Be maisto ir vandens, beveik kiekvienam organizmui reikalinga laisva prieiga prie deguonies. Gyvos būtybės užpildo šį poreikį sudėtingu, specifiniu procesu, vadinamu kvėpavimu. Nors visos jo paslaptys buvo atskleistos aukštesniems gyvūnams ir žmonėms, apie vabzdžių kvėpavimą žinoma nedaug. Straipsnyje bus išsamiai išnagrinėtos bičių kvėpavimo ypatybės, taip pat aprašytos visos vabzdžių ląstelių mainų su aplinka subtilybės.
Medaus bičių kvėpavimo sistema: pagrindinis vaidmuo, aprašymas, struktūra
Kaip ir bet kuriai kitai gyvai būtybei, bitėms reikia veiksmingos aprūpinimo kūnu oru sistemos. Tai vaidina vieną pagrindinių vaidmenų užtikrinant kūno funkcionalumą, aprūpinant ląsteles deguonimi: be šio elemento nevyksta joks fiziologinis procesas, todėl jo nebuvimas lemia laipsnišką atskirų kūno sistemų blokadą, o ateityje - vabzdžio mirtį. Kvėpavimo dėka vabzdžiai taip pat išlaisvina vandens garų ir įvairių medžiagų apykaitos produktų kūną.
Nepaisant miniatiūrinio dydžio, naminių ir laukinių bičių kūnas yra gana sudėtingas organizmas, kurio medžiagų apykaita yra išsivysčiusi. Šiuo atveju ląstelių prisotinimą deguonimi šiuose vabzdžiuose užtikrina ne mažiau sudėtinga dujų mainų sistema nei kitose rūšyse.
Vis dėlto bičių kvėpavimas yra savotiškas principas, kurį teikia unikalus specifinių organų rinkinys. Jie prisideda prie ląstelės prisotinimo deguonimi tiesiogiai, tiesiogiai sąveikaujant su oru, nedalyvaujant atskiriems nešikliams ar nešiojamosioms sistemoms (kraujo apytaka).
Ar žinai Medaus bitės yra viena seniausių būtybių planetoje. Jie buvo plačiai paplitę kreidos laikais. — maždaug prieš 100 milijonų metų.
Tai užtikrina speciali vamzdžių sistema, plinta visame bičių kūne, vadinamoji trachėja. Kvėpavimo sistema prasideda nuo spiralių. Tai yra specialios formacijos, kurios atveria trachėjos kanalą į išorę. Jie turi skylę, iš kurios oras nukreipiamas į vidinius kanalus. Kiekvienas vabzdys turi 10 porų spiralių, dauguma jų yra pilvo šonuose, o tik trys yra krūtinės srityje. Kiekviename spiralėje yra daugybė plaukų, kurie valo orą nuo dulkių ir kitų teršalų.
Kvėpavimo organai: 1-trachėja; 2-trachėjos išsišakojimas; 3 oro pagalvės; 4 širdis; 5 galinių dalių diafragma; 6- pilvo diafragma
Didelė trachėja yra suformuota daugybės kanalų pavidalu, ant kurių kiekvienos šakos yra oro maišelis - iš trachėjos kanalų suformuota tuščiavidurė formacija. Iš jo išvyksta keli vamzdiniai indai, iš kurių kiekvieną gali sudaryti kelios dešimtys mažesnių indų.
Kai jie šakojasi, jie plonėja iki mažiausių orą nešančių kapiliarų (tracheolio), kurie tiesiogiai prasiskverbia į ląsteles, taip pat į tarpląstelinę erdvę. Tokia kvėpavimo aparato struktūra leidžia vabzdžiams lengvai prisotinti kūną deguonimi, net intensyvaus ir ilgo skrydžio atveju.
Ar žinai Oro pagalvė bičių kūne vaidina universalų vaidmenį, kurio pagrindinis vaidmuo — sumažinkite vabzdžio svorį, kad pagerintumėte skrydį. Tuo pačiu metu dalyvavimas kvėpavimo procesuose yra antraeilis.
Oro kaitos procesas
Oro kaita trachėjos kanale, oro maišeliuose ir kapiliaruose vyksta pakaitomis. Specialus raumenų sluoksnis sutraukia pilvą ir jo paveiktas spirales. Tai dirbtinai sukuria slėgio skirtumą, dėl kurio oro masės užpildo trachėją ir oro maišus. Čia dujų mišinys filtruojamas iš įvairių priemaišų, o paskui difuzijos jėgoms veikiant mažiausiais kapiliarais jis pasklinda po visą kūną ir pernešamas į kiekvieną ląstelę.
Ląstelių sąveikos su oru dėl difuzijos metu per ląstelės sienelę deguonis prasiskverbia į citoplazmą, o anglies dioksidas ir kiti metaboliniai šalutiniai produktai išleidžiami į išorę. Susitraukus pilvui, raumenų sluoksnis atsipalaiduoja, dėl to natūraliai susilygina kvėpavimo sistemos atmosferinis ir vidinis slėgis. Išmetamosios dujos išleidžiamos į atmosferą, po to procesas vėl prasideda. Jo veiklos kontrolę vykdo centrinė nervų sistema.
Kas lemia bičių kvėpavimo intensyvumą
Bičių kvėpavimo dažnis nėra pastovi vertė, todėl kvėpavimo ciklų skaičius jose gali labai skirtis. Šis rodiklis daugiausia priklauso nuo vabzdžių aktyvumo ir aplinkos temperatūros. Atsipalaidavę ir ramūs, žiemą jie imasi tik kelių įkvėpimų per minutę.
Aktyviai renkant medų, kvėpavimo judesių skaičius gali padidėti iki 100 per minutę, o jei tuo pačiu metu stebimas vasaros karštis, atodūsių intensyvumas gali siekti iki 200 per minutę.
Taip pat gana dažnai kvėpavimo sistemos intensyvumas yra susijęs su vabzdžio lytimi. Dirbančios bitės (moterys) turi žymiai mažiau oro pagalvių nei dronai (vyrai), todėl joms prireiks daugiau kvėpavimo judesių, kad kūnas būtų papildytas reikiamu deguonimi.
Svarbu! Kvėpavimo greitis priklauso nuo deguonies kiekio atmosferoje. Kuo jis mažesnis, tuo aktyvesnis bus kvėpavimas ir oro absorbcija.
Deguonies kiekis, kurio bitėms reikia normaliam egzistavimui
Medaus bičių poreikis ore yra gana didelis. Jei atsižvelgsime į vidutinio vabzdžio kūno masės santykį ir jo suvartoto oro aktyvumą, paaiškės, kad bitė turi kelis kartus daugiau oro nei žmogus. Mažiausias deguonies kiekis, kurio reikia vidutiniškai bitėms, yra 0,4–1 ml / val. Toks vartojimo intensyvumas stebimas žiemą sustabdytos animacijos metu.
Aktyvaus gyvenimo metu vienai bitei reikia ne mažiau kaip 65 ml deguonies per valandą. Skrendant šis rodiklis kartais didėja: vienai dirbančiai bitėms renkant nektarą per valandą reikia ne mažiau kaip 400 ml deguonies.
Lervų poreikis gryname ore yra ne mažiau didelis: vienas atviras kepsnių rėmas gali absorbuoti iki 1300 ml deguonies per valandą. Dėl viso to bitininkystė yra gana deguonies reikalaujanti pramonė.
Kaip aplinkos temperatūros pokyčiai veikia bičių ir jauniklių mainus dujomis
Bitės ir brakonierių organizmo dujų mainų veikla su aplinka priklauso nuo oro temperatūros. Mažiausiai aktyvus kvėpavimas stebimas artimoje + 10 ° C temperatūroje, o tai sukelia vabzdžių sustabdytą judėjimą. Intensyviausias procesas vyksta aukštesnėje nei + 30 ° C temperatūroje, o šiluma gali išprovokuoti jos pagreitį 5 kartus.
Svarbu! Norint sumažinti vabzdžių šilumos apkrovą, aviliuose turi būti įrengtos ventiliacijos angos. Jie turėtų būti montuojami taip, kad konstrukcija būtų maksimaliai vėdinama, tačiau būtų apsaugota nuo skersvėjų.
Pavyzdžiui, galima įsivaizduoti tai, kad vidutinė šeima, kurioje yra apie 15 tūkstančių individų, aktyviai veisdama ir nektarą per valandą gaudama +30 ... + 35 ° С temperatūroje, sunaudoja apie 250 litrų deguonies, išskirdama 50–60 litrų anglies dioksido. dujų ir 300 g vandens garų. Jei temperatūra nukrinta iki + 11 ° С, deguonies sunaudojimas tuo pačiu metu sumažėja iki 4 l, o vabzdžiai išskiria tik 800–1000 g anglies dioksido ir maždaug 1 g vandens.
Kvėpavimas yra vienas iš svarbiausių fiziologinių procesų, užtikrinančių stabilų bičių funkcionavimą. Todėl šiems vabzdžiams, kaip ir bet kurioms kitoms būtybėms, reikia daugybės švaraus oro. Tai užtikrina gana sudėtinga kvėpavimo sistema, susidedanti iš šakotų trachėjos kanalų. Deguonies poreikį lemia daugybė veiksnių, tačiau svarbiausi iš jų yra aplinkos temperatūra ir vabzdžių aktyvumas.