Сантехніка

Яке дихання у комах. Як дихають водні комахи

Як дихають комахи, і чи вони взагалі дихають? Будова тіла тих же жуків суттєво відрізняється від анатомії будь-якого ссавця. Не всі люди знають про особливості життєдіяльності комах, адже і поспостерігати за цими процесами складно через невеликі розміри самого об'єкта. Однак ці питання часом спливають - наприклад, коли дитина садить спійманого жука в банку, і запитує, як забезпечити йому довге, щасливе життя.

То чи дихають вони, як здійснюється процес дихання? Чи можна закривати банку щільно, щоб жук не втік, чи він не задихнеться? Ці питання ставляться багатьма людьми.

Кисень, дихання та розміри комах

Сучасні комахи справді мають невеликі розміри. Але це винятково стародавні істоти, які з'явилися куди раніше за теплокровні, навіть раніше за динозаври. Тоді умови на планеті були зовсім іншими, склад атмосфери теж був інший. Навіть дивно, як вони змогли пережити мільйони років, пристосуватись до всіх змін, які пройшли за цей час на планеті. Епоха розквіту комах позаду, і в ті часи, коли вони були на вершині еволюції, назвати їх маленькими не можна було.

Цікавий факт:скам'янілі останки бабок доводять, що в минулому вони досягали півметрового розміру. У період розквіту комах були інші винятково великі види.

В сучасному світікомахи не можуть досягти таких розмірів, і найбільшими є тропічні особини – вологий, спекотний клімат, насичений киснем, дає їм більше можливостей для процвітання. Буквально всі дослідники переконані, що процвітати на планеті в сьогоднішніх умовах так, як це було в минулому, комахою не дає їх дихальна система з її специфічними особливостями пристрою.

Матеріали на тему:

Вороги бджіл

Дихальна система комах

При класифікації комах їх відносять до підтипу трахейнодишних. Це вже дає відповіді на багато питань. По-перше, вони дихають, а по-друге, роблять це за допомогою трахеї. Членистоногі також класифікуються як зябра і хеліцерові, до перших відносяться раки, а до других - кліщі і скорпіони. Однак повернемося до трахейної системи, характерної для жуків, метеликів, бабок. Трахейна система у них винятково складна, еволюція шліфувала її не один мільйон років. Трахеї поділяються на численні трубочки, кожна трубочка йде до певної частини тіла - приблизно так само, як розходяться по тілу кровоносні судини та капіляри досконаліших теплокровних, і навіть рептилій.

Трахеї наповнюються повітрям, але робиться це не за рахунок ніздрів або ротової порожнинияк у хребетних. Трахеї наповнюються дихальцями, це численні отвори, що знаходяться на тілі комахи. Спеціальні клапани відповідають за повітрообмін, заповнення цих отворів повітрям, їх закриття. Кожне дихальце забезпечується трьома гілками трахеї, серед яких:

Вентральна для нервової системиі мускулатури черевця,
Дорзальна для дорзальної мускулатури та спинної судини, яка наповнена гемолімфою,
Вісцеральна, яка працює на органи розмноження та травлення.

Матеріали на тему:

Основні види денних метеликів у Росії

Трахеї на своєму закінченні перетворюються на трахеоли – дуже тонкі трубочки, які обплітають кожну клітину тіла комахи, забезпечуючи їй приплив кисню. Товщина трахеоли не перевищує 1 мікрометр. Саме так влаштована дихальна система комахи, за рахунок якої кисень може циркулювати в його тілі, досягаючи кожної клітини.

Але подібний примітивний пристрій мають тільки комахи, що повзають або мало літають. Літаючі, такі як бджоли, мають ще повітряні мішки на кшталт тих, що є у птахів на додаток до легень. Вони розташовані вздовж стовбурів трахеї, при польоті вони здатні скорочуватися і роздмухуватися знову, щоб забезпечувати максимальний приплив повітря до кожної клітини. Крім того, у водоплавних комах є системи збереження повітря на тілі або під черевком у вигляді бульбашок – це актуально для жуків-плавунців, сріблянок та інших.

