แมลงเป็นหนึ่งในสัตว์ที่เล็กที่สุดในโลก มีทุกชนิด ทั้งบินได้ ทั้งบนบก และในน้ำ โดยแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะที่ทำให้ชนิดพันธุ์สามารถอาศัยอยู่ในระบบนิเวศเฉพาะได้
แมลงมีความแตกต่างจากสัตว์ส่วนใหญ่ที่เรารู้จักในหลาย ๆ ด้าน เพราะลักษณะทางสัณฐานวิทยาของพวกมันต่างกัน ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งเหล่านี้คือวิธีที่พวกมันได้รับออกซิเจนเพื่อเอาชีวิตรอดถ้าอยากรู้ว่าแมลงหายใจตรงไหนและ แมลงหายใจยังไง อย่าพลาดบทความหน้าในเว็บไซต์ของเรา อ่านต่อ!
การหายใจของแมลง
กระบวนการหายใจของแมลงเกิดขึ้นแตกต่างจากสัตว์อื่นๆ ที่รู้จักกันดี เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ตัวอย่างเช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีลักษณะเฉพาะโดยการได้รับออกซิเจนทางจมูก จากนั้นจะผ่านไปยังปอดเพื่อเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกขับออกในการหายใจออกต่อไปนี้ นี่คือคำอธิบายพื้นฐานของขั้นตอน อย่างไรก็ตามในแมลงกลไกนี้ดำเนินการแตกต่างกัน แล้วแมลงหายใจยังไง
แมลงรับออกซิเจนจากภายนอก ผ่านเนื้อเยื่อของร่างกาย เรียกว่า spiraclesซึ่งพบในโครงกระดูกภายนอก ที่ระดับช่องท้อง ในรูปของรูหรือช่องเปิดในร่างกายเมื่อเก็บไว้ในเกลียวคลื่นออกซิเจนจะถูกส่งไปยัง หลอดลมของแมลง ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าซึ่งกระจายไปทั่วร่างกายและมีหน้าที่แบกรับสิ่งนั้น ออกซิเจนไปยังหลอดลม ถุงที่วัดได้น้อยกว่า 0.2 ไมโครเมตร ถุงเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนปอดของแมลง มีเพียงพวกมันเท่านั้นที่อยู่ในส่วนต่างๆ ของกายวิภาคของพวกมัน หลอดลมมีลักษณะเป็นเยื่อชื้นที่ช่วยให้แลกเปลี่ยนระหว่างก๊าซที่มาจากภายนอกและที่อยู่ภายใน
เมื่อเสร็จแล้ว เซลล์แมลงจะได้รับออกซิเจนที่ต้องการและขับคาร์บอนไดออกไซด์ที่สอดคล้องกันออกไปทางสไปราเคิลเดียวกัน การเคลื่อนไหวของก๊าซจะดำเนินการในระบบทางเดินหายใจของแมลงไม่เกี่ยวข้องกับระบบไหลเวียนโลหิตหรือเนื้อเยื่ออื่น ๆ นั่นคือแมลงรวมออกซิเจนจากอากาศได้อย่างไรและเข้าถึงเนื้อเยื่อได้อย่างไร? ผ่านการหายใจระดับเซลล์ เหมือนกับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีเซลล์อย่างไรก็ตาม การหายใจระดับเซลล์เป็นส่วนสุดท้ายของกระบวนการทั้งหมด ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนก๊าซ ดังนั้น หากเราต้องการทราบว่าแมลงหายใจมีประเภทใด ตามที่เราตรวจสอบได้ ตามระบบการหายใจ
เครื่องช่วยหายใจนี้ทำงานเหมือนกันสำหรับแมลงบนบกทุกชนิด ยกเว้นแมลงที่ตัวเล็กกว่าไม่ต้องพยายามรักษาการทำงานของเกลียว อย่างไรก็ตาม ชิ้นงานทดสอบที่มีความยาวมากกว่า 3 ซม. จะทำงานกล้ามเนื้อมากขึ้นเพื่อหายใจเนื่องจากอัตราเมตาบอลิซึมที่สูงขึ้น นี่เป็นกรณีของ Coleoptera ที่รู้จักกันดีในชื่อด้วง (เช่นด้วง deathwatch เรียกอีกอย่างว่า Xestobium rufovillosum.
