Selain makanan dan air, hampir setiap organisma memerlukan akses oksigen secara percuma. Makhluk hidup memenuhi keperluan ini dengan proses yang kompleks dan spesifik yang disebut pernafasan. Walaupun semua rahsia telah terungkap pada haiwan dan manusia yang lebih tinggi, hanya sedikit yang diketahui mengenai pernafasan serangga. Artikel ini akan meneliti secara terperinci ciri-ciri pernafasan lebah, dan juga menjelaskan semua kehalusan pertukaran gas sel serangga dengan lingkungan.
Sistem pernafasan lebah madu: peranan utama, keterangan, struktur
Seperti makhluk hidup yang lain, lebah madu memerlukan sistem yang berkesan untuk membekalkan tubuh dengan udara. Ini memainkan salah satu peranan penting dalam memastikan fungsi tubuh, membekalkan sel dengan oksigen: tanpa elemen ini tidak ada proses fisiologi yang dilalui, oleh itu ketiadaannya menyebabkan penyekat secara beransur-ansur sistem tubuh individu, dan di masa depan, sehingga kematian serangga. Berkat pernafasan, serangga juga membebaskan badan dari wap air dan pelbagai produk metabolik.
Walaupun ukurannya kecil, tubuh lebah domestik dan liar adalah organisma yang cukup kompleks dengan metabolisme yang maju. Dalam kes ini, ketepuan sel dengan oksigen dalam serangga ini disediakan oleh sistem pertukaran gas yang tidak kurang kompleks daripada spesies lain.
Walau bagaimanapun pernafasan lebah adalah prinsip yang pelik, yang disediakan oleh kumpulan organ tertentu yang unik. Mereka menyumbang kepada ketepuan sel dengan oksigen secara langsung, dalam interaksi langsung dengan udara, tanpa penyertaan pembawa individu atau sistem mudah alih (peredaran darah).
Adakah anda tahu Lebah madu adalah salah satu makhluk tertua di planet ini. Mereka tersebar luas di Cretaceous. — kira-kira 100 juta tahun yang lalu.
Ini dipastikan oleh sistem tiub khas yang tersebar ke seluruh tubuh lebah, yang disebut trakea. Sistem pernafasan bermula dari spirakel. Ini adalah formasi khas yang membuka saluran trakea ke luar. Mereka mempunyai lubang dari mana udara ditarik ke saluran dalaman. Setiap serangga mempunyai 10 pasang spiral, kebanyakannya terletak di sisi perut, dan hanya tiga yang berada di kawasan toraks. Setiap lingkaran mengandungi banyak rambut yang membersihkan udara dari habuk dan bahan pencemar lain.
Organ pernafasan: 1-trakea; 2-cabang trakea; Beg 3-udara; 4-hati; Diafragma 5-belakang; 6- diafragma perut
Trakea besar terbentuk dalam bentuk banyak saluran, di setiap cabangnya terdapat kantung udara - formasi berongga yang terbentuk dari saluran trakea. Beberapa kapal tiub berlepas daripadanya, masing-masing terdiri daripada beberapa puluh kapal kecil.
Semasa bercabang, mereka menipis ke kapilari udara terkecil (tracheol), yang langsung menembusi sel, serta ruang antar sel. Struktur alat pernafasan ini membolehkan serangga dengan mudah menjenuhkan badan dengan oksigen, walaupun berlaku penerbangan yang intensif dan panjang.
Adakah anda tahu Beg udara di badan lebah memainkan peranan sejagat, yang utama — mengurangkan berat serangga untuk meningkatkan penerbangan. Pada masa yang sama, penyertaan dalam proses pernafasan sangat penting.
Proses pertukaran udara
Perubahan udara di saluran trakea, kantung udara dan kapilari berlaku secara bergantian. Lapisan otot khas menguncup perut dan spiral di bawah pengaruhnya. Ini secara artifisial membuat perbezaan tekanan, kerana jisim udara memenuhi trakea dan kantung udara. Di sini, campuran gas disaring dari pelbagai kekotoran, dan kemudian menyebar melalui kapilari terkecil di bawah pengaruh daya penyebaran ke seluruh badan dan diangkut ke setiap sel.
