¿Cómo respiran los insectos y tienen pulmones?

Los insectos, como las personas, requieren oxígeno para vivir y producir dióxido de carbono como producto de desecho. Sin embargo, ahí es donde termina esencialmente la similitud entre los insectos y los sistemas respiratorios humanos. Los insectos no tienen pulmones, ni transportan oxígeno a través de un sistema circulatorio como lo hacen los humanos. En cambio, el sistema respiratorio de insectos se basa en un simple intercambio de gases que baña el cuerpo del insecto en oxígeno y expulsa los desechos de dióxido de carbono.

Para los insectos, el aire ingresa a los sistemas respiratorios a través de una serie de aberturas externas llamadas espiráculos. Estos espiráculos, que actúan como válvulas musculares en algunos insectos, conducen al sistema respiratorio interno que se compone de una serie de tubos densamente conectados en red llamados tráqueas.

Para simplificar el concepto del sistema respiratorio de insectos, piense en él como una esponja. La esponja tiene pequeños agujeros que permiten que el agua la humedezca. Del mismo modo, las aberturas del espiráculo permiten que el aire entre en el sistema traqueal interior bañando los tejidos del insecto con oxígeno.

Los insectos pueden controlar la respiración hasta cierto punto. Son capaces de abrir y cerrar sus espiráculos a través de las contracciones musculares. Por ejemplo, un insecto que vive en un entorno desértico puede mantener sus válvulas espiráculo cerradas para evitar la pérdida de humedad. Esto se logra mediante la contracción de los músculos que rodean el espiráculo. Para abrir el espiráculo, los músculos se relajan.

Los insectos también pueden bombear músculos para forzar el aire hacia los tubos traqueales, acelerando así la entrega de oxígeno. En casos de calor o estrés, los insectos pueden incluso ventilar el aire abriendo alternativamente diferentes espiráculos y utilizando los músculos para expandir o contraer sus cuerpos. Sin embargo, no se puede controlar la velocidad de difusión del gas, o la inundación de la cavidad interna con aire. Debido a esta limitación, mientras los insectos continúen respirando usando un espiráculo y un sistema traqueal, en términos de evolución, no es probable que se hagan mucho más grandes de lo que son ahora.

Si bien el oxígeno es abundante en el aire (200,000 partes por millón), es considerablemente menos accesible en el agua (15 partes por millón en agua fría y fluida). A pesar de este desafío respiratorio, muchos insectos viven en el agua durante al menos algunas etapas de sus ciclos de vida.

¿Cómo obtienen los insectos acuáticos el oxígeno que requieren mientras están sumergidos? Para aumentar su consumo de oxígeno en el agua, todos los insectos acuáticos menos los más pequeños emplean estructuras innovadoras, como Sistemas de agallas y estructuras similares a los tubos de snorkel y equipo de buceo humanos, para atraer oxígeno y expulsar el dióxido de carbono.

Muchos insectos que viven en el agua tienen branquias traqueales, que son extensiones en capas de sus cuerpos que les permiten tomar mayores cantidades de oxígeno del agua. Estas branquias se localizan con mayor frecuencia en el abdomen, pero en algunos insectos, se encuentran en lugares extraños e inesperados. Algunos moscas de piedra, por ejemplo, tienen branquias anales que parecen un grupo de filamentos que se extienden desde sus extremos posteriores. Libélula Las ninfas tienen branquias dentro de sus rectos.

La hemoglobina puede facilitar la captura de moléculas de oxígeno del agua. Las larvas de mosquitos no mordientes de la Chironomidae La familia y algunos otros grupos de insectos poseen hemoglobina, al igual que los vertebrados. Las larvas de quironómidos a menudo se llaman gusanos de sangre porque la hemoglobina les da un color rojo brillante. Los gusanos de sangre pueden prosperar en el agua con niveles de oxígeno excepcionalmente bajos. Al ondular sus cuerpos en los fondos fangosos de lagos y estanques, los gusanos de sangre pueden saturar la hemoglobina con oxígeno. Cuando dejan de moverse, la hemoglobina libera oxígeno, lo que les permite respirar incluso la mayoría ambientes acuáticos contaminados. Este suministro de oxígeno de respaldo puede durar solo unos minutos, pero generalmente es lo suficientemente largo como para que el insecto se mueva a más agua oxigenada.

Algunos insectos acuáticos, como los gusanos de cola de rata, mantienen una conexión con el aire en la superficie a través de una estructura similar a un tubo respirador. Algunos insectos tienen espiráculos modificados que pueden perforar las porciones sumergidas de las plantas acuáticas y tomar oxígeno de los canales de aire dentro de sus raíces o tallos.

Ciertos escarabajos acuáticos y verdaderos insectos pueden zambullirse llevando una burbuja temporal de aire con ellos, al igual que un buzo lleva un tanque de aire. Otros, como los escarabajos riffle, mantienen una película permanente de aire alrededor de sus cuerpos. Estos insectos acuáticos están protegidos por una red de pelos en forma de malla que repele el agua, proporcionándoles un suministro constante de aire para extraer oxígeno. Esta estructura del espacio aéreo, llamada plastrón, les permite permanecer permanentemente sumergidos.

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