Sistemul respirator al insectelor. Cum respiră insectele acvatice?
Înainte de a părăsi casa pe vreme ploioasă, trebuie să vă pulverizați pantofii cu un agent hidrofob. Dacă pantofii sunt foarte murdari, vă sugerăm să vă spălați pantofii cu substanțe speciale. Ca un astfel de produs, puteți folosi un detergent pentru piele grasă, această substanță vă va ajuta nu numai să vă curățați rapid pantofii sau hainele din piele, ci și să le acoperiți cu substanțele necesare pentru o protecție suplimentară...
Suplimentul destinat pentru putere este de obicei prescris de un profesionist din domeniul sănătății sau poate exclusiv dintr-o rețetă - depinde de tipul de substanță chimică dinamică pe care o țin sub control. Dozele prescrise de medic există considerate mai eficiente, în ciuda acestui fapt, dacă formularea dumneavoastră se întâmplă pe scară largă, deși înconjoară sildenafilul, ar trebui să dea…
Există 4 stadii de dezvoltare a bondarilor: ou, larvă, pupă, imago (adult). Primăvara, femela iernată și fertilizată zboară din adăpostul ei și se hrănește activ timp de câteva săptămâni în pregătirea pentru cuibărit. Când ouăle încep să se maturizeze în ovarele femelei, ea caută un loc pentru un cuib, zburând deasupra solului și privind cu atenție în jur. După ce l-am găsit pe cel potrivit...
Faceți cunoștință cu Watson și Kiko, doi golden retrievers care nu își pot imagina viața fără pisica lor bună, Harry. Și Harry îi consideră și pe acești doi câini ai lui cei mai buni prieteni. Toți trei trăiesc într-o armonie absolută și iubesc să moștenească, strânși unul lângă celălalt. Proprietarul lor este o fată de 23 de ani care a creat o pagină personală pentru trei prieteni...
Oamenii de știință au descoperit că câinii au de două ori mai mulți neuroni decât pisicile în cortexul lor cerebral, care este responsabil pentru gândire, comportament complex și planificare. Rezultatele studiului au fost publicate în jurnal stiintific Frontiere în neuroanatomie. Experții au comparat, de asemenea, creierul pisicilor, câinilor, leilor, urși bruni, ratoni, dihori. S-a dovedit că la câini, în lătrat...
La Grădina Zoologică din Chelyabinsk, vulpea Maya a învățat să învârtească un filator. Angajații grădinii zoologice au filmat animalul distrându-se cu jucăria și au publicat înregistrarea pe pagina oficială a menajeriei pe Instagram și în contact. Videoclipul arată cum o femeie cu o rotiță în mână se apropie de un incintă cu o vulpe și întinde jucăria de gard. Animalul, în felul lui...
Bondarii sunt insecte sociale. Aproape ca toate albinele, ele trăiesc în familii, care constau din: matci fertile mari, bondari muncitori mai mici și masculi. În absența unei matci, femelele care lucrează pot depune și ouă. De obicei, o familie de bondari trăiește doar 1 an: din primăvară până în toamnă. Este mult mai mic decât o albină, dar încă are...
Bondarii își construiesc cuiburile sub pământ, pe pământ și deasupra pământului. Cuibărește sub pământ Majoritatea speciilor de bondari cuibăresc sub pământ. Ei cuibăresc în vizuinile diferitelor rozătoare și dealuri. Se știe că mirosul șoarecilor atrage bondarul feminin. În vizuina de rozătoare există material pentru izolarea cuibului de bondar: lână, iarbă uscată și alte materiale similare. LA…
Arată tot
Procesul de respirație la insectele terestre
În cele mai simple cazuri
intrarea aerului are loc tot timpul, la fel ca și eliminarea dioxid de carbon. În acest mod constant, respirația se realizează la insectele primitive și la speciile inactive care trăiesc în condiții de umiditate ridicată.În biotopurile aride
. La speciile care au trecut la a trăi în biotopuri aride, mecanismul de respirație este ceva mai complicat. La insectele active cu nevoie crescută de oxigen, apar mișcări respiratorii care pompează aer și îl expulzează de acolo. Aceste mișcări constau în încordarea și relaxarea mușchilor, asigurând modificări ale volumului acestuia, ceea ce duce la ventilație și saci de aer.Videoclipul demonstrează procesul de respirație al unei mantis rugătoare
Funcționarea dispozitivelor de închidere reduce pierderile de apă în timpul respirației. (video)
În timpul mișcărilor respiratorii, se îndepărtează unul de celălalt și se apropie, iar în Hymenoptera fac și mișcări telescopice, adică inelele se retrag unul în celălalt în timpul „exhalărilor” și se îndreaptă în timpul „inhalărilor”. În același timp, mișcarea respiratorie activă, care este cauzată de contracția musculară, este tocmai „exhalare” și nu „inhalare”, spre deosebire de oameni și animale, pentru care este adevărat opusul.
Ritmul mișcărilor respiratorii poate fi diferit și depinde de mulți factori, de exemplu, de temperatură: puțul Melanoplus la 27 de grade are 25,6 mișcări respiratorii pe minut, iar la 9 grade sunt doar 9. Înainte, mulți oameni își intensifică respirația, iar în timpul ei inhalările și expirațiile se opresc adesea. O albină are 40 de mișcări respiratorii în repaus și 120 când lucrează.
Unii cercetători scriu că, în ciuda prezenței mișcărilor respiratorii, insectele nu au inhalări și expirații tipice. Putem fi de acord cu acest lucru, ținând cont de caracteristicile unui număr de taxoni. Astfel, la lăcuste, aerul intră în corp prin perechile din față și iese prin perechile din spate, ceea ce creează diferențe față de respirația „normală”. Apropo, la aceeași insectă, cu un conținut crescut de dioxid de carbon, aerul din interior poate începe să se miște în direcția opusă: atras prin abdomen și ieșit prin.
Cum respiră insectele acvatice?
La insectele care trăiesc în apă, respirația are loc în două moduri. Depinde ce structura au.
Multe dintre organismele acvatice au un mediu închis în care nu funcționează. Este închis și nu există „ieșiri” în exterior. Respirația se realizează folosind - excrescente ale corpului in care intra si se ramifica din abundenta. Traheolele subțiri vin atât de aproape de suprafață încât oxigenul începe să difuzeze prin ele. Acest lucru permite unor insecte care trăiesc în apă (și muștele caddis, stoneflies, mayflies, dragonflies) să efectueze schimburi de gaze. În timpul trecerii lor la existența terestră (transformarea în) ele sunt reduse, iar din închise se transformă în deschise.
În alte cazuri, respirația insectelor acvatice se realizează prin aerul atmosferic. Astfel de insecte au o deschidere. Ei iau aer prin, plutesc la suprafață și apoi se scufundă sub apă până se epuizează. În acest sens, ele au două caracteristici structurale:
Alte caracteristici sunt posibile. De exemplu, la gândacul înotător, ele sunt situate la capătul din spate al corpului. Când trebuie să „respiră”, ea înoată la suprafață, ia poziție verticală„cu susul în jos” și expune partea în care .
Respirația înotătorilor adulți este interesantă. Au dezvoltate, aplecându-se în jos și înăuntru spre corp pe laterale. Ca urmare, atunci când plutește la suprafață cu elitrele îndoite, gândacul captează o bulă de aer, care intră în spațiul de sub-elite. Se deschid si acolo. Așa înotătorul își reînnoiește rezervele de oxigen. Înotătorul din genul Dyliscus poate sta sub apă timp de 8 minute între suprafețe, Hyphidrus aproximativ 14 minute și Hydroporus până la jumătate de oră. După primul îngheț, gândacii rămân viabile și sub gheață. Ei găsesc bule de aer sub apă și înoată peste ele, astfel încât să le „ducă” sub apă.
La iubitorul de apă, aerul este stocat între firele de păr situate pe partea ventrală a corpului. Nu sunt umezite, astfel încât între ele se formează o sursă de aer. Când insecta înoată sub apă, partea sa ventrală pare argintie datorită pernei de aer.
La insectele acvatice care respiră aer atmosferic, micile rezerve de oxigen pe care le captează de la suprafață ar trebui consumate foarte repede, dar acest lucru nu se întâmplă. De ce? Faptul este că oxigenul difuzează din apă în bule de aer, iar dioxidul de carbon scapă parțial din acestea în apă. Astfel, luând aer sub apă, insecta primește un aport de oxigen, care este completat de la sine pentru o perioadă de timp. Procesul este foarte dependent de temperatură. De exemplu, bug-ul Plea poate trăi în apă fiartă timp de 5-6 ore la temperaturi calde și 3 zile la temperaturi scăzute.
