기관 호흡 곤충 지네, 진드기, 거미와 기생충에 의해 가장 일반적으로 사용되는 유형의 호흡이다. 이 곤충에서는 기관 시스템이 O2 (공기)를 신체 세포에 직접 분배하는 역할을하므로 혈액에 호흡 색소가 없습니다.
기관 호흡은 가스 교환 과정이 일어나도록합니다. 이러한 방식으로 일련의 튜브 또는 기관이 곤충의 몸에 전략적으로 위치합니다. 이러한 각 기관에는 가스의 출입을 허용하는 외부를 향한 개구부가 있습니다.
Spiracles 및 기관 시스템
척추 동물에서와 마찬가지로 곤충의 몸에서 가스를 배출하는 과정은 신체의 모든 내부 장기를 압박하는 근육 수축 운동에 의존하여 이산화탄소를 몸 밖으로 배출합니다.
이러한 유형의 호흡은 수생 환경에 서식하는 곤충을 포함하여 대부분의 곤충에서 발생합니다. 이 유형의 곤충은 수면 아래에 잠긴 동안 숨을 쉴 수 있도록 특별히 준비된 몸을 가지고 있습니다.
기관 호흡 시스템의 일부
기관
기관은 공기가 통과하는 작은 덕트가있는 넓게 분기 된 시스템입니다. 이 시스템은 곤충 전체에 걸쳐 있습니다.
외배엽으로 알려진 막에 의해 내부적으로 정렬 된 신체 벽의 존재 덕분에 덕트가 존재할 수 있습니다.
곤충에는 신체 외부로 열리는 여러 개의 기관 또는 덕트가있어 곤충 신체의 모든 세포에서 가스 교환 과정을 직접 수행 할 수 있습니다.
가지가 더 많이 집중되는 영역은 일반적으로 곤충의 배이며, 몸 내부의 공기로 점진적으로 전달되는 수많은 덕트가 있습니다.
곤충의 전체 기관 시스템은 일반적으로 몸과 관련하여 평행하고 세로로 위치한 세 개의 주요 채널로 구성됩니다. 다른 작은 덕트는 주 기관을 통과하여 곤충의 몸 전체를 둘러싸는 튜브 네트워크를 형성합니다.
외부로 배출구가있는 각 튜브는 기관 세포라고하는 세포에서 끝납니다.
이 세포에서 기관에는 기관으로 알려진 단백질 층이 늘어서 있습니다. 이러한 방식으로 각 기관의 바깥 쪽 끝은 기관 액으로 채워집니다.
Spiracles
크리켓 블로우 홀 밸브의 주사 전자 현미경 이미지.
출처 : 사용자 chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
기관 시스템은 stigmas 또는 spiracles라고하는 슬릿 구멍을 통해 외부로 열립니다. 바퀴벌레에는 흉부 부위에 두 쌍의 첨탑이 있고 복부의 첫 번째 부분에 8 쌍의 첨탑이 있습니다.
Actias selene, 출처 : 사용자 Kugamazog ~ commonswiki CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
각 블로우 홀은 peritrema라고하는 경막으로 둘러싸여 있으며 필터 역할을하는 강모가있어 먼지 및 기타 입자가 기관으로 들어가는 것을 방지합니다.
첨탑은 또한 각 튜브의 개방을 조절하는 폐색기 및 확장기 근육에 부착 된 밸브로 보호됩니다.
가스 교환
휴식 상태에서 기관은 신체 조직 세포의 낮은 삼투압 덕분에 모세 혈관 액으로 채워집니다. 이러한 방식으로 덕트로 들어가는 산소는 기관 액에 용해되고 CO2는 공기 중으로 방출됩니다.
곤충이 비행 단계에 들어가면 젖산의 양이 증가하면 기관 액이 조직에 흡수됩니다. 이런 식으로 CO2는 일시적으로 중탄산염으로 저장되어 첨탑에 신호를 보내 열 수 있습니다.
그러나 가장 많은 양의 CO2는 큐티클이라고 알려진 막을 통해 방출됩니다.
환기 운동
기관 시스템의 환기는 곤충 몸의 근육 벽이 수축 할 때 발생합니다.
등 복부 근육이 수축하면 신체에서 가스가 배출됩니다. 반대로 공기의 영감은 몸이 규칙적인 형태를 취할 때 발생합니다.
곤충과 일부 다른 무척추 동물은 조직을 통해 CO2를 제거하고 기관이라고하는 튜브를 통해 공기를 흡입하여 가스 교환을 수행합니다.
귀뚜라미와 메뚜기의 경우 흉부의 첫 번째와 세 번째 부분에는 양쪽에 구멍이 있습니다. 비슷하게, 다른 8 쌍의 첨탑은 복부의 양쪽에 선형으로 위치합니다.
더 작거나 덜 활동적인 곤충은 확산에 의한 가스 교환 과정을 수행합니다. 그러나 확산을 통해 호흡하는 곤충은 수증기가 환경에 풍부하지 않고 체내로 확산 될 수 없기 때문에 건조한 기후에서 고통받을 수 있습니다.
초파리는 비행 단계에서 근육의 산소 요구에 적응하는 방식으로 블로우 홀의 개구부 크기를 제어하여 건조한 환경에서 죽을 위험을 방지합니다.
산소에 대한 요구가 낮을 때 초파리는 몸에 더 많은 수분을 유지하기 위해 첨탑을 부분적으로 닫습니다.
귀뚜라미 나 메뚜기와 같이 가장 활동적인 곤충은 기관 시스템을 지속적으로 환기시켜야합니다. 이런 식으로 그들은 복부 근육을 수축시키고 내부 기관을 눌러 공기를 기관 밖으로 밀어 내야합니다.
메뚜기는 가스 교환 과정의 효율성을 높이기 위해 더 큰 기관의 특정 부분에 큰 공기 주머니를 부착합니다.
수생 곤충 : 기관 호흡의 예
Aedes aegypti 모기의 수생 애벌레. 가져와 편집 : Econt
수생 곤충은 기관 호흡을 사용하여 가스 교환 과정을 수행합니다.
모기 유충과 같은 일부는 기관 시스템에 연결된 수위 위에 작은 호흡 튜브를 노출시켜 공기를 흡수합니다.
오랜 시간 동안 물에 잠길 수있는 일부 곤충은 생존에 필요한 O2를 흡수하는 기포를 운반합니다.
반면에 다른 곤충은 등 윗부분에 첨탑이 있습니다. 이런 식으로 그들은 물에 매달려있는 잎을 뚫고 숨을 쉬기 위해 부착합니다.
참고 문헌
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