Чем представлена дыхательная система у насекомых. Органы дыхания насекомых. Насекомые, которые имеют жабры

Люди, плохо знающие биологию, обычно не представляют себе строение беспозвоночных. Есть ли у них кровь и имеется ли мозг? Дышат ли насекомые? Подавляющему большинству живых организмов для жизни необходим кислород. Он окисляет поступающие вещества - делит их на более простые по строению структуры. Растения тоже в процессе дыхания используют кислород. Лишь анаэробные микроорганизмы и некоторые многоклеточные животные не нуждаются в этом элементе. Однако и они дышат, только используют для окисления другие органические или неорганические вещества.

Мир небольших существ

Насекомые - маленькие организмы, размеры которых не превышают нескольких сантиметров. Их строение не позволяет увеличивать объем и вес в современных условиях. Этого нельзя сказать о древних членистоногих, живших во времена динозавров и еще раньше. В те времена атмосфера была совсем иной: другая плотность воздуха, состав газов. Да и сама планета Земля весила меньше. Стрекозы в далеком прошлом достигали размеров более полуметра.

Чем дышат насекомые? И что не дало им эволюционировать до размеров, к примеру, кошки в современных условиях? Ученые считают, что это своеобразная дыхательная система.

Немного из систематики

Насекомые относятся к подтипу трахейнодышащие (Tracheata). В тип членистоногих также входят подтипы жабродышащих (ракообразные) и хелицеровых (пауки, скорпионы, клещи и др.).

Чем дышат насекомые?

Само название подтипа говорит о способе дыхания. Однако хелицеровые дышат подобным же образом. Насекомые приобрели в ходе эволюции сложную систему трахей. Трахеи - это внутренние трубочки, проводящие воздух к клеткам тела. Трахейная система устроена непросто, потому что трахеи ветвятся на огромное количество тонких трубочек. Каждая из них подходит к небольшой группе клеток. Сеть трахей у насекомых аналогична системе кровеносных сосудов и капилляров у позвоночных животных.

Дыхальца насекомых

Воздух в трахеи входит через дыхальца - особые отверстия на теле насекомых. Дыхальца - стигмы - расположены парно, обычно по бокам тела. Регуляция поступления воздуха обеспечивается специальными запирательными устройствами.

От каждого дыхальца обычно отходит три симметричных больших ветви трахеи:

1. Дорзальная. Обеспечивает кислородом спинной сосуд с гемолимфой и дорзальную мускулатуру.
2. Висцеральная. Обслуживает пищеварительную систему и половые органы.
3. Вентральная. Обслуживает брюшную мускулатуру и нервную цепочку.

Трахеолы насекомых

Окончания трахей разветвляются на очень тонкие капиллярные трубочки - трахеолы. Их диаметр меньше 1 микрометра. Трахеолы разветвляются в межклеточном пространстве, оплетают клетки. Они являются функциональной частью трахейной системы, обеспечивающей диффузию кислорода в клетки тела.

Дополнительные образования

Чем дышит большинство насекомых? Органы дыхания - это трахеи. Однако некоторые членистоногие имеют еще и воздушные мешки. Такое строение напоминает легкие или, скорее, воздушные мешки птиц для увеличения объема воздуха в организме. Раздутые участки имеются у быстролетающих насекомых (пчелы, мухи). Они лежат по ходу трахейных стволов. В результате сокращения мышц тела при полете воздушные мешки сжимаются и расправляются, увеличивая поступление и выход воздуха.

Каким органом дышат насекомые, обитающие в воде?

Например, паук-серебрянка, обитающий в средней полосе России, большую часть жизни проводит под водой. Он носит с собой запас пузырьков воздуха. Так что ему не пришлось менять что-то в дыхательной системе. У пауков подобная трахейная система, как и у насекомых.

Жук-плавунец - распространенный обитатель прудов средней полосы России. Тоже дышит трахеями. Он периодически поднимается к поверхности воды, выставляет кончик брюшка. Воздух попадает под надкрылья и сохраняется там. Запас кислорода водяной жук носит с собой.

