Чим дихають комахи?

Люди, які погано знають біологію, зазвичай не уявляють собі будову безхребетних. Чи є у них мозок? Рослини теж у процесі дихання використовують кисень. деякі багатоклітинні тварини не потребують цього елемента. Однак і вони дихають, тільки використовують для окислення інші органічні або неорганічні речовини.

Світ невеликих істот

Комахи - маленькі організми, розміри яких не перевищують кількох сантиметрів. Їх будова не дозволяє збільшувати об'єм і вагу в сучасних умовах. , Склад газів. Та й сама планета Земля важила менше. півметра.

Чим дихають комахи І що не дало їм еволюціонувати до розмірів, наприклад, кішки в сучасних умовах?

Трохи із систематики

Комахи відносяться до підтипу трахейнодишних (Tracheata).

Чим дихають комахи?

Сама назва підтипу говорить про спосіб дихання. Однак хеліцерові дихають подібним же чином.Трахейна система влаштована непросто, тому що трахеї розгалужуються на величезну кількість тонких трубочок. Кожна з них підходить до невеликої групи клітин. Мережа трахей у комах аналогічна системі кровоносних судин та капілярів у хребетних тварин.

Дихальця комах

Повітря в трахеї входить через дихальця - спеціальні отвори на тілі комах. Дихальця – стигми – розташовані парно, зазвичай з обох боків тіла. Регуляція надходження повітря забезпечується спеціальними запірними пристроями.

Від кожного дихальця зазвичай відходить три симетричні великі гілки трахеї:

1. Дорзальна. Забезпечує киснем спинну судину з гемолімфою та дорзальну мускулатуру.
2. Вісцеральна. Обслуговує травну систему та статеві органи.
3. Вентральна. Обслуговує черевну мускулатуру та нервовий ланцюжок.

Трахеоли комах

Закінчення трахей розгалужуються на дуже тонкі капілярні трубочки - трахеоли. Їхній діаметр менше 1 мікрометра. Трахеоли розгалужуються у міжклітинному просторі, обплітають клітини. Вони є функціональною частиною трахейної системи, що забезпечує дифузію кисню у клітини тіла.

Додаткові освіти

Чим дихає більшість комах? Органи дихання – це трахеї. Однак деякі членистоногі мають ще й повітряні мішки. Така будова нагадує легкі або швидше повітряні мішки птахів для збільшення обсягу повітря в організмі. Роздуті ділянки є у комах, що швидко літають (бджоли, мухи). Вони лежать по ходу трахейних стволів. В результаті скорочення м'язів тіла при польоті повітряні мішки стискаються та розправляються, збільшуючи надходження та вихід повітря.

Яким органом дихають комахи, що мешкають у воді?

Наприклад, павук-серебрянка, що мешкає в середній смузі Росії, більшу частину життя проводить під водою. Він носить із собою запас бульбашок повітря. Тож йому не довелося міняти щось у дихальній системі. Павуки мають таку трахейну систему, як і комах.

Жук-плавунець - поширений мешканець ставків середньої смуги Росії. Теж дихає трахеями. Він періодично піднімається до поверхні води, виставляє кінчик черевця. Повітря потрапляє під надкрила та зберігається там. Запас кисню водяний жук носить із собою.

Те саме роблять і інші водяні жуки. Вертка полює на поверхні ставка, проте, пірнаючи при небезпеці, також захоплює з собою повітря. Він виглядає як блискуча оболонка на кінці черевця.

Багато водні клопи також захоплюють повітря у вигляді бульбашки з поверхні. Як, наприклад, гладиш. Він носить із собою пляшечку повітря, прикріплений на кінці черевця. Такий пристрій допомагає йому ще й краще плавати.

Частина водних клопів (водяний скорпіон, ранатра) мають особливу трубку на кінці черевця. Вона складається з двох жолобкоподібних половинок. Клоп рухає черевцем – робить дихальні рухи. По трубці повітря надходить до дихальців.

Органи дихання личинок

Дорослі комахи дихають за допомогою трахей. Личинки мають більш різноманітні органи дихання. Личинки яких комах дихають трахеями? Сухопутні представники мають трахейну систему. Наприклад, у гусениць метеликів є 9 пар стигм з боків тіла. Перша пара на грудях, решта – на сегментах черевця. Іноді друга пара дихаль буває закрита.

Більшість водних комах та його личинок також є трахейна система. Проте величезна кількість представників має освіти, схожі на зябра.Це вирости, розташовані на місцях дихальця. Кисень надходить через тонкі покриви трахейних виростів у організм. Так дихають личинки поденок, веснянок, потічків. Личинки різнокрилих бабок теж мають трахейні зябра, проте вони розташовані в кишечнику, тобто всередині організму.

Мотиль має ниткоподібні зябра, але у великій кількості поглинає кисень всією поверхнею тіла. В організмі мотиля завжди є запас кисню. З цієї причини він може жити у забруднених водоймах.

Личинки перистоусого комарика (родина комарі товстохоботні) дихають киснем, розчиненим у воді, поглинаючи його всією поверхнею тіла.

Органи дихання ляльок

Чим дихають комахи, що знаходяться на стадії лялечки? Вважається, що третя стадія розвитку комахи нерухома. Однак навіть лялечки метеликів можуть ворушити черевцем. А лялечка сонечка киває головою, ймовірно, відлякуючи ворогів. Комахи цієї стадії дихають трахеями.

