ODDYCHANIE TCHAWICY: CHARAKTERYSTYKA I PRZYKŁADY ZWIERZĄT - BIOLOGIA - 2025

Tchawicy oddychania jest najczęściej stosowanym typem oddychania przez owady stonogi, kleszczy, pająków i pasożytów. U tych owadów pigmenty oddechowe są nieobecne we krwi, ponieważ układ tchawicy jest odpowiedzialny za dystrybucję O2 (powietrza) bezpośrednio do komórek ciała.

Oddychanie tchawicy pozwala na zachodzenie procesu wymiany gazowej. W ten sposób szereg rurek lub tchawic jest strategicznie rozmieszczonych w ciele owadów. Każda z tych tchawic ma otwór skierowany na zewnątrz, który umożliwia wejście i wyjście gazów.

Przetchlinki i system tchawicy

Podobnie jak u kręgowców, proces wydalania gazów z ciała owadów zależy od ruchu skurczowego mięśni, który naciska na wszystkie narządy wewnętrzne organizmu, wypychając CO2 z organizmu.

Ten rodzaj oddychania występuje u większości owadów, w tym zamieszkujących środowiska wodne. Ten typ owadów ma specjalnie przygotowane ciała, aby móc oddychać, gdy są zanurzone poniżej poziomu wody.

Części układu oddechowego dotchawiczego

Tchawica

Tchawica to szeroko rozgałęziony system z małymi kanałami, przez które przepływa powietrze. Ten system znajduje się w całym ciele owadów.

Obecność w nim kanałów jest możliwa dzięki istnieniu ścian ciała wewnętrznie wyrównanych membraną zwaną ektodermą.

Owad ma kilka tchawic lub przewodów, które otwierają się na zewnątrz jego ciała, dzięki czemu proces wymiany gazowej zachodzi bezpośrednio we wszystkich komórkach ciała owada.

Obszarem, w którym występuje większe skupienie gałęzi, jest zwykle brzuch owada, który ma liczne kanały, które stopniowo ustępują powietrzu wewnątrz ciała.

Cały system tchawicy owada składa się zazwyczaj z trzech głównych kanałów umieszczonych równolegle i podłużnie w stosunku do jego ciała. Inne małe przewody przechodzą przez główne tchawice, tworząc sieć rurek, która obejmuje całe ciało owada.

Każda z rur, która ma wylot na zewnątrz, kończy się w komórce zwanej komórką tchawicy.

W tej komórce tchawice są wyłożone warstwą białka zwaną tchawicą. W ten sposób zewnętrzny koniec każdej tchawicy zostaje wypełniony płynem tchawiczym.

Przetchlinki

Obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego zastawki świerszcza.
Źródło: user chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

System tchawicy otwiera się na zewnątrz przez szczeliny zwane stygmatami lub przetchlinami. U karaluchów znajdują się dwie pary przetchlinek zlokalizowanych w odcinku piersiowym i osiem par przetchlinek zlokalizowanych w pierwszym odcinku brzucha.

Actias selene, źródło: użytkownik Kugamazog ~ commonswiki CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Każdy otwór jest otoczony sklerytem zwanym peritrema i ma włosie, które działają jak filtry, zapobiegając przedostawaniu się kurzu i innych cząstek do tchawicy.

Przetchlinki są również chronione przez zawory przymocowane do okludera i mięśni rozszerzających, które regulują otwarcie każdej rurki.

Wymiana gazowa

W stanie spoczynku tchawice są wypełnione płynem włośniczkowym dzięki niskiemu ciśnieniu osmotycznemu w komórkach tkanki ciała. W ten sposób tlen wchodzący do przewodów rozpuszcza się w płynie tchawicy, a CO2 jest uwalniany do powietrza.

Płyn tchawicowy jest wchłaniany przez tkankę, gdy objętość mleczanu wzrasta po wejściu owada w fazę lotu. W ten sposób CO2 jest tymczasowo magazynowany jako wodorowęglan, wysyłając do przetchlinek sygnał otwarcia.

Jednak największa ilość CO2 jest uwalniana przez błonę zwaną naskórkiem.

Ruch wentylacyjny

Wentylacja układu tchawicy ma miejsce, gdy ścianki mięśniowe ciała owada się kurczą.

Wydychanie gazu z organizmu następuje, gdy kurczą się mięśnie pleców i brzucha. Wręcz przeciwnie, wdychanie powietrza następuje, gdy ciało przybiera swój regularny kształt.

Owady i inne bezkręgowce dokonują wymiany gazowej, usuwając CO2 przez swoje tkanki i pobierając powietrze rurkami zwanymi tchawicami.

U świerszczy i koników polnych pierwszy i trzeci segment klatki piersiowej mają po obu stronach dmuchawki. Podobnie osiem innych par przetchlinek znajduje się liniowo po obu stronach brzucha.

Mniejsze lub mniej aktywne owady przeprowadzają proces wymiany gazowej na drodze dyfuzji. Jednak owady, które oddychają poprzez dyfuzję, mogą cierpieć w bardziej suchym klimacie, ponieważ para wodna nie jest obfita w środowisku i nie będą w stanie dyfundować do organizmu.

Muszki owocówki unikają ryzyka śmierci w suchym środowisku, kontrolując wielkość otworu ich otworów w taki sposób, aby dostosować się do zapotrzebowania mięśni na tlen w fazie lotu.

Kiedy zapotrzebowanie na tlen jest mniejsze, muszka owocowa częściowo zamyka przetchlinki, aby zatrzymać więcej wody w organizmie.

Najbardziej aktywne owady, takie jak świerszcze czy koniki polne, muszą stale wentylować swój układ tchawicy. W ten sposób muszą kurczyć mięśnie brzucha i uciskać narządy wewnętrzne, aby wypchnąć powietrze z tchawicy.

Koniki polne mają duże worki powietrzne przyczepione do niektórych odcinków większych tchawic, aby zwiększyć efektywność procesu wymiany gazowej.

Owady wodne: przykład oddychania tchawicy

Wodna larwa komara Aedes aegypti. Zrobione i zredagowane z: Econt

Owady wodne wykorzystują oddychanie tchawicy do przeprowadzenia procesu wymiany gazowej.

Niektóre, jak larwy komarów, wciągają powietrze, wystawiając małą rurkę do oddychania powyżej poziomu wody, która jest połączona z ich układem tchawicy.

Niektóre owady, które mogą moczyć się w wodzie przez długi czas, niosą pęcherzyki powietrza, z których pobierają O2, którego potrzebują do przetrwania.

Z drugiej strony niektóre owady mają przetchlinki zlokalizowane w górnej części grzbietu. W ten sposób przebijają liście, które są zawieszone w wodzie i przylegają do nich, aby oddychać.

Bibliografia

1. strony biologii. (24 stycznia 2015). Uzyskane z oddychania tchawicy: biology-pages.info.
2. Witryna, TO (2017). Część III: Jak oddychają żywe organizmy: indeks. Pozyskano z ODDYCHANIA OWADÓW: saburchill.com.
3. Społeczeństwo, TA (2017). Stowarzyszenie Amatorskich Entologów. Uzyskane z oddychania owadów: amentsoc.org.
4. Spider, W. (2003). Owady i pająki świata, tom 10. Nowy Jork: Marshall Cavendish.
5. Stidworthy, J. (1989). Shooting Star Press.
6. Yadav, M. (2003). Biologia owadów. Nowe Delhi: DPH.
7. Yadav, M. (2003). Fizjologia owadów. Nowe Delhi: DPH.