Oltre al cibo e all'acqua, quasi tutti gli organismi necessitano di libero accesso all'ossigeno. Le creature viventi riempiono questa esigenza con un processo complesso e specifico chiamato respirazione. Mentre tutti i suoi segreti sono stati rivelati negli animali superiori e nell'uomo, si sa poco sulla respirazione degli insetti. L'articolo esaminerà in dettaglio le caratteristiche della respirazione delle api e descriverà anche tutte le sottigliezze dello scambio di gas delle cellule degli insetti con l'ambiente.

Il sistema respiratorio dell'ape mellifera: ruolo principale, descrizione, struttura

Come qualsiasi altra creatura vivente, le api da miele hanno bisogno di un sistema efficace per fornire aria al corpo. Svolge uno dei ruoli chiave nel garantire la funzionalità del corpo, fornendo ossigeno alle cellule: senza questo elemento non passa alcun processo fisiologico, quindi la sua assenza porta ad un graduale blocco dei singoli sistemi corporei e, in futuro, alla morte dell'insetto. Grazie alla respirazione, gli insetti liberano anche il corpo dal vapore acqueo e vari prodotti metabolici.

Nonostante le sue dimensioni in miniatura, il corpo delle api domestiche e selvatiche è un organismo abbastanza complesso con un metabolismo sviluppato. In questo caso, la saturazione delle cellule con ossigeno in questi insetti è fornita da un sistema di scambio di gas non meno complesso rispetto ad altre specie.

tuttavia la respirazione delle api è un principio peculiare, fornito da un insieme unico di organi specifici. Contribuiscono alla saturazione della cellula con l'ossigeno direttamente, in interazione diretta con l'aria, senza la partecipazione di singoli vettori o sistemi portatili (circolazione sanguigna).

Lo sai Le api da miele sono una delle creature più antiche del pianeta. Erano diffusi già nel Cretaceo. — circa 100 milioni di anni fa.

Ciò è garantito da un sistema speciale di tubi che si diffondono in tutto il corpo dell'ape, la cosiddetta trachea. Il sistema respiratorio inizia dagli spiracoli. Queste sono formazioni speciali che aprono il canale tracheale verso l'esterno. Hanno un buco dal quale viene aspirata aria nei canali interni. Ogni insetto ha 10 paia di spiracoli, la maggior parte situati ai lati dell'addome e solo tre si trovano nella regione toracica. Ogni spiracolo contiene numerosi peli che puliscono l'aria dalla polvere e da altri inquinanti.

Organi respiratori: 1-trachea; 2 ramificazioni della trachea; 3 air bag; 4-cuore; Diaframma a 5 spalle; 6- diaframma addominale

Una grande trachea si forma sotto forma di numerosi canali, su ciascun ramo del quale vi è una sacca d'aria - una formazione cava formata dai canali della trachea. Da esso partono diverse navi a tubo, ognuna delle quali può essere composta da diverse decine di navi più piccole.

Mentre si ramificano, si assottigliano nei più piccoli capillari portanti aria (tracheolo), che penetrano direttamente nelle cellule, nonché nello spazio intercellulare. Questa struttura dell'apparato respiratorio consente all'insetto di saturare facilmente il corpo con l'ossigeno, anche nel caso di un volo intenso e lungo.

Lo sai L'airbag nel corpo delle api svolge un ruolo universale, il principale dei quali — ridurre il peso dell'insetto per migliorare il volo. Allo stesso tempo, la partecipazione ai processi respiratori è di secondaria importanza.

Processo di cambio aria

Il cambio d'aria nel canale tracheale, nelle sacche d'aria e nei capillari avviene alternativamente. Uno speciale strato muscolare contrae l'addome e gli spiracoli sotto la sua influenza. Ciò crea artificialmente una differenza di pressione, a causa della quale le masse d'aria riempiono la trachea e le sacche d'aria. Qui, la miscela di gas viene filtrata da varie impurità e quindi attraverso i più piccoli capillari sotto l'influenza delle forze di diffusione si diffonde in tutto il corpo e viene trasportata in ogni cellula.

