الجهاز القصبي والتنفس في الحشرات

تتم عملية التنفس في جميع الحشرات أرضية المعيشة عن طريق أنابيب داخلية تعرف بالقصبات الهوائية تتفرع وتتشعب هذه القصبات بين وفي أعضاء الجسم وزوائده حيث تنتهي بتفرعات دقيقة جدا يطلق عليها القصيبات الهوائية تنتهي بتفرعات دقيقة جدا تفتح على سطح الأنسجة الداخلية من خلال الخلايا النجمية.(شكل 2،1)، ويدخل الهواء إلى القصبات الهوائية عن طريق زوج من الفتحات الجانبية تعرف بالفتحات التنفسية أو الثغور وهذه الفتحات مرتبة في مواضع معينة على حلقات الصدر والبطن ونادرا ما تنعدم هذه الفتحات أو تكون مقفلة ويحدث التنفس في هذه الحالة عن طريق جدار الجسم. أما معظم أطوار الحشرات المائية غير البالغة فيحدث التنفس بها عن طريق الخياشيم أو الممصات التنفسية. وتنشأ أعضاء التنفس في الحشرات من طبقة الإكتودرم فتكون القصبات الهوائية كانغمادات أنبوبية للداخل بينما تنشأ الخياشيم التنفسية كبروزات جوفاء للخارج.

شكل (1): يوضح الترتيب العام للقصبات داخل جسم الحشرات.

شكل (2): يوضح تشعب ونهايات القصبات الهوائية على جدار الجسم.

الثغور التنفسية: يختلف تركيب الثغور التنفسية اختلافا كبيرة باختلاف الحشرات وكذلك في أطوارها المختلفة. ويتركب النوع البسيط من الثغور التنفسية من فتحة خارجية تحيط بها صفيحة حلقية تسمى (حافة الثغر) وتؤدي هذه الفتحة إلى تجويف يعرف بالدهليز او الغرفة الثغرية، وهو جزء خاص يصل بين الفتحة التنفسية والقصبة الهوائية وخال من الأشرطة الكيتينية وتزود جدرانه الدقيقة بزوائد تعمل على الإقلال من فقد الماء المتبخر من الثغور وتكون هذه الزوائد متشابكة مع بعضها مكونة جهاز يعرف بجهاز الترشيح مهمته أيضا عدم دخول الأتربة، ويزود الثغر التنفسي بجهاز إقفال يتكون من عضلة أو أكثر وأجزاء أخرى جليدية ويقوم هذا الجهاز بفتح وإغلاق الفتحة التنفسية وقد ينعدم هذا الجهاز في يرقات الحشرات ذات الجناحين. وقد تزود الفتحة الخارجية للثغر التنفسي بشفاه يختلف شكلها وعددها باختلاف الحشرات.

- القصبات الهوائية والقصيبات: القصبة الهوائية عبارة عن أنبوبة مرنة تأخذ مظهرا فضيا عند امتلائها بالهواء وتبطن من الداخل بطبقة جليدية منفذة للماء، تعرف ببطانة القصبة تتصل اتصالا مباشرة بجدار الجسم وتتخلص منها الحشرة عند كل انسلاخ. وتتغلظ بطانة القصبة في خطوط حلزونية وأحيانا على شكل حلقات مستقلة تبرز في تجويف القصبة وتعرف بالأشرطة الكيتينية (شكل 1)، حيث تعمل على حفظ القصبات الهوائية مفتوحة باستمرار حتى يسهل مرور الهواء بها. وتتفرع القصبات الهوائية إلى فروع أصغر فأصغر وهكذا القصبة الهوائية عبارة عن أنبوبة مرنة تأخذ مظهرا فضية عند امتلائها بالهواء وتبطن من الداخل بطبقة جليدية منفذة للماء، تعرف ببطانة القصبة تتصل اتصالا مباشرة بجدار الجسم وتتخلص منها الحشرة عند كل انسلاخ. وتتغلظ بطانة القصبة في خطوط حلزونية وأحيانا على شكل حلقات مستقلة تبرز في تجويف القصبة وتعرف بالأشرطة الكيتينية (شكل 1)، حيث تعمل على حفظ القصبات الهوائية مفتوحة باستمرار حتى يسهل مرور الهواء بها. وتتفرع القصبات الهوائية إلى فروع أصغر فأصغر وهكذا حتى تنتهي بفروع غاية في الدقة لا يزيد قطرها عن 0.3 من الميكرون تعرف بالقصيبات الهوائية وتتداخل هذه القصيبات بين خلايا أنسجة الحشرة، (شكل 2). ويتم خروج ثاني أكسيد الكربون من الجسم اما بالانتشار خلال القصبات الهوائية ثم الثغور التنفسية أو الانتشار من أنسجة الحشرات مباشرة خلال جدار الجسم الخارجي. ويتم تنظيم عملية التنفس عن طريق فتح وغلق الثغور التنفسية حسب حاجة الحشرة للأكسجين وتتم تهوية الجهاز القصبي عن طريق العضلات الهيكلية التي تؤدي لتغيير الحجم الداخلي للبطن. حتى تنتهي بفروع غاية في الدقة لا يزيد قطرها عن 0.3 من الميكرون تعرف بالقصيبات الهوائية وتتداخل هذه القصيبات بين خلايا أنسجة الحشرة، (شكل 2). ويتم خروج ثاني أكسيد الكربون من الجسم اما بالانتشار خلال القصبات الهوائية ثم الثغور التنفسية أو الانتشار من أنسجة الحشرات مباشرة خلال جدار الجسم الخارجي. ويتم تنظيم عملية التنفس عن طريق فتح وغلق الثغور التنفسية حسب حاجة الحشرة للأكسجين وتتم تهوية الجهاز القصبي عن طريق العضلات الهيكلية التي تؤدي لتغيير الحجم الداخلي للبطن.

- طرق التنفس في الحشرات المائية: تتنفس الحشرات المائية عن طريق جدار الجسم حيث يكون الجليد رقيقة جدا كما في يرقات الهاموش او بواسطة الخياشيم القصبية، وهي عبارة عن زوائد خيطية أو ورقية الشكل غنية بالقصبات الهوائية وتوجد في معظم الحوريات المائية على منطقة البطن ويختلف عددها حيث يوجد ۷ أزواج منها على السبع عقل البطنية الأولى كما في حورية ذبابة مايو أو ثلاثة خياشيم ذيلية كما في حورية الرعاشات الصغيرة. أما في حوريات الرعاشات الكبيرة فتكون على شكل ثنيات في جدار داخلية المستقيم ويصل إلى هذه الثنيات فروع القصيبات الهوائية التي تمتد من جزوع القصبات الهوائية الرئيسية، ويتحور المستقيم في هذه الحالة إلى ما يعرف بالسلة الخيشومية. وكذلك بواسطة الخياشيم الدموية كما في بعض أنواع من يرقات الهاموش. أو بواسطة ممصات ذات فتحات تنفسية كما في يرقات وعذارى البعوض. كما تحصل الحشرات المائية على حاجتها من الأكسيجين عن طريق نباتات مائية خاصة بواسطة قرضها لسيقان النباتات المائية المغمورة في الماء التي تحتوي على مسافات بينية واسعة من خلاياه ممتلئة بالهواء.