Honeyfine

Все о пчеловодстве

Дыхательная система
Биология медоносной пчелы / Дыхательная система
Страница 2

От воздушных мешков отходят многочисленные трахеи. Они ветвятся, образуя все более тонкие трубочки. Все органы пчелы оказываются пронизанными трахеями, приносящими к ним воздух. Диаметр трахей постепенно уменьшается. Мельчайшие трахеи с просветом в 1 мкм и менее называются трахеопами. Они лежат непосредственно на поверхности клеток, но иногда проникают и внутрь их. Некоторые трахеолы, имеющие диаметр до 2—5 мкм, заканчиваются особой трахейной клеткой. Внутри этих клеток трахеола разделяется. Стенки трахеол и трахейных клеток проницаемы для газов и воды. Концы их всегда замкнуты, поэтому обмен газов происходит через их стенки.

ПРОЦЕСС ДЫХАНИЯ

При дыхании воздух через дыхальца проникает в главные трахейные стволы и далее по разветвлениям трахей меньшего диаметра достигает трахеол, через которые и осуществляется отдача кислорода тканям и непосредственно клеткам.

Большинство насекомых совершают дыхательные движения, состоящие из ритмичных сжатий и расширений брюшка. Так, брюшко пчелы во время таких движений увеличивается в длину на 12%, а в ширину — на 2,5 %. Движения брюшка обеспечивают механическую вентиляцию трахейной системы. При расширении брюшка давление внутри воздушных мешков значительно снижается, что ведет к засасыванию воздуха через дыхальца. Объем воздуха в воздушных мешках и трахейных стволах при интенсивном дыхании увеличивается и уменьшается на '/з их общего объема. Ритм дыхательных движений, а следовательно, и интенсивность трахейной вентиляции зависят от внешних условий и состояния пчелы. Так, спокойно сидящая пчела совершает 40 дыхательных движений в минуту, вернувшаяся из полета - до 150. Наиболее интенсивны дыхательные движения у пчелы во время полета.

Установлено, что вентиляция трахейной системы у пчелы носит направленный характер — воздух входит в одни дыхальца и выходит через другие. Воздух в тело пчелы попадает через брюшные дыхальца в момент расслабления брюшка. При сжатии брюшка воздух перегоняется из брюшка в грудь. Брюшные дыхальца в этот момент закрыты, а п ро поде мал ьные открыты. Отработанный воздух выходит через проподемальные дыхальца. При полете воздух поступает в трахейные стволы через брюшные и первое грудное дыхальца, а выходит через проподемальные.

Помимо дыхательных движений, трахейная система вентилируется еще дополнительно движениями мышц при полете. Воздушные мешки в голове вентилируются за счет изменений кровяного давления: при повышении его воздушные мешки сжимаются, выталкивая воздух, при снижении — раздуваются.

У пчел при выдохе воздушные мешки брюшка спадаются, что создает хорошие условия для отсасывания воздуха из трахей в мешки во время выдоха. Тем самым воздушные мешки выполняют роль резервуаров, в которых воздух при вдохе накапливается, а затем при выдохе, главным образом во время фазы сжатия, несколько продвигается в трахеи.

С фазой сжатия связана ритмичная работа дыхалец, которые открываются и закрываются синхронно с общими дыхательными движениями пчелы. Ритмическая работа дыхалец и дыхательные движения брюшка регулируются как нервным, так и химическим путем. Повышение концентрации С02 в атмосфере приводит к открыванию дыхалец на длительное время. Недостаток кислорода также стимулирует дыхательные движения брюшка пчелы.

С помощью дыхательных движений при открытых дыхальцах воздух легко проникает в крупные трахеи. Проникновение же его в тонкие трахеи и трахеолы путем нагнетания невозможно вследствие огромного капиллярного сопротивления. В этом случае согласно диффузионной теории Крога (1920), транспортирование 02 и С02 по трахейной системе осуществляется благодаря процессам газовой диффузии. Движущая сила диффузии — разность парциальных давлений газа в атмосфере и в концевых разветвленных трахеях. Парциальное давление кислорода выше в атмосфере и ниже в тканях, испытывающих потребность в этом газе. В результате возникают диффузионные потоки кислорода, направленные внутрь тела насекомого.

Процесс газообмена в мельчайших трахеях и трахеолах установлен и детально изучен Уигпгсуорсом (1930). Обычно кончик трахеолы заполнен жидкостью. Наблюдения Уигглсуорса показали, что высота столбика этой жидкости определяется потребностями тканей в кислороде. Если мышечная ткань находится в покое, то столбик жидкости в обслуживающих мышцу трахеолах достаточно длинен. Если же мышца переходит в активное состояние и начинает сокращаться, то столбик жидкости укорачивается, воздух проходит на его место и снабжение мышечных волокон кислородом улучшается в связи с их возрастающими потребностями. Чем больше недостаток кислорода, тем полнее освобождаются трахеолы от жидкости. Изменение величины столбика жидкости в трахеолах — это саморегулирующийся процесс, обеспечивающий усиление доставки воздуха к клеткам при повышенной потребности в кислороде. Силы, развивающиеся при изменении уровня осмотического давления в жидкостях, близки к 10 атм., т.е. того же порядка, что и капиллярные силы, удерживающие воду в трахеолах.

Страницы: 1 2 3 4

Смотрите также

Биоиндикация как метод исследования экологических систем
Наиболее часто цитируемой и, в то же время, наиболее идеологически расплывчатой областью экологии является некоторая совокупность методов, называемая “биоиндикацией”. Хотя истоки наблюдений ...

Аттестация племенных и пчелоразведенческих хозяйств и ферм
Для улучшения племенного дела в стране и повышения качества племенной продукции пчеловодства 1 раз в 3 года проводят аттестацию племенных и пчелоразведенческих хозяйств. Для проведения аттестации ...

Несколько вопросов заинтересованного читателя
Прочитав все то, что было написано выше, заинтересованный читатель может задать мне несколько вопросов. Могу предположить, что эти вопросы будут звучать так: 1. Почему слетов не было раньше? 2. По ...