Дыхальца или стигмы — это отверстия в экзоскелетах насекомых , многоножек , бархатных червей и многих паукообразных , через которые воздух попадает в трахею . [1] [2] [ 3] В дыхательной системе насекомых трахеальные трубки в первую очередь доставляют кислород непосредственно в ткани животных . У большинства видов дыхальца могут открываться и закрываться эффективным образом, чтобы впускать воздух, одновременно уменьшая потерю воды. У различных видов это делается с помощью широкого спектра механизмов, таких как эластичное закрытие и более близкие мышцы, окружающие дыхальце или перегибающие трубку. У некоторых мышца расслабляется, чтобы открыть дыхальце, у других — чтобы закрыть его. [4] Закрывающая мышца контролируется центральной нервной системой , но также может реагировать на локализованные химические раздражители. У нескольких водных насекомых есть похожие или альтернативные методы закрытия, чтобы предотвратить попадание воды в трахею. Время и продолжительность закрытия дыхальцев могут влиять на частоту дыхания организма. [5] Дыхальца также могут быть окружены волосками, чтобы минимизировать объемное движение воздуха вокруг отверстия и, таким образом, минимизировать потерю воды.
У более крупных насекомых контроль дыхальца более сложен и важен для управления газообменом из-за их более высоких метаболических потребностей. Более крупные насекомые, такие как саранча и некоторые жуки, демонстрируют активную вентиляцию, при которой контроль дыхальца работает совместно с движениями брюшной полости. Эти сокращения брюшной полости заставляют воздух входить и выходить из трахеальной системы, а дыхальца открываются и закрываются синхронно, чтобы максимизировать поступление кислорода и выведение углекислого газа. Этот активный процесс позволяет этим насекомым более точно регулировать свою внутреннюю среду, особенно в периоды высокой активности, такие как полет. Исследования показали, что нейронные цепи в центральной нервной системе насекомого регулируют открытие дыхальца в ответ на концентрацию углекислого газа, обеспечивая эффективный газообмен и предотвращая гипоксию или гиперкапнию.
Большинство многоножек имеют парные боковые дыхальца, похожие на дыхальца насекомых. Скутигероморфные многоножки являются исключением, имея непарные, незакрывающиеся дыхальца на задних краях тергитов . [2]
У бархатных червей есть крошечные дыхальца, разбросанные по поверхности тела и связанные с неразветвленными трахеями. На сегменте тела может быть до 75 дыхалец. Они наиболее многочисленны на дорсальной поверхности. Они не могут быть закрыты, что означает, что бархатные черви легко теряют воду и, таким образом, ограничены местом обитания во влажных местообитаниях. [3]
Хотя у всех насекомых есть дыхальца, они есть только у некоторых паукообразных. У некоторых пауков, таких как пауки-кругопряды и пауки-волки , есть дыхальца. Изначально у пауков были книжные легкие , а не трахеи. Однако у некоторых пауков трахейная система развилась независимо от трахейной системы у насекомых, что включает в себя и независимую эволюцию дыхалец. Однако эти пауки сохранили свои книжные легкие, поэтому у них есть и то, и другое. [6] [7] Жнецы , верблюжьи пауки , рицинулеиды , клещи и псевдоскорпионы дышат через трахейную систему и не имеют книжных легких.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )