الجهاز التنفسي والتنفس في الحشرات The Respiration In The Insects

1 - الجهاز التنفسي في الحشرات Tracheal System :-

لا يقوم الدم في الحشرات بمهمة التنفس كما في بقية الحيوانات ولكن هذه المهمة يقوم بها الجهاز التنفسي الذى يتفرع داخل الجسم في هيئة أنابيب هي القصبات والقصيبيات الهوائية - كما هو الحال في قليل من المفصليات (كالقشريات والعناكب) تتفرع داخل الجسم بطريقة معقدة - وتنظيم وتوزيع هذه الأنابيب داخل الجسم يتبع نظاماً ثابتاً :

(1) يوجد زوج من ( الأنابيب ) الطولية على جانبي الجسم (واحد على كل جانب) ويسمى كل منها بالأنبوبة الأساسية الطولية أو أنبوبة فتحات التنفس لأنها تتصل بالخارج مباشرة عن طريق الفتحات ( الثغور) التنفسية.

(2) زوج من الأنابيب الظهرية وتتصل هذه الأنبوبة بالأنبوبة الطولية بأنابيب عمودية قصيرة.

(3) زوج من الأنابيب البطنية.

(4) الأنابيب العرضية وتصل الأنبوبتين الطوليتين في جميع حلقات الجسم وفى بعض الحشرات تتضخم الأنابيب لتكون أكياس هوائية كما في النحل لتزيد من كمية الهواء وبالتالي كمية الأكسجين للجسم.

وتوجد الفتحات التنفسية على جانبي الجسم على الصفائح البلورية الصدرية والبطنية وعددها في العادة 10 يفتح أولها أمام الصدر ( بين الصدر الأمامي والأوسط ويفتح الثاني بين الصدر الأوسط والخلفي ويفتح على كل من الحلقات البطنية (1-8) الأمامية زوج منها

·

وعلى أساس الاختلافات المورفولوجية في الجهاز التنفسي ووجود أزواج الثغور العاملة تقسم الحشرات الى الفئات الأتية:

(1) حشرات ذات جهاز تنفسي مفتوح Holopneustic وفيها يمر الهواء المطلق إلى الجهاز عن طريق فتحاته الخارجية ( الثغور التنفسية ) .

(2) حشرات ذات جهاز تنفسي معدوم Apneustic وفيه الثغور مقفلة ويتم تبادل الغازات عن طريق الخياشيم التنفسية كما في ذباب مايو أو خياشيم المستقيم ( شرجية ) كما في الرعاشات . وتوجد بالخياشيم التنفسية تشعيبات غزيرة من الأنابيب التنفسية - وفى بعض الحشرات الطفيلية لا توجد أنابيب تنفسية . ويتم تبادل الغازات عن طريق الدم والأنسجة.

(3) جهاز تنفسي كامل الفتحات Peripneustic حيث يوجد 10 أزواج من الفتحات التنفسية العاملة .

(4) جهاز تنفسي أمامي Propneustic حيث يوجد واحد من الفتحات على الصدر الأمامي للحشرة وهذا الزوج هو العامل فقط .

(5) جهاز تنفسي خلفي الفتحات Metapneustic حيث يوجد زوج الفتحات على آخر حلقة بطنية وهذا الزوج هو العامل عامل.

(6) جهاز تنفسي مزدوج الفتحات Amphipneustic حيث زوجان من الفتحات الأمامي والخلفي فقط والزوجان عاملان.

الثغر أو الفتحة التنفسية

تشمل كلمة الثغر الفتحة التنفسية والصفيحة الواقية المحيطة بها والبهو الذي تقود اليه الفتحة التنفسية والوسيلة الميكانيكية ( الجهاز الميكانيكي ) لفتحه وإغلاقه والغدد الملحقة التي تفرز الزيوت الواقية للثغر من البلل. وهناك أنواع متعددة للثغر في الحشرات.

القصبة الهوائية :

تتفرع تفرعاً مزدوجاً لتغذى مختلف أجزاء الجسم وتتركب القصبة الهوائية من طبقة مسطحة من الخلايا Epithelium الطلائية ويبطنها من الداخل طبقة لا خلوية مبطنة لفراغ القصبة وتتغلظ هذه الطبقة بواسطة حلزوني کیتینی Taenidea وتصل الأطراف السائل التنفسي Tracheole Liquid الذي يتم عن طريقه تبادل الغازات مع تلك الأنسجة بطريقة الضغط الاسموزي.

2 - تنفس الحشرات المائية Respiration OF_Aquatic Insects

يتم تنفس هذه الحشرات بعدة وسائل وبهذه الوسائل تحصل على الأكسجين سواء اكان هوائياً أم ذائباً في الماء .

أ - ويتم تنفس الهواء الجوي بإحدى الصور التالية :-

1) الأنابيب الهوائية أو السيفونات Siphone Air Tubes)) كالحال في يرقات البعوض حيث توجد في نهاية البطن ( على الحلقة الثامنة ) وقد توجد في عذراء هذه الحشرة لكن في مقدم الرأس الصدرية فتحات تعتبر نهايـات للقصبات الهوائية .

2) بعض الحشرات لها قدرة حجز كمية من الهواء الجوي بين شعرها وأجنحته أو حول ثغورها التنفسية لتستخدم للتنفس تحت الماء ومثل هذه الحشرات تصعد إلى سطح الماء بين آونة وأخرى لتزود نفسها بالهواء اللازم.

3) لبعض اليرقات المائية فتحات تنفسية خلفية تغرسها في النباتات المائية للحصول على الغاز المحبوس بين خلايا الأنسجة النباتية.

ب - تنفس الأكسجين الذائب في الماء ويتم ذلك في الحشرات المائية بإحدى صورتين هما :-

(1) خلال سطح الجسم ويطلق عليه التنفسي الجليدي Cuticular Or Dermal Respiration ويتم ذلك في العذارى واليرقات التي تغيب فيها الثغور التنفسية لذلك فهي تستخلص الأكسجين الذائب في الماء عن طريق سطح الجسم .

(2) التنفس بالخياشيم Gill Respiration

تعرف الخياشيم بأنها قنوات خارجية أو داخلية من سطح الجسم تقوم بعملية استخلاص الأكسجين الذائب في الماء . قد تتصل الخياشيم بقصبات هوائية فتعرف بالخياشيم القصبية Tracheal Gills وقد تكون مملوءة بالدم وتسمى خياشيم دموية . والخياشيم تختلف في أماكن وجودها على جسم الحشرات المائية وفي حوريات الرعاش الكبير Anisoptera يوجد جهاز تنفسي يعرف بالسلة الخيشومية المستقيمة Retail Branchial Basket فهذا الجهاز يدخله الماء عن طريق فتحة الشرج ثم يقذف منه بعد استخلاص الأكسجين وعملية دفع الماء تعين الحشرة ( الحورية ) على دفعها إلى الأمام.

(3) تنفس الحشرات الطفيلية Respiration Of Internal Parsites

توجد أنواع كثيرة من الحشرات المتطفلة على حيوانات أو حشرات أخرى وهذه الأنواع تحصل على الأكسجين بالوسائل التالية :

* تنفس الهواء الجوي العادي ففي يرقات حشرات فصيلة Tachinidae توجد فتحتان تنفسيتان في نهاية البطن المدببة التي بواسطتها يثقب الطفيل احدى القصبات الهوائية للحاضن ليحصل على ما يلزم من غازات .

* في يرقة نغف جلد البقر Hypoderms التي تتطفل على المواشي توجد فتحتان تنفسيتان في مؤخرة البطن يمكن للطفيل أن يخرجهما من خلال ثقب في جلد الحاضن ليتنفس بهما الهواء الجوي العادي أيضاً .

* في الطفيليات الداخلية التي لا تستطيع الوصول إلى الجو العادي بل تعيش داخل الحاضن في دمه يمكنها أن تتنفس بطريقة الانتشار الغشائي خلال جليده الذى يصبح في هذه الحالة رقيقاً منفذاً للغازات Cutaneous Respiration.

فسيولوجيا التنفس

تشتمل عملية التنفس على جزئين احدهما الجزء الميكانيكي Mechanical والأخر الكيمائي Chemical . ويتمثل الأول في دخول الأكسجين ووصوله للأنسجة وخروج ثاني أكسيد الكربون . وتتمثل الناحية الكيمائية في أكسدة المواد الغذائية بأنسجة الجسم وينتج عن هذه العملية ثاني أكسيد الكربون والماء . وتتحكم الفتحات التنفسية في كمية الهواء التي تدخل الجهاز التنفسي للحشرة .. وبالتالي في كمية الأكسجين التي تصل أنسجة الجسم.

وقد يساعد الدم في عملية التنفس وبدرجة كبيرة في الحشرات التي يحتوى دمها على الهيموجلوبين .