То же самое делают и остальные водные жуки. Вертячка охотится на поверхности пруда, однако, ныряя при опасности, также захватывает с собой воздух. Он выглядит как блестящая оболочка на конце брюшка.

Многие водные клопы также захватывают воздух в виде пузырька с поверхности. Как, например, гладыш. Он носит с собой пузырек воздуха, прикрепленный на конце брюшка. Такое приспособление помогает ему еще и лучше плавать.

Часть водных клопов (водяной скорпион, ранатра) имеют особую трубку на конце брюшка. Она состоит из двух желобкообразных половинок. Клоп двигает брюшком - делает дыхательные движения. По трубке воздух поступает к дыхальцам.

Органы дыхания личинок

Взрослые насекомые дышат при помощи трахей. Личинки же имеют более разнообразные органы дыхания. Личинки каких насекомых дышат трахеями? Сухопутные представители имеют трахейную систему. Например, у гусениц бабочек есть 9 пар стигм по бокам тела. Первая пара на груди, остальные - на сегментах брюшка. Иногда вторая пара дыхалец бывает закрыта.

У большинства водных насекомых и их личинок также имеется трахейная система. Однако огромное количество представителей имеет образования, похожие на жабры. Это выросты, расположенные на местах дыхалец. Кислород поступает через тонкие покровы трахейных выростов в организм. Так дышат личинки поденок, веснянок, ручейников. Личинки разнокрылых стрекоз тоже имеют трахейные жабры, однако расположены они в кишечнике, то есть внутри организма.

Мотыль имеет нитевидные жабры, но в большом количестве поглощает кислород всей поверхностью тела. В организме мотыля всегда имеется запас кислорода. По этой причине он может жить в загрязненных водоемах.

Личинки перистоусого комарика (семейство комары толстохоботные) дышат кислородом, растворенным в воде, поглощая его всей поверхностью тела.

Органы дыхания куколок

Чем дышат насекомые, находящиеся на стадии куколки? Считается, что третья стадия развития насекомого неподвижна. Однако даже куколки бабочек могут шевелить брюшком. А куколка божьей коровки кивает головой, вероятно, отпугивая врагов. Насекомые этой стадии дышат трахеями.

Среди куколок водных насекомых имеются очень подвижные особи. Это, например, кровососущие комары. Их куколки регулярно поднимаются к поверхности воды для всасывания воздуха через специальные трубочки на конце брюшка.

Куколка перистоусого комарика похожа на куколку обыкновенного комара. Но она не поднимается к поверхности воды до выхода взрослой особи. Органом дыхания служат покровы тела.

Чем дышат насекомые, не имеющие трахей? Органами дыхания некоторых первичнобескрылых насекомых и личинок, обитающих в тканях, служат кожные покровы. Они достаточно тонкие для прохождения газов. Углекислый газ также выделяется через кутикулу, что частично наблюдается и у насекомых, имеющих трахеи.

Насекомые часто двигают брюшком - делают дыхательные движения. Частота дыхательных движений возрастает во время полета. Дыхательные мышцы сокращаются и расслабляются, например, у пчелы в состоянии покоя около 40 раз в минуту. Во время полета в несколько раз чаще.

У более примитивных насекомых дыхальца не закрываются. Однако они защищены волосками от попадания мусора. У более сложноустроенных членистоногих стигмы способны открываться и закрываться для регуляции поступления воздуха. Кроме того, часть дыхалец может служить для вдоха, а другая часть - для выдоха воздуха.

Интересно, что стигмы у насекомых имеют разную форму и цвет. Они могут быть круглые, овальные, треугольные. Их цвет иногда отличается от окраски окружающей кутикулы.

Таким образом, природа создала трахейную систему еще до появления легких. Такая система отлично организована. Система дыхалец обеспечивает постоянный ток воздуха. Кислород разносится ко всем клеткам тела.

