Bienenatmungssystem

Neben Nahrung und Wasser benötigt fast jeder Organismus freien Zugang zu Sauerstoff. Lebewesen füllen dieses Bedürfnis mit einem komplexen, spezifischen Prozess, der Atmung genannt wird. Während alle seine Geheimnisse bei höheren Tieren und Menschen gelüftet wurden, ist wenig über die Atmung von Insekten bekannt. Der Artikel wird die Merkmale der Bienenatmung im Detail untersuchen und auch alle Feinheiten des Gasaustauschs von Insektenzellen mit der Umwelt beschreiben.

Das Atmungssystem der Honigbiene: die Hauptrolle, Beschreibung, Struktur

Honigbienen brauchen wie jedes andere Lebewesen ein wirksames System, um den Körper mit Luft zu versorgen. Es spielt eine der Schlüsselrollen bei der Gewährleistung der Funktionalität des Körpers und der Versorgung der Zellen mit Sauerstoff: Ohne dieses Element durchläuft kein einziger physiologischer Prozess, daher führt sein Fehlen zu einer allmählichen Blockade einzelner Körpersysteme und in Zukunft zum Tod des Insekts. Durch die Atmung befreien Insekten auch den Körper von Wasserdampf und verschiedenen Stoffwechselprodukten.

Trotz seiner geringen Größe ist der Körper von Haus- und Wildbienen ein ziemlich komplexer Organismus mit einem entwickelten Stoffwechsel. In diesem Fall wird die Sättigung der Zellen mit Sauerstoff bei diesen Insekten durch ein nicht weniger komplexes Gasaustauschsystem als bei anderen Arten sichergestellt.

Die Atmung der Biene folgt jedoch einem besonderen Prinzip, das von einem einzigartigen Satz spezifischer Organe vorgegeben wird. Sie tragen dazu bei, die Zelle in direkter Wechselwirkung mit der Luft direkt mit Sauerstoff zu sättigen, ohne dass einzelne Träger oder tragbare Systeme beteiligt sind (Durchblutung).

Wissen Sie? Honigbienen sind eine der ältesten Kreaturen auf dem Planeten. Sie waren bereits in der Kreidezeit weit verbreitet - vor etwa 100 Millionen Jahren.

Dafür sorgt ein spezielles Röhrensystem, die sogenannte Luftröhre. Das Atmungssystem beginnt bei den Spiracles. Dies sind spezielle Formationen, die den Trachealkanal nach außen öffnen. Sie haben ein Loch, aus dem Luft in die inneren Kanäle gesaugt wird. Jedes Insekt hat 10 Paar Brillen, von denen sich die meisten an den Seiten des Abdomens befinden, und nur drei befinden sich im Brustbereich. Jedes Spirakel enthält zahlreiche Haare, die die Luft von Staub und anderen Schadstoffen befreien.

Atmungsorgane: 1-Luftröhre; 2-Verzweigung der Luftröhre; 3-Airbags; 4-Herz; 5-fach Membran; 6-Bauch-Zwerchfell

Eine große Luftröhre ist in Form von zahlreichen Kanälen ausgebildet, an deren Zweigen sich jeweils ein Luftsack befindet - eine hohle Formation, die aus den Kanälen der Luftröhre gebildet wird. Es verlassen mehrere Röhrengefäße, von denen jedes aus mehreren zehn kleineren Gefäßen bestehen kann.

Beim Verzweigen verdünnen sie sich zu den kleinsten luftgelagerten Kapillaren (Tracheol), die direkt in die Zellen sowie in den Interzellularraum eindringen. Diese Struktur des Atemapparates ermöglicht es dem Insekt, den Körper auch bei einem intensiven und langen Flug leicht mit Sauerstoff zu sättigen.

Wissen Sie? Der Airbag im Körper der Bienen spielt eine universelle Rolle, die hauptsächlich darin besteht , das Gewicht des Insekts zu reduzieren, um den Flug zu verbessern. Gleichzeitig ist die Teilnahme an Atemprozessen von untergeordneter Bedeutung.

Prozess des Luftwechsels

Der Luftwechsel im Trachealkanal, Luftsäcken und Kapillaren erfolgt abwechselnd. Eine spezielle Muskelschicht zieht den Bauch und die Spirituosen unter ihrem Einfluss zusammen. Dadurch entsteht künstlich eine Druckdifferenz, durch die die Luftmassen die Luftröhre und die Luftsäcke füllen. Hier wird das Gasgemisch von verschiedenen Verunreinigungen gefiltert und dann durch die kleinsten Kapillaren unter dem Einfluss von Diffusionskräften im ganzen Körper verteilt und zu jeder Zelle transportiert.

