Lisaks toidule ja veele vajab peaaegu iga organism vaba juurdepääsu hapnikule. Elusolendid täidavad selle vajaduse keeruka ja spetsiifilise protsessiga, mida nimetatakse hingamiseks. Ehkki kõik selle saladused on ilmnenud kõrgematel loomadel ja inimestel, on putukate hingamise kohta vähe teada. Artiklis uuritakse üksikasjalikult mesilaste hingamise iseärasusi ja kirjeldatakse ka kõiki putukarakkude keskkonnaga seotud gaasivahetuse peensusi.
Mesilase hingamiselundkond: peamine roll, kirjeldus, struktuur
Nagu iga teine elusolend, vajavad mesilased ka tõhusat süsteemi, mis varustab keha õhuga. See mängib ühte võtmerolli keha funktsionaalsuse tagamisel, rakkude varustamisel hapnikuga: ilma selle elemendita ei toimu ühtegi füsioloogilist protsessi, seetõttu viib selle puudumine üksikute kehasüsteemide järkjärgulise blokeerimise ja tulevikus putuka surma. Tänu hingamisele vabastavad putukad ka veeauru ja mitmesuguseid ainevahetusprodukte.
Vaatamata miniatuursele suurusele on kodu- ja metsmesilaste keha üsna keeruline organism, millel on arenenud metabolism. Sellisel juhul tagab rakkude küllastumine hapnikuga neis putukates mitte vähem keeruka gaasivahetussüsteemi kui teistes liikides.
Siiski mesilase hingamine on omapärane põhimõte, mille annab ainulaadne komplekt konkreetseid organeid. Need aitavad kaasa raku küllastumisele hapnikuga otse, otseses interaktsioonis õhuga, ilma üksikute kandjate või kaasaskantavate süsteemide osaluseta (vereringe).
Kas sa tead Mesilased on planeedi üks vanimaid olendeid. Need olid levinud juba kriidiajastu ajal. — umbes 100 miljonit aastat tagasi.
Selle tagab kogu mesilaste kehas leviv spetsiaalne torude süsteem, nn hingetoru. Hingamiselund algab spiraalidest. Need on spetsiaalsed koosseisud, mis avavad hingetoru kanali väljapoole. Neil on auk, millest õhk tõmmatakse sisekanalitesse. Igal putukal on 10 spiraalipaari, enamik neist asuvad kõhu külgedel ja ainult kolm asuvad rindkere piirkonnas. Iga spiraal sisaldab arvukalt karvu, mis puhastavad tolmu ja muude saasteainete õhku.
Hingamisorganid: 1-hingetoru; Hingetoru 2-hargnemine; 3-õhukotid; 4-süda; 5-tagumine diafragma; 6- kõhuõõne diafragma
Suur hingetoru on moodustatud arvukate kanalite kujul, mille igal harul on õhukotike - hingetoru kanalitest moodustatud õõnesvorm. Sellest väljub mitu tuubilaeva, millest igaüks võib koosneda mitmetest kümnetest väiksematest anumatest.
Hargnedes õhenevad nad väikseimateks õhku kandvateks kapillaarideks (trahheooliks), mis tungivad otse rakkudesse, aga ka rakkudevahelisse ruumi. Hingamisaparaadi selline struktuur võimaldab putukatel keha hõlpsalt hapnikuga küllastada, isegi intensiivse ja pika lennu korral.
Kas sa tead Mesilaste kehas olev turvapadi mängib universaalset rolli, millest peamine — vähendage putuka kaalu, et lendu paremaks muuta. Samal ajal on hingamisprotsessides osalemine teisejärgulise tähtsusega.
Õhuvahetuse protsess
Õhu vahetus hingetoru kanalis, õhukotid ja kapillaarid toimuvad vaheldumisi. Spetsiaalne lihaskiht tõmbab kõhu ja selle all olevad spiraalid kokku. See loob kunstlikult rõhu erinevuse, mille tõttu õhumassid täidavad hingetoru ja õhukotid. Siin filtreeritakse gaasisegu mitmesugustest lisanditest ja seejärel levib see kogu kehas difusioonijõudude mõjul väikseimatest kapillaaridest ja transporditakse igasse rakku.
