בנוסף למזון ומים, כמעט כל אורגניזם זקוק לגישה חופשית לחמצן. יצורים חיים ממלאים צורך זה בתהליך מורכב וספציפי הנקרא נשימה. אמנם כל סודותיו נחשפו אצל בעלי חיים גבוהים יותר ובבני אדם, אך מעט מאוד ידוע על נשימה של חרקים. המאמר יבחן בפירוט את מאפייני נשימת הדבורים, וכן יתאר את כל הדקויות של חילופי הגזים של תאי חרקים עם הסביבה.
מערכת הנשימה של דבורת הדבש: התפקיד העיקרי, התיאור, המבנה
כמו כל יצור חי אחר, דבורי הדבש זקוקות למערכת יעילה של אספקת הגוף לגוף. הוא ממלא את אחד מתפקידי המפתח בהבטחת תפקודו של הגוף, באספקת תאים עם חמצן: ללא אלמנט זה, לא עובר תהליך פיזיולוגי אחד, ולכן היעדרו מוביל למצור הדרגתי של מערכות גוף בודדות, ובעתיד, למותו של החרק. בזכות הנשימה, חרקים גם משחררים את גופם של אדי מים ומוצרים מטבוליים שונים.
למרות גודלו המיניאטורי, גוף הדבורים הביתיות והפראיות הוא אורגניזם מורכב למדי עם מטבוליזם מפותח. במקרה זה, הרוויה של תאים בחמצן בחרקים אלו ניתנת על ידי מערכת חילופי גז מורכבת לא פחות מאשר במינים אחרים.
עם זאת נשימת הדבורה היא עיקרון מיוחדהמסופק על ידי קבוצה ייחודית של איברים ספציפיים. הם תורמים לרוויה של התא בחמצן באופן ישיר, באינטראקציה ישירה עם אוויר, ללא השתתפות של נשאים בודדים או מערכות ניידות (זרימת הדם).
האם אתה יודע דבורי הדבש הן אחד היצורים העתיקים ביותר בכדור הארץ. הם היו נפוצים כבר בקרטיקון. — לפני כמאה מיליון שנה.
זה מובטח על ידי מערכת מיוחדת של צינורות המתפשטים בגוף הדבורה, מה שמכונה קנה הנשימה. מערכת הנשימה מתחילה מהתלמידים. אלה תצורות מיוחדות הפותחות את תעלת קנה הנשימה כלפי חוץ. יש להם חור שממנו נשאב אוויר לתעלות הפנימיות. לכל חרק יש 10 זוגות של ספירקות, רובם ממוקמים בצידי הבטן, ורק שלושה נמצאים באזור בית החזה. כל ספירלה מכילה שערות רבות המנקות את אוויר האבק ומזהמים אחרים.
אברי נשימה: 1-קנה הנשימה; דו-ענפי קנה הנשימה; כריות אוויר 3; 4 לב; דיאפרגמה 5 גב; 6- סרעפת בטן
קנה הנשימה גדול נוצר בצורת תעלות רבות, שעל כל ענף יש שק אוויר - תצורה חלולה הנוצרת מתעלות קנה הנשימה. יוצאים ממנו כמה כלי צינור, שכל אחד מהם עשוי להכיל כמה עשרות כלי שיט קטנים יותר.
כאשר הם מסתעפים הם מתכלים אל הנימים הקטנים ביותר נושאי האוויר (טרכאול), החודרים ישירות לתאים, כמו גם לחלל הבין-תאי. מבנה זה של מכשיר הנשימה מאפשר לחרק להרוות את הגוף בקלות בחמצן, גם במקרה של טיסה אינטנסיבית וארוכה.
האם אתה יודע כרית האוויר בגוף הדבורים ממלאת תפקיד אוניברסאלי שעיקרו — להפחית את משקל החרק לשיפור הטיסה. יחד עם זאת, חשיבות משנית להשתתפות בתהליכי הנשימה.
תהליך שינוי אוויר
שינוי האוויר בתעלת קנה הנשימה, שקיות האוויר ונימים מתרחש לסירוגין. שכבת שרירים מיוחדת מכווצת את הבטן ואת הסרבלים תחת השפעתה. זה יוצר באופן מלאכותי הפרש לחץ, שבגללו המוני האוויר ממלאים את קנה הנשימה ושקי האוויר. כאן, תערובת הגז מסוננת מפני זיהומים שונים, ואז דרך הנימים הקטנים ביותר תחת השפעת כוחות דיפוזיה שהיא מתפשטת בגוף ומועברת לכל תא.
