Owady należą do najmniejszych zwierząt na Ziemi. Istnieją wszystkie ich rodzaje, latające, lądowe i wodne, z których każdy ma szczególne cechy, które pozwalają gatunkowi żyć w określonych ekosystemach.
Pod wieloma względami owady różnią się od większości znanych nam zwierząt, ponieważ mają inną morfologię. Jedną z tych osobliwości jest sposób, w jaki pozyskują tlen, aby przeżyć. Jeśli chcesz wiedzieć, gdzie oddychają owady i jak oddychają owady, nie przegap kolejnego artykułu na naszej stronie. Czytaj dalej!
Oddychanie owadów
Proces oddychania owadów przebiega inaczej niż u innych lepiej znanych zwierząt, takich jak ssaki. Ssaki, na przykład, charakteryzują się pozyskiwaniem tlenu przez nos, skąd przechodzi do płuc, gdzie jest przekształcany w dwutlenek węgla, który jest wydalany w kolejnym wydechu; to jest podstawowe wyjaśnienie procedury. Jednak u owadów ten mechanizm przebiega inaczej. Jak więc oddychają owady?
Owady pobierają tlen z zewnątrz przez tkanki ciała zwane spirale, które znajdują się w jego egzoszkielecie, na poziomie brzucha, w postaci dziur lub otworów w ciele. Kiedy jest przechowywany w przetchlinkach, tlen jest transportowany do tchawicy owadów , rurek o mniejszej średnicy, które są rozmieszczone w całym ciele i są odpowiedzialne za jego przenoszenie tlen do tchawicy, worków mierzących mniej niż 0,2 mikrometra. Worki te działają jak płuca owadów, tyle że znajdują się w różnych częściach ich anatomii. Tchawice rozróżnia się jako wilgotne membrany, które umożliwiają wymianę między gazami pochodzącymi z zewnątrz i tymi znajdującymi się wewnątrz.
Po wykonaniu tej czynności komórki owadów otrzymują potrzebny im tlen i wydalają odpowiedni dwutlenek węgla przez te same przetchlinki. Ten ruch gazów odbywa się w układzie oddechowym owadów, układ krążenia lub inne tkanki nie są zaangażowane. To znaczy, w jaki sposób owad pobiera tlen z powietrza i jak dociera do jego tkanek? Poprzez oddychanie komórkowe, dokładnie tak samo jak ludzie i wszystkie żywe istoty z komórkami. Oddychanie komórkowe jest jednak końcową częścią całego procesu, który obejmuje wymianę gazową, dlatego jeśli chcemy wiedzieć, jaki rodzaj oddychania mają owady, co udało nam się zweryfikować, postępuj zgodnie z systemem oddechowym dotchawiczym
Ten aparat oddechowy działa tak samo dla wszystkich owadów lądowych, z tą różnicą, że mniejsze nie muszą podejmować wysiłku, aby utrzymać funkcjonowanie przetchlinek. Jednak osobniki mające więcej niż 3 centymetry wykonują większą pracę mięśni, aby wykonać oddychanie, ze względu na ich wyższą przemianę materii; tak jest w przypadku Coleoptera, lepiej znanego jako chrząszcz (takiego jak chrząszcz straży śmierci, zwany także Xestobium rufovillosum.
Jak oddychają owady wodne?
Tylko 6% owadów to organizmy wodne. Część z nich żyje w pierwszych fazach swojego rozwoju w środowiskach wodnych. Jak w takich przypadkach włączasz tlen? Jak oddychają owady wodne?
Adaptacje owadów wodnych
W zależności od gatunku istnieją różne mechanizmy pozyskiwania tlenu przez owady. Podobnie jak owady lądowe, owady wodne mają system tchawicy, ale wykorzystują go inaczej dzięki różnym adaptacjom. Te adaptacje to:
- Tchawica hydrofobowa: zapobiegaj przedostawaniu się wody do organizmu owada, nawet gdy przetchlinki są rozłożone w celu przeprowadzenia procesu oddychania. Jest to metoda stosowana przez larwy komarów.
- Syfony hydrofobowe: są to „rurki” zdolne do niwelowania napięcia powierzchni wody. Larwy muchówek należące do rodzaju Eristalis wykorzystują tę adaptację, takie jak mucha pszczoła (Eristalis tenax) i mucha sadownicza (Eristalis horticola).
- Włosy hydrofobowe: z zamiarem oddalenia wizyt na powierzchni, niektóre gatunki rozwinęły włosie lub kosmki zdolne do przechowywania bąbelków powietrza używać do ekstrakcji tlenu. Ta adaptacja jest wykorzystywana przez owady z rodzaju Notonecta, takie jak pływak grzbietowy (Notonecta glauca).
- Plastron: plastrony to niezrozumiałe bąbelki, dzięki którym owad nie musi wychodzić na powierzchnię, aby oddychać. Plastrony powstają dzięki obecności hydrofobowych włosków w naskórku ciała owada, które utrzymują stałą wymianę powietrza bez niszczenia bańki. Owady z rodzaju Aphelocheirus (Hemiptera, np. Aphelocheirus aestivalis) i Elmis (Coleoptera, np. chrząszcz Elmis aenea) mają plastrony.
- Skrzela tchawicy: W miejscu, w którym powinny znajdować się tchawice, niektóre owady rozwijają cienkie wypustki liściowe, które można zobaczyć na zewnątrz ciała, są skrzela tchawicy. System ten jest używany przez larwy z podrzędu Zygoptera, takie jak ważka pospolita (Calopteryx virgo) i Trichoptera, takie jak Stephens chimarra (Philopotamidae Stephens).
Dzięki tym adaptacjom owady wodne rozwinęły 3 rodzaje oddychania.
Rodzaje oddychania owadów wodnych
Tchawice, syfony i hydrofobowe włosy, plastrony i skrzela tchawicy to adaptacje opracowane przez owady wodne w celu pozyskiwania tlenu w następujący sposób:
Pozyskiwanie tlenu z powietrza: aby pozyskać tlen bezpośrednio z powietrza, owad wykorzystuje syfony, tchawice i hydrofobowe włosy. Istnieją trzy opcje:
- Przełam napięcie na powierzchni wody i użyj hydrofobowej tchawicy do uzyskania tlenu. Po wyczerpaniu owad musi wrócić na powierzchnię.
- Przełam napięcie powierzchniowe i użyj syfonów, aby uzyskać tlen. W takim przypadku owad musi pozostać z wysuniętym syfonem, aby móc oddychać.
- Przełam napięcie powierzchniowe i użyj hydrofobowych włosów do stworzenia pęcherzyka powietrza. Po wyczerpaniu bańki owad musi powrócić na powierzchnię, aby powtórzyć proces.
Uzyskiwanie tlenu przez wodę: Jest to przypadek oddychania skóry oraz stosowania skrzeli i plastronów. Aby dowiedzieć się, jak owady oddychają tymi metodami, wyjaśnimy je poniżej:
- Oddychanie skóry: niektóre gatunki rozwijające się w przestrzeniach wodnych tworzą naskórek lub zewnętrzną warstwę, przez którą pochłaniają gazy tlenowe znajdujące się w woda. W tego typu oddychaniu tlen pozyskiwany jest bezpośrednio z wody. Dzięki tej metodzie żaden płyn nie dostaje się do tchawicy, ponieważ owad jest w stanie utrzymać zamknięte przetchlinki aż do wyczerpania tlenu. Oddychanie to jest wykorzystywane przez larwy z rodzajów Simulium i Chironomus, Diptera, takie jak mucha Blandford (Simulium posticatum).
- Oddychanie dotchawicze: metoda ta polega na pozyskiwaniu tlenu z samego środowiska wodnego, bez konieczności zbliżania się do powierzchni. W takich przypadkach skrzela pokrywają sieć tchawicy owadów, więc z nich tlen jest rozprowadzany w sposób, który już opisaliśmy.
- Plastrony:powstają dzięki obecności hydrofobowych włosków na naskórku ciała owada, które utrzymują stałą wymianę powietrza bez bańka ulega zniszczeniu.
Pozyskiwanie tlenu przez rośliny: Owady wodne mogą również pobierać tlen bezpośrednio z roślin zanurzonych. Aby to zrobić, naciskają na przetchlinki, aż dotrą do aerenchymy roślin, obszaru tkanki z komórkami międzykomórkowymi, w którym przechowują tlen (można to zobaczyć podczas cięcia łodygi rośliny wodnej i obserwowania małych pustych podziałów wewnątrz). Owadami, które pozyskują w ten sposób tlen są larwy z rodzajów Donacia (coleoptera, takie jak Donacia jacobsoni i Donacia hirtihumeralis) oraz Chrysogaster (muchówki, takie jak Chrysogaster basalis i Chrysogaster cemiteriorum).
Widać zatem, że oddychanie owadów jest znacznie bardziej złożone i zróżnicowane, więc owady oddychają w taki czy inny sposób w zależności od środowiska, w którym żyją.
Jak oddychają muchy?
Muchy, te zwierzęta, które są tak powszechne w domach, używają tego samego dotchawiczego systemu oddechowego jak inne owady lądowe. Przetchlinka, przez którą wnikają cząsteczki tlenu, znajduje się w jamie brzusznej. Stamtąd są transportowane rurkami tchawicy do tchawicy, ostatecznego miejsca przeznaczenia tego tlenu.
Tchawice zawierają płyn dotchawiczy, który jest odpowiedzialny za rozpuszczanie cząsteczek tlenu w celu przetransportowania ich do ciała muchy. Ten proces trwa tylko kilka sekund i odbywa się przez cały czas, nawet podczas lotu muchy. Jednak podczas lotu owady muszą zużywać więcej tlenu iw związku z tym należy zwiększyć otrzymywany przepływ. Chociaż przetchlinki rozciągają się, aby umożliwić przepływ większej ilości powietrza, nie jest to wystarczające dla poziomów wymaganych podczas lotu. Dzięki temu mucha rozszerza klatkę piersiową i system tchawicy, co zwielokrotnia pojemność tchawicy. Dzięki temu systemowi mucha jest w stanie przetworzyć 350 mililitrów powietrza na godzinę, zamiast 50 mililitrów, które przetwarza w spoczynku.
Teraz, gdy już wiesz, jak oddychają owady, jeśli chcesz poznać więcej ciekawostek na ich temat, nie przegap kolejnego artykułu: „Największe owady na świecie”.