Rakkude difusiooni tõttu õhuga interaktsiooni ajal tungib hapnik läbi rakuseina tsütoplasmasse, süsinikdioksiid ja muud metaboolsed kõrvalsaadused väljutatakse väljapoole. Pärast kõhu kokkutõmbumist lõdvestub lihaskiht, mille tõttu toimub hingamissüsteemi atmosfääri- ja siserõhu loomulik joondamine. Heitgaas juhitakse atmosfääri, mille järel protsess algab uuesti. Tema tegevuse kontrolli viib läbi kesknärvisüsteem.
Mis määrab mesilase hingamise intensiivsuse
Mesilaste hingamissagedus ei ole püsiv väärtus, seetõttu võib neis esinevate hingamistsüklite arv olla väga erinev. See indikaator sõltub peamiselt putukate aktiivsusest ja ümbritseva õhu temperatuurist. Puhkes ja rahulikus olekus võtavad nad talvel vaid paar hingetõmmet minutis.
Mee aktiivse kogumisega võib hingamisteede liikumiste arv tõusta 100-ni minutis ja kui samal ajal täheldatakse suvesoojust, võib ohke intensiivsus ulatuda kuni 200-ni minutis.
Ka üsna sageli seostatakse hingamissüsteemi intensiivsust putuka sooga. Töötavatel mesilastel (naissoost) on oluliselt vähem turvakotte kui droonidel (meestel), seega vajavad nad keha vajaliku hapnikuga täiendamiseks rohkem hingamisliigutusi.
Tähtis! Hingamissagedus sõltub hapniku hulgast atmosfääris. Mida väiksem see on, seda aktiivsem on hingamine ja õhu imendumine.
Hapniku kogus, mida mesilased normaalseks eksisteerimiseks vajavad
Vajadus õuna mesilaste järele on üsna suur. Kui arvestame keskmise putuka kehamassi ja tema õhutarbimise aktiivsuse suhet, selgub, et mesilane vajab mitu korda rohkem õhku kui inimene. Minimaalne hapnikukogus, mida keskmine mesilane vajab, on 0,4–1 ml / tunnis. Sellist tarbimisintensiivsust täheldatakse talvel peatatud animatsiooni ajal.
Aktiivse elu jooksul vajab üks mesilane vähemalt 65 ml hapnikku tunnis. Lennates suureneb see indikaator kohati: üks töötav mesilane nektari kogumise ajal vajab vähemalt 400 ml hapnikku tunnis.
Värske õhu käes on vastsete vajadus mitte vähem suur: üks avatud haruraam suudab imada tunnis kuni 1300 ml hapnikku. Kõik see teeb mesindusest üsna hapnikuvaese tööstuse.
Kuidas mõjutab ümbritseva õhu temperatuuri muutus mesilaste ja harude gaasivahetust
Mesilaste organismi gaasivahetuse aktiivsus keskkonnaga sõltub õhutemperatuurist. Kõige vähem aktiivsem hingamine on temperatuuril + 10 ° C lähedal, mis põhjustab putukates peatatud animatsiooni. Kõige intensiivsem protsess toimub temperatuuril üle + 30 ° C, samal ajal kui kuumus võib kiirendada 5 korda.
Tähtis! Putukate soojuskoormuse vähendamiseks tuleb tarudesse paigaldada ventilatsiooniavad. Need tuleks paigaldada nii, et konstruktsioon oleks maksimaalselt ventileeritav, kuid oleks mustandite eest kaitstud.
Näiteks võib ette kujutada asjaolu, et keskmine perekond, kus on umbes 15 tuhat isendit, kulutab aktiivse aretuse ajal ja nektari hankimisel temperatuuril +30 ... + 35 ° С tunnis umbes 250 liitrit hapnikku, vabastades 50–60 liitrit süsinikdioksiidi gaasi ja 300 g veeauru. Kui temperatuur langeb + 11 ° С, väheneb hapniku tarbimine samal ajal 4 liitrini, samal ajal kui putukad eraldavad tagasi vaid 800–1000 g süsinikdioksiidi ja umbes 1 g vett.
Hingamine on üks olulisemaid füsioloogilisi protsesse, mis tagab mesilaste stabiilse toimimise. Seetõttu vajavad need putukad, nagu kõik muud olendid, arvukalt puhast õhku. Selle tagab üsna keeruline hingamissüsteem, mis koosneb hargnenud hingetoru kanalitest. Hapnikuvajaduse määravad paljud tegurid, kuid kõige olulisemad neist on ümbritseva õhu temperatuur ja putukate aktiivsus.