Серед лялечок водних комах є дуже рухливі особини. Це, наприклад, комари. Їхні лялечки регулярно піднімаються до поверхні води для всмоктування повітря через спеціальні трубочки на кінці черевця.

Лялечка перистоусого комарика схожа на лялечку звичайного комара. Але вона не піднімається до води до виходу дорослої особини. Органом дихання є покриви тіла.

Дихання комах-паразитів

Чим дихають комахи, які не мають трахей? Органами дихання деяких первиннобезкрилих комах та личинок, що мешкають у тканинах, служать шкірні покриви. Вони досить тонкі для проходження газів. Вуглекислий газ також виділяється через кутикулу, що частково спостерігається і у комах, які мають трахеї.

Комахи часто рухають черевцем – роблять дихальні рухи. Частота дихальних рухів зростає під час польоту. Дихальні м'язи скорочуються та розслабляються, наприклад, у бджоли у стані спокою близько 40 разів на хвилину. Під час польоту у кілька разів частіше.

У більш примітивних комах дихальця не закриваються. Однак вони захищені волосками від попадання сміття. У складніше влаштованих членистоногих стигми здатні відкриватися і закриватися для регуляції надходження повітря. Крім того, частина дихання може служити для вдиху, а інша частина – для видиху повітря.

Цікаво, що стигми у комах мають різну форму та колір. Вони можуть бути круглі, овальні, трикутні. Їх колір іноді відрізняється від забарвлення навколишнього кутикули.

Отже, природа створила трахейну систему до появи легких. Така система добре організована. Система дихальця забезпечує постійний струм повітря. Кисень розноситься до всіх клітин тіла.

Органи дихання комах

Дихальна система комах - досить складна біологічна система, за допомогою якої в організмі комах здійснюється газообмін із навколишнім середовищем. У більшості випадків органи дихання комах представлені безліччю трахей, що сильно гілкуються, які пронизують все тіло. Для водних комах та внутрішніх паразитів характерні інші особливості дихальної системи.

Процес дихання у наземних комах

Комахи відносяться до підтипу трахейнодихаючі (Tracheata), і сама назва говорить про спосіб дихання. У ході еволюції у комах з'явилися спеціалізовані органи дихання — трахеї. Вони виглядають як невеликі внутрішні трубочки, які проводять атмосферне повітря до клітин тіла.

Трахейна система має складну будову: трахеї розгалужуються на велику кількість найтонших трубочок, кожна з яких підходить до невеликої групи клітин. Трахейна система комах багато в чому схожа на систему кровоносних судин у хребетних тварин.

У трахеї повітря надходить через дихальця (стигми) - невеликі отвори, розташовані парно з обох боків тіла комах. Регулювання надходження повітря здійснюється за допомогою спеціальних клапанів.

Від кожного дихальця відходять три симетричні гілки трахеї:

• Дорзальна - забезпечує киснем спинну судину та спинну мускулатуру.
• Вісцеральна – насичує киснем статеві органи та травну систему.
• Вентральна - обслуговує нервовий ланцюжок та черевну мускулатуру.

Трахеї розгалужуються на найтонші капілярні трубочки - трахеоли, які обплітають мережею клітини. Вони забезпечують надходження кисню до клітин і виведення вуглекислого газу, який є продуктом відходу клітинного дихання.

Як дихають водні комахи

Той, як і чим дихають комахи у воді, залежить від будови їхньої трахейної системи. У таких комах дихання здійснюється двома способами:

• Закрита трахейна система. В цьому випадку у комах немає зовнішніх отворів - стигм, і дихання здійснюється за допомогою зябер - виростів на тілі, в яких рясно розгалужуються трахеї. Найтонші трахеоли настільки близько розташовані до поверхні зябер, що через них починає відбуватися газообмін.
• Відкрита трахейна система. Комахи піднімаються на поверхню води, набирають через дихання атмосферне повітря і потім знову занурюються. Коли кисень повністю витрачається, вони знову виринають до поверхні.Для таких комах характерна наявність повітряних мішків, здатних зберігати великий об'єм повітря, і добре розвинений замикальний механізм дихаль, завдяки якому вода не потрапляє до трахейної системи.

Закрита дихальна система й у багатьох личинок. При переході їх до наземного існування зябра видозмінюються, і трахейна система із закритої стає відкритою.

Дихання у внутрішніх паразитів

Для більшості паразитів характерна примітивна внутрішня будова з відсутністю трахейної системи. Газообмін здійснюється рахунок шкірного дихання. Комахи-паразити дихають всією поверхнею тіла або за допомогою спеціальних утворень на тілі. Так, наприклад, личинки мух Apanteles здійснюють газообмін біля утворення хвостового міхура, а личинки шлункового овода коня використовують для цієї мети особливий червоний орган.

Мал. 3. Дихання комах-паразитів.

Коротко про органи дихання комах можна підготувати доповідь з біології для 7 класу.

Що ми дізналися?

Більшість комах характерний трахейний тип дихальної системи. Повітря надходить через особливі отвори на тілі - дихальця, і через трахеї та трахеоли збагачують киснем усі клітини тіла. Комахи, що живуть у воді, для газообміну мають примітивні зябра або повітряні мішки. Для комах-паразитів характерне дихання шкіри.