แมลงน้ำหายใจอย่างไร
แมลงเพียง 6% เท่านั้นที่เป็นสัตว์น้ำ ส่วนที่เหลือบางส่วนอาศัยอยู่ในช่วงแรกของการพัฒนาในสภาพแวดล้อมทางน้ำ คุณรวมออกซิเจนไว้ในกรณีเหล่านี้อย่างไร? แมลงน้ำหายใจอย่างไร
การปรับตัวของแมลงน้ำ
แมลงมีกลไกในการรับออกซิเจนต่างกันไปขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ เช่นเดียวกับแมลงบนบก แมลงในน้ำมีระบบทางเดินหายใจ แต่พวกมันใช้มันแตกต่างกันเนื่องจากการดัดแปลงต่างๆ ดัดแปลงเหล่านี้คือ:
- Hydrophobic tracheae: ป้องกันไม่ให้น้ำเข้าสู่ร่างกายของแมลง แม้จะคลายเกลียวคลื่นเพื่อดำเนินการหายใจ. นี่คือวิธีที่ลูกน้ำยุงใช้
- กาลักน้ำแบบ Hydrophobic: เหล่านี้เป็น “ท่อ” ที่สามารถทำลายความตึงเครียดของผิวน้ำ ตัวอ่อน Diptera ที่อยู่ในสกุล Eristalis ใช้การปรับตัวนี้ เช่น แมลงวันผึ้ง (Eristalis tenax) และแมลงวันสวนผลไม้ (Eristalis horticola)
- ขนHydrophobic: ด้วยความตั้งใจที่จะมาเยือนพื้นผิวบางสายพันธุ์จึงพัฒนาขนแปรงหรือวิลลี่ที่สามารถจับฟองอากาศได้ ใช้สกัดออกซิเจน แมลงในสกุล Notonecta ใช้การปรับตัวนี้ เช่น นักว่ายน้ำหลัง (Notonecta glauca)
- Plastron: plastrons เป็นฟองที่เข้าใจยาก ต้องขอบคุณแมลงที่ไม่จำเป็นต้องขึ้นไปบนผิวน้ำเพื่อหายใจ พลาสตรอนเกิดจากการมีขนที่ไม่ชอบน้ำในหนังกำพร้าของร่างกายของแมลง ซึ่งรักษาการแลกเปลี่ยนอากาศอย่างต่อเนื่องโดยไม่ทำลายฟองสบู่แมลงในสกุล Aphelocheirus (hemiptera เช่น Aphelocheirus aestivalis) และ Elmis (coleoptera เช่น Elmis aenea) มีพลาสตรอน
- เหงือกหลอดลม: ในบริเวณที่ควรจะเป็น tracheoles แมลงบางชนิดจะพัฒนาส่วนต่อขยายทางใบบางจนมองเห็นได้จากภายนอก ร่างกายคือเหงือกหลอดลม ระบบนี้ใช้โดยตัวอ่อนของหน่วยย่อย Zygoptera เช่น ตัวอ่อนสีน้ำเงิน (Calopteryx virgo) และ Trichoptera เช่น Stephens chimarra (Philopotamidae Stephens)
ด้วยการดัดแปลงเหล่านี้ แมลงน้ำได้พัฒนาการหายใจ 3 แบบ
การหายใจของแมลงน้ำ
หลอดลม กาลักน้ำ และขนที่ไม่ชอบน้ำ พลาสตรอน และเหงือกหลอดลม เป็นการดัดแปลงที่พัฒนาโดยแมลงในน้ำเพื่อให้ได้ออกซิเจนด้วยวิธีต่อไปนี้
รับออกซิเจนจากอากาศ: เพื่อให้ได้ออกซิเจนจากอากาศโดยตรง แมลงจะใช้กาลักน้ำ หลอดลม และขนที่ไม่ชอบน้ำ. มีสามตัวเลือก:
- ขจัดความตึงเครียดบนผิวน้ำและใช้หลอดลมที่ไม่ชอบน้ำเพื่อให้ได้ออกซิเจน เมื่อหมดแรงแมลงก็ต้องกลับคืนสู่ผิวน้ำ
- ทำลายแรงตึงผิวและใช้กาลักน้ำเพื่อรับออกซิเจน ในกรณีนี้แมลงจะต้องอยู่กับกาลักน้ำเพื่อหายใจ
- ทำลายแรงตึงผิวและใช้ขนที่ไม่ชอบน้ำเพื่อสร้างฟองอากาศ เมื่อฟองหมด แมลงจะต้องกลับขึ้นผิวน้ำเพื่อทำขั้นตอนซ้ำ
รับออกซิเจนผ่านน้ำ: นี่คือกรณีของการหายใจทางผิวหนังและการใช้เหงือกและพลาสตรอน หากต้องการทราบวิธีที่แมลงหายใจโดยใช้วิธีการเหล่านี้ เราจะอธิบายไว้ด้านล่าง
