Respiratory system of insects
एक कीट की श्वसन प्रणाली वह प्रणाली है जिसके साथ यह अपने आंतरिक भाग में श्वसन गैसों का प्रवेश करती है और गैस का आदान-प्रदान करती है। हवा कीड़ों के श्वसन तंत्र में बाहरी छिद्रों की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रवेश करती है जिसे सर्पिल कहा जाता है। ये बाहरी छिद्र, जो कुछ कीड़ों में मांसपेशियों के वाल्व के रूप में कार्य करते हैं, आंतरिक श्वसन प्रणाली की ओर ले जाते हैं, जो श्वासनली नामक नलिकाओं की एक घनी जंजीर श्रृंखला है। अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य श्वासनली का यह जाल पूरे तंत्र में दबाव को बराबर करता है। यह शरीर की सभी कोशिकाओं को पर्याप्त ऑक्सीजन (O2) देने और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को हटाने के लिए जिम्मेदार है जो सेलुलर श्वसन के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। कीड़ों (और कई अन्य आर्थ्रोपोड) की श्वसन प्रणाली परिसंचरण प्रणाली से अलग होती है। सर्पिल कीटों की संरचना में उनके एक्सोस्केलेटन पर सर्पिल होते हैं ताकि हवा श्वासनली में प्रवेश कर सके। कीटों में, श्वासनली नलिकाएं मुख्य रूप से सीधे कीटों के ऊतकों में ऑक्सीजन पहुंचाती हैं। पानी के नुकसान को कम करने के लिए सर्पिल को कुशल तरीके से खोला और बंद किया जा सकता है। यह सर्पिल के आसपास की मांसपेशियों को सिकोड़कर किया जाता है। खोलने के लिए, मांसपेशियों को आराम मिलता है। निकट मांसपेशी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र द्वारा नियंत्रित होती है लेकिन स्थानीय रासायनिक उत्तेजनाओं पर भी प्रतिक्रिया कर सकती है। कई जलीय कीटों के पास श्वासनली में पानी को प्रवेश करने से रोकने के लिए समान या वैकल्पिक बंद करने के तरीके हैं। सर्पिलों को कभी-कभी बालों से भी घेर लिया जा सकता है ताकि उद्घाटन के आसपास थोक हवा की गति को कम किया जा सके, और इस प्रकार पानी की हानि को कम किया जा सके। सर्पिल अधिकांश कीड़ों के वक्ष और पेट के साथ पार्श्व रूप से स्थित होते हैं-आमतौर पर प्रति शरीर खंड में एक जोड़ी सर्पिल। वायु प्रवाह को छोटी मांसपेशियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो प्रत्येक सर्पिल के भीतर एक या दो फ्लैप जैसे वाल्व संचालित करते हैं-सर्पिल को बंद करने के लिए सिकुड़ते हैं, या इसे खोलने के लिए आराम करते हैं। श्वासनली की संरचना एक सर्पिल से गुजरने के बाद, हवा एक अनुदैर्ध्य श्वासनली के तने में प्रवेश करती है, जो अंततः श्वासनली नलिकाओं के एक जटिल, शाखा नेटवर्क में फैलती है जो छोटे और छोटे व्यास में विभाजित होती है और शरीर के हर हिस्से तक पहुंचती है। प्रत्येक श्वासनली शाखा के अंत में, एक विशेष कोशिका वायुमंडलीय हवा और एक जीवित कोशिका के बीच गैसों के आदान-प्रदान के लिए एक पतला, नम इंटरफेस प्रदान करती है। श्वासनली नली में ऑक्सीजन पहले श्वासनली के तरल में घुल जाती है और फिर कोशिका झिल्ली में एक आसन्न कोशिका के कोशिका द्रव्य में फैल जाती है। उसी समय, कोशिकीय श्वसन के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड, कोशिका से बाहर फैलता है और अंततः, श्वासनली प्रणाली के माध्यम से शरीर से बाहर निकल जाता है। प्रत्येक श्वासनली नली भ्रूण विकास के दौरान एक्टोडर्म के आक्रमण के रूप में विकसित होती है। दबाव में इसके पतन को रोकने के लिए, छल्ली (टेनिडिया) का एक पतला, मजबूत "तार" झिल्लीदार दीवार के माध्यम से सर्पिल रूप से बहता है। यह डिज़ाइन (संरचना में एक ऑटोमोबाइल पर एक हीटर नली या कपड़े सुखाने वाले यंत्र पर एक निकास नली के समान) श्वासनली नलिकाओं को बिना किंक विकसित किए फ्लेक्स और खिंचाव करने की क्षमता देता है जो हवा के प्रवाह को प्रतिबंधित कर सकता है। श्वासनली प्रणाली के कुछ हिस्सों में टेनिडिया की अनुपस्थिति संकुचित वायु थैली, गुब्बारे जैसी संरचनाओं के गठन की अनुमति देती है जो हवा के भंडार को संग्रहीत कर सकती हैं। शुष्क स्थलीय वातावरण में, यह अस्थायी वायु आपूर्ति एक कीट को उच्च वाष्पीकरण तनाव की अवधि के दौरान अपने सर्पिल को बंद करके पानी का संरक्षण करने की अनुमति देती है। जलीय कीट पानी के नीचे रहते हुए संग्रहीत हवा का उपभोग करते हैं या उत्प्लावन को नियंत्रित करने के लिए इसका उपयोग करते हैं। एक मोल्ट के दौरान, हवा की थैली भर जाती है और बड़ी हो जाती है क्योंकि कीट पुराने एक्सोस्केलेटन से मुक्त हो जाता है और एक नए का विस्तार करता है। मोल्ट के बीच, वायु थैली नई वृद्धि के लिए जगह प्रदान करती है-आयतन में सिकुड़ना क्योंकि वे आंतरिक अंगों के विस्तार से संकुचित होते हैं। छोटे कीट श्वासनली प्रणाली के भीतर गैसों की गति के लिए लगभग विशेष रूप से निष्क्रिय प्रसार और शारीरिक गतिविधि पर निर्भर करते हैं। हालांकि, बड़े कीटों को श्वासनली प्रणाली के सक्रिय वेंटिलेशन की आवश्यकता हो सकती है (विशेष रूप से जब सक्रिय या गर्मी के तनाव में)। वे कुछ सर्पिल खोलकर और अन्य को बंद करके इसे पूरा करते हैं, जबकि पेट की मांसपेशियों का उपयोग करके बारी-बारी से शरीर की मात्रा का विस्तार और संकुचन करते हैं। यद्यपि ये स्पंदनशील गतिविधियाँ अनुदैर्ध्य श्वासनली की चड्डी के माध्यम से शरीर के एक छोर से दूसरे छोर तक हवा को प्रवाहित करती हैं, फिर भी छोटी श्वासनली नलिकाओं के नेटवर्क के माध्यम से अलग-अलग कोशिकाओं में ऑक्सीजन वितरित करने के लिए प्रसार अभी भी महत्वपूर्ण है। वास्तव में, गैस प्रसार की दर को मुख्य सीमित करने वाले कारकों (एक्सोस्केलेटन के वजन के साथ) में से एक माना जाता है जो कीड़ों के आकार को सीमित करता है। हालाँकि, पृथ्वी के प्राचीन इतिहास की अवधि, जैसे कि कार्बोनिफेरस, में ऑक्सीजन का स्तर बहुत अधिक (35 प्रतिशत तक) था, जिसने बड़े कीटों, जैसे कि मेगनेयुरा, के साथ-साथ अराक्निड्स को विकसित करने की अनुमति दी। एक समय ऐसा माना जाता था कि सैद्धांतिक मॉडल कीट श्वासनली प्रणाली में गैसों के सरल प्रसार द्वारा लगातार पर्यावरण के साथ गैसों का आदान-प्रदान करते हैं। हाल ही में, कीट वेंटिलेटरी पैटर्न में बड़ी भिन्नता का दस्तावेजीकरण किया गया है, यह सुझाव देते हुए कि कीट श्वसन अत्यधिक परिवर्तनशील है। कुछ छोटे कीट निरंतर श्वसन प्रदर्शित करते हैं और सर्पिलों पर मांसपेशियों के नियंत्रण की कमी हो सकती है। अन्य, हालांकि, चक्रीय गैस विनिमय पैटर्न उत्पन्न करने और वायुमंडल में पानी के नुकसान को कम करने के लिए समन्वित सर्पिल संकुचन और विश्राम के साथ पेट के मांसपेशियों के संकुचन का उपयोग करते हैं। इन प्रतिरूपों के सबसे चरम रूप को असंतत गैस विनिमय चक्र (डी. जी. सी.) कहा जाता है। हाल के मॉडलिंग ने चक्रीय गैस विनिमय में वायु परिवहन के तंत्र को कम्प्यूटेशनल और विश्लेषणात्मक रूप से वर्णित किया है। संदर्भ कीट शरीर रचना अकशेरुकी श्वसन प्रणाली वीडियो क्लिप वाले लेख