Εκτός από τα τρόφιμα και το νερό, σχεδόν κάθε οργανισμός χρειάζεται ελεύθερη πρόσβαση στο οξυγόνο. Τα ζωντανά πλάσματα καλύπτουν αυτήν την ανάγκη με μια περίπλοκη, συγκεκριμένη διαδικασία που ονομάζεται αναπνοή. Ενώ όλα τα μυστικά της έχουν αποκαλυφθεί σε ανώτερα ζώα και ανθρώπους, λίγα είναι γνωστά για την αναπνοή των εντόμων. Το άρθρο θα εξετάσει λεπτομερώς τα χαρακτηριστικά της αναπνοής της μέλισσας και θα περιγράψει επίσης όλες τις λεπτές αποχρώσεις ανταλλαγής αερίων κυττάρων εντόμων με το περιβάλλον.
Το αναπνευστικό σύστημα της μέλισσας: ο κύριος ρόλος, η περιγραφή, η δομή
Όπως κάθε άλλο ζωντανό πλάσμα, οι μέλισσες χρειάζονται ένα αποτελεσματικό σύστημα τροφοδοσίας του σώματος με αέρα. Παίζει έναν από τους βασικούς ρόλους στη διασφάλιση της λειτουργικότητας του σώματος, τροφοδοτώντας κύτταρα με οξυγόνο: χωρίς αυτό το στοιχείο, δεν περνά ούτε μία φυσιολογική διαδικασία, επομένως η απουσία του οδηγεί σε σταδιακό αποκλεισμό μεμονωμένων συστημάτων σώματος, και στο μέλλον, στο θάνατο του εντόμου. Χάρη στην αναπνοή, τα έντομα απελευθερώνουν επίσης το σώμα των υδρατμών και διάφορα μεταβολικά προϊόντα.
Παρά το μικροσκοπικό του μέγεθος, το σώμα των οικιακών και άγριων μελισσών είναι ένας αρκετά περίπλοκος οργανισμός με ανεπτυγμένο μεταβολισμό. Σε αυτήν την περίπτωση, ο κορεσμός των κυττάρων με οξυγόνο σε αυτά τα έντομα παρέχεται από ένα όχι λιγότερο πολύπλοκο σύστημα ανταλλαγής αερίων από ότι σε άλλα είδη.
Ωστόσο, η αναπνοή της μέλισσας είναι μια περίεργη αρχή, το οποίο παρέχεται από ένα μοναδικό σύνολο συγκεκριμένων οργάνων. Συμβάλλουν στον κορεσμό του κυττάρου με οξυγόνο άμεσα, σε άμεση αλληλεπίδραση με τον αέρα, χωρίς τη συμμετοχή μεμονωμένων φορέων ή φορητών συστημάτων (κυκλοφορία αίματος).
Ξέρεις Οι μέλισσες είναι ένα από τα παλαιότερα πλάσματα στον πλανήτη. Ήταν ευρέως διαδεδομένοι ήδη στο Κρητιδικό. — περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Αυτό διασφαλίζεται από ένα ειδικό σύστημα σωλήνων που απλώνεται σε όλο το σώμα της μέλισσας, τη λεγόμενη τραχεία. Το αναπνευστικό σύστημα ξεκινά από τα σπιράλ. Πρόκειται για ειδικούς σχηματισμούς που ανοίγουν το τραχειακό κανάλι προς τα έξω. Έχουν μια τρύπα από την οποία εισέρχεται ο αέρας στα εσωτερικά κανάλια. Κάθε έντομο έχει 10 ζεύγη σπιράλ, τα περισσότερα από τα οποία βρίσκονται στις πλευρές της κοιλιάς, και μόνο τρία βρίσκονται στη θωρακική περιοχή. Κάθε σπείρα περιέχει πολλές τρίχες που καθαρίζουν τον αέρα από τη σκόνη και άλλους ρύπους.
Αναπνευστικά όργανα: 1-τραχεία. 2-διακλάδωση της τραχείας. 3-αερόσακοι 4-καρδιά? Διάφραγμα 5-πλάτης; 6- κοιλιακό διάφραγμα
Μια μεγάλη τραχεία σχηματίζεται με τη μορφή πολυάριθμων καναλιών, σε κάθε κλάδο του οποίου υπάρχει ένας αερόσακος - ένας κοίλος σχηματισμός που σχηματίζεται από τα κανάλια της τραχείας. Αρκετά δοχεία με σωλήνες αναχωρούν από αυτό, καθένα από τα οποία μπορεί να αποτελείται από αρκετές δεκάδες μικρότερα αγγεία.
