TRACHEÁLNE DÝCHANIE: VLASTNOSTI A PRÍKLADY ZVIERAT - BIOLÓGIE - 2025

Tracheálne dýchanie je najčastejšie používaný typ dýchania hmyzom stonožky, kliešťov, pavúkov a parazitov. U týchto hmyzov chýbajú v krvi respiračné pigmenty, pretože tracheálny systém je zodpovedný za distribúciu O2 (vzduch) priamo do buniek tela.

Tracheálne dýchanie umožňuje proces výmeny plynu. Týmto spôsobom je v tele hmyzu strategicky umiestnená séria rúrok alebo priedušníc. Každá z týchto priedušníc má otvor smerom von, ktorý umožňuje vstup a výstup plynov.

Spirály a tracheálny systém

Rovnako ako u stavovcov, proces vylučovania plynov z tela hmyzu závisí od pohybu svalovej kontrakcie, ktorý tlačí na všetky vnútorné orgány tela, čím sa CO2 vylučuje z tela.

Tento typ dýchania sa vyskytuje u väčšiny hmyzu vrátane tých, ktoré obývajú vodné prostredie. Tento druh hmyzu má telá špeciálne pripravené na to, aby mohli dýchať, keď sú ponorené pod hladinou vody.

Časti tracheálneho dýchacieho systému

priedušnice

Priedušnica je široko rozvetvený systém s malými kanálmi, cez ktoré prechádza vzduch. Tento systém sa nachádza v celom tele hmyzu.

Prítomnosť potrubí v ňom je možná vďaka existencii stien tela vnútorne vyrovnaných membránou známou ako ektoderma.

Hmyz má niekoľko priedušníc alebo kanálikov, ktoré sa otvárajú zvonka tela, čo umožňuje, aby sa proces výmeny plynu uskutočňoval priamo vo všetkých bunkách tela hmyzu.

Oblasťou, kde je väčšia koncentrácia vetiev, je zvyčajne brucho hmyzu, ktoré má početné kanály, ktoré postupne prepúšťajú vzduch do tela.

Úplný tracheálny systém hmyzu sa zvyčajne skladá z troch hlavných kanálov umiestnených rovnobežne a pozdĺžne vzhľadom na jeho telo. Ostatné malé kanály prechádzajú hlavnými priedušnicami a vytvárajú sieť rúrok, ktoré pokrývajú celé telo hmyzu.

Každá z trubíc, ktorá má výstup do vonkajšej strany, končí v bunke nazývanej tracheálna bunka.

V tejto bunke sú priedušnice obložené vrstvou proteínu známou ako tracheín. Týmto spôsobom je vonkajší koniec každej priedušnice naplnený tracheolárnou tekutinou.

prieduchy

Snímka elektrónového mikroskopu v tvare kriketového ventilu.
Zdroj: user chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Tracheálny systém sa otvára von cez štrbinové otvory nazývané stigmy alebo špirály. V šváboch sú dva páry špirálov, ktoré sa nachádzajú v hrudnej oblasti, a osem párov špirálov, ktoré sa nachádzajú v prvom segmente brušnej oblasti.

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

Každá diera je obklopená skleritom zvaným peritrema a má štetiny, ktoré pôsobia ako filtre, čím bránia vniknutiu prachu a iných častíc do priedušnice.

Špirály sú chránené aj ventilmi pripojenými k svalom oklúznej a dilatačnej hmoty, ktoré regulujú otvorenie každej skúmavky.

Výmena plynu

V pokojovom stave sú priedušnice naplnené kapilárnou tekutinou vďaka nízkemu osmotickému tlaku v bunkách tela. Týmto spôsobom sa kyslík vstupujúci do kanálov rozpustí v tracheolárnej tekutine a CO2 sa uvoľní do vzduchu.

Tracheolárna tekutina je absorbovaná tkanivom, keď sa objem laktátu zvyšuje, keď hmyz vstúpi do letovej fázy. Týmto spôsobom sa CO2 dočasne ukladá ako hydrogenuhličitan, čím sa spirálovým signálom vysielajú signály na otvorenie.

Najväčšie množstvo CO2 sa však uvoľňuje cez membránu známu ako kutikula.

Vetrací pohyb

Vetranie priedušnicového systému sa uskutoční, keď sa svalové steny tela tela zvieraťa stiahnu.

K výdychu plynu z tela dochádza, keď sa chrbtové brušné svaly sťahujú. Naopak, k inšpirácii vzduchu dochádza, keď má telo pravidelný tvar.

Hmyz a niektoré ďalšie bezstavovce uskutočňujú výmenu plynu odstraňovaním CO2 cez svoje tkanivá a prijímaním vzduchu cez trubice nazývané priedušnice.

V cvrčkoch a kobylkách má prvý a tretí segment hrudníka na oboch stranách dieru. Podobne je na každej strane brucha umiestnené lineárne osem ďalších párov špirálov.

Menší alebo menej aktívny hmyz vykonáva proces výmeny plynov difúziou. Hmyz, ktorý dýcha difúziou, však môže trpieť v suchších klimatických podmienkach, pretože vodná para nie je v prostredí hojná a nebude sa môcť do tela difundovať.

Ovocné mušky sa vyhýbajú riziku umierania v suchom prostredí reguláciou veľkosti otvárania svojich fúkacích otvorov takým spôsobom, aby sa prispôsobili potrebám kyslíka vo svaloch počas fázy letu.

Ak je spotreba kyslíka nižšia, ovocie muchy čiastočne zatvára špirály, aby si v tele zachovalo viac vody.

Najaktívnejší hmyz, ako sú cvrčky alebo kobylky, musí neustále vetrať svoj tracheálny systém. Týmto spôsobom musia sťahovať svaly brucha a stlačiť vnútorné orgány, aby vytlačili vzduch z prieduchov.

Kobylky majú veľké vzduchové vaky pripojené k určitým úsekom väčších priedušníc, aby sa zvýšila účinnosť procesu výmeny plynov.

Vodný hmyz: príklad prieduškového dýchania

Vodná larva komára Aedes aegypti. Prevzaté a upravené: Econt

Vodný hmyz využíva pri výmene plynov tracheálne dýchanie.

Niektoré, napríklad larvy komárov, nasávajú vzduch a vystavia malú dýchaciu trubicu nad hladinou vody, ktorá je spojená s ich tracheálnym systémom.

Niektorý hmyz, ktorý môže dlho nasiaknuť vodou, má vzduchové bubliny, z ktorých berú O2, ktoré potrebujú na prežitie.

Na druhej strane niektoré druhy hmyzu majú na hornej časti chrbta špirály. Týmto spôsobom prepichnú listy, ktoré sú zavesené vo vode a priľnú k nim, aby mohli dýchať.

Referencie

1. biológie-stránky. (24. januára 2015). Získané z tracheálneho dýchania: biology-pages.info.
2. Stránka, TO (2017). Časť III: Ako dýchajú živé organizmy: Index. Získané zo systému chovu hmyzu: saburchill.com.
3. Society, TA (2017). Spoločnosť amatérskych enológov. Získané z respirácie hmyzu: amentsoc.org.
4. Spider, W. (2003). Hmyz a pavúky sveta, zväzok 10. New York: Marshall Cavendish.
5. Stidworthy, J. (1989). Shooting Star Press.
6. Yadav, M. (2003). Biológia hmyzu. Naí Dillí: DPH.
7. Yadav, M. (2003). Fyziológia hmyzu. Naí Dillí: DPH.