HÔ HẤP KHÍ QUẢN: ĐẶC ĐIỂM VÀ VÍ DỤ CỦA ĐỘNG VẬT - SINH HỌC - 2025

Các thở khí quản là thông dụng nhất kiểu thở bởi côn trùng rết, bọ ve, nhện và ký sinh trùng. Ở những loài côn trùng này, các sắc tố hô hấp không có trong máu, vì hệ thống khí quản có nhiệm vụ phân phối O2 (không khí) trực tiếp đến các tế bào của cơ thể.

Hô hấp khí quản cho phép diễn ra quá trình trao đổi khí. Bằng cách này, một loạt các ống hoặc khí quản nằm ở vị trí chiến lược trong cơ thể của côn trùng. Mỗi khí quản này có một lỗ mở hướng ra bên ngoài cho phép khí vào và ra.

Hệ thống xoắn ốc và khí quản

Cũng như ở động vật có xương sống, quá trình tống khí ra khỏi cơ thể côn trùng phụ thuộc vào động tác co cơ gây áp lực lên tất cả các cơ quan bên trong cơ thể, đẩy CO2 ra khỏi cơ thể.

Kiểu hô hấp này xảy ra ở hầu hết các loài côn trùng, kể cả những loài sống trong môi trường nước. Loại côn trùng này có cơ thể được chuẩn bị đặc biệt để có thể thở trong khi chúng chìm dưới mực nước.

Các bộ phận của hệ thống thở khí quản

Khí quản

Khí quản là một hệ thống phân nhánh rộng rãi với các ống dẫn nhỏ cho không khí đi qua. Hệ thống này nằm trong toàn bộ cơ thể của côn trùng.

Có thể có sự hiện diện của các ống dẫn nhờ vào sự tồn tại của các thành cơ thể được liên kết bên trong bởi một màng gọi là ngoại bì.

Côn trùng có một số khí quản hoặc ống dẫn mở ra bên ngoài cơ thể, cho phép quá trình trao đổi khí diễn ra trực tiếp trong tất cả các tế bào của cơ thể côn trùng.

Khu vực tập trung nhiều cành cây thường là bụng của côn trùng, nơi có nhiều ống dẫn dần dần nhường chỗ cho không khí bên trong cơ thể.

Hệ thống khí quản hoàn chỉnh của côn trùng thường được tạo thành từ ba kênh chính nằm song song và dọc theo cơ thể của chúng. Các ống dẫn nhỏ khác đi qua các khí quản chính, tạo thành một mạng lưới các ống bao bọc toàn bộ cơ thể của côn trùng.

Mỗi ống có một lỗ thoát ra bên ngoài, kết thúc bằng một tế bào gọi là tế bào khí quản.

Trong tế bào này, khí quản được lót bằng một lớp protein được gọi là khí quản. Bằng cách này, đầu ngoài của mỗi khí quản chứa đầy dịch khí quản.

Spiracles

Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của một van xả đáy dế.
Nguồn: user chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Hệ thống khí quản mở ra bên ngoài qua các khe hở được gọi là vòi nhụy hay vòi. Ở gián, có hai cặp gai nằm ở vùng ngực và tám cặp gai nằm ở đoạn đầu tiên của vùng bụng.

Actias selene, Nguồn: người dùng Kugamazog ~ commonswiki CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Mỗi lỗ thổi được bao quanh bởi một lớp đá phiến sét gọi là peritrema và có lông cứng hoạt động như bộ lọc, ngăn bụi và các phần tử khác xâm nhập vào khí quản.

Các ống xoắn cũng được bảo vệ bởi các van gắn với cơ tắc và cơ giãn để điều chỉnh độ mở của mỗi ống.

Trao đổi khí

Ở trạng thái nghỉ, khí quản được lấp đầy bởi dịch mao mạch nhờ áp suất thẩm thấu thấp trong các tế bào của mô cơ thể. Bằng cách này, oxy đi vào ống dẫn sẽ hòa tan trong dịch khí quản và CO2 được giải phóng vào không khí.