Καθώς διακλαδίζονται, αραιώνονται στα μικρότερα τριχοειδή αγγεία (τραχειόλη), τα οποία διεισδύουν απευθείας στα κύτταρα, καθώς και στον ενδοκυτταρικό χώρο. Αυτή η δομή της αναπνευστικής συσκευής επιτρέπει στο έντομο να διαποτίζει εύκολα το σώμα με οξυγόνο, ακόμη και στην περίπτωση εντατικής και μακράς πτήσης.
Ξέρεις Ο αερόσακος στο σώμα των μελισσών παίζει καθολικό ρόλο, ο κύριος του οποίου — μείωση του βάρους του εντόμου για βελτίωση της πτήσης. Ταυτόχρονα, η συμμετοχή σε αναπνευστικές διαδικασίες είναι δευτερεύουσας σημασίας.
Διαδικασία αλλαγής αέρα
Η αλλαγή του αέρα στο τραχειακό κανάλι, τους αερόσακους και τα τριχοειδή αγγεία γίνεται εναλλακτικά. Ένα ειδικό στρώμα μυών συστέλλεται την κοιλιά και τα σπιράλ υπό την επιρροή του. Αυτό δημιουργεί τεχνητά μια διαφορά πίεσης, λόγω της οποίας οι μάζες αέρα γεμίζουν την τραχεία και τους σάκους αέρα. Εδώ, το μείγμα αερίων διηθείται από διάφορες ακαθαρσίες και στη συνέχεια μέσω των μικρότερων τριχοειδών αγγείων υπό την επίδραση της διάχυσης, εξαπλώνεται σε όλο το σώμα και μεταφέρεται σε κάθε κύτταρο.
Κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης κυττάρων με αέρα λόγω διάχυσης, το οξυγόνο διεισδύει μέσω του κυτταρικού τοιχώματος στο κυτόπλασμα, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα μεταβολικά υποπροϊόντα απελευθερώνονται προς τα έξω. Μετά τη συστολή της κοιλιάς, το μυϊκό στρώμα χαλαρώνει, λόγω του οποίου υπάρχει μια φυσική ευθυγράμμιση της ατμοσφαιρικής και εσωτερικής πίεσης του αναπνευστικού συστήματος. Τα καυσαέρια απορρίπτονται στην ατμόσφαιρα, μετά την οποία η διαδικασία ξεκινά ξανά. Ο έλεγχος της δραστηριότητάς του πραγματοποιείται από το κεντρικό νευρικό σύστημα.
Αυτό που καθορίζει την ένταση της αναπνοής μιας μέλισσας
Ο ρυθμός αναπνοής των μελισσών δεν είναι σταθερή τιμή, επομένως ο αριθμός των αναπνευστικών κύκλων σε αυτές μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. Αυτός ο δείκτης εξαρτάται κυρίως από τη δραστηριότητα των εντόμων και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε μια χαλαρή και ήρεμη κατάσταση, κατά τη διάρκεια του χειμώνα, παίρνουν μόνο μερικές αναπνοές ανά λεπτό.
Με την ενεργή συλλογή μελιού, ο αριθμός των αναπνευστικών κινήσεων μπορεί να αυξηθεί σε 100 ανά λεπτό, και εάν ταυτόχρονα παρατηρηθεί η θερμότητα της καλοκαιρινής θερμότητας, τότε η ένταση των στεναγμών μπορεί να φτάσει έως και 200 ανά λεπτό.
Επίσης πολύ συχνά, η ένταση του αναπνευστικού συστήματος σχετίζεται με το φύλο του εντόμου. Οι εργαζόμενες μέλισσες (θηλυκό) έχουν σημαντικά λιγότερους αερόσακους από τους κηφήνες (αρσενικά), οπότε θα χρειαστούν περισσότερες αναπνευστικές κινήσεις για να αναπληρώσουν το σώμα με το απαραίτητο οξυγόνο.