Semasa interaksi sel dengan udara kerana penyebaran, oksigen menembusi dinding sel ke dalam sitoplasma, sementara karbon dioksida dan produk sampingan metabolik dilepaskan ke luar. Selepas pengecutan perut, lapisan otot mengendur, disebabkan oleh itu terdapat penjajaran semula jadi tekanan atmosfera dan dalaman sistem pernafasan. Gas ekzos dibuang ke atmosfer, setelah itu proses dimulakan lagi. Pengendalian aktivitinya dilakukan oleh sistem saraf pusat.
Apa yang menentukan intensiti pernafasan lebah
Kadar pernafasan lebah bukan nilai tetap, jadi jumlah kitaran pernafasan di dalamnya dapat sangat berbeza. Penunjuk ini bergantung terutamanya pada aktiviti serangga dan suhu persekitaran. Dalam keadaan santai dan tenang, semasa musim sejuk, mereka hanya mengambil beberapa nafas seminit.
Dengan pengumpulan madu yang aktif, jumlah pergerakan pernafasan dapat meningkat hingga 100 per minit, dan jika pada masa yang sama panas terik musim panas diperhatikan, maka intensiti desahan dapat mencapai hingga 200 per minit.
Selalunya, intensiti sistem pernafasan dikaitkan dengan jantina serangga. Lebah pekerja (wanita) mempunyai beg udara lebih sedikit daripada drone (lelaki), jadi mereka memerlukan lebih banyak gerakan pernafasan untuk mengisi badan dengan oksigen yang diperlukan.
Penting! Kadar pernafasan bergantung kepada jumlah oksigen di atmosfera. Semakin kecil, semakin aktif akan pernafasan dan penyerapan udara.
Jumlah oksigen yang diperlukan lebah untuk kewujudan normal
Keperluan untuk lebah madu di udara cukup besar. Sekiranya kita mengambil kira nisbah jisim badan serangga rata-rata dan aktiviti penggunaan udaranya, ternyata lebah memerlukan udara beberapa kali lebih banyak daripada seseorang. Jumlah minimum oksigen yang diperlukan oleh lebah rata-rata ialah 0,4-1 ml / jam. Keamatan penggunaan seperti ini diperhatikan semasa animasi musim sejuk ditangguhkan.
Semasa hidup aktif, seekor lebah memerlukan sekurang-kurangnya 65 ml oksigen setiap jam. Semasa terbang, penunjuk ini meningkat kadang-kadang: seekor lebah yang bekerja semasa pengumpulan nektar memerlukan sekurang-kurangnya 400 ml oksigen per jam.
Keperluan larva di udara segar tidak kurang hebatnya: satu kerangka terbuka dapat menyerap hingga 1300 ml oksigen per jam. Semua ini menjadikan pemeliharaan lebah industri intensif oksigen.
Bagaimana perubahan suhu persekitaran mempengaruhi pertukaran gas lebah dan brood
Kegiatan pertukaran gas organisma lebah dan brood dengan persekitaran bergantung pada suhu udara. Pernafasan paling tidak aktif diperhatikan pada suhu hampir + 10 ° C, yang menyebabkan keadaan animasi terampai pada serangga. Proses yang paling intensif berlaku pada suhu lebih dari + 30 ° C, sementara panas dapat memprovokasi pecutannya sebanyak 5 kali.
Penting! Untuk mengurangkan beban haba pada serangga, bukaan pengudaraan mesti disediakan di sarang. Mereka harus dipasang sehingga strukturnya mengalami pengudaraan maksimum, tetapi dilindungi dari draf.
Sebagai contoh, seseorang dapat membayangkan fakta bahawa keluarga rata-rata, berjumlah kira-kira 15 ribu individu, semasa pembiakan aktif dan mendapatkan nektar pada suhu +30 ... + 35 ° С per jam menggunakan sekitar 250 liter oksigen, melepaskan 50-60 liter karbon dioksida gas dan 300 g wap air. Sekiranya suhu turun menjadi + 11 ° С, penggunaan oksigen menurun menjadi 4 l pada masa yang sama, sementara serangga melepaskan hanya 800-1000 g karbon dioksida dan sekitar 1 g air kembali.
Pernafasan adalah salah satu proses fisiologi yang paling penting yang memastikan fungsi lebah yang stabil. Oleh itu, serangga ini, seperti makhluk lain, memerlukan banyak udara bersih. Ini dipastikan oleh sistem pernafasan yang agak kompleks yang terdiri dari saluran trakea bercabang. Keperluan untuk oksigen ditentukan oleh banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah suhu persekitaran dan aktiviti serangga.