Як дихають личинки комах?

Більшість личинок народжуються з дихальцями, це актуально в першу чергу для комах, що живуть на поверхні землі. Водні ж личинки мають подобу зябер, які дозволяють їм дихати під водою. Трахейні зябра можуть розташовуватися як на поверхні тіла, так і всередині – навіть у кишечнику. Крім того, багато личинок вміють отримувати кисень всією поверхнею свого тіла.

Перед виходом з будинку дощову погоду потрібно попшикати взуття гідрофобним засобом. При сильних забрудненнях пропонуємо мити туфлі спеціальними речовинами. Як засіб можна використовувати очисник для жированих шкір, дана речовина допоможе не тільки швидше почистити ваше взуття або шкіряний одяг, але й покрити його необхідними речовинами для подальшого захисту.

Додаткове значення для кожного є звичайно здоров'я професійного, що оголошено або застосовується тільки до зображень-залежно від того, хто динамічне хімічне тіло пристосується. Доктор писала dosages exist believed more effective, в spite of this, if your formulation happens widely untaken, though surrounds sildenafil, it should moreover give...

Існують 4 стадії розвитку джмелів: Яйце, Личинка, Лялечка, Імаго (доросла особина). Навесні перезимована та запліднена самка вилітає зі свого притулку і протягом кількох тижнів активно годується, готуючись до гніздування. Коли в яєчниках самки починають визрівати яйця, вона підшукує місце для гнізда, літаючи над землею та ретельно оглядаючись. Знайшовши потрібне…

Познайомтеся з Уотсоном і Кіко, двома золотистими ретріверами, які не уявляють собі життя без добродушного кота Гаррі. І Гаррі теж вважає цих двох собак своїми найкращими друзями. Всі троє живуть в абсолютній гармонії і люблять спати, тісно притиснувшись один до одного. Їхня господиня 23-річна дівчина, яка завела для трьох друзів персональну сторінку.

Вчені встановили, що у собак вдвічі більше, ніж у кішок, нейронів у корі головного мозку, яка відповідає за мислення, складну поведінку та планування. Результати дослідження опубліковано у науковому журналі Frontiers in Neuroanatomy. Фахівці також порівняли мозок кішок, собак, левів, бурих ведмедів, єнотів, тхорів. З'ясувалося, у собак у корі.

У челябінському зоопарку лисиця Майя навчилася крутити спіннер. Співробітники зоосаду зняли на відео, як тварина розважається з іграшкою, та опублікували запис на офіційній сторінці звіринця у Instagram та в контакті. На ролику видно, як жінка з спиннером, що крутиться, в руці підходить до вольєра з лисицею і простягає іграшку до огорожі. Тварина, у свою…

Джмелі – громадські комахи. Майже як усі бджоли, вони живуть сім'ями, які складаються з: великих плодючих маток, дрібніших робочих джмелів, самців. За відсутності матки робочі самки також можуть відкладати яйця. Зазвичай сім'я джмелів живе лише 1 рік: з весни до осені. Вона набагато менша за бджолину, але все ж нараховує…

Свої гнізда джмелі будують під землею, землі і над землею. Гнізда під землею Більшість видів джмелів гніздяться під землею. Вони влаштовуються в норах різних гризунів та кротовини. Відомо, що запах мишей приваблює самку джмеля. У нірці гризунів знаходиться матеріал для утеплення джмеляного гнізда: шерсть, суха трава та інші подібні матеріали. До…

У комах є найточнішим відображенням їхнього способу життя. Так як ці істоти весь час перебувають над землею, дихають вони виключно завдяки трахеям, які у них значно розвиненіші, ніж у інших людей. Заради справедливості варто підкреслити, що існують деякі надкласи комах, які живуть у водному середовищі, або ж часто там бувають. У такому разі дихальна система комах представлена зябрами. Однак це дуже рідкісні види даного класу, тому оглянемо ми їх дуже коротко. Що ж, перейдемо до детальнішого вивчення цього розділу біології.

