigen memiliki waktu untuk menembus ke dalam sistem trakea, dan kehilangan air minimal.

Pada banyak larva serangga yang hidup di air (misalnya, capung, capung, dll.), Sistem trakea tertutup, yaitu, tidak ada stigma, sedangkan jaringan trakea itu sendiri ada. Dalam bentuk seperti itu, oksigen berdifusi dari air melalui insang trakea, pertumbuhan tubuh yang pipih atau lebat, berdinding tipis, ditembus oleh jaringan trakea yang kaya (Gbr. 342). Paling sering, insang trakea duduk di sisi bagian dari segmen perut (larva lalat capung). Oksigen masuk melalui penutup tipis insang, masuk ke trakea dan kemudian menyebar ke seluruh tubuh.

Selama transformasi larva penghirup insang menjadi serangga dewasa yang hidup di darat, insang menghilang, dan stigma terbuka dan sistem trakea berubah dari tertutup menjadi terbuka.

Fitur fisiologis penting dari sistem pernapasan serangga adalah sebagai berikut. Biasanya, oksigen dirasakan oleh hewan di bagian-bagian tertentu dari tubuhnya dan dari sana dibawa oleh darah ke seluruh tubuh. Pada serangga, saluran udara menembus ke seluruh tubuh dan mengantarkan oksigen langsung ke tempat konsumsinya, yaitu ke jaringan dan sel, seolah-olah menggantikan pembuluh darah.

Struktur sistem trakea. Respirasi serangga dilakukan melalui sistem trakea, didistribusikan ke seluruh tubuh, lebih jarang melalui permukaan kulit. Trakea adalah tabung berongga yang dilapisi dengan kitin dalam bentuk spiral penebalan yang mencegah trakea dari runtuh selama gerakan dan membungkuk tubuh. Trakea bercabang menjadi kapiler kecil - trakea dengan diameter kurang dari 1 mikron, mengantarkan oksigen udara langsung ke jaringan dan sel-sel tubuh.

Nafas. Aliran udara ke dalam sistem trakea paling sering terjadi secara aktif, dengan bantuan gerakan pernapasan. Dalam hal ini, spirakel tertentu membuka atau menutup, melakukan inhalasi atau pernafasan. Irama gerakan pernapasan tergantung pada jenis serangga, kondisinya dan kondisi eksternal. Jadi, lebah madu saat istirahat membuat sekitar 40 gerakan pernapasan dalam 1 menit, dan bergerak - hingga 120; di beberapa acridoid, jumlahnya meningkat dari 6 menjadi 26 atau lebih ketika suhu lingkungan naik dari 0 °C menjadi 27 °C dan lebih tinggi.

Pada banyak spesies serangga, udara dihirup melalui toraks dan dihembuskan melalui spirakel ventral. Irama spirakel dikaitkan dengan gerakan pernapasan perut; dengan peningkatan dan penurunan tekanan udara yang disebabkan oleh gerakan ini, beberapa spirakel terbuka ke luar, yang lain - di dalam tubuh serangga. Namun, di bawah pengaruh karbon dioksida dosis besar, berbagai racun, dan kadang-kadang tanpa alasan yang jelas, sirkulasi udara dapat berubah, yaitu, mulai masuk melalui spirakel perut dan keluar melalui dada. Selain itu, dengan peningkatan karbon dioksida dan kurangnya oksigen di lingkungan, spirakel tetap terbuka untuk waktu yang lebih lama, dan oleh karena itu pengasapan tempat terhadap hama akan lebih efektif.

Respirasi adalah proses oksidatif yang terjadi dengan mengkonsumsi oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Proses oksidasi terjadi dengan partisipasi enzim oksidatif - oksidase dan disertai dengan pemecahan bertahap molekul senyawa yang dapat dikonsumsi - karbohidrat, lemak, protein - dan pelepasan energi. Pemecahan senyawa ini akhirnya berakhir dengan pembentukan karbon dioksida dan air, dan untuk protein juga dengan munculnya produk peluruhan yang terikat menjadi senyawa seperti urea dan garamnya yang lebih aman bagi tubuh.

Jadi, respirasi disertai dengan pertukaran gas. Proses pertukaran gas dicirikan oleh koefisien pernapasan (RC), yang mewakili rasio karbon dioksida yang dilepaskan dengan jumlah total oksigen yang diserap. Dengan indikator ini, seseorang dapat menilai zat mana yang saat ini digunakan sebagai sumber energi. Ketika karbohidrat dioksidasi, DC = 1, ketika senyawa lemak yang kurang teroksidasi digunakan, DC turun menjadi 0,7, dan protein - menjadi 0,77-0,82. Misalnya, selama kecoak kelaparan, DC turun menjadi 0,65-0,85, yang sesuai dengan konsumsi utama lemak yang disimpan sebelumnya.

Bentuk pernapasan lainnya Respirasi serangga air terjadi baik karena udara atmosfer dan karena penggunaan udara terlarut dalam air. Jadi, kumbang berenang, yang hidup di air, bernapas karena udara atmosfer yang disimpan di bawah elytra di ujung perut, dan dari waktu ke waktu naik ke permukaan untuk memperbarui cadangannya. Kumbang dari genus iris mengekstrak udara atmosfer dari pembuluh pembawa udara tanaman air.

Saat menggunakan udara yang terlarut dalam air, serangga bernafas dengan bantuan insang. Insang diwakili oleh formasi bercabang atau pipih eksternal yang terletak di tempat spirakel yang hilang. Mereka dikembangkan dalam larva lalat capung, capung, caddisflies, dan beberapa Diptera. Pada larva capung, insangnya berbentuk dubur, yaitu organ dalam dan terletak di dalam rektum.

Suhu tubuh. Serangga adalah hewan dengan suhu tubuh yang bervariasi. Itu tergantung pada intensitas proses pembangkitan panas dan pengembaliannya. Sumber pembangkit panas pada serangga, di satu sisi, proses metabolisme dalam tubuh, disertai dengan pelepasan energi panas, dan energi radiasi matahari atau udara yang dipanaskan olehnya, di sisi lain.

Menurut I. D. Strelnikov, suhu tubuh serangga saat istirahat dan tidak terkena sinar matahari kira-kira sama dengan suhu lingkungan. Karena fakta bahwa suhu optimum untuk banyak spesies berfluktuasi sekitar 20–35 °C, serangga dapat, dalam batas-batas tertentu, mengatur suhu tubuh dengan mengubah aktivitas otot (gerakan, terbang) atau pindah ke daerah yang lebih hangat atau lebih dingin, terkadang di luar perubahan postur. Akun. Penguapan air dari permukaan kulit dan ventilasi trakea, terutama dengan bantuan kantung udara, dapat diketahui penting dalam pengaturan suhu tubuh.