במהלך האינטראקציה של תאים עם אוויר כתוצאה מפיזור, חמצן חודר דרך דופן התא לתוך הציטופלסמה, ואילו פחמן דו חמצני ותוצרי לוואי מטבוליים אחרים משתחררים לחוץ. לאחר התכווצות הבטן, שכבת השריר נרגעת, שבגללה יש יישור טבעי של הלחץ האטמוספרי והפנימי של מערכת הנשימה. גז הפליטה מוזרם לאטמוספרה, לאחר מכן התהליך מתחיל שוב. השליטה בפעילותו מבוצעת על ידי מערכת העצבים המרכזית.
מה קובע את עוצמת הנשימה של דבורה
קצב הנשימה של הדבורים אינו ערך קבוע ולכן מספר מחזורי הנשימה בהם יכול להשתנות מאוד. אינדיקטור זה תלוי בעיקר בפעילותם של חרקים ובטמפרטורת הסביבה. במצב רגוע ורגוע, במהלך החורף, הם נושמים רק נשימות ספורות בדקה.
עם אוסף הדבש הפעיל, מספר תנועות הנשימה יכול לעלות ל 100 לדקה, ובמקביל נצפים את חום החום בקיץ, אז עוצמת האנחות יכולה להגיע עד 200 לדקה.
גם לעתים קרובות למדי, עוצמת מערכת הנשימה קשורה למין החרק. לדבורים העובדות (נקבה) יש פחות כריות אוויר באופן משמעותי מאשר מל"טים (זכרים), לכן הן יזדקקו ליותר תנועות נשימה כדי לחדש את הגוף בחמצן הדרוש.
חשוב! קצב הנשימה תלוי בכמות החמצן באטמוספרה. ככל שהוא קטן יותר, הנשימה והספיגת האוויר פעילה יותר.
כמות החמצן הדרושה לדבורים לקיום נורמלי
הצורך בדבורי דבש באוויר הוא די גדול. אם ניקח בחשבון את היחס בין מסת הגוף של החרק הממוצע לבין פעילות צריכת האוויר שלו, מסתבר שדבורה צריכה כמה פעמים יותר אוויר מאדם. כמות החמצן המינימלית שדבורה ממוצעת צריכה היא 0.4–1 מ"ל לשעה. עוצמת צריכה כזו נצפתה במהלך האנימציה התלויה בחורף.
במהלך החיים הפעילים דבורה אחת זקוקה לפחות 65 מ"ל חמצן לשעה. בעת טיסה, אינדיקטור זה גדל לעיתים: דבורה עובדת אחת במהלך איסוף הצוף זקוקה לפחות 400 מ"ל חמצן לשעה.
הצורך בזחלים באוויר צח גדול לא פחות: מסגרת גזע פתוחה אחת יכולה לספוג עד 1300 מ"ל חמצן לשעה. כל זה הופך את הדבור לדבורה לתעשייה עתירת חמצן למדי.
כיצד השינוי בטמפרטורת הסביבה משפיע על חילופי הגזים של הדבורים והגידול
פעילות חילופי הגזים של האורגניזם של הדבורים והגידול עם הסביבה תלויה בטמפרטורת האוויר. הנשימה הכי פחות פעילה נצפתה בטמפרטורה הקרובה ל + 10 מעלות צלזיוס, הגורמת למצב של אנימציה מושעה בחרקים. התהליך האינטנסיבי ביותר מתרחש בטמפרטורה של מעל + 30 מעלות צלזיוס, ואילו החום יכול לעורר את האצתו פי 5.
חשוב! כדי להפחית את עומס החום על חרקים, יש לספק פתחי אוורור בכוורות. יש להתקין אותם כך שהמבנה יהיה תחת אוורור מרבי, אך מוגן מפני טיוטות.
לדוגמא, ניתן לדמיין את העובדה שהמשפחה הממוצעת, המונה כ -15 אלף פרטים, במהלך רבייה פעילה וייצור צוף בטמפרטורה של +30 ... + 35 ° С לשעה צורכת כ -250 ליטר חמצן, ומשחררת 50-60 ליטר פחמן דו חמצני גז ו 300 גרם אדי מים. אם הטמפרטורה יורדת ל + 11 מעלות צלזיוס, צריכת החמצן יורדת ל -4 ליטר בו זמנית, בעוד שהחרקים משחררים רק 800–1000 גר 'פחמן דו חמצני וכ -1 גר' מים בחזרה.
הנשימה היא אחד התהליכים הפיזיולוגיים החשובים ביותר שמבטיחה את תפקודם היציב של הדבורים. לכן חרקים אלה, כמו כל יצור אחר, דורשים שפע של אוויר נקי. זה מובטח על ידי מערכת נשימה מורכבת למדי המורכבת מתעלות קנה הנשימה. הצורך בחמצן נקבע על ידי גורמים רבים, אך החשובים שבהם הם טמפרטורת הסביבה ופעילותם של חרקים.