109. Сравнительный анализ дыхательной системы беспозвоночных.

Водные беспозвоночные. Обитатели водной среды — получают растворенный кислород непосредственно из воды, в воду же отдают углекислый газ, образующийся в ходе биологического окисления. Диффузия респираторных газов через всю поверхность тела присуща губкам, плоским червям.

Конвективный перенос газов появляется у иглокожих: у них наблюдается побуждаемый движением ресничек ток жидкости (где и растворяются газы) через целомическую полость. Здесь функция дыхания еще не отделена от питания и выделения.

В процессе дальнейшего развития "внешний" конвективный транспорт газов дополняется "внутренним": возникает кровеносная система. Впервые замкнутый контур циркуляции появляется у не-мертин: их кровь уже содержит химический переносчик кислорода — гемоглобин.

Наземные беспозвоночные. Первые воздуходышащие многоклеточные появились в силурийский период.

Первый из "сухопутных" типов дыхания встречается у кольчатых червей. Он осуществляется без посредства каких-либо респираторных органов. Газообмен происходит через увлажненный кожный покров, состоящий из однослойного эпителия и обильно снабженный кровеносными сосудами. Мышечные сокращения активно проталкивают кровь, содержащую гемоглобин, в глубокие ткани.

Другой тип обмена газов со средой отмечается у брюхоногих моллюсков. Здесь появляются уже специализированные органы дыхания — примитивные жабры в виде постоянно увлажненных лепестков либо мантийная полость, открывающаяся наружу отверстиями — пневмостомами. Незамкнутая кровеносная система обеспечивает с участием гемоглобина перенос кислорода к тканям.

Разнообразные формы дыхания встречаются у членистоногих, Предки этих животных обитали в воде, а многие (большая часть ракообразных) так и остались воднодышащими. С переходом на сушу листовидные жабры, связанные с конечностями, были преобразованы в мешковидные структуры, так называемые диффузионные легкие. Кислород из этих легких доставляется тканям через незамкнутую кровеносную систему с током гемолимфы, проталкиваемой трубчатым сердцем. Но у большинства членистоногих сформировались совсем новые органы дыхания — трахеи, проникающие глубоко в тело животного. Именно трахейный способ обмена газов характерен для насекомых.

Развитие системы трахей у насекомых было обусловлено, с одной стороны, наличием хитинового покрова, а с другой — очень высокими в расчете на единицу массы тела энерготратами, и следовательно, интенсивным потреблением кислорода (в полете оно увеличивается в десятки, а то и в сотни раз). Дыхательная система насекомого сообщается с наружным воздухом посредством стигм. Каждая стигма ведет в артериальную полость и далее в широко ветвящиеся трубочки, трахеи, делящиеся в основном в соответствии с сегментами тела. Это ветвление завершают узкие короткие трахеолы, которые достигают клеточных мембран или даже проникают внутрь клеток до митохондрий.

Трахейное дыхание позволяет насекомому приспосабливаться к самым различным условиям жизни.