Как дышат насекомые? и получил лучший ответ

Ответ от Elizabeth[гуру]
ссылка
Как дышат насекомые?
У насекомых нет лёгких. Основная дыхательная система у них - трахеи. Трахеи насекомых - это сообщающиеся воздухоносные трубочки, которые открываются наружу по бокам тела отверстиями-дыхальцами. Тончайшие разветвления трахей - трахеолы - пронизывают всё тело, оплетая органы и проникая даже внутрь некоторых клеток. Таким образом кислород доставляется с воздухом непосредственно к месту его потребления в клетках тела, и газообмен обеспечивается без участия кровеносной системы.
Многие живущие в воде насекомые (водные жуки и клопы, личинки и куколки комаров и др.) должны время от времени подниматься к поверхности, чтобы захватить воздух, т. е. у них дыхание тоже воздушное. Личинки комаров, долгоножек и некоторых других насекомых на время обновления запаса воздуха в трахейной системе «подвешиваются» снизу к поверхностной плёнке воды с помощью несмачиваемых жирных волосков.
А водные жуки - водолюбы (Hydrophilidae), плавунцы (Dytiscidae) и клопы, например, гладыши (Notonectidae) - подышав у поверхности, уносят дополнительный запас воздуха с собой под воду под надкрыльями.
У личинок насекомых, живущих в воде, во влажной почве и в тканях растений, большую роль играет также кожное дыхание.
Хорошо приспособившиеся к жизни в воде личинки подёнок, веснянок, ручейников и других насекомых не имеют открытых дыхалец. Кислород у них проникает внутрь через поверхность всех участков тела, где покровы достаточно тонки, особенно через поверхность листовидных выростов, пронизанных сетью слепо заканчивающихся трахей. У личинок комаров-мотылей (Chironomus) дыхание тоже кожное, всей поверхностью тела.Источник: ссылка

Ответ от ДЕЛЬФИНА [гуру]
У насекомых нет легких, и снабжение их организма кислородом осуществляется через микроскопические поры в хитиновом панцире. Хитиновый панцирь является своего рода распределенным легким. Дыхание насекомых напоминает дыхание млекопитающих, их трахеальные трубки быстро сжимаются и разжимаются, обеспечивая 50%-ное обновление кислорода в течение одной секунды (таков, к примеру, показатель человека, выполняющего физические упражнения средней интенсивности
У насекомых органы дыхания представлены трахеями, которые начинаются отверстиями - дыхальцами, через которые воздух поступает в трахеи и по их разветвлениям - в отдельные клетки. Отверстия дыхалец расположены на боковых поверхностях груди и брюшка. Открывание и закрывание дыхалец регулируется специальным замыкательным аппаратом. Вентиляции трахей способствует сокращение брюшка. Живущие в воде насекомые - водяные жуки и клопы - периодически поднимаются на поверхность воды для запасания воздуха. Воздух захватывается волосками конечностей. Личинки многих водных насекомых дышат растворенным в воде кислородом. У личинки стрекозы, обитающей в водоемах, дыхание происходит благодаря циркуляции воды в задней кишке.

Ответ от З.О.Я [гуру]
Многие насекомые дышат очень необычно и интересно. Если внимательно рассмотреть их брюшную полость, можно увидеть много маленьких отверстий, или пор. Каждая из этих пор является входом в трубку, которая называется трахеей. Она действует так же, как и человеческая дыхательная трубка, или дыхательное горло! Таким образом, насекомые дышат так же, как и мы, с той только разницей, что у них на брюшной полости могут быть расположены сотни дыхательных трубок. У таких маленьких созданий, как насекомые, эти трубки не занимают много места. Но можете ли вы представить, что случилось бы, если бы у людей была такая же дыхательная система? Остальным органам едва ли хватило бы места!

