Содержание:
У насекомых нет лёгких. Газообмен осуществляется через трахейную систему — разветвлённую сеть воздухопроводящих трубочек, по которым кислород поступает напрямую к клеткам. Такой способ дыхания отличается высокой эффективностью при малых размерах тела и независим от кровеносной системы, в отличие от дыхания позвоночных животных. Это физиологическое преимущество объясняет широкую распространённость насекомых среди вредителей сельскохозяйственных культур, включая такие как плодовые и зерновые.
Строение дыхательной системы
Система включает три ключевых элемента:
-
Спиракулы (дыхальца) — парные отверстия по бокам тела. У большинства видов их 10: по паре на грудных и первых восьми брюшных сегментах. Спиракулы снабжены клапанами, которые предотвращают потерю влаги и контролируют поступление воздуха.
-
Трахеи — главные каналы, ведущие внутрь тела от спиракул. Их стенки армированы спиралевидными утолщениями — таенидами, которые поддерживают форму трубок и предотвращают их спадание при сокращении тела.
-
Трахеолы — тонкие разветвления трахей, проникающие в ткани и органы. Именно здесь происходит прямой газообмен между воздухом и клетками организма. Диаметр трахеол настолько мал, что позволяет кислороду диффундировать напрямую в митохондрии.
Управление спиракулами позволяет насекомым адаптироваться к внешним условиям: они могут закрываться при дефиците влаги, снижая испарение, или открываться при интенсивной нагрузке, обеспечивая приток кислорода. Это важно при воздействии стресс-факторов и при применении инсектицидов, фумигантов или фунгицидов, нарушающих газообмен.
Особенности дыхания
У мелких видов кислород проникает вглубь тканей за счёт диффузии. Крупные насекомые (например, кузнечики, жуки, бабочки) используют активную вентиляцию — специальные движения брюшка создают поток воздуха, обеспечивая циркуляцию в трахейной системе.
У летающих форм развиты воздушные мешки — расширенные участки трахей. Они снижают плотность тела, улучшают вентиляцию и служат резервом кислорода в условиях повышенного энергозатрата (например, при полёте или линьке). Это особенно важно для вредителей, активно поражающих овощи, подсолнечник и рапс, где часто применяются средства защиты растений.
У водных насекомых
У насекомых, обитающих в воде, система дыхания адаптирована к особенностям среды:
-
Некоторые личинки (например, подёнок и ручейников) имеют трахейные жабры — наружные выросты с капиллярной сетью, через которые осуществляется газообмен.
-
Другие используют сифоны или запасают воздушные пузыри, обновляя их у поверхности. Это характерно для личинок комаров, водных клопов и плавунцов.
-
У очень мелких видов возможно кожное дыхание — кислород проникает прямо через покровы тела, особенно при высокой концентрации его в воде.
Ограничения и эволюционные особенности
Из-за ограниченной эффективности диффузии по трахейной системе насекомые не могут достигать крупных размеров в современных условиях. Диаметр трахей и скорость поступления кислорода становятся лимитирующими факторами.
В карбоновом периоде, около 300 млн лет назад, когда содержание кислорода в атмосфере достигало 30–35 %, появились гигантские формы. Пример — меганевра, вымершая стрекоза с размахом крыльев до 70 см. Снижение уровня кислорода в последующие эпохи ограничило возможные размеры насекомых и способствовало формированию современных форм. Современные препараты, такие как протравители семян, регуляторы роста растений и биостимуляторы роста, позволяют ограничить численность вредителей, нарушая их жизненные функции — в том числе и дыхание.
Понравилась статья?
Оставьте комментарий!