Åndedrættet er noget, som alle levende væsener deler, da denne udveksling af gasser mellem miljøet og kroppen selv tillader liv. Når man taler om vejrtrækning, er flere typer differentieret, nogle meget langt fra den typiske lungemekanisme. For eksempel kan vi nævne luftrørsånding hos dyr.
Denne type respiration er ikke særlig kendt, og ikke desto mindre er den en af de mest almindelige i dyreriget, da det er den, der bruges af insekter (blandt andre hvirvelløse dyr). Den er typisk for meget små dyr, da den har sine begrænsninger. Lad os se, hvad dette åndedrætssystem består af, samt de dele, der udgør det.
Hvad er luftrørsrespiration hos dyr?
Trakeal vejrtrækning hos dyr udføres gennem forskellige åbninger fundet i deres krop. De, der praktiserer det, har ikke et stort åndedrætssystem, som det har, når man trækker vejret gennem lungerne, men vejrtrækningen kan udføres langs overfladen. Dette giver en stor fordel, da det i høj grad letter ankomsten af ilt til alle kroppens celler.
Når det kommer til små hvirvelløse dyr - eller dem, der er i et øjeblik med ringe aktivitet, hvor behovet for ilt er mindre -, vil denne gas trænge ind i dyrets organisme gennem dets hud ved diffusion. Mekanismen betragtes som et passivt system.
Tværtimod, hvis hvirvelløse dyr er stort eller kræver mere luft -f.eks. når de flyver -, bliver dyret nødt til at ventilere, så luften passerer ind i kroppen gennem de spirakler (porer), der er placeret i deres hud. Dette system er aktivt, i modsætning til det forrige.
Trake alt åndedrætssystem hos dyr
For bedre at forstå luftrørets åndedrætssystem hos dyr, er det ideelle at kende de 3 grundlæggende elementer, der udgør det, og dets mission eller funktion. Lad os komme til det.
Først er der spiraklerne - også kendt som stigmaer -, runde porer, der har mere end ét lukkesystem og kan fordeles på forskellige måder i hele kroppen. Gennem dem kommer luft ind i kroppen.
Det næste element er luftrøret, som består af et hult rør, som luften passerer igennem. Hele luftrøret har et væv, der er permeabelt for gasser og kan have små kamre til at opbevare ilt i, noget virkelig nyttigt til flyvning.
Til sidst bevæger luften sig ned gennem luftrøret til dets ende, hvorfra luftrørene opstår. Det er fine grene, der gør det muligt at transportere gasser til kroppens celler.
Gasudveksling i tracheal respiration
Åndedrættet hos leddyr med luftrør, hvoriblandt insekter, er i mange tilfælde en diskontinuerlig mekanisme. Dette indebærer, at porerne, som disse væsener trækker vejret igennem, er lukkede, så det kun er den luft, der findes i det tracheolære system, der vil blive udsat for gasudveksling.
Selvfølgelig vil den begrænsede luft inde i dyret falde, når kuldioxiden stiger. På et vist tidspunkt begynder spiraklerne at åbne og lukke kontinuerligt, hvilket medfører, at frigivelsen af CO2 svingende. Så åbner de helt, hvilket tillader fuldstændig udslip af kuldioxid og genvinder ilt.
Begrænsninger af tracheal vejrtrækning
Den største begrænsning af luftrørets vejrtrækning er givet af størrelsen på dyrets krop, da den skal være lille. Dette skyldes, at manglen på store og kraftige organer - såsom lungerne - ikke tillader absorption af store mængder ilt.
Hvis insekter eller andre luftrørsåndende dyr voksede, ville de derfor ikke være i stand til at få al den luft, de har brug for for at leve, og vil muligvis dø. Den eneste måde at overleve på ville være, hvis de boede i atmosfærer, hvor mængden af ilt var højere.
Tilpasninger af tracheal vejrtrækning hos vandinsekter
Hos jordinsekter er luftrørets respiration ret enkel. Men hvad sker der med de vandlevende væsener, der bruger denne mekanisme? De kan ikke lade deres spirakler åbne sig under vandet, da væsken ville trænge ind i deres krop og i mange tilfælde ville de dø.
Svaret ligger i ekspertundersøgelser, som påpeger de forskellige strukturer, der gør det muligt for nogle hvirvelløse vanddyr at udveksle gasser med miljøet. Disse er de vigtigste.
Funktionelle spirakler
De findes for eksempel i kroppen af myggelarver.Det er porer, der kan åbnes eller lukkes, alt efter behov. I dette specifikke eksempel er det, larverne gør, at bringe den sidste del af deres mave op til overfladen, åbne porerne i det område, få ilt og dykke ned igen.
Trakealgæller
De ligner i deres funktion gællerne på fisk. Gennem luftrørsgællerne kommer der vand ind, men kun den ilt, det indeholder, kommer til luftrørssystemet og derfra til cellerne. På det fysiske plan er disse gæller norm alt placeret på bagsiden af dyrets mave.
Bubble Gill
Inden for tracheal respiration hos vandinsekter finder vi også boblegællen. I denne mulighed kan der skelnes mellem 2 typer:
- Ukomprimerbar eller plastron: Dyret kommer til overfladen og får en luftboble, der vil fungere som et luftrør, så det kan tage ilt fra vandet takket være det. En sådan boble kan være ubegrænset, da den konstant forbliver den samme størrelse.
- Kompressibel: i dette tilfælde vil boblen, som dyret opfanger på overfladen, mindskes i størrelse, hvis den går for dybt ned eller svømmer for langt, hvilket vil betyde, at man går op til overfladen igen for at få en ny boble
I den ukomprimerbare variant har dyret millioner af hydrofobe hår i et meget bestemt og lille område af sin krop, hvori den boble forbliver indesluttet. Det samme gælder ikke for den komprimerbare boblegælle.
Eksempler på luftrørsånding hos dyr
Nogle af de dyr, der bruger luftrørsrespiration for at overleve, er:
- Arachnider: flåter, skorpioner, edderkopper eller mider er eksempler på dem. De kan have luftrør og phyllotrachea.
- Insekter: disse almindelige hvirvelløse dyr, såsom myrer, biller, bier eller hvepse, som har 6 ben og kan leve i både terrestriske og akvatiske økosystemer, bruger også luftrørsrespiration.
- Myriapods: ligner insekter, men med mange flere ben. Eksempler er symphyla, pauropoder, tusindben eller tusindben.
- Onychophorans: kendt som fløjlsorme, de har adskillige par ben, såvel som kløer, og er aflange i form.
Som du måske har set, er luftrørsvejrtrækning et evolutionært bevis på, at selv de mest "tilsyneladende simple" levende væsener bærer meget indviklede systemer. Takket være det er mange hvirvelløse dyr i stand til at transportere ilt til deres celler og overleve.