Ответ от Евсюков Александр [гуру]
Ужас какой! Отверстия в хитине, рассмотреть брюшную полость.. . Вы хоть представляете о чем говорите?У насекомых образуются впячивания эктодормы (т. е. наружных покровов) внутрь тела в виде ветвящихся трубок, называемях трахей. Отверстия трахей находятся, как правило с боков тела. У многих жуков они в основном в задней части. У ос и пчел одни пара трехей находиться в голове, другие рассредоточены по всему телу. Заканчивается вевление самыми мелкими трубочками - трахеолами, которые заполнены жидкостью. Кровь насекомых практически не способна к переносу кислорода, поэтому трахеолы подходят к внутренним органам. Крупные трахеи обладают кольцами, которые придают им жесткость, поэтому к сокращению они не способны и движение газов в них не носит принудительного характера.Некоторые личинки, обидающие в воде имеют т. н. жабры, но вопрос об их участии в дыхании довольно спорный. Многие считают их органами, поддерживающими солевой баланс

Ответ от Пользователь удален [активный]
Все живые создания должны дышать, чтобы не умереть. Процесс дыхания - это просто вдох воздуха с целью получения кислорода и выдох отходов. В воздухе, который мы выдыхаем, уже нет кислорода, там больше углекислого газа и паров воды. Кислород, вдыхаемый нами, нужен для «обжигания» некоторых продуктов, чтобы организм мог переварить их. Отходы, включающие в себя водяные пары и углекислый газ, частично уничтожаются организмом, а частично выдыхаются. Простейшей формой дыхания, вероятно, обладают медузы и большинство червей. Они вообще не имеют органов дыхания. Растворенный в воде кислород всасывается через их кожу, а растворенный углекислый газ выводится наружу тем же путем. Вот и все, что можно сказать об их дыхании. У земляных червей - созданий с более сложным строением - есть специальная жидкость - кровь, которая переносит кислород от кожи во внутренние органы и выносит обратно углекислый газ. Кстати, лягушки иногда тоже дышат таким образом, используя кожу как дыхательный орган. Но у нее есть и легкие, которыми она пользуется в случае нехватки кислорода. Многие насекомые дышат очень необычно и интересно. Если внимательно рассмотреть их брюшную полость, можно увидеть много маленьких отверстий, или пор. Каждая из этих пор является входом в трубку, которая называется трахеей. Она действует так же, как и человеческая дыхательная трубка, или дыхательное горло! Таким образом, насекомые дышат так же, как и мы, с той только разницей, что у них на брюшной полости могут быть расположены сотни дыхательных трубок. У таких маленьких созданий, как насекомые, эти трубки не занимают много места. Но можете ли вы представить, что случилось бы, если бы у людей была такая же дыхательная система? Остальным органам едва ли хватило бы места! Между прочим, темп дыхания (то есть как часто мы вдыхаем воздух) во многом зависит от размеров самого существа. Чем животное больше, тем медленнее оно дышит. Например, слон вдыхает около 10 раз в минуту, а мыши около 200!

Показать все

Процесс дыхания у наземных насекомых

В простейших случаях

поступление воздуха в происходит все время, как и избавление от углекислого газа. В таком постоянном режиме дыхание осуществляется у примитивных насекомых и малоактивных видов, обитающих в условиях высокой влажности.

В засушливых биотопах

. У видов, перешедших к обитанию в засушливых биотопах, механизм дыхания несколько усложнен. У активных насекомых с повышенной потребностью в кислороде появляются дыхательные движения, которые нагнетают воздух в и изгоняют его оттуда. Эти движения заключаются в напряжении и расслаблении мышц , обеспечивающих изменения его объема, что приводит к вентилированию и воздушных мешков.

Видео демонстрирует процесс дыхания у богомола

Работа замыкательных аппаратов снижает потери воды в процессе дыхания. (видео)

Во время дыхательных движений и отдаляются друг от друга и сближаются, а у перепончатокрылых они также делают телескопические движения, то есть, кольца втягиваются друг в друга во время «выдохов» и расправляются при «вдохах». При этом, активным дыхательным движением, которое вызывается сокращением мышц, является именно «выдох», а не «вдох», в отличие от человека и животных, у которых все наоборот.

Ритм дыхательных движений может быть различным и зависит от множества факторов, например, от температуры: у кобылки Melanoplus при 27 градусах осуществляется 25,6 дыхательных движений в минуту, а при 9 градусах их всего 9. Перед многие усиливают свое дыхание, а во время него вдохи и выдохи часто приостанавливаются. У медоносной пчелы в состоянии покоя наблюдается 40 дыхательных движений, а при работе - 120.

Некоторые исследователи пишут, что, несмотря на наличие дыхательных движений, у насекомых отсутствуют типичные вдохи и выдохи. С этим можно согласиться, учитывая особенности ряда таксонов. Так, у саранчи воздух входит в тело через передние пары и выходит через задние, что создает отличия от «обычного» дыхания. Кстати, у этого же насекомого при повышенном содержании углекислоты воздух в может начать перемещаться в обратном направлении: втягиваться через брюшные и выходить через .

Как дышат водные насекомые

У насекомых, обитающих в воде, дыхание осуществляется двумя способами. Это зависит от того, какое строение имеет их .

Многие из водных организмов имеют закрытую , в которой не функционируют . Она замкнута, и в ней нет «выходов» наружу. Дыхание осуществляется при помощи - выростов тела, в которые входят и обильно разветвляются . Тонкие трахеолы настолько близко подходят к поверхности , что через них начинает диффундировать кислород. Это и позволяет некоторым насекомым, обитающим в воде ( и ручейников, веснянок, поденок, стрекоз) осуществлять газообмен. При переходе их к наземному существованию (превращении в ) редуцируются, а из закрытой превращается в открытую.

В других случаях дыхание водных насекомых осуществляется атмосферным воздухом. У таких насекомых имеется открытая . Они набирают воздух через , всплывая к поверхности, а затем опускаются под воду до тех пор, пока его не израсходуют. В связи с этим, у них имеются две особенности строения:

Возможны и другие особенности. Например, у жука-плавунца находятся на заднем конце тела. Когда ей необходимо «сделать вдох», она подплывает к поверхности, принимает вертикальное положение «вниз головой» и выставляет наружу часть, где расположены .

Интересно дыхание взрослых плавунцов. У них имеются развитые , с боковых сторон подгибающиеся в направлении вниз и внутрь, к телу. В результате при всплывании к поверхности при сложенных надкрыльях жук захватывает пузырек воздуха, который попадает в подэлитральное пространство. Туда же открываются . Таким образом плавунец и возобновляет запасы кислорода. Плавунец рода Dyliscusмежду всплываниями может находиться под водой 8 минут, Hyphidrus около 14 минут, Hydroporus- до получаса. После первых заморозков подо льдом жуки также сохраняют свою жизнеспособность. Они находят воздушные пузырьки под водой и проплывают над ними так, чтобы «забрать» их под .

У водолюба запасание воздуха происходит между волосками, расположенными на брюшной части тела. Они не смачиваются, поэтому между ними формируется запас воздуха. Когда насекомое плывет под водой, его вентральная часть выглядит серебристой из-за воздушной «подушки».

У водных насекомых, дышащих атмосферным воздухом, те небольшие запасы кислорода, которые они захватывают с поверхности, должны очень быстро расходоваться, но этого не происходит. Почему? Дело в том, что из воды в воздушные пузырьки диффундирует кислород, и из них же в воду частично уходит углекислый газ. Таким образом, забирая под воду воздух, насекомое получает запас кислорода, который какое-то время сам собой пополняется. Процесс сильно зависит от температуры. Например, клоп Pleaможет жить в кипяченой воде 5-6 часов при теплой температуре и 3 дня при холодной.

Во всех перечисленных случаях имеет место кожное дыхание. Насекомые дышат всей поверхностью тела (первые возраста

Как дышат насекомые, и дышат ли они вообще? Строение тела тех же жуков существенно отличается от анатомии любого млекопитающего. Не все люди знают об особенностях жизнедеятельности насекомых, ведь и пронаблюдать эти процессы сложно по причине небольших размеров самого объекта. Однако эти вопросы порой всплывают – например, когда ребенок сажает пойманного жука в банку, и спрашивает, как обеспечить ему долгую, счастливую жизнь.