În toate aceste cazuri, apare respirația pielii. Insectele respiră pe întreaga suprafață a corpului (primele stadii
). Pe părțile laterale ale corpului există până la 10 perechi, uneori mai puține, de spiracole, sau stigmate: se află pe mezo- și metatorax și pe 8 segmente abdominale.
Stigmatele sunt adesea echipate cu dispozitive speciale de închidere și fiecare duc într-un canal transversal scurt, iar toate canalele transversale sunt conectate între ele printr-o pereche (sau mai multe) de trunchiuri traheale longitudinale principale. Traheele mai subțiri provin din trunchi, ramificându-se în mod repetat și încurcând toate organele cu ramurile lor. Fiecare trahee se termină cu o celulă terminală cu procese divergente radial, pătrunsă de tubii terminali ai traheei (Fig. 341). Ramurile terminale ale acestei celule (traheolele) pătrund chiar și în celulele individuale ale corpului.
Uneori, traheea formează expansiuni locale, sau saci de aer, care servesc la insectele terestre pentru a îmbunătăți ventilația aerului în sistemul traheal și la insectele acvatice, probabil ca rezervoare care măresc furnizarea de aer în corpul animalului.
Traheele apar în embrionii de insecte sub formă de invaginări profunde ale ectodermului; ca și alte formațiuni ectodermice, acestea sunt căptușite cu o cuticulă (Fig. 341). În stratul de suprafață al acestuia din urmă se formează o îngroșare în spirală, care conferă elasticitate traheei și împiedică prăbușirea pereților.
În cele mai simple cazuri, intrarea oxigenului în sistemul traheal și îndepărtarea dioxidului de carbon din acesta are loc prin difuzie prin stigmate deschise constant. Acest lucru se observă, însă, numai la insectele inactive care trăiesc în condiții de umiditate ridicată.
Activarea comportamentului și trecerea la viața în biotopuri aride complică semnificativ mecanismul de respirație. Nevoia crescândă de oxigen a organismului este asigurată de apariția unor mișcări respiratorii speciale, constând în relaxare și contracție a abdomenului. În acest caz, sacii traheali și trunchiurile traheale principale sunt ventilate. Formarea dispozitivelor de închidere pe stigmate reduce pierderea de apă în timpul respirației. Deoarece viteza de difuzie a vaporilor de apă este mai mică decât cea a oxigenului, atunci când stigmele sunt deschise pentru o perioadă scurtă de timp, oxigenul are timp să pătrundă în sistemul traheal, iar pierderile de apă sunt minime.
La multe larve de insecte care trăiesc în apă (de exemplu, libelule, efee etc.), sistemul traheal este închis, adică nu există stigmate, în timp ce rețeaua traheală în sine este prezentă. În astfel de forme, oxigenul difuzează din apă prin branhiile traheale, excrescențe lamelare sau stufoase, cu pereți subțiri ale corpului, pătruns de o rețea bogată de trahee (Fig. 342). Cel mai adesea, branhiile traheale se așează pe părțile laterale ale segmentelor abdominale (larvele de efie). Oxigenul intră prin învelișurile subțiri ale branhiilor, intră în trahee și apoi este distribuit în întregul corp.
În timpul transformării larvelor care respiră branhii într-o insectă adultă care trăiește pe uscat, branhiile dispar, stigmatele se deschid și sistemul traheal trece de la închis la deschis.
Caracteristica fiziologică importantă sistemul respirator insecte este după cum urmează. De obicei, oxigenul este perceput de un animal în anumite părți ale corpului său și de acolo este distribuit prin sânge în tot corpul. La insecte, tuburile de aer pătrund în întregul corp și furnizează oxigen direct în locurile de consum, adică în țesuturi și celule, ca și cum ar înlocui vasele de sânge.
Structura sistemului traheal. Insectele respiră printr-un sistem de trahee distribuite pe tot corpul, mai rar prin suprafața pielii. Traheele sunt reprezentate de tuburi goale căptușite cu chitină sub formă de îngroșări spiralate care împiedică prăbușirea traheei în timpul mișcării și îndoirii corpului. Traheele se ramifică în capilare minuscule - traheole cu un diametru mai mic de 1 micron, care furnizează oxigen direct în țesuturile și celulele corpului.