Загальні дані

Отже, дихальна система у комах представляється нам як трахей. Від них виходять численні розгалуження, які розповсюджуються по всіх життєво важливих органах та системах тільця. Все тіло, за винятком голови (тобто грудний відділ і черевце) покрите вихідними отворами – дихальцями. Саме вони утворюють трахейну систему, завдяки якій більшість комах можуть дихати через поверхню тіла.

Відзначити варто, що ці дихальні засоби надійно захищені від подразників зовнішнього середовища спеціальними клапанами. Вони швидко реагують на надходження повітря завдяки добре розвиненим м'язам. Також важливо знати, що дихальні знаходяться на боках кожного сегмента тіла. Розмір їх отворів регулюється, за рахунок чого змінюється трахейний просвіт.

Процес вентиляції

Щоб зрозуміти досконально, як дихають комахи, важливо насамперед засвоїти, що кожна трахейна система, яка знаходиться в тільці, завжди вентилюється. Необхідний повітрообмін відбувається завдяки тому, що клапани, що розташовуються вздовж тіла, грубо кажучи, відкриваються та закриваються за певним графіком, тобто скоординовано. Наприклад розглянемо, як такий процес відбувається у сарани. Під час входу повітря відкриваються передні 4 дихальні (серед них два грудні і два черевні передні). У цей час решта (6 задніх) знаходиться в закритому положенні. Після того як повітря потрапило в організм, закриваються всі дихальні, а потім відкриття відбувається в наступній послідовності: 6 задніх відкриваються, а 4 передніх залишаються закритими.

Основні дихальні рухи

Багато років тому вчені, розглядаючи, як дихають комахи, помітили, що їхні тіла певним чином стискаються та розтискаються. Цей процес виявився синхронним з процесом попадання кисню в організм, тому і був зроблений висновок про те, що багато представників членистоногих дихають саме завдяки стандартним механічним діям. Таким чином, дихальна система у комах може функціонувати завдяки скороченням окремих секцій черевця. Такий тип «дихання» властивий переважно всім наземним істотам. Ті ж індивідууми, які живуть частково чи повністю у воді, характеризуються скороченням деяких грудних відділів. Важливо також запам'ятати, що саме скорочення м'язів відбувається на видиху. Коли повітря надходить в організм, всі черевні і грудні сегменти комахи навпаки розширюються і повністю розслабляються.

Будова трахей

Саме трахеями, як було зазначено вище, представлена дихальна система комах. Для дітей подібне поняття може виявитися занадто складним, тому якщо ви пояснюєте цей біологічний процес своєму чаду, то розкажіть йому для початку, як виглядає цей дихальний орган. У всіх практично комах кожна трахея - це окремий стовбур. Він виходить саме з того клапана, через який проходить дихальце. Від трахейної трубки походять відгалуження, які представлені у вигляді спіралі. Кожна така гілочка утворена з щільної кутикули, яка завжди надійно зафіксована на своєму місці. Завдяки цьому відгалуження не спадають, не сплутуються, тому в організмі комахи завжди зберігаються просвіти, через які може нормально циркулювати кисень, вуглекислий газ, а також без яких життя цього класу нереальне.

Чим відрізняються літаючі комашки?

Дещо по-іншому виглядає дихальна система у комах, які вміють літати. У разі їх організми оснащені так званими повітряними мішками. Вони утворюються завдяки тому, що розширюються трахейні трубки. Причому ці розширення значно більші, ніж первозданна ширина дихального органу. Ще одна характерна риса таких мішків - у них немає спіральних ущільнень, тому вони поводяться всередині тіла комахи більш мобільно. Розширення і стиснення повітряних мішків у комах відбуваються пасивно. Під час вдиху організм збільшується, під час видиху – відповідно, зменшується. У цьому процесі задіяні лише м'язи, які контролюють. Важливо також відзначити, що дихальна система у комах, які є літаючими, влаштована так, щоб вони могли на більш тривалий період захоплювати більшу кількість кисню.

