Jak oddychają owady i dlaczego nie mogą zatruć się czadem?
Owady oddychają tchawkami – siecią przewodów, którymi tlen transportowany jest bezpośrednio z atmosfery do komórek ciała. U ssaków do transportu tlenu z atmosfery potrzebny jest barwnik oddechowy – hemoglobina, której nie ma w tchawkach stawonogów (do nich należą owady). Kiedy czad wejdzie w reakcję z hemoglobiną, blokowane jest przenoszenie tlenu w organizmie. Dlatego właśnie ssaki duszą się, kiedy wdychają czad (czyli tlenek węgla II), a dla owadów jest on nietoksyczny.
Co to jest czad?
Czad to potoczna nazwa tlenku węgla, nieorganicznego związku chemicznego z grupy tlenków węgla, w którym węgiel występuje na drugim stopniu utlenienia, zapisujemy więc go CO, tlenek węgla (II).
Jak działa czad?
Za transport tlenu w organizmie odpowiedzialna jest hemoglobina – barwnik oddechowy, znajdujący się w erytrocytach krwi. Tlen pobierany z atmosfery w naczyniach kapilarnych płuc łączy się z hemoglobiną. Powstaje oksyhemoglobina (jedna cząsteczka hemoglobiny łączy się z czterema cząsteczkami tlenu) rozprowadzana przez krew do każdej komórki ciała. Czad zawarty w atmosferze łączy się z hemoglobiną tworząc karboksyhemoglobinę. Wiązanie tego związku chemicznego jest trwalsze niż w oksyhemoglobinie, dlatego podczas wdychania czadu dochodzi do niedotlenienia tkanek, co w wielu przypadkach skutkuje uduszeniem.
>> Chcesz dobrze zdać maturę z biologii? Zobacz ebook Zoologia
Jak oddychają owady?
Owady to największa i najbardziej zróżnicowana grupa zwierząt na Ziemi. Jednym z ich sukcesów ewolucyjnych jest umiejętność błyskawicznej wymiany gazowej i dostarczania tlenu do tkanek organizmu prosto z atmosfery. To dzięki tym umiejętnościom owady zamieszkują tak różne środowiska, potrafią latać i biegać, a także mają doskonale rozwinięty system narządów zmysłów.
Owady nie posiadają płuc, ich rolę spełnia skomplikowany system kanalików powietrznych, czyli tchawek, które transportują tlen do komórek ciała bezpośrednio z atmosfery. Tchawki występują również u niektórych pajęczaków oraz u pratchawców.
System rozgałęziających się tchawek w Muszki Owocówki (źródło: Wikipedia Commons):
Jak zbudowany jest układ oddechowy owadów?
System oddechowy większości owadów składa się z tchawek. Tchawki to sieć rurek (uwypukleń ścian ciała), które rozgałęziają się na coraz drobniejsze odgałęzienia. System tchawek zaczyna się po bokach tułowia i na odwłoku owada przetchlinkami. Tchawki są osłonięte chitynową osłonką, która sprawia, że ścianki tchawek są elastyczne. Tchawki kończą się tracheolami wypełnionymi przez płyn, czyli hemolimfę, płyn, w której może rozpuszczać się tlen i dyfundować do komórek. To w tracheolach następuje wymiana gazowa poprzez dyfuzję gazów.
Hemolimfa to płyn ustrojowy bezkręgowców, który spełnia rolę krwi i limfy jednocześnie. Taki układ zapewnia bardzo szybką i sprawną wymianę gazową – szczególnie przydatną owadom podczas lotu.
CIEKAWOSTKA:
Czy owady mogą oddychać powietrzem, w którym stężenie czadu jest dowolne?
Nie. Organizmy, których krew nie zawiera hemoglobiny (np. owady) mogą żyć w atmosferze składającej się maksymalnie w 80% z czadu. Powyżej tego stężenia tlen z atmosfery nie wchłania się do organizmu w dostarczającej ilości.