- การหายใจของผิวหนัง: บางชนิดที่พัฒนาในพื้นที่น้ำนำเสนอการก่อตัวของหนังกำพร้าหรือฟิล์มภายนอกซึ่งพวกมันดูดซับก๊าซออกซิเจนที่พบใน น้ำ. ในการหายใจประเภทนี้ ออกซิเจนจะได้รับโดยตรงจากน้ำ วิธีนี้ทำให้ของเหลวไม่เข้าสู่ระบบหลอดลมเพราะแมลงสามารถปิดหลอดอาหารไว้ได้จนกว่าออกซิเจนจะหมด การหายใจนี้ใช้โดยตัวอ่อนของจำพวก Simulium และ Chironomus, Diptera เช่น Blandford fly (Simulium posticatum)
- หายใจแบบ Tracheal: วิธีนี้ประกอบด้วยการได้รับออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อมในน้ำเองโดยไม่ต้องเข้าไปใกล้ผิวน้ำ ในกรณีเหล่านี้ จะพบเหงือกที่ปกคลุมเครือข่ายหลอดลมของแมลง ดังนั้นออกซิเจนจากพวกมันจึงถูกกระจายไปตามวิธีที่เราอธิบายไปแล้ว
- Plastrons:เกิดขึ้นจากขนที่ไม่ชอบน้ำบนหนังกำพร้าของร่างกายแมลงซึ่งรักษาการแลกเปลี่ยนอากาศอย่างต่อเนื่องโดยไม่มี ฟองสบู่ถูกทำลาย
รับออกซิเจนผ่านพืช: แมลงในน้ำยังสามารถได้รับออกซิเจนโดยตรงจากพืชที่จมอยู่ใต้น้ำ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พวกเขากด spiracles จนกว่าจะถึง aerenchyma ของพืช พื้นที่ของเนื้อเยื่อที่มีเซลล์ระหว่างเซลล์ที่พวกเขาเก็บออกซิเจน (คุณสามารถเห็นได้เมื่อตัดก้านของพืชน้ำและสังเกตการแบ่งโพรงขนาดเล็กภายใน). แมลงที่ได้รับออกซิเจนในลักษณะนี้ได้แก่ตัวอ่อนของจำพวก Donacia (coleoptera เช่น Donacia jacobsoni และ Donacia hirtihumeralis) และ Chrysogaster (diptera เช่น Chrysogaster basalis และ Chrysogaster cemiteriorum)
ดังนั้น เราจึงเห็นว่าการหายใจของแมลงนั้นซับซ้อนและหลากหลายกว่ามาก ดังนั้นแมลงจึงหายใจไม่ทางใดก็ทางหนึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่พวกมันอาศัยอยู่
แมลงวันหายใจยังไง
แมลงวัน สัตว์เหล่านั้นที่พบได้ทั่วไปในบ้าน ใช้ระบบหายใจแบบหลอดลมเดียวกัน เหมือนแมลงชนิดอื่นๆ บนบก เกลียวที่อนุภาคออกซิเจนเข้าไปอยู่ในช่องท้อง จากนั้นพวกมันจะถูกลำเลียงโดยท่อของหลอดลมไปยัง tracheoles ปลายทางสุดท้ายของออกซิเจนนี้
หลอดลมประกอบด้วยของเหลวในหลอดลม มีหน้าที่ในการละลายโมเลกุลของออกซิเจนเพื่อนำไปยังร่างกายของแมลงวัน กระบวนการนี้ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีและเกิดขึ้นตลอดเวลา แม้ในขณะที่กำลังบินอยู่ อย่างไรก็ตาม ระหว่างบิน แมลงจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนมากขึ้น ดังนั้นกระแสน้ำที่ได้รับจึงต้องเพิ่มขึ้น แม้ว่าเกลียวจะขยายออกเพื่อให้อากาศผ่านได้มากขึ้น แต่ก็ไม่เพียงพอสำหรับระดับที่จำเป็นระหว่างการบินด้วยเหตุนี้แมลงวันจึงขยายทรวงอกและระบบทางเดินหายใจซึ่งเพิ่มความจุของ tracheoles ด้วยระบบนี้ แมลงวันสามารถประมวลผลอากาศ 350 มิลลิลิตรต่อชั่วโมง แทนที่จะเป็น 50 มิลลิลิตรที่ประมวลผลเมื่อหยุดนิ่ง
ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าแมลงหายใจอย่างไร ถ้าอยากรู้ความอยากรู้เกี่ยวกับพวกมันมากกว่านี้ อย่าพลาดบทความอื่น: "แมลงที่ใหญ่ที่สุดในโลก"