Комахи, які мають зябра

Членистоногі жителі водойм, як риби, мають зябра і зяброві отвори. При цьому дихальний процес здійснюється однаково завдяки трахеям, проте дана система в організмі замкнута. Таким чином кисень з води надходить у тіло не через дихальця, а через зяброві прорізи, після чого потрапляє в трубки та спіралі. Якщо ж комаха влаштована таким чином, що з процесом дорослішання вона вибирається з водного середовища, починає жити на землі або в повітрі, то зябра стають рудиментом, який зникає. Починає більш активно розвивати трахейну систему, міцніють трубки та спіралі, і процес дихання вже не має нічого спільного зі зябрами.

Висновок

Коротко ми розглянули, яка дихальна система у комах, чим вона характерна та які її різновиди можна зустріти у природі. Якщо копати глибше, то можна дізнатися, що дихальні системи членистоногих різних категорій дуже відрізняються один від одного, і найчастіше їх особливості залежать від довкілля тих чи інших видів.

Комахи не мають легень. Основна дихальна система у них – трахеї. Трахеї комах - це повітряноносні трубочки, що сполучаються, які відкриваються назовні з боків тіла отворами-дихальцями. Найтонші розгалуження трахей - трахеоли - пронизують все тіло, обплітаючи органи і навіть проникаючи всередину деяких клітин. Таким чином, кисень доставляється з повітрям безпосередньо до місця його споживання в клітинах тіла, і газообмін забезпечується без участі кровоносної системи.

Багато комахи, що живуть у воді (водні жуки і клопи, личинки і лялечки комарів та ін.) повинні час від часу підніматися до поверхні, щоб захопити повітря, тобто у них дихання теж повітряне. Личинки комарів, довгоніжок і деяких інших комах на час оновлення запасу повітря в трахейній системі «підвішуються» знизу до поверхневої плівки води за допомогою жирних волосків, що не змочуються.

А водні жуки – водолюби (Hydrophilidae), плавунці (Dytiscidae) та клопи, наприклад, гладиші (Notonectidae) – подихавши біля поверхні, забирають додатковий запас повітря із собою під воду під надкрилами.

У личинок комах, що живуть у воді, у вологому ґрунті та тканинах рослин, велику роль грає також шкірне дихання.

Добре пристосовані до життя у воді личинки день, веснянок, струмків та інших комах не мають відкритих дихаль. Кисень у них проникає всередину через поверхню всіх ділянок тіла, де покриви досить тонкі, особливо через поверхню листоподібних виростів, пронизаних мережею трахей, що сліпо закінчуються. У личинок комарів-мотилів (Chironomus) дихання теж шкірне, всією поверхнею тіла.

Показати всі

Процес дихання у наземних комах

У найпростіших випадках

надходження повітря відбувається весь час, як і позбавлення від вуглекислого газу. У такому постійному режимі дихання здійснюється у примітивних комах та малоактивних видів, що мешкають в умовах високої вологості.

У посушливих біотопах

. У видів, що перейшли до проживання у посушливих біотопах, механізм дихання дещо ускладнений. У активних комах з підвищеною потребою в кисні з'являються дихальні рухи, які нагнітають повітря і виганяють його звідти. Ці рухи полягають у напрузі та розслабленні м'язів, що забезпечують зміни його обсягу, що призводить до вентилювання та повітряних мішків.

Відео демонструє процес дихання у богомолу

Робота замикальних апаратів знижує втрати води у процесі дихання. (відео)

Під час дихальних рухів і віддаляються один від одного і зближуються, а у перетинчастокрилих вони також роблять телескопічні рухи, тобто кільця втягуються один в одного під час «видихів» і розправляються при «вдихах». При цьому активним дихальним рухом, який викликається скороченням м'язів, є саме «видих», а не «вдих», на відміну від людини та тварин, у яких все навпаки.

Ритм дихальних рухів може бути різним і залежить від безлічі факторів, наприклад, від температури: у кобилки Melanoplus при 27 градусах здійснюється 25,6 дихальних рухів за хвилину, а при 9 градусах їх всього 9. Перед багатьма посилюють своє дихання, а під час нього вдихи та видихи часто зупиняються. У медоносної бджолиу стані спокою спостерігається 40 дихальних рухів, а під час роботи - 120.

Деякі дослідники пишуть, що, незважаючи на наявність дихальних рухів, у комах відсутні типові вдихи та видихи. З цим можна погодитись, враховуючи особливості ряду таксонів. Так, у сарани повітря входить у тіло через передні пари і виходить через задні, що створює відмінності від «звичайного» дихання. До речі, у цієї ж комахи при підвищеному вмісті вуглекислоти повітря може почати переміщатися у зворотному напрямку: втягуватися через черевні і виходити через .

Як дихають водні комахи

У комах, що у воді, дихання здійснюється двома способами. Це залежить від того, яка будова має їх.

Багато з водних організмів мають закриту, в якій не функціонують. Вона замкнена, і в ній немає виходів назовні. Дихання здійснюється за допомогою - виростів тіла, в які входять і рясно розгалужуються. Тонкі трахеоли настільки близько підходять до поверхні, що через них починає дифундувати кисень. Це і дозволяє деяким комахам, що мешкають у воді (і струмків, веснянок, поденок, бабок) здійснювати газообмін. При переході їх до наземного існування (перетворенні на ) редукуються, а із закритої перетворюється на відкриту.

В інших випадках дихання водних комах здійснюється атмосферним повітрям. У таких комах є відкрита. Вони набирають повітря через спливаючи до поверхні, а потім опускаються під воду до тих пір, поки його не витратять. У зв'язку з цим, вони мають дві особливості будови:

Можливі інші особливості. Наприклад, у жука-плавунця знаходяться на задньому кінці тіла. Коли їй необхідно "зробити вдих", вона підпливає до поверхні, приймає вертикальне положення "вниз головою" і виставляє назовні частину, де розташовані .

Цікавим є подих дорослих плавунців. Вони є розвинені , з боків підгинаються у бік вниз і всередину, до тіла. В результаті при спливі до поверхні при складених надкрилах жук захоплює пляшечку повітря, який потрапляє в поделітральний простір. Туди ж відкриваються. Таким чином, плавунець і відновлює запаси кисню. Плавунець роду Dyliscus між спливаннями може бути під водою 8 хвилин, Hyphidrus близько 14 хвилин, Hydroporus - до півгодини. Після перших заморозків під льодом жуки також зберігають свою життєздатність. Вони знаходять повітряні бульбашки під водою і пропливають над ними так, щоб забрати їх під .

У водолюба запасання повітря відбувається між волосками, розташованими на черевній частині тіла. Вони не змочуються, тому між ними формується запас повітря. Коли комаха пливе під водою, її вентральна частина виглядає сріблястою через повітряну «подушку».

У водних комах, що дихають атмосферним повітрям, невеликі запаси кисню, які вони захоплюють з поверхні, повинні дуже швидко витрачатися, але цього не відбувається. Чому? Справа в тому, що з води в повітряні бульбашки дифундує кисень, і з них у воду частково йде вуглекислий газ. Таким чином, забираючи під воду повітря, комаха отримує запас кисню, який якийсь час поповнюється. Процес дуже залежить від температури. Наприклад, клоп Pleaможе жити в кип'яченій воді 5-6 годин при теплій температурі та 3 дні при холодній.

В усіх випадках має місце шкірне дихання. Комахи дихають всією поверхнею тіла (перші віки