Hengitys on jotain, jota kaikki elävät olennot jakavat, koska tämä kaasujen vaihto ympäristön ja kehon välillä mahdollistaa elämän. Hengityksestä puhuttaessa erotetaan useita tyyppejä, joista osa on hyvin kaukana tyypillisestä keuhkomekanismista. Voimme mainita esimerkiksi eläinten henkitorven hengityksen.
Tällainen hengitystyyppi ei ole kovin tunnettu, ja siitä huolimatta se on yksi yleisimmistä eläinkunnassa, koska sitä käyttävät hyönteiset (muiden selkärangattomien joukossa). Se on tyypillistä hyvin pienille eläimille, koska sillä on rajoituksensa. Katsotaanpa, mistä tämä hengitysjärjestelmä koostuu, sekä sen muodostavista osista.
Mitä on henkitorvihengitys eläimillä?
Eläinten henkitorvi hengitys tapahtuu erilaisten kehon aukkojen kautta. Sitä harjoittavilla ei ole suurta hengityselimiä, kuten keuhkojen kautta hengitettäessä, mutta hengitys voidaan suorittaa sen pintaa pitkin. Tämä tarjoaa suuren edun, koska se helpottaa suuresti hapen saapumista kaikkiin kehon soluihin.
Kun kyse on pienistä selkärangattomista – tai sellaisista, jotka ovat vähäisen toiminnan hetkillä, jolloin hapentarve on pienempi –, tämä kaasu pääsee diffuusion kautta eläimen organismiin sen ihon kautta. Mekanismia pidetään passiivisena järjestelmänä.
Päinvastoin, jos selkärangaton on isokokoinen tai tarvitsee enemmän ilmaa – esimerkiksi lentäessään –, eläimen on tuuletettava, jotta ilma pääsee sen kehoon spiraalien (huokosten) kautta, jotka sijaitsevat heidän ihonsa. Tämä järjestelmä on aktiivinen, toisin kuin edellinen.
Eläinten henkitorvi
Eläinten henkitorven hengityselinten ymmärtämiseksi on ihanteellista tietää sen muodostavat kolme peruselementtiä ja sen tehtävä tai toiminta. Mennään asiaan.
Ensinnäkin ovat spirakkelit – tunnetaan myös stigmoina –, pyöreät huokoset, joissa on useampi kuin yksi sulkemisjärjestelmä ja jotka voivat jakautua eri tavoin koko kehoon. Niiden kautta ilma pääsee kehoon.
Seuraava elementti on henkitorvi, joka koostuu ontosta putkesta, jonka läpi ilma kulkee. Koko henkitorvessa on kudosta, joka läpäisee kaasuja ja jossa voi olla pieniä kammioita happea varastoimaan, mikä on todella hyödyllistä lennon kann alta.
Lopuksi ilma kulkee henkitorvea pitkin sen päähän, josta henkitorvet nousevat. Nämä ovat hienoja oksia, joiden avulla kaasut kulkeutuvat kehon soluihin.
Kaasunvaihto henkitorvessa
Niveljalkaisten henkitorvella, joiden joukossa on hyönteisiä, hengitys on monissa tapauksissa epäjatkuva mekanismi. Tämä tarkoittaa, että huokoset, joiden kautta nämä olennot hengittävät, ovat suljettuja, joten vain henkitorvessa oleva ilma joutuu kaasunvaihtoon.
Tietenkin rajallinen ilma eläimen sisällä vähenee hiilidioksidin lisääntyessä. Tietyssä vaiheessa spiraalit alkavat avautua ja sulkeutua jatkuvasti, mikä aiheuttaa vaihtelevaa CO2:n vapautumista. Sitten ne avautuvat kokonaan, jolloin hiilidioksidi pääsee poistumaan kokonaan ja happea t alteen.
Henkilönhengityksen rajoitukset
Henkitorvihengityksen pääasiallinen rajoitus johtuu eläimen kehon koosta, koska sen on oltava pieni. Tämä johtuu siitä, että suurten ja tehokkaiden elinten, kuten keuhkojen, puute ei mahdollista suurten happimäärien imeytymistä.
