Insektenatmung

Die Spirakeln sind deutlich als schwarze Punkte an der Seite jedes Körpersegments dieser Käferlarve zu erkennen.

Insekten nehmen Sauerstoff auf und stoßen Kohlendioxid aus, indem sie eine Reihe von inneren Luftschläuchen, die Tracheen, benutzen. Diese führen in feinen Verästelungen, den Tracheolen, zu allen Teilen des Körpers. Die Kutikula kleidet die Tracheen aus. Diese Auskleidungen werden mit dem Rest der Cuticula abgestoßen, wenn sich das Insekt häutet. Es gibt ein Hauptpaar seitlicher Tracheen, die sich über die Länge des Körpers erstrecken, eine auf jeder Seite. Einige Insekten weisen zwei solcher Paare auf, eines dorsal, das andere ventral.

Von den Hauptstämmen gehen Tracheen durch den Körper. Die Tracheen öffnen sich an den paarigen Spirakeln zur Luft. Im Thorax und auch in den ersten neun Abdominalsegmenten befindet sich jeweils ein Paar pro Segment. Diese Anordnung variiert jedoch bei verschiedenen Arten. Bei den meisten Arten fehlen die Spirakel auf dem ersten Segment des Thorax. Das Paar auf dem neunten Hinterleibssegment fehlt ebenfalls.

Diagramm eines Teils des Tracheensystems einer Schabe

Die Tracheen enden innerhalb der Körperzellen. Gase bewegen sich durch Diffusion innerhalb des Tracheensystems. Wenn das Insekt weniger aktiv ist, enthalten die Enden der Tracheolen Flüssigkeit. Dort, wo sich Flüssigkeit und Gas treffen (= die Flüssigkeits-Gas-Grenzfläche), findet der Gasaustausch statt (Sauerstoff wird aufgenommen, Kohlendioxid wird abgegeben). Mit zunehmender Aktivität wird die Flüssigkeit aus den Tracheolen entfernt. Das heißt, der Gasaustausch findet näher an den Zellen statt. Im Extremfall der ermüdeten Flugmuskulatur liegt die Austauschschnittstelle innerhalb der Muskelzellen.

Gas/Wasser-Grenzfläche in der Tracheole

Die Diffusion allein reicht nicht aus, um den Atmungsbedarf des Tieres zu decken. Gase werden zu einem großen Teil durch Pumpvorgänge der Körpersegmente bewegt.

Das Atmungssystem eines Insekts ist für kleine Organismen sehr effizient. Mit zunehmender Körpergröße nimmt die Effizienz ab. Wenn der Körperdurchmesser etwa 3 cm überschreitet, können die Atmungsbedürfnisse nicht mehr erfüllt werden. Daher ist es das Atmungssystem der Insekten, das ihre Körpergröße einschränkt. Beachten Sie, dass kein Transportsystem, wie z. B. Blut, am Transport von Sauerstoff oder Kohlendioxid im Körper beteiligt ist.

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