该气管呼吸是由昆虫蜈蚣,蜱,蜘蛛和寄生虫中最常用的类型的呼吸。在这些昆虫中,血液中缺少呼吸道色素,因为气管系统负责将O2(空气)直接分配到人体细胞。
气管呼吸允许气体交换过程发生。以这种方式,一系列管或气管策略性地位于昆虫体内。这些气管中的每一个都具有朝向外部的开口,该开口允许气体进入和排出。
气道和气管系统
像在脊椎动物中一样,从昆虫体内排出气体的过程取决于压在人体所有内部器官上的肌肉收缩运动,从而迫使CO2排出体外。
这种呼吸发生在大多数昆虫中,包括栖息在水生环境中的昆虫。这种昆虫的尸体经过特别准备,可以在淹没在水位以下时呼吸。
气管呼吸系统的零件
气管
气管是一个广泛分支的系统,空气通过的小导管。该系统遍布昆虫的整个身体。
由于存在被称为外胚层的膜内部对准的体壁,因此可能存在导管。
昆虫的气管或导管向外敞开,从而使气体交换过程直接在昆虫体内所有细胞中进行。
分支集中度较高的区域通常是昆虫的腹部,该昆虫的腹部有许多导管,逐渐让位于体内的空气。
昆虫的完整气管系统通常由相对于其身体平行且纵向定位的三个主要通道组成。其他小的导管穿过主要气管,形成围绕昆虫整个身体的管网。
每个具有向外出口的管子都终止于称为气管细胞的细胞中。
在该细胞中,气管衬有一层称为气管蛋白的蛋白质。这样,每个气管的外端都充满了气管液。
螺旋线
气孔阀的扫描电子显微镜图像。
资料来源:使用者chsh CC BY-SA 2.5(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
气管系统通过称为柱头或气瓶的狭缝开口向外开放。在蟑螂中,在胸部区域有两对气门,在腹部区域的第一部分有八对气门。
Actias selene,资料来源:使用者Kugamazog〜commonswiki CC BY-SA 2.5(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
每个气孔都被称为腹膜的硬核包围,并具有硬毛作为过滤器,可防止灰尘和其他颗粒进入气管。
气孔还受到附在阻塞器和扩张器肌肉上的瓣膜的保护,这些瓣膜调节每个管子的开口。
气体交换
在静止状态下,由于人体组织细胞中的低渗透压,气管充满了毛细血管液。这样,进入管道的氧气溶解在气管液中,而二氧化碳则释放到空气中。
一旦昆虫进入飞行阶段,当乳酸的体积增加时,气管液被组织吸收。这样,CO2会以碳酸氢盐的形式暂时存储,从而向气瓶发送信号以打开。
但是,最大量的CO2通过称为表皮的膜释放。
通风运动
当昆虫身体的肌肉壁收缩时,气管系统就会发生通风。
当腹部后部肌肉收缩时,气体会从体内排出。相反,空气的吸气发生在身体呈规则形状时。
昆虫和其他一些无脊椎动物通过从其组织中去除二氧化碳并通过称为气管的管道吸入空气来进行气体交换。
在和蚱hopper中,胸部的第一部分和第三部分的两侧各有一个气孔。同样,在腹部的两侧线性排列着另外八对气门。
较小或较不活跃的昆虫通过扩散进行气体交换。但是,通过扩散呼吸的昆虫会在更干燥的气候中遭受痛苦,因为水蒸气在环境中并不丰富,也无法扩散到体内。
实蝇通过控制其气孔的开口大小来避免在干燥环境中死亡的风险,这样它们才能适应飞行阶段肌肉的氧气需求。
当对氧气的需求降低时,果蝇会部分关闭气喘,以在体内保留更多的水分。
active,草as等最活跃的昆虫,必须不断为其气管系统通风。这样,它们必须收缩腹部的肌肉并按压内部器官以将空气从气管中排出。
蚱hopper的大气囊附接到较大气管的某些部分,以提高气体交换过程的效率。
水生昆虫:气管呼吸的例子
埃及伊蚊的水生幼虫。摘自:Econt
水生昆虫利用气管呼吸来进行气体交换。
一些蚊子幼虫,例如蚊子幼虫,通过将一根小呼吸管暴露在水位上方来吸入空气,该呼吸管与它们的气管系统相连。
一些可以长时间浸泡在水中的昆虫会携带气泡,并从中吸收生存所需的氧气。
另一方面,其他一些昆虫的背部上部也有气孔。通过这种方式,它们刺穿悬浮在水中的叶子并附着在它们上面以呼吸。
参考文献
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