Hingamine on midagi, mida jagavad kõik elusolendid, kuna gaasivahetus keskkonna ja keha enda vahel võimaldab elu. Hingamisest rääkides eristatakse mitut tüüpi, millest mõned on tüüpilisest kopsumehhanismist väga kaugel. Näiteks võib tuua loomade hingetoru hingamise.
Seda tüüpi hingamine pole eriti tuntud ja sellegipoolest on see loomariigis üks levinumaid, kuna seda kasutavad putukad (muude selgrootute hulgas). See on tüüpiline väga väikestele loomadele, kuna sellel on oma piirangud. Vaatame, millest see hingamissüsteem koosneb, samuti osadest, mis seda moodustavad.
Mis on hingetoru hingamine loomadel?
Loomade hingetoru hingamine toimub nende kehas leiduvate erinevate avade kaudu. Nendel, kes seda praktiseerivad, ei ole suurt hingamissüsteemi, nagu kopsude kaudu hingates, kuid hingamine võib toimuda mööda selle pinda. See annab suure eelise, kuna hõlbustab oluliselt hapniku jõudmist kõikidesse keharakkudesse.
Väikestest selgrootutest – või nendest, kes on väheste tegevustega hetkel, mil hapnikuvajadus on väiksem –, siis see gaas satub difusiooni teel läbi naha looma organismi. Mehhanismi peetakse passiivseks süsteemiks.
Vastupidi, kui selgrootu on suur või vajab rohkem õhku - näiteks lennates -, peab loom ventileerima, et õhk pääseks tema kehasse läbi spiraalide (pooride), mis asuvad nende nahka. See süsteem on erinev alt eelmisest aktiivne.
Hingetoru hingamissüsteem loomadel
Loomade hingetoru hingamissüsteemi paremaks mõistmiseks on ideaalne teada kolme põhielementi, millest see koosneb, ja selle missioonist või toimimisest. Asume asja juurde.
Esiteks on spiraalid (tuntud ka kui stigmad), ümarad poorid, millel on rohkem kui üks sulgemissüsteem ja mida saab kehas erineval viisil jaotada. Nende kaudu pääseb õhk kehasse.
Järgmine element on hingetoru, mis koosneb õõnsast torust, millest õhk läbib. Kogu hingetorus on kude, mis on gaase läbilaskev ja millel võivad olla väikesed kambrid hapniku hoidmiseks, mis on lennuks tõesti kasulik.
Lõpuks liigub õhk mööda hingetoru alla selle lõpuni, millest tekivad trahheoolid. Need on peened oksad, mis võimaldavad gaase keharakkudesse transportida.
Gaasivahetus hingetoru hingamisel
Hingetoruga lülijalgsete, mille hulgas on ka putukaid, hingamine on paljudel juhtudel katkendlik mehhanism. See tähendab, et poorid, mille kaudu need olendid hingavad, on suletud, nii et ainult trahheolaarsüsteemis leiduv õhk on see, mis seisab silmitsi gaasivahetusega.
Loomulikult väheneb süsihappegaasi suurenedes piiratud õhuhulk looma sees. Teatud hetkel hakkavad spiraalid pidev alt avanema ja sulguma, mis põhjustab CO2 eraldumise kõikuv alt. Seejärel avanevad need täielikult, võimaldades süsinikdioksiidi täielikku väljapääsu ja hapniku tagasivõtmist.
Hingetoru hingamise piirangud
Hingetoru hingamise peamise piirangu annab looma keha suurus, kuna see peab olema väike. Selle põhjuseks on asjaolu, et suurte ja võimsate elundite, näiteks kopsude, puudumine ei võimalda suures koguses hapnikku imenduda.
Järelikult, kui putukad või muud hingetoru hingavad loomad kasvaksid, ei saaks nad kogu eluks vajalikku õhku kätte ja võivad surra. Ainus võimalus ellu jääda oleks see, kui nad elaksid atmosfääris, kus hapniku hulk on suurem.
Hingetoru hingamise kohandused veeputukatel
Maapealsetel putukatel on hingetoru hingamine üsna lihtne. Aga mis juhtub vee-elustikuga, kes seda mehhanismi kasutavad? Nad ei saa lasta oma spiraalidel vee all avaneda, kuna vedelik satuks nende kehasse ja paljudel juhtudel sureks.
Vastus peitub ekspertuuringutes, mis toovad välja erinevad struktuurid, mis võimaldavad mõnel veeselgrootutel keskkonnaga gaase vahetada. Need on peamised.
Funktsionaalsed spiraalid
Neid leidub näiteks sääsevastsete kehas.Need on poorid, mida saab vastav alt vajadusele avada või sulgeda. Selles konkreetses näites toovad vastsed oma kõhu viimase osa pinnale, avavad selle piirkonna poorid, saavad hapnikku ja uputavad uuesti.
Hingetoru lõpused
Need on oma tegevuselt sarnased kalade lõpustega. Hingetoru lõpuste kaudu siseneb vesi, kuid ainult selles sisalduv hapnik jõuab trahheolaarsüsteemi ja se alt edasi rakkudesse. Füüsilisel tasandil asuvad need lõpused tavaliselt looma kõhu tagaküljel.
Bubble Gill
Veeputukate hingetoru hingamisest leiame ka mullilõpu. Selles võimaluses saab eristada kahte tüüpi:
- Kokkusurumatu ehk plastron: loom tuleb pinnale ja saab õhumulli, mis toimib hingetoruna, võimaldades tal tänu sellele veest hapnikku võtta. Sellist mulli võib olla piiramatult, kuna see jääb pidev alt samaks.
- Kokkusurutav: sellisel juhul väheneb mull, mille loom pinn alt võtab, kui see laskub liiga sügavale või ujub liiga kaugele, mis tähendab, et tuleb uuesti pinnale tõusta, et saada uus mull.
Kokkusurumatu variandi puhul on loomal miljoneid hüdrofoobseid karvu väga kindlal ja väikesel kehapiirkonnal, millesse see mull jääb suletuks. Sama ei kehti kokkusurutava mulliga lõpuse kohta.
Näited loomade hingetoru hingamisest
Mõned loomad, kes kasutavad ellujäämiseks hingetoru hingamist, on järgmised:
- Ämblikulaadsed: nende näideteks on puugid, skorpionid, ämblikud või lestad. Neil võib olla hingetoru ja filotrahhea.
- Putukad: need tavalised selgrootud loomad, nagu sipelgad, mardikad, mesilased või herilased, kellel on 6 jalga ja võivad elada nii maismaa- kui ka veeökosüsteemides, kasutavad ka hingetoru hingamist.
- Myrijalgsed: sarnased putukatega, kuid palju rohkemate jalgadega. Näiteks sümfüülid, pauropoodid, tuhat- või sajajalgsed.
- Onühhoforaanid: tuntud sametussidena, neil on arvuk alt jalgu ja küüniseid ning need on pikliku kujuga.
Nagu olete näinud, on hingetoru hingamine evolutsiooniline tõend selle kohta, et isegi kõige "ilmselt lihtsamatel" elusolenditel on väga keerukad süsteemid. Tänu sellele suudavad paljud selgrootud hapnikku oma rakkudesse transportida ja ellu jääda.