Jos hyönteiset tai muut henkitorveen hengittävät eläimet kasvaisivat, ne eivät saisi kaikkea tarvitsemaansa ilmaa ja mahdollisesti kuolevat. Ainoa tapa selviytyä olisi, jos he eläisivät ilmakehissä, joissa hapen määrä on korkeampi.
Henkitorven hengityksen mukautukset vesihyönteisissä
Maahyönteisillä henkitorvihengitys on melko yksinkertaista. Mutta mitä tapahtuu vesiolentoille, jotka käyttävät tätä mekanismia? He eivät voi antaa spiraalien avautua veden alla, koska neste pääsisi heidän kehoonsa ja monissa tapauksissa he kuolisivat.
Vastaus löytyy asiantuntijatutkimuksista, jotka osoittavat erilaiset rakenteet, joiden ansiosta jotkut vedessä elävät selkärangattomat voivat vaihtaa kaasua ympäristön kanssa. Nämä ovat tärkeimmät.
Funktionaaliset spiraalit
Ne ovat läsnä esimerkiksi hyttysen toukkien kehossa.Ne ovat huokoset, jotka voidaan avata tai sulkea tarpeen mukaan. Tässä esimerkissä toukat nostavat vatsansa viimeisen osan pintaan, avaavat alueen huokoset, saavat happea ja upottavat uudelleen.
Henkitorven kidukset
Ne ovat toiminn altaan samanlaisia kuin kalojen kidukset. Henkitorven kidusten kautta vesi pääsee sisään, mutta vain sen sisältämä happi kulkee trakeolaariseen järjestelmään ja sieltä soluihin. Fyysisellä tasolla nämä kidukset sijaitsevat yleensä eläimen vatsan takaosassa.
Bubble Gill
Vedessä elävien hyönteisten henkitorvesta löytyy myös kuplakidus. Tässä mahdollisuudessa voidaan erottaa 2 tyyppiä:
- Kompuntumaton eli plastroni: eläin tulee pintaan ja saa ilmakuplan, joka toimii henkitorvena ja antaa sen ansiosta ottaa vedestä happea. Tällainen kupla voi olla rajoittamaton, koska se pysyy jatkuvasti samankokoisena.
- Kokoonpuristuva: tässä tapauksessa eläimen pinn alta poimima kupla pienenee, jos se putoaa liian syvälle tai ui liian pitkälle, mikä tarkoittaa, että se nouse uudelleen pintaan saadakseen uuden kuplan
Kokoutumattomassa variantissa eläimellä on miljoonia hydrofobisia karvoja erittäin määrätietoisella ja pienellä kehon alueella, jossa kupla pysyy suljettuna. Sama ei päde kokoonpuristuvaan kuplakidukseen.
Esimerkkejä henkitorven hengityksestä eläimillä
Jotkin eläimistä, jotka käyttävät henkitorvea selviytyäkseen, ovat:
- Arachnids: punkit, skorpionit, hämähäkit tai punkit ovat esimerkkejä niistä. Heillä voi olla henkitorvi ja phyllotrachea.
- Hyönteiset: nämä yleiset selkärangattomat eläimet, kuten muurahaiset, kovakuoriaiset, mehiläiset tai ampiaiset, joilla on 6 jalkaa ja voivat elää sekä maa- että vesiekosysteemeissä, käyttävät myös henkitorvea.
- Myriapods: samanlainen kuin hyönteiset, mutta niissä on paljon enemmän jalkoja. Esimerkkejä ovat symphyla, pauropods, tuhatjalkaiset tai tuhatjalkaiset.
- Onychophorans: tunnetaan samettimatoina, niillä on useita paria jalkoja sekä kynsiä ja ne ovat muodoltaan pitkänomaisia.
Kuten olet ehkä nähnyt, henkitorvihengitys on evoluutionaalinen todiste siitä, että jopa "ilmeisesti yksinkertaisimmilla" elävillä olennoilla on hyvin monimutkaisia järjestelmiä. Sen ansiosta monet selkärangattomat pystyvät kuljettamaan happea soluihinsa ja selviytymään.
