- Parti del sistema respiratorio tracheale
- Trachea
- Spiracoli
- Lo scambio di gas
- Movimento di ventilazione
- Insetti acquatici: esempio di respirazione tracheale
- Riferimenti
La respirazione tracheale è il tipo di respirazione più comunemente utilizzato da insetti millepiedi, zecche, ragni e parassiti. In questi insetti, i pigmenti respiratori sono assenti dal sangue, poiché il sistema tracheale è responsabile della distribuzione di O2 (aria) direttamente alle cellule del corpo.
La respirazione tracheale consente il processo di scambio di gas. In questo modo, una serie di tubi o trachee sono strategicamente posizionati nel corpo degli insetti. Ciascuna di queste trachee ha un'apertura verso l'esterno che consente l'ingresso e l'uscita dei gas.
Spiracoli e sistema tracheale
Come negli animali vertebrati, il processo di espulsione dei gas dal corpo degli insetti dipende dal movimento di contrazione muscolare che preme su tutti gli organi interni del corpo, costringendo la CO2 fuori dal corpo.
Questo tipo di respirazione si verifica nella maggior parte degli insetti, compresi quelli che abitano gli ambienti acquatici. Questo tipo di insetto ha corpi appositamente preparati per poter respirare mentre sono immersi sotto il livello dell'acqua.
Parti del sistema respiratorio tracheale
Trachea
La trachea è un sistema ampiamente ramificato con piccoli condotti attraverso i quali passa l'aria. Questo sistema si trova in tutto il corpo degli insetti.
La presenza di condotti al suo interno è possibile grazie all'esistenza di pareti del corpo allineate internamente da una membrana nota come ectoderma.
Un insetto ha diverse trachee o condotti che si aprono all'esterno del suo corpo, permettendo che il processo di scambio di gas avvenga direttamente in tutte le cellule del corpo dell'insetto.
L'area dove c'è una maggiore concentrazione di rami è solitamente la pancia dell'insetto, che presenta numerosi condotti che progressivamente cedono il passo all'aria nel corpo.
Il sistema tracheale completo di un insetto è generalmente costituito da tre canali principali situati parallelamente e longitudinalmente rispetto al suo corpo. Altri piccoli condotti passano attraverso le trachee principali, formando una rete di tubi che abbraccia l'intero corpo dell'insetto.
Ciascuno dei tubi che ha un'uscita verso l'esterno, termina in una cellula chiamata cellula tracheale.
In questa cellula, le trachee sono rivestite con uno strato di proteine noto come tracheina. In questo modo, l'estremità esterna di ciascuna trachea viene riempita di fluido tracheolare.
Spiracoli
Immagine al microscopio elettronico a scansione di uno sfiatatoio da cricket.
Fonte: utente chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
Il sistema tracheale si apre verso l'esterno attraverso aperture a fessura chiamate stimmi o spiracoli. Negli scarafaggi ci sono due paia di spiracoli situati nella regione toracica e otto paia di spiracoli situati nel primo segmento della regione addominale.
Actias selene, Fonte: utente Kugamazog ~ commonswiki CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
Ogni sfiatatoio è circondato da una sclerite chiamata peritrema e ha setole che agiscono da filtri, impedendo alla polvere e ad altre particelle di entrare nelle trachee.
Gli spiracoli sono inoltre protetti da valvole attaccate ai muscoli occlusori e dilatatori che regolano l'apertura di ciascun tubo.
Lo scambio di gas
A riposo, le trachee vengono riempite di fluido capillare grazie alla bassa pressione osmotica nelle cellule del tessuto corporeo. In questo modo l'ossigeno che entra nei condotti si dissolve nel fluido tracheolare e la CO2 viene rilasciata nell'aria.
Il fluido tracheolare viene assorbito dal tessuto quando il volume di lattato aumenta una volta che l'insetto entra nella fase di volo. In questo modo, la CO2 viene temporaneamente immagazzinata come bicarbonato, inviando segnali agli spiracoli per aprirsi.
Tuttavia, la maggior quantità di CO2 viene rilasciata attraverso una membrana nota come cuticola.
Movimento di ventilazione
La ventilazione del sistema tracheale avviene quando le pareti muscolari del corpo dell'insetto si contraggono.
L'espirazione del gas dal corpo si verifica quando i muscoli schiena-addominali si contraggono. Al contrario, l'ispirazione dell'aria avviene quando il corpo assume la sua forma regolare.
Gli insetti e alcuni altri invertebrati effettuano lo scambio di gas rimuovendo la CO2 attraverso i loro tessuti e aspirando aria attraverso tubi chiamati trachee.
Nei grilli e nelle cavallette, il primo e il terzo segmento del torace hanno uno sfiatatoio su ciascun lato. Allo stesso modo, altre otto paia di spiracoli si trovano linearmente su ciascun lato dell'addome.
Gli insetti più piccoli o meno attivi eseguono il processo di scambio di gas per diffusione. Tuttavia, gli insetti che respirano per diffusione possono soffrire nei climi più secchi, poiché il vapore acqueo non è abbondante nell'ambiente e non sarà in grado di diffondersi nell'organismo.
I moscerini della frutta evitano il rischio di morire in ambienti asciutti controllando le dimensioni dell'apertura dei loro sfiatatoi in modo tale che si adattino alle esigenze di ossigeno dei muscoli durante la fase di volo.
Quando la richiesta di ossigeno è inferiore, la mosca della frutta chiude parzialmente gli spiracoli per trattenere più acqua nel corpo.
Gli insetti più attivi come i grilli o le cavallette, devono ventilare costantemente il loro sistema tracheale. In questo modo, devono contrarre i muscoli dell'addome e premere gli organi interni per far uscire l'aria dalla trachea.
Le cavallette hanno grandi sacche d'aria attaccate ad alcune sezioni delle trachee più grandi, al fine di aumentare l'efficacia del processo di scambio di gas.
Insetti acquatici: esempio di respirazione tracheale
Larva acquatica della zanzara Aedes aegypti. Tratto e modificato da: Econt
Gli insetti acquatici utilizzano la respirazione tracheale per eseguire il processo di scambio di gas.
Alcuni, come le larve di zanzara, aspirano l'aria esponendo un piccolo tubo di respirazione sopra il livello dell'acqua, che è collegato al loro sistema tracheale.
Alcuni insetti che possono immergersi nell'acqua per lunghi periodi di tempo trasportano bolle d'aria dalle quali prendono l'O2 di cui hanno bisogno per sopravvivere.
D'altra parte, alcuni altri insetti hanno spiracoli situati nella parte superiore della schiena. In questo modo forano le foglie che sono sospese nell'acqua e vi aderiscono per respirare.
Riferimenti
- pagine di biologia. (24 gennaio 2015). Ottenuto dalla respirazione tracheale: biology-pages.info.
- Sito, TO (2017). Parte III: Come respirano gli organismi viventi: Indice. Ottenuto da THE RESPIRAZIONE DEGLI INSETTI: saburchill.com.
- Society, TA (2017). Società di entologi dilettanti. Estratto dalla respirazione degli insetti: amentsoc.org.
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- Stidworthy, J. (1989). Shooting Star Press.
- Yadav, M. (2003). Biologia degli insetti. Nuova Delhi: DPH.
- Yadav, M. (2003). Fisiologia degli insetti. Nuova Delhi: DPH.