Durante l'interazione delle cellule con l'aria a causa della diffusione, l'ossigeno penetra attraverso il muro cellulare nel citoplasma, mentre l'anidride carbonica e altri sottoprodotti metabolici vengono rilasciati all'esterno. Dopo la contrazione dell'addome, lo strato muscolare si rilassa, a causa del quale esiste un allineamento naturale della pressione atmosferica e interna del sistema respiratorio. Il gas di scarico viene scaricato nell'atmosfera, dopodiché il processo ricomincia. Il sistema nervoso centrale è impegnato nel controllo della sua attività.

Cosa determina l'intensità del respiro di un'ape

La frequenza respiratoria delle api non è un valore costante, quindi il numero di cicli respiratori in esse contenuti può variare notevolmente. Questo indicatore dipende principalmente dall'attività degli insetti e dalla temperatura ambiente. In uno stato rilassato e calmo, durante l'inverno, fanno solo pochi respiri al minuto.

Con la raccolta attiva di miele, il numero di movimenti respiratori può aumentare a 100 al minuto e se allo stesso tempo si osserva il calore della calura estiva, l'intensità dei sospiri può arrivare fino a 200 al minuto.

Inoltre abbastanza spesso, l'intensità del sistema respiratorio è associata al sesso dell'insetto. Le api operaie (femmine) hanno significativamente meno airbag rispetto ai droni (maschi), quindi avranno bisogno di più movimenti respiratori per riempire il corpo con l'ossigeno necessario.

! importante La frequenza respiratoria dipende dalla quantità di ossigeno nell'atmosfera. Più è piccolo, più attiva sarà la respirazione e l'assorbimento dell'aria.

La quantità di ossigeno necessaria alle api per un'esistenza normale

La necessità di api da miele nell'aria è piuttosto grande. Se prendiamo in considerazione il rapporto tra la massa corporea dell'insetto medio e l'attività del suo consumo d'aria, si scopre che un'ape ha bisogno di più volte più aria di una persona. La quantità minima di ossigeno di cui un'ape media necessita è di 0,4-1 ml / ora. Una tale intensità di consumo è osservata durante l'animazione sospesa invernale.

Durante la vita attiva, un'ape ha bisogno di almeno 65 ml di ossigeno all'ora. Quando si vola, questo indicatore aumenta a volte: un'ape che lavora durante la raccolta del nettare necessita di almeno 400 ml di ossigeno all'ora.

La necessità di larve all'aria aperta non è meno grande: un telaio di cova aperto può assorbire fino a 1300 ml di ossigeno all'ora. Tutto ciò rende l'apicoltura un'industria ad alta intensità di ossigeno.

In che modo la variazione della temperatura ambiente influisce sullo scambio di gas di api e covate

L'attività di scambio di gas dell'organismo delle api e della covata con l'ambiente dipende dalla temperatura dell'aria. La respirazione meno attiva si osserva a una temperatura vicina a + 10 ° C, che provoca uno stato di animazione sospesa negli insetti. Il processo più intenso si svolge a una temperatura superiore a + 30 ° C, mentre il calore può provocare la sua accelerazione di 5 volte.

! importante Per ridurre il carico di calore sugli insetti, negli alveari devono essere previste aperture di ventilazione. Dovrebbero essere installati in modo che la struttura sia soggetta alla massima ventilazione, ma sia protetta da correnti d'aria.

Ad esempio, si può immaginare il fatto che la famiglia media, che conta circa 15 mila individui, durante la riproduzione attiva e la produzione di nettare a una temperatura di +30 ... + 35 ° С all'ora consuma circa 250 litri di ossigeno, rilasciando 50-60 litri di anidride carbonica gas e 300 g di vapore acqueo. Se la temperatura scende a + 11 ° С, il consumo di ossigeno diminuisce contemporaneamente a 4 l, mentre gli insetti rilasciano solo 800-1000 g di anidride carbonica e circa 1 g di acqua.

La respirazione è uno dei processi fisiologici più importanti che garantisce il funzionamento stabile delle api. Pertanto, questi insetti, come qualsiasi altra creatura, richiedono un'abbondanza di aria pulita. È assicurato da un sistema respiratorio piuttosto complesso costituito da canali tracheali ramificati. La necessità di ossigeno è determinata da molti fattori, ma i più importanti sono la temperatura ambiente e l'attività degli insetti.