Dịch khí quản được mô hấp thụ khi thể tích lactate tăng lên khi côn trùng bước vào giai đoạn bay. Bằng cách này, CO2 được lưu trữ tạm thời dưới dạng bicacbonat, gửi tín hiệu đến các lỗ khí để mở.

Tuy nhiên, lượng CO2 lớn nhất được giải phóng qua một lớp màng được gọi là lớp biểu bì.

Chuyển động thông gió

Sự thông khí của hệ thống khí quản diễn ra khi các thành cơ của cơ thể côn trùng co lại.

Quá trình thải khí ra khỏi cơ thể xảy ra khi cơ lưng-bụng co lại. Ngược lại, cảm hứng của khí xảy ra khi cơ thể có hình dạng đều đặn.

Côn trùng và một số động vật không xương sống khác thực hiện trao đổi khí bằng cách loại bỏ CO2 qua các mô của chúng và lấy không khí qua các ống gọi là khí quản.

Ở dế và châu chấu, đoạn đầu tiên và đoạn thứ ba của ngực chúng có một lỗ thổi ở mỗi bên. Tương tự, tám cặp gai khác nằm tuyến tính ở mỗi bên của bụng.

Các côn trùng nhỏ hơn hoặc ít hoạt động hơn thực hiện quá trình trao đổi khí bằng cách khuếch tán. Tuy nhiên, côn trùng thở bằng cách khuếch tán có thể bị ảnh hưởng ở vùng khí hậu khô hơn, vì hơi nước không có nhiều trong môi trường và sẽ không thể khuếch tán vào cơ thể.

Ruồi giấm tránh nguy cơ chết trong môi trường khô bằng cách kiểm soát kích thước lỗ thổi của chúng để chúng thích ứng với nhu cầu oxy của các cơ trong giai đoạn bay.

Khi nhu cầu về oxy thấp hơn, ruồi giấm đóng một phần các gai của nó để giữ lại nhiều nước hơn trong cơ thể.

Các loài côn trùng hoạt động mạnh nhất như dế hoặc châu chấu, phải liên tục thông khí cho hệ thống khí quản của chúng. Bằng cách này, họ phải co cơ bụng và ép các cơ quan nội tạng để đẩy không khí ra khỏi ống gió.

Châu chấu có các túi khí lớn gắn với các đoạn nhất định của khí quản lớn hơn, nhằm tăng hiệu quả của quá trình trao đổi khí.

Côn trùng sống dưới nước: ví dụ về hô hấp khí quản

Ấu trùng dưới nước của muỗi Aedes aegypti. Lấy và chỉnh sửa từ: Econt

Côn trùng sống dưới nước sử dụng quá trình hô hấp khí quản để thực hiện quá trình trao đổi khí.

Một số, như ấu trùng muỗi, hút không khí bằng cách để một ống thở nhỏ lên trên mực nước, được nối với hệ thống khí quản của chúng.

Một số loài côn trùng có thể ngâm mình trong nước trong thời gian dài mang theo bong bóng khí từ đó chúng lấy O2 cần thiết để tồn tại.

Mặt khác, một số côn trùng khác có gai nằm ở phần trên của lưng. Bằng cách này, chúng đâm thủng những chiếc lá lơ lửng trong nước và bám chặt vào chúng để thở.

Người giới thiệu

1. trang sinh học. (Ngày 24 tháng 1 năm 2015). Lấy từ Thở qua khí quản: bio-pages.info.
2. Trang web, TO (2017). Phần III: Cách Sinh Vật Sống Thở: Chỉ số. Được lấy từ HỆ THỐNG CÔN TRÙNG BẰNG VỆ SINH: saburchill.com.
3. Xã hội, TA (2017). Hiệp hội các nhà côn trùng học nghiệp dư. Lấy từ quá trình hô hấp của côn trùng: amentsoc.org.
4. Spider, W. (2003). Côn trùng và Nhện của Thế giới, Tập 10. New York: Marshall Cavendish.
5. Stidworthy, J. (1989). Shooting Star Press.
6. Yadav, M. (2003). Sinh Học Của Côn Trùng. New Delhi: DPH.
7. Yadav, M. (2003). Sinh lý học của Côn trùng. New Delhi: DPH.