Okrem potravín a vody potrebuje takmer každý organizmus voľný prístup k kyslíku. Živé bytosti túto potrebu naplnia zložitým špecifickým procesom nazývaným dýchanie. Zatiaľ čo všetky jeho tajomstvá boli odhalené u vyšších zvierat a ľudí, o dýchaní hmyzu je známe len málo. Článok podrobne preskúma vlastnosti dýchania včiel a tiež popíše všetky jemnosti výmeny plynov hmyzích buniek s prostredím.

Dýchací systém včely: hlavná úloha, opis, štruktúra

Rovnako ako všetky ostatné živé bytosti, aj včely medonosné potrebujú efektívny systém zásobovania tela vzduchom. Hrá jednu z kľúčových úloh pri zabezpečovaní funkčnosti tela, zásobuje bunky kyslíkom: bez tohto prvku neprechádza ani jeden fyziologický proces, preto jeho neprítomnosť vedie k postupnej blokáde jednotlivých systémov tela av budúcnosti - k smrti hmyzu. Hmyz tiež vďaka dýchaniu zbavuje telo vodných pár a rôznych metabolických produktov.

Telo domácich a divých včiel je napriek svojej miniatúrnej veľkosti pomerne zložitý organizmus s rozvinutým metabolizmom. V tomto prípade je saturácia buniek kyslíkom u tohto hmyzu zabezpečená nie menej komplexným systémom výmeny plynov ako v iných druhoch.

však dýchanie včiel je zvláštny princíp, ktorý poskytuje jedinečný súbor konkrétnych orgánov. Priamo prispievajú k saturácii bunky kyslíkom, v priamej interakcii so vzduchom, bez účasti jednotlivých nosičov alebo prenosných systémov (krvný obeh).

Vieš? Včely medonosné sú jedným z najstarších tvorov na tejto planéte. Boli rozšírené už v kriede. — asi pred 100 miliónmi rokov.

Toto je zabezpečené špeciálnym systémom rúrok rozprestierajúcim sa po tele včely, tzv. Priedušnicou. Dýchací systém začína od špirálov. Toto sú špeciálne útvary, ktoré otvárajú tracheálny kanál smerom von. Majú otvor, z ktorého je nasávaný vzduch do vnútorných kanálov. Každý hmyz má 10 párov špirálov, väčšina z nich sa nachádza po stranách brucha a iba tri sú v oblasti hrudníka. Každá špirála obsahuje množstvo vlasov, ktoré čistia vzduch od prachu a iných znečisťujúcich látok.

Dýchacie orgány: 1-priedušnica; 2-vetvenie priedušnice; 3-airbagy; 4-srdce; 5-zadná membrána; 6 - brušná bránica

Veľká priedušnica je vytvorená vo forme mnohých kanálov, na ktorých každej vetve je vzduchový vak - dutá formácia vytvorená z kanálov priedušnice. Niekoľko rúrkových plavidiel sa od nej odchyľuje, z ktorých každá môže pozostávať z niekoľkých desiatok menších plavidiel.

Keď sa vetvia, stenčujú sa do najmenších vzduchom nesúcich kapilár (tracheol), ktoré priamo prenikajú do buniek, ako aj do medzibunkového priestoru. Táto štruktúra dýchacieho prístroja umožňuje hmyzu ľahko nasýtiť telo kyslíkom, a to aj v prípade intenzívneho a dlhého letu.

Vieš? Airbag v tele včiel hrá univerzálnu úlohu, ktorej hlavnou úlohou je — znížiť hmotnosť hmyzu na zlepšenie letu. Účasť na respiračných procesoch je zároveň druhoradá.

Proces výmeny vzduchu

Výmena vzduchu v tracheálnom kanáli, vzduchových vakoch a kapilárach prebieha striedavo. Pod jej vplyvom sa sťahuje špeciálna svalová vrstva. To umelo vytvára tlakový rozdiel, vďaka ktorému vzduchové masy zapĺňajú priedušnicu a vzduchové vaky. Tu sa plynná zmes filtruje z rôznych nečistôt a potom cez najmenšie kapiláry pod vplyvom difúznych síl, ktoré sa šíri po tele a transportuje sa do každej bunky.

Počas interakcie buniek so vzduchom v dôsledku difúzie kyslík preniká bunkovou stenou do cytoplazmy, zatiaľ čo oxid uhličitý a ďalšie metabolické vedľajšie produkty sa uvoľňujú von. Po kontrakcii brucha sa svalová vrstva uvoľní, vďaka čomu dochádza k prirodzenému vyrovnaniu atmosférického a vnútorného tlaku dýchacieho systému. Výfukové plyny sa vypúšťajú do atmosféry a potom sa proces začína znova. Kontrolu jeho činnosti vykonáva centrálny nervový systém.

Čo určuje intenzitu dýchania včiel

Miera dýchania včiel nie je konštantná hodnota, takže počet dýchacích cyklov sa u nich môže veľmi líšiť. Tento ukazovateľ závisí najmä od aktivity hmyzu a okolitej teploty. V uvoľnenom a pokojnom stave počas zimy berú iba pár dychov za minútu.

Pri aktívnom zbere medu sa môže počet respiračných pohybov zvýšiť na 100 za minútu, a ak sa súčasne pozoruje horúčava letného tepla, intenzita vzdychov môže dosiahnuť až 200 za minútu.

Intenzita dýchacieho systému je tiež často spojená s pohlavím hmyzu. Pracovné včely (samice) majú výrazne menej airbagov ako dron (samce), takže na doplnenie tela potrebným kyslíkom budú potrebovať viac dýchacích pohybov.

Dôležité! Dýchacia frekvencia závisí od množstva kyslíka v atmosfére. Čím je menší, tým aktívnejší bude dýchanie a absorpcia vzduchu.

Množstvo kyslíka, ktoré včely potrebujú pre normálnu existenciu

Potreba včiel vo vzduchu je pomerne veľká. Ak vezmeme do úvahy pomer telesnej hmotnosti priemerného hmyzu a aktivitu jeho spotreby vzduchu, ukáže sa, že včely potrebujú niekoľkokrát viac vzduchu ako človek. Minimálne množstvo kyslíka, ktoré priemerná včelka potrebuje, je 0,4–1 ml / hod. Takáto intenzita spotreby sa pozoruje počas zimnej animácie.

Počas aktívneho života potrebuje jedna včela najmenej 65 ml kyslíka za hodinu. Pri lete sa tento ukazovateľ občas zvyšuje: jedna pracovná včelka počas odberu nektáru potrebuje najmenej 400 ml kyslíka za hodinu.

Potreba lariev na čerstvom vzduchu nie je o nič menej veľká: jeden otvorený rám mláďat môže absorbovať až 1300 ml kyslíka za hodinu. To všetko robí z včelárstva priemysel s pomerne vysokým obsahom kyslíka.

Ako zmena okolitej teploty ovplyvňuje výmenu plynov včiel a plodu

Výmenná aktivita organizmu včiel a plodu s prostredím závisí od teploty vzduchu. Najmenej aktívna respirácia sa pozoruje pri teplote blízkej +10 ° C, čo spôsobuje stav pozastavenej animácie hmyzu. Proces prebieha najintenzívnejšie pri teplote vyššej ako +30 ° C, zatiaľ čo teplo môže spôsobiť jeho zrýchlenie 5-krát.

Dôležité! Na zníženie tepelného zaťaženia hmyzu musia byť v úľoch zabezpečené vetracie otvory. Mali by byť inštalované tak, aby konštrukcia bola vystavená maximálnemu vetraniu, ale bola chránená pred prievanom.

Napríklad si možno predstaviť skutočnosť, že priemerná rodina, ktorá má okolo 15 tisíc jedincov, počas aktívnej reprodukcie a výroby nektáru pri teplote +30 ... + 35 ° С za hodinu, spotrebuje asi 250 litrov kyslíka a uvoľní 50 - 60 litrov oxidu uhličitého. plyn a 300 g vodnej pary. Ak teplota klesne na +11 ° C, spotreba kyslíka sa zníži na 4 l súčasne, zatiaľ čo hmyz uvoľní späť iba 800 - 1 000 g oxidu uhličitého a asi 1 g vody.

Dýchanie je jedným z najdôležitejších fyziologických procesov, ktoré zaisťujú stabilné fungovanie včiel. Preto si tento hmyz, rovnako ako všetky ostatné bytosti, vyžaduje dostatok čistého vzduchu. Zabezpečuje ho pomerne zložitý dýchací systém pozostávajúci z rozvetvených tracheálnych kanálov. Potreba kyslíka je determinovaná mnohými faktormi, ale najdôležitejšími z nich sú teplota okolia a aktivita hmyzu.