Так дышат ли они, как осуществляется процесс дыхания? Можно ли закрывать банку плотно, чтобы жук не убежал, не задохнется ли он? Эти вопросы задаются многими людьми.

Кислород, дыхание и размеры насекомых

Современные насекомые действительно имеют небольшие размеры. Но это исключительно древние существа, которые появились куда раньше теплокровных, даже раньше динозавров. В те времена условия на планете были совершенно другими, состав атмосферы тоже был иной. Даже удивительно, как они смогли пережить миллионы лет, приспособиться ко всем изменениям, которые прошли за это время на планете. Эпоха расцвета насекомых позади, и в те времена, когда они были на пике эволюции, назвать их маленькими было нельзя.

Интересный факт: окаменелые останки стрекоз доказывают, что в прошлом они достигали полуметрового размера. В период расцвета насекомых были и другие исключительно крупные виды.

В современном мире насекомые не могут достичь таких размеров, и самыми крупными являются тропические особи – влажный, жаркий климат, насыщенный кислородом, дает им больше возможностей для процветания. Буквально все исследователи убеждены, что процветать на планете в сегодняшних условиях так, как это было в прошлом, насекомым не дает именно их дыхательная система с ее специфическими особенностями устройства.

Материалы по теме:

Враги пчел

Дыхательная система насекомых

При классификации насекомых их относят к подтипу трахейнодышащих. Это уже дает ответы на многие вопросы. Во-первых, они дышат, а во-вторых, они делают это посредством трахеи. Членистоногие также классифицируются как жабродышащие и хелицеровые, к первым относятся раки, а ко вторым – клещи и скорпионы. Однако вернемся к трахейной системе, характерной для жуков, бабочек, стрекоз. Трахейная система у них исключительно сложная, эволюция шлифовала ее не один миллион лет. Трахеи подразделяются на многочисленные трубочки, каждая трубочка идет к определенной части тела – примерно так же, как расходятся по телу кровеносные сосуды и капилляры более совершенных теплокровных, и даже рептилий.

Трахеи наполняются воздухом, но делается это не за счет ноздрей или ротовой полости, как у позвоночных. Трахеи наполняются дыхальцами, это многочисленные отверстия, которые находятся на теле насекомого. Особые клапаны отвечают за воздухообмен, наполнение этих отверстий воздухом, их закрытие. Каждое дыхальце снабжается тремя ветвями трахеи, среди которых:

• Вентральная для нервной системы и мускулатуры брюшка,
• Дорзальная для дорзальной мускулатуры и спинного сосуда, который наполнен гемолимфой,
• Висцеральная, которая работает на органы размножения и пищеварения.

Материалы по теме:

Основные виды дневных бабочек в России

Трахеи на своем окончании превращаются в трахеолы – очень тонкие трубочки, которые оплетают каждую клетку тела насекомого, обеспечивая ей приток кислорода. Толщина трахеолы не превышает 1 микрометра . Именно так устроена дыхательная система насекомого, за счет которой кислород может циркулировать в его теле, достигая каждой клетки.

Но подобное примитивное устройство имеют только ползающие или мало летающие насекомые. Летающие, такие как пчелы, имеют еще воздушные мешки наподобие тех, что имеются у птиц в дополнение к легким. Они расположены вдоль стволов трахеи, при полете они способны сокращаться и раздуваться вновь, чтобы обеспечивать максимальный приток воздуха к каждой из клеток. Кроме того, у водоплавающих насекомых есть системы сохранения воздуха на теле или под брюшком в виде пузырей – это актуально для жуков-плавунцов, серебрянок, и прочих.

Как дышат личинки насекомых?

Большинство личинок рождаются с дыхальцами, это актуально в первую очередь для обитающих на поверхности земли насекомых. Водные же личинки обладают подобием жабр, которые позволяют им дышать под водой. Трахейные жабры могут располагаться как на поверхности тела, так и внутри его – даже в кишечнике. Кроме того, многие личинки умеют получать кислород всей поверхностью своего тела.