昆虫是怎样呼吸的?

氧气是维持生命成长最重要的分子。人类和其它哺乳动物通过呼吸获得氧气。我们呼吸并把氧气吸入肺,然后通过血流将氧气分发到所有组织。地球上的其它动物没有肺,因此不能用这种方式在体内分配氧气。因此,昆虫的呼吸方式称为有趣的研究课题。

昆虫通过叫做气管的枝状管网呼吸或收集氧气。这些管道有位于胸部和腹部的通气孔。氧气进入通气孔,沿着管道流动,并溶入位于每个管子底部的液体中。这些液体然后移动进其它细胞,给昆虫身体组织提供氧气。

可以在显微镜下看到昆虫通过它们的嘴巴呼吸空气,但很少张开口。这些通过嘴巴获得的空气不能提供细胞需要的氧气,因为昆虫没有肺。它们必须依赖通气孔进入的空气,并通过枝状管网给细胞提供需要的氧气。

昆虫呼吸的方式成为一个研究课题是因为它的理论,昆虫在高氧环境中能变的比正常情况大很多。例如,许多古生物学家认为现代的许多甲虫都比史前时期的同类昆虫小很多。由于昆虫被动的呼吸方式,非常大的昆虫生命就得不到支持,因为它们没有办法适当氧化所有细胞。科学家认为地球的氧气含量曾经非常高,这意味着昆虫吸入的氧气很丰富。这也可以解释为什么过去的爬虫非常大的原因,因为它们有更多氧气可供呼吸。

随着地球的氧气水平下降,体格小便成为昆虫的优势。由于昆虫不能呼吸到太多氧气,身体就需要变的紧凑才能提供所有组织需要的氧气。虽然地球上仍然有很大的昆虫,但显然比化石记录的小。

例如,最大的蜻蜓化石被认为生活在2.5亿年以前的古生代。它的翼展是76.2厘米,体长45.72厘米。毫无疑问,氧气丰富的环境和昆虫的呼吸方式对早期的蜻蜓有好处,使它们的翼展和一个小孩的高度差不多。