Σημαντικό! Ο ρυθμός αναπνοής εξαρτάται από την ποσότητα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Όσο μικρότερο είναι, τόσο πιο ενεργό θα είναι η αναπνοή και η απορρόφηση του αέρα.
Η ποσότητα οξυγόνου που χρειάζονται οι μέλισσες για μια φυσιολογική ύπαρξη
Η ανάγκη για μέλισσες στον αέρα είναι αρκετά μεγάλη. Εάν λάβουμε υπόψη την αναλογία της σωματικής μάζας του μέσου εντόμου και τη δραστηριότητα της κατανάλωσης αέρα, αποδεικνύεται ότι μια μέλισσα χρειάζεται αρκετές φορές περισσότερο αέρα από ένα άτομο. Η ελάχιστη ποσότητα οξυγόνου που χρειάζεται μια μέση μέλισσα είναι 0,4-1 ml / ώρα. Μια τέτοια ένταση κατανάλωσης παρατηρείται κατά τη διάρκεια του χειμώνα που έχει ανασταλεί.
Κατά τη διάρκεια της ενεργού ζωής, μια μέλισσα χρειάζεται τουλάχιστον 65 ml οξυγόνου ανά ώρα. Κατά την πτήση, αυτός ο δείκτης αυξάνεται κατά καιρούς: μια μέλισσα που εργάζεται κατά τη συλλογή του νέκταρ χρειάζεται τουλάχιστον 400 ml οξυγόνου ανά ώρα.
Η ανάγκη για προνύμφες στον καθαρό αέρα δεν είναι λιγότερο μεγάλη: ένα ανοιχτό πλαίσιο γόνου μπορεί να απορροφήσει έως 1300 ml οξυγόνου ανά ώρα. Όλα αυτά καθιστούν τη μελισσοκομία μια αρκετά ένταση οξυγόνου βιομηχανία.
Πώς επηρεάζει η αλλαγή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος την ανταλλαγή αερίων μελισσών και γέννησης
Η δραστηριότητα ανταλλαγής αερίων του οργανισμού των μελισσών και του γόνου με το περιβάλλον εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αέρα. Η λιγότερο ενεργή αναπνοή παρατηρείται σε θερμοκρασία κοντά στους + 10 ° C, η οποία προκαλεί κατάσταση ανασταλμένης κίνησης στα έντομα. Η πιο εντατική διαδικασία λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από + 30 ° C, ενώ η θερμότητα μπορεί να προκαλέσει την επιτάχυνσή της κατά 5 φορές.
Σημαντικό! Για τη μείωση του θερμικού φορτίου στα έντομα, πρέπει να παρέχονται ανοίγματα εξαερισμού στις κυψέλες. Πρέπει να εγκατασταθούν έτσι ώστε η κατασκευή να υπόκειται σε μέγιστο αερισμό, αλλά να προστατεύεται από ρεύματα.
Για παράδειγμα, μπορεί κανείς να φανταστεί το γεγονός ότι η μέση οικογένεια, που αριθμεί περίπου 15 χιλιάδες άτομα, κατά τη διάρκεια της ενεργού αναπαραγωγής και της παραγωγής νέκταρ σε θερμοκρασία +30 ... + 35 ° С ανά ώρα καταναλώνει περίπου 250 λίτρα οξυγόνου, απελευθερώνοντας 50-60 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα αέριο και 300 g υδρατμών. Εάν η θερμοκρασία μειωθεί σε + 11 ° С, η κατανάλωση οξυγόνου μειώνεται ταυτόχρονα στα 4 l, ενώ τα έντομα απελευθερώνουν μόνο 800-1000 g διοξειδίου του άνθρακα και περίπου 1 g νερού.
Η αναπνοή είναι μια από τις πιο σημαντικές φυσιολογικές διαδικασίες που διασφαλίζουν τη σταθερή λειτουργία των μελισσών. Επομένως, αυτά τα έντομα, όπως και άλλα πλάσματα, απαιτούν αφθονία καθαρού αέρα. Εξασφαλίζεται από ένα μάλλον περίπλοκο αναπνευστικό σύστημα που αποτελείται από διακλαδισμένα τραχεία. Η ανάγκη για οξυγόνο καθορίζεται από πολλούς παράγοντες, αλλά οι πιο σημαντικοί από αυτούς είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η δραστηριότητα των εντόμων.