Suflare. Intrarea aerului în sistemul traheal are loc cel mai adesea în mod activ, cu ajutorul mișcărilor respiratorii. În acest caz, anumiți spiraculi se deschid sau se închid, inspirând sau expirând. Ritmul mișcărilor respiratorii depinde de tipul de insectă, de starea acesteia și de condițiile externe. Astfel, o albină în repaus face aproximativ 40 de mișcări respiratorii pe minut, iar la mișcare - până la 120; la unele lăcuste, o creștere a numărului lor de la 6 la 26 sau mai mult are loc cu o creștere a temperaturii mediului de la 0 °C la 27 °C și mai mult.
La multe specii de insecte, aerul este inhalat prin spiraculii pectorali și expirat prin spiraculii abdominali. Ritmul spiracolelor este asociat cu mișcări de respirație abdomen; cu creșterea și scăderea presiunii aerului cauzate de aceste mișcări, unii spiraculi se deschid spre exterior, alții se deschid în corpul insectei. Cu toate acestea, sub influența unor doze mari de dioxid de carbon, a diferitelor otrăvuri și, uneori, fără un motiv aparent, circulația aerului se poate modifica, adică începe să intre prin spiraculii abdominali și să iasă prin cei toracici. În plus, cu o creștere a conținutului de dioxid de carbon și o lipsă de oxigen în mediu, spiraculii rămân deschisi mai mult timp și, prin urmare, fumigația spațiilor împotriva dăunătorilor va fi mai eficientă.
Respirația este un proces oxidativ care are loc prin consumul de oxigen și eliberarea de dioxid de carbon. Procesul de oxidare are loc cu participarea enzimelor oxidative - oxidaze și este însoțit de descompunerea treptată a moleculelor de compuși consumabili - carbohidrați, grăsimi, proteine - și eliberarea de energie. Descompunerea acestor compuși se termină în cele din urmă cu formarea de dioxid de carbon și apă, iar pentru proteine, de asemenea, apariția produselor de descompunere care sunt legați în compuși care sunt mai siguri pentru organism, cum ar fi ureea și sărurile sale.
Astfel, respirația este însoțită de schimb de gaze. Procesul de schimb gazos este caracterizat de coeficientul respirator (RC), care reprezintă raportul dintre dioxidul de carbon eliberat și cantitatea totală de oxigen absorbită. Pe baza acestui indicator, se poate aprecia ce substanțe sunt utilizate în prezent ca sursă de energie. Când se oxidează carbohidrații, DC = 1, când se utilizează compuși de grăsimi mai puțin oxidați, DC scade la 0,7, iar proteinele - la 0,77-0,82. De exemplu, atunci când gândacii mor de foame, DC scade la 0,65-0,85, ceea ce corespunde consumului predominant de grăsimi stocate anterior.
Alte forme de respirație. Respirația insectelor acvatice are loc atât datorită aerului atmosferic, cât și prin utilizarea aerului dizolvat în apă. Astfel, gândacii înotători, care trăiesc în apă, respiră folosind aerul atmosferic stocat sub elitrele de la capătul abdomenului și, din când în când, ies la suprafață pentru a-și reface rezervele. Gândacii din genul irisfish sunt extrași aerul atmosferic din vasele aeriene ale plantelor acvatice.
Când folosesc aer dizolvat în apă, insectele respiră folosind branhii. Branhiile sunt reprezentate de formațiuni externe ramificate sau lamelare situate în locul spiraculilor lipsă. Ele sunt dezvoltate în larvele de efee, libelule, caddisflies și unele diptere. La larvele de libelule heteroptera, branhiile sunt rectale, adică. organele interneși sunt localizate în rect.
Temperatura corpului. Insectele sunt animale cu temperaturi corporale variabile. Depinde de intensitatea proceselor de generare a căldurii și de eliberarea acesteia. Sursele de formare a căldurii la insecte sunt, pe de o parte, procesele metabolice din organism, însoțite de eliberarea de energie termică, iar energia radiantă a soarelui sau a aerului încălzit de acesta, pe de altă parte.
Potrivit lui I.D Strelnikov, temperatura corpului insectelor care sunt în repaus și nu sunt expuse la iradierea solară este aproximativ egală cu temperatura. mediu. Datorită faptului că temperatura optimă pentru multe specii fluctuează în jurul valorii de 20...35 °C, insectele pot regla temperatura corpului în anumite limite prin modificarea activității musculare (mișcare, zbor) sau deplasându-se în zone mai calde sau mai reci, uneori dincolo de schimbarea posturii. cont. Valoare cunoscută evaporarea apei de la suprafața pielii și ventilarea traheei, în special cu ajutorul sacilor de aer, pot ajuta la reglarea temperaturii corpului.