Während der diffusionsbedingten Wechselwirkung von Zellen mit Luft dringt Sauerstoff durch die Zellwand in das Zytoplasma ein, während Kohlendioxid und andere Stoffwechselprodukte nach außen abgegeben werden. Nach der Kontraktion des Abdomens entspannt sich die Muskelschicht, wodurch eine natürliche Ausrichtung des Atmosphärendrucks und des Innendrucks des Atmungssystems erreicht wird. Das Abgas wird in die Atmosphäre abgegeben, wonach der Prozess erneut beginnt. Das Zentralnervensystem ist an der Steuerung seiner Aktivität beteiligt.

Lernen Sie auch das Spektrum des Farbsehens bei Honigbienen kennen.

Was bestimmt die Intensität der Atmung einer Biene

Die Atemfrequenz von Bienen ist kein konstanter Wert, daher kann die Anzahl der Atemzyklen in ihnen stark variieren. Dieser Indikator hängt hauptsächlich von der Aktivität der Insekten und der Umgebungstemperatur ab. In einem entspannten und ruhigen Zustand atmen sie im Winter nur ein paar Mal pro Minute.

Mit der aktiven Sammlung von Honig kann die Anzahl der Atembewegungen auf 100 pro Minute ansteigen, und wenn gleichzeitig die Hitze der Sommerhitze beobachtet wird, kann die Intensität der Seufzer bis zu 200 pro Minute erreichen.

Auch die Intensität der Atemwege hängt häufig mit dem Geschlecht des Insekts zusammen. Arbeiterbienen (weiblich) haben deutlich weniger Airbags als Drohnen (männlich), sodass sie mehr Atembewegungen benötigen, um den Körper mit dem erforderlichen Sauerstoff zu versorgen.

Wichtig! Die Atemfrequenz hängt von der Sauerstoffmenge in der Atmosphäre ab. Je kleiner es ist, desto aktiver wird die Atmung und Luftaufnahme.

Die Menge an Sauerstoff, die Bienen für ein normales Dasein benötigen

Der Bedarf an Honigbienen in der Luft ist recht groß. Berücksichtigt man das Verhältnis der Körpermasse eines durchschnittlichen Insekts zur Aktivität seines Luftverbrauchs, so stellt sich heraus, dass eine Biene ein Vielfaches an Luft benötigt als eine Person. Die Mindestmenge an Sauerstoff, die eine durchschnittliche Biene benötigt, beträgt 0, 4–1 ml / Stunde. Eine solche Verbrauchsintensität wird während einer im Winter unterbrochenen Animation beobachtet.

Während des aktiven Lebens benötigt eine Biene mindestens 65 ml Sauerstoff pro Stunde. Beim Fliegen steigt dieser Indikator zeitweise an: Eine arbeitende Biene benötigt während des Sammelns von Nektar mindestens 400 ml Sauerstoff pro Stunde.

Der Bedarf an Larven an frischer Luft ist nicht minder groß: Ein offenes Brutgerüst kann bis zu 1300 ml Sauerstoff pro Stunde aufnehmen. All dies macht die Bienenzucht zu einer ziemlich sauerstoffintensiven Industrie.

Wie wirkt sich die Änderung der Umgebungstemperatur auf den Gasaustausch von Bienen und Brut aus?

Die Gasaustauschaktivität des Bienen- und Brutorganismus mit der Umwelt hängt von der Lufttemperatur ab. Die am wenigsten aktive Atmung wird bei einer Temperatur nahe + 10 ° C beobachtet, was bei Insekten zu einem Schwebezustand der Animation führt. Der intensivste Prozess findet bei einer Temperatur von mehr als + 30 ° C statt, während die Hitze ihre Beschleunigung um das Fünffache provozieren kann.

Wichtig! Um die Wärmebelastung von Insekten zu verringern, müssen Belüftungslöcher in den Bienenstöcken vorgesehen werden. Sie sollten so installiert werden, dass die Struktur maximal belüftet wird, aber vor Zugluft geschützt ist.

Man kann sich zum Beispiel vorstellen, dass eine durchschnittliche Familie von ungefähr 15.000 Individuen während der aktiven Züchtung und Nektarproduktion bei einer Temperatur von +30 ... + 35 ° C pro Stunde ungefähr 250 Liter Sauerstoff verbraucht und dabei 50-60 Liter Kohlendioxid freisetzt Gas und 300 g Wasserdampf. Sinkt die Temperatur auf + 11 ° C, sinkt gleichzeitig der Sauerstoffverbrauch auf 4 l, während die Insekten nur 800–1000 g Kohlendioxid und etwa 1 g Wasser zurückgeben.

Die Atmung ist einer der wichtigsten physiologischen Prozesse, die das stabile Funktionieren der Bienen sicherstellen. Daher benötigen diese Insekten wie alle anderen Kreaturen eine Fülle an sauberer Luft. Dies wird durch ein ziemlich komplexes Atmungssystem gewährleistet, das aus verzweigten Trachealkanälen besteht. Der Sauerstoffbedarf wird von vielen Faktoren bestimmt, von denen die Umgebungstemperatur und die Aktivität der Insekten die wichtigsten sind.

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