Wie atmen Insekten?

Die Insekten atmen durch die Luftröhre. Dies bringt den Sauerstoff zum Tier und verdrängt das Kohlendioxid aus seinem Stoffwechsel.

Insekten benötigen wie Menschen Sauerstoff, um zu leben und Kohlendioxid freizusetzen, aber nichtsdestoweniger kann man nicht sagen, dass Insekten atmen, so wie die Menschen sie verstehen.

Insekten haben keine Lungen oder Kiemen, um Sauerstoff aus Luft oder Wasser aufzunehmen. Sie transportieren auch keinen Sauerstoff durch ihre Kreislaufsysteme. Vielleicht möchten Sie auch mehr über die Atmung der Trachea wissen: Eigenschaften und Beispiele von Tieren.

Einatmen von Insekten: das Luftröhrensystem

Die Insekten absorbieren die Luft durch kleine Löcher, die den unteren Teil ihrer Körper bedecken, genannt Spiracles oder Atmungsporen. Diese öffnen sich, wenn das Insekt die Bauchmuskeln ausdehnt und schließt, wenn das Insekt seine Bauchmuskeln zusammenzieht.

Wenn die Luft in die Spiralen eindringt, bewegt sie sich durch das Luftröhrensystem, das durch ein ausgedehntes Netz von sehr dünnen Röhren gebildet wird, die durch den gesamten Körper des Insekts verlaufen.

Diese Tracheen werden, wenn sie sich verzweigen, dünner, dringen in alle Gewebe ein und erreichen die Zellen. Es ist ähnlich wie bei Menschen in Bezug auf Blutkapillaren.

Insekten atmen durch Diffusion

Der Austausch von Gasen, oder was wir als Atmung verstehen, erfolgt hauptsächlich durch Diffusion durch die Zellwände, wobei Sauerstoff direkt in die verschiedenen Gewebe des Körpers gelangt.

Die Luft, die durch Diffusion in die Tracheen gelangt, wird im gesamten Gewebe verteilt und erreicht die Zellen. Sie liefert den notwendigen Sauerstoff und sammelt das überschüssige Kohlendioxid, das durch die Spiralen ausgestoßen wird.

Dies erklärt die Bewegung von Gasen. Darüber hinaus sind Insekten in der Lage, ihre Atmung zu kontrollieren. Das Insekt öffnet und schließt die Spiralen durch Muskelkontraktionen.

Ein Insekt, das in einer trockenen und wüstenähnlichen Umgebung lebt, hält die Ventile der Spiralen geschlossen, um den Verlust von Feuchtigkeit zu verhindern.

Die Insekten können auch die Muskeln durch ihren Körper pumpen, um die Luft durch die Trachealtuben zu drücken, wodurch die Sauerstoffzufuhr beschleunigt wird.

In Hitze oder unter Stress können Insekten die Luft sogar freigeben, indem sie abwechselnd verschiedene Spiralen öffnen und die Muskeln benutzen, um ihre Körper zu erweitern oder zu kontrahieren.

Das Atmungssystem eines Insekts ist sehr effizient für kleine Organismen. Mit zunehmender Körpergröße sinkt die Effizienz. Wenn der Durchmesser des Körpers 3 Zentimeter überschreitet, können die Atmungsbedürfnisse nicht erfüllt werden.

Daher ist es das Atmungssystem des Insekts, das seine Körpergröße einschränkt. Es sollte berücksichtigt werden, dass kein Transportsystem wie etwa Blut an der Bewegung von Sauerstoff oder Kohlendioxid um den Körper herum beteiligt ist.

Wie atmen Wasserinsekten?

Während Sauerstoff in der Luft reichlich vorhanden ist (der Sauerstoffgehalt in der Luft beträgt 200.000 Teile pro Million), ist er in Wasser wesentlich weniger zugänglich (er erreicht nur 15 ppm). Trotz dieser respiratorischen Herausforderung leben viele Insekten in bestimmten Phasen ihres Lebenszyklus im Wasser.

Die meisten Insekten können unter Wasser für lange Zeit überleben, indem sie ihre Spiralen schließen und ihren Stoffwechsel verlangsamen, aber Wasserinsekten haben einige spezielle Anpassungen vorgenommen, um unter Wasser zu überleben.

Wasserinsekten, um ihre Absorption von Sauerstoff in Wasser zu erhöhen, während sie untergetaucht sind, verwenden Strukturen, die effektiv die für den Gasaustausch verfügbare Oberfläche vergrößern.

Viele Insekten, die das Wasser bewohnen, haben Trachealkiemen, winzige Luftröhrenstrukturen, die es ihnen ermöglichen, mehr Sauerstoff aus dem Wasser zu nehmen, als sie es sonst könnten, ähnlich wie Fische.

Diese Kiemen sind oft im Bauch gefunden, aber in einigen Insekten sind sie an seltsamen und unerwarteten Orten gefunden. Einige plecópteros zum Beispiel haben anale Kiemen, die eine Gruppe von Fäden scheinen, die sich von ihren hinteren Enden erstrecken. Oder, wie Libellenlarven, die Kiemen in ihrem Rektum haben.

Einige wirbellose Wassertiere verwenden Atempigmente, um Sauerstoff aus Wasser zu extrahieren. Die Larven nicht stechender Mücken (aus der Familie der Chironomiden) besitzen neben einigen Insektengruppen Hämoglobine, ebenso wie die Wirbeltiere.

Chironomidenlarven, aufgrund von Hämoglobin, haben eine leuchtend rote Farbe, daher der Name Blutwürmer oder rote Würmer.

Diese Blutwürmer können sich sogar in Wasser mit außergewöhnlich niedrigen Sauerstoffwerten entwickeln. Sie kräuseln ihre Körper im schlammigen Boden von Seen und Teichen, die ihre Hämoglobine mit Sauerstoff durchtränken.

Wenn sie sich nicht mehr bewegen, setzen Hämoglobine Sauerstoff frei, so dass sie auch in den am stärksten verschmutzten Gewässern atmen können.

Einige Insekten, die in Gewässern leben, erhalten ihren Sauerstoff jedoch aus der Luft, indem sie ein offenes Tracheasystem verwenden, das den terrestrischen Insekten ähnlich ist. Einige dieser Wasserinsekten, wie Rattenschwanzwürmer, halten durch eine Struktur, die der eines Tauchrohrs ähnelt, eine Verbindung zur Luftoberfläche aufrecht.

Einige Arten von Stechmückenlarven nutzen die Sauerstoffversorgung, die manche Wasserpflanzen unter Wasser als Vakuolen speichern.

Sauerstoff ist ein Abfallprodukt Ihres Atemzyklus, aber es hilft Ihnen beim Schwimmen. Moskito-Larven nutzen ihre Atemwege, um die Vakuolen zu perforieren und Sauerstoff einzuatmen.

Einige Käfer und Wasserinsekten können tauchen, indem sie eine vorübergehende Luftblase mit sich tragen, ähnlich wie ein Taucher, der einen Lufttank trägt.

Andere, wie der Käfer ElmidaeHalten Sie aus der Klasse der Coleoptera einen permanenten Luftfilm um die Körper.

Diese Wasserinsekten werden durch ein Netzwerk winziger Borsten (Haare) geschützt, die Wasser abweisen und einen konstanten Luftraum bieten, aus dem Sauerstoff extrahiert werden kann. Diese Struktur, genannt Plastron, erlaubt ihnen, dauerhaft unter Wasser zu bleiben.

Referenzen

1. Wigglesworth, V. "Insekt". in: Encyclopædia Britannica (April 2015) Encyclopædia Britannica, inc. Abgerufen am: 8. Mai 2017 von britannica.com.
2. Hadley, D. "Wie atmen Insekten?" (April, 2017) in: ThoughtCo. Tiere und Natur Abgerufen am: 8. Mai 2017 von thinkco.com.
3. Steinau, R. "Wie atmen Insekten": Fragen Sie den Exterminator. Abgerufen am 8. Mai 2017 von asktheexterminator.com.
4. Jordán Montés, F. "Das Universum der Insekten" Ed. Mundi-Prensa Libros (2013, Spanien).
5. De la Cruz Lozano, J. "Entomologie, Morphologie und Physiologie der Insekten" Universidad Nacional de Colombia (2005). Abgerufen am 8. Mai 2017 von bdigital.unal.edu.co.
6. Shepard & Aguilar. "Vorläufige Untersuchung der Familien von Dryopidae, Elmidae, Lutrochidae und Psephenidae Wasserkäfer bekannt aus Paraguay". (Juni 2010). Museum für Entomologie. Berkeley Universität von Kalifornien. Abgerufen am 8. Mai 2017 von essig.berkeley.edu.
7. Crone, T. "Wie Insekten atmen" (April, 2011) in: Science Modalities. Abgerufen am 8. Mai 2017 von sciencemodalities.wordpress.com.
8. L. Miller. "Die Regulierung der Atmung von Insekten" in: Fortschritte in der Insektenphysiologie
   Band 3. in Science Direct Abgerufen am 8. Mai 2017 von sciencedirect.com.