ما هي آلية التنفس في الحشرات وهل يوجد لديها رئتان

تأتي نقطة الاختلاف بين البشر والحشرات في أن الحشرات لا يوجد لديها رئتان ؛ فلا تتمكن من نقل الأكسجين من خلال الدورة الدموية. ومع ذلك فإنها كغيرها من الكائنات الحية تحتاج غاز الأكسجين في عملية التنفس لاستمرار حياتها مثلها وبالتالي يخرج منها غاز ثاني أكسيد الكربون . فكيف ينتقل الأكسجين إلى جسم الحشرة، وتتم عملية التنفس عندها ؟

·       من خلال الثغور التنفسية   (The spiracles)

تلك الفتحات التنفسية المزدوجة الموجودة على جانبي الصدر والبطن والتي تؤدي إلى القصبات الهوائية التي تتمثل بالانبعاجات الجلدية الأنبوبية المتشابكة وتكتسبهذه القصبات مظهرا فضيا عند امتلائها بالهواء، وتنتهي القصبات بأنابيب دقيقة مملؤة بسائل.

ومما يجي عليك معرفته أن هذه الثغور التنفسية تبقى مغلقة في أغلب الاوقات؛ لتفادي تبخر الماء من جسم الحشرة، وتفتح لفترة قصيرة جدا؛ لتحصل الحشرة على الأكسجين اللازم لها.

·       من خلال جدار الجسم (The body wall)

وهذه الطريقة هي تحور؛ لتلائم معظم الحشرات المائية التي تنعدم فيها الثغور التنفسية.

حيث يتم تبادل الاكسجين بين الوسط المحيط والدم عن طريق جدار الجسم.

ومن الأمثلة على الحشرات التي تتنفس بهذه الطريقة : الكولومبولا والهاموش غير اللدغ والأطوار الأولى في بعض الحشرات التي تتطفل داخليا من رتبة غشائية الأجنحة.

·       الخياشيم (Gills)

تتنفس يرقات البعوض وحوريات الرعاش وحوريات ذباب مايو بواسطة الخياشيم والثغور التنفسية بينما تتنفس الحشرات التي تعيش في الماء بواسطة الخياشيم فقط. وغالبًا ما تتواجد هذه الخياشيم داخل بطن الحشرة.

ولهذه الخياشيم عدّة أنواع منها:

-      الخياشيم القصبية  (Tracheal gills)

-      خياشيم الثغور التنفسية (Spiracle gills)

-      الخياشيم الدموية  (Blood gills)

ومما أعلم أنك تود معرفته هو ميكانيكا التنفس عند الحشرات وهي كما يلي:

·       عملية الشهيق

-      عندما تكون القصبات الهوائية ممتلئة بالهواء تكون الثغور التنفسية مغلقة.

-      تنشط عضلات الحشرة الطولية والعرضية؛ مما يؤدي إلى تحويل الجليكوجين الموجود في أنسجة هذه العضلات إلى حمض اللكتيك؛ فيرتفع بذلك الضغط الإسموزي داخل الأنسجة.

-      يسيل السائل الموجود في أطراف القصيبات الهوائية ويصل إلى الأنسجة فيندفع الهواء الذي في القصبات الهوائية ويصل الأكسجين إلى الأنسجة ويغذيها.

-      يقل الضغط الإسموزي عندما ترجع العضلات إلى وضعها الأصلي ويقل نشاط الحركة؛ فيندفع السائل داخل التفريعات ويملأ أطرافها مرة أخرى وينحجز الهواء عن الأنسجة.

·       عملية الزفير

-      يطرد بعض الهواء المتبقي في القصبات الهوائية إلى الخارج عندما تقترب الترجات من الاسترنات ؛ فتضغط الأحشاء الداخلية في القصبات الهوائية.

-      ينفتح الثغر ؛ مما يؤدي إلى اندفاع الهواء من الخارج إلى الداخل، فيملأ القصبات الهوائية كما كانت من قبل.

-      يقفل الثغر ثانية ؛ لحصول توازن بين الضغط الخارجي والداخلي وهكذا تكرر العملية.

أما عن التخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج من عمليات الهدم والبناء، فيكون كما يلي :

- نفس طريقة دخول الأكسجين عن طريق القصبات الهوائية.

- عن طريق الغشاء الرقيق بين كل حلقتين أو الجلد الرقيق للجسم.
ومما تجدر الإشارة إليه أحد مظاهر قدرة الله وعظمته المتمثل في مقدرة الحشرات التأقلم مع البيئة الصحراوية الصعبة ومقدرتها على التحكم في عملية التنفس. حيث تقوم بغلق صمامات الهواء وتقلص العضلات ؛ وبذلك تحافظ على الرطوبة الخاصة بها فلا تفقدها.

كما تقوم عضلاتها في حالة الإجهاد والحرارة المرتفعة بدفع الهواء داخل جسمها أسفل الأنابيب الرغامية ؛ لتسريع وصول غاز الأكسجين إليها.
المراجع :
كيف تتنفس الحشرات | المرسال (almrsal.com)

الجهاز التنفسي The respiratory في الحشرات (almerja.com)
 
 

الجزء المسؤول عن تنفس الحشرات
يوجد للحشرات فتحات تنفسية وليس لها رئتين، تمتلك فتحات خارجية يدخل منها الهواء لتتمكن الحشرات من الحصول على الاكسجين ومن التنفس والعيش.
هذه الفتحات التنفسية تعمل كجهاز تنفسي وتحتوي على قصبة هوائية وهي عبارة عن مجموعة شبكية كثيفة وقوية.

كيفية التنفس عند الحشرات
القصبات الهوائية للحشرات جدرانها رقيقة وخفيفة تساعد على تبادل الغازات. 

تنفتح الثقوب ويندفع الهواء الموجود الى الداخل ويعمل على امتلاء القصبات الهوائية، ويتم غلق الثقوب وتتم عملية التخلص من ثاني اكسيدالكربون من خلال عمليات البناء والهدم.

طريقة الحصول على الأكسجين
جميع الكائنات الحية بشكل عام تحتاج للأكسجين والهواء حتى تستمر على قيد الحياة وتتنفس، وبشكل خاص الحشرات تُخرج ثاني اكسيد الكربون كناتج للتنفس ويتم تبادل غازات حيث يدخل الهواء من خلال الفتحات التنفسية وينتشر الى أجزاء الحشرة المختلفة. وهذه الفتحات يختلف من حشرة لحشرة.
للحشرات أنواع تختلف بشكل بسيط بطريقة التنفس منها: 

تعتبر تلك الامتدادات التي لها طبقات لاجسامها وتتمكن من الحصول على كميات اكسجين اكبر من الماء، هي الخياشيم التي يمتلكها معظم الحشرات في الماء مثل الذباب الحجري. 
ولها أنواع منها:
 الخياشيم القصبية تتميز بأنّها رفيعة وتوجد في اليرقات المائية.
 الخياشيم الدموية: تحتوي على دم يحمل اكسجين الى انسجة جسم الحشرة. 

من الصعب حصول الحشرات على اكسجين في الماء، ولكن تستطيع هذه الحشرات من خلال الغوص والغمر والغطس أن يمتص كميات من الاكسجين، مثل الخنافس المائية خنافس البنادق. 


الجهاز التنفسي لهذه الكائنات الحية هو الذي يتحكم بحجم الحشرة، مثلاً عند النظر للحشرات الصغيرة يكون هذا الجهاز فعّال جداً ولكن في الحشرات الكبيرة تقل كفاءة وفعالية الجهاز التنفسي.