كيف تتنفس الحشرات وهل لديها رئتان؟

click fraud protection

تتطلب الحشرات ، مثل البشر ، الأكسجين للعيش وإنتاج ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات. هذا هو المكان الذي ينتهي فيه التشابه بين الجهاز التنفسي والحشرة. لا تحتوي الحشرات على رئتين ، كما أنها لا تنقل الأكسجين من خلال نظام الدورة الدموية بالطريقة التي يفعلها البشر. بدلا من ذلك الجهاز التنفسي للحشرات يعتمد على تبادل الغازات البسيط الذي يغسل جسم الحشرة في الأكسجين ويطرد نفايات ثاني أكسيد الكربون.

الجهاز التنفسي للحشرات

بالنسبة للحشرات ، يدخل الهواء إلى الجهاز التنفسي من خلال سلسلة من الفتحات الخارجية تسمى Spiracles. تؤدي هذه التشنجات ، التي تعمل كصمامات عضلية في بعض الحشرات ، إلى الجهاز التنفسي الداخلي الذي يتكون من مجموعة من الشبكات كثيفة الشبكة تسمى الرغامى.

لتبسيط مفهوم الجهاز التنفسي للحشرات ، فكر فيه مثل الإسفنج. تحتوي الإسفنجة على ثقوب صغيرة تسمح للماء بالداخل لترطيبها. وبالمثل ، فإن فتحات اللولب تسمح للهواء بالدخول إلى نظام القصبة الهوائية الداخلي الذي يغسل أنسجة الحشرة بالأكسجين. نشبع، وهي نفايات استقلابية ، تخرج من الجسم عن طريق التواءات.

كيف تتحكم الحشرات في التنفس؟

يمكن للحشرات التحكم في التنفس إلى حد ما. إنهم قادرون على فتح وإغلاق عضلاتهم عن طريق تقلصات العضلات. على سبيل المثال ، يمكن للحشرة التي تعيش في بيئة صحراوية أن تبقي صمامات الهواء المغلق مغلقة لمنع فقدان الرطوبة. يتم تحقيق ذلك عن طريق تقلص العضلات المحيطة بالمعالجة. من أجل فتح المعجزة ، تسترخي العضلات.

instagram viewer

يمكن للحشرات أيضًا أن تضخ العضلات لدفع الهواء إلى أسفل أنابيب القصبة الهوائية ، وبالتالي تسريع إيصال الأكسجين. في حالات الحرارة أو الإجهاد ، يمكن للحشرات حتى تنفيس الهواء عن طريق فتح spiracles مختلفة بالتناوب واستخدام العضلات لتوسيع أو تقلص أجسامهم. ومع ذلك ، لا يمكن التحكم في معدل انتشار الغاز - أو إغراق التجويف الداخلي بالهواء. بسبب هذا القيد ، طالما استمرت الحشرات في التنفس باستخدام نظام spiracle والقصبة الهوائية ، من حيث التطور ، فمن غير المحتمل أن تصبح أكبر بكثير مما هي عليه الآن.

كيف تتنفس الحشرات المائية؟

في حين أن الأكسجين وفير في الهواء (200،000 جزء في المليون) ، فإنه يمكن الوصول إليه بشكل أقل في الماء (15 جزء في المليون في الماء البارد المتدفق). على الرغم من هذا التحدي التنفسي ، تعيش العديد من الحشرات في الماء خلال بعض مراحل حياتها على الأقل.

كيف تحصل الحشرات المائية على الأكسجين الذي تحتاجه أثناء الغرق؟ لزيادة امتصاص الأكسجين في الماء ، تستخدم جميع الحشرات المائية ، باستثناء أصغر الحشرات ، هياكل مبتكرة ، مثل أنظمة وهياكل الخياشيم تشبه الغطس البشري ومعدات الغوص لسحب الأكسجين وإخراج ثاني أكسيد الكربون.

حشرات خياشيم

تحتوي العديد من الحشرات التي تعيش في الماء على خياشيم الرغامي ، وهي عبارة عن تمديدات طبقات من أجسامها تمكنها من امتصاص كميات أكبر من الأكسجين من الماء. غالبًا ما تقع هذه الخياشيم على البطن ، ولكن في بعض الحشرات ، توجد في أماكن غريبة وغير متوقعة. بعض الحجارة، على سبيل المثال ، لديها خياشيم الشرج التي تبدو وكأنها مجموعة من الخيوط تمتد من نهايتها الخلفية. اليعسوب لدى الحوريات خياشيم داخل المستقيم.

يمكن للهيموغلوبين أن يحبس الأكسجين

الهيموغلوبين يمكن أن يسهل التقاط جزيئات الأكسجين من الماء. يرقات ذبابة غير عض من Chironomidae تمتلك العائلة وبعض مجموعات الحشرات الأخرى الهيموجلوبين ، مثل الفقاريات. غالبًا ما تسمى اليرقات Chironomid ديدان الدم لأن الهيموجلوبين يضفيها بلون أحمر فاتح. يمكن أن تزدهر ديدان الدم في الماء مع مستويات أكسجين منخفضة بشكل استثنائي. من خلال تمويج أجسادهم في قيعان البحيرات والبرك الموحلة ، فإن ديدان الدم قادرة على إشباع الهيموجلوبين بالأكسجين. عندما يتوقفون عن الحركة ، يطلق الهيموجلوبين الأكسجين ، مما يمكنهم من التنفس حتى أكثر البيئات المائية الملوثة. قد يستمر إمداد الأكسجين الاحتياطي هذا لبضع دقائق فقط ، ولكنه عادةً ما يكون طويلًا بما يكفي حتى تنتقل الحشرة إلى المزيد من الماء المؤكسج.

نظام غص

تحافظ بعض الحشرات المائية ، مثل اليرقات ذيل الفئران ، على اتصال مع الهواء على السطح من خلال هيكل يشبه الغص. قامت بعض الحشرات بتعديل المواد المعوية التي يمكن أن تخترق الأجزاء المغمورة من النباتات المائية ، وتأخذ الأكسجين من قنوات الهواء داخل جذورها أو سيقانها.

الغوص

يمكن أن تغوص بعض الخنافس المائية والبق الحقيقي عن طريق حمل فقاعة هواء مؤقتة معها ، تمامًا مثل غواص سكوبا يحمل خزان هواء. آخرون ، مثل خنافس البنادق ، يحتفظون بغشاء دائم للهواء حول أجسامهم. هذه الحشرات المائية محمية بشبكة تشبه الشعيرات التي تصد الماء ، وتزودها بإمدادات هواء مستمرة يمكن من خلالها سحب الأكسجين. هذا الهيكل الفضائي ، الذي يسمى بسترون ، يمكّنهم من البقاء مغمورين بشكل دائم.

المصادر

جولان ، بي جي وكرانستون ، بي إس "الحشرات: مخطط تفصيلي لعلم الحشرات ، الطبعة الثالثة". وايلي بلاكويل ، 2004

ميريت ، ريتشارد دبليو. و Cummins ، كينيث دبليو. "مقدمة للحشرات المائية في أمريكا الشمالية." كيندال / هنت للنشر ، 1978

ماير ، جون ر. "التنفس في الحشرات المائية. "قسم علم الحشرات ، جامعة ولاية نورث كارولينا (2015).

instagram story viewer