Как дышат муравьи: как выглядят органы дыхания, есть ли у насекомых легкие, могут ли особи обходиться долго без кислорода

Муравьи во многом необычные насекомые. Их образ жизни, устройство гнезда, взаимоотношения с собратьями и, конечно, строение организма – все это делает членистоногих непохожими на других. Одно из невероятных открытий – уточнение особенностей работы дыхательной системы. Ранее считалось, что воздух поступает через поры хитина. Сейчас все больше времени уделяется вопросу, как дышат муравьи. Уже удалось выяснить новые подробности.

Состав воздуха и могут ли дышать им муравьи

Как дышат муравьи, если у них нет легких

Дыхание муравьев – результат интенсивного сокращения мышц брюшка. Это обеспечивает возможность перегонять воздух через дыхательную систему. Такой принцип обусловлен тем, что тело насекомого испещрено множеством трубок, а наружные покровы недостаточно эластичные. Это вынуждает прилагать усилия для движения воздуха.

Из чего состоят органы дыхания муравья

Дыхательная система членистоногих состоит из дыхалец, трахей. Причем насчитывается их большое количество. Дыхальца и трахеи равномерно распределены по всему телу. Первые представляют собой небольшие отверстия размером 35 мкм. Указанное значение даже меньше диаметра человеческого волоса. Отверстия называются дыхальцами, т. к. при их участии функционирует организм – насекомые могут дышать. Встречаются отверстия разных форм:

• круглые;
• щелевидные.

Этот параметр является определяющим при попытке определить вид муравья. Основной функцией трахей является распределение кислорода по всему организму, доставка его в каждую клетку.Дыхальца едва заметны при беглом осмотре насекомого. Эти отверстия располагаются вдоль всего тела – по бокам. Благодаря такому строению организм членистоногого напоминает легкое человека, но непосредственно данного органа у муравья нет.

Дыхальца находятся на каждом сегменте тела. Исключение составляет голова, переднегрудной отдел тела. Отверстия закрываются одним или двумя клапанами, их размер может регулироваться, что определяет интенсивность поступления воздуха.

Чем дышат

Считается, что в муравейнике недостаточно кислорода. Это объясняется тем, что большая его часть располагается ниже поверхностного слоя земли. Тогда возникает необходимость в проявлении определенных свойств организма – способности дышать при сниженной концентрации кислорода. Одновременно отмечается повышение содержания углекислого газа. Муравьи должны выдерживать такие условия. Но при этом нельзя забывать, что слишком сильное изменение параметров окружающей среды приведет к кислородному голоданию организма. Это состояние имеет название – гипоксия. Если не устранить негативный фактор, влияющий на муравья, он может погибнуть.

Но не только содержание кислорода играет роль. Нужно учитывать и внешние факторы. Например, если дыхальца закрыть вязкими жидкостями или здесь обоснуются другие организма (личинки, паразиты), шансы на выживание у муравьев существенно сократятся.

В каких условиях не могут проживать муравьи

Членистоногие представлены разными видами – насчитывается около 14 тыс. Причем у каждого есть особенности развития, жизнедеятельности. Так, некоторые из видов не могут существовать без человека. К этой группе относятся фараоновы муравьи. Они обустраиваются рядом с хозяином, находят здесь источники пищи. Другие особи могут развиваться при условии создания семейства определенного устройства: с некоторым количеством яйцекладущих самок (1 или больше), в местности (на грунте, в гнилом пне и т. д.). К числу наиболее важных относится требование соблюдения параметров окружающей среды:

• температура воздуха не опускается ниже +19°С, если это условие не выполняется, развитие насекомых тормозится, они медленно умирают, но гибель наступает обычно при изменении температуры до 0°С и ниже, верхний предел допустимых значений составляет +29°С;
• влажность воздуха: рекомендованы значения диапазона 70-90%, но отмечают идеальные условия, при которых муравьи будут чувствовать себя лучше (75-85%), они близки к тем, что подходят и человеку.

Кроме того, говоря об условиях обитания, отмечают еще и параметры грунта. Членистоногие не обустраивают гнезда на болотистых участках. Плотность почвы может быть разной, но муравьям больше подходит рыхлый грунт, т. к. здесь легче делать ходы.Сухой песок имеет свойство осыпаться, что также не подходит членистоногим. Они выбирают для гнезд почву, укрепленную корневой системой растений, поэтому часто обустраиваются в лесу, на полях.

Есть ли воздуховоды в муравейниках

Гнездо членистоногих устроено особым образом: это сооружение со множеством ходов, часто состоит из надземной и подземной части. Существенная глубина муравейника способствует Гнездо созданию подходящих условий для обитания насекомых зимой – они не замерзают. Верхняя часть сооружения закрытая. Здесь предусмотрены ходы, но на ночь и перед наступлением зимы они герметично закупориваются. При этом насекомые не голодают, а употребляют в течение длительного периода подготовленные запасы пищи.

Но для полноценного существования внутри муравейника должны быть предусмотрены «вентиляционные каналы» или воздуховоды. Они во многом сходны с тем, как устроена вентиляция в человеческом жилище – система каналов, разветвленных по всему сооружению. Функции эффективной вентиляции:

• обеспечение достаточным количеством кислорода, его концентрация будет всегда на требуемом уровне, если есть доступ воздуха внутрь муравейника;
• поддержание температуры окружающей среды на определенном уровне, в данном случае воздуховоды будут обеспечивать приемлемые условия для обитания членистоногих зимой и при малейшем снижении температуры.

Как осуществляется вентиляция в формикарии

Муравьиная ферма небольшого размера может функционировать и без специально созданных вентиляционных отверстий. Но тогда должна быть предусмотрена возможность проветривания воздуха внутри сооружения. Для такой цели часто делают открытую арену, предусмотрительно установив систему антипобега.

По мнению мирмекологов, в более крупных муравейниках уже должны быть вентиляционные отверстия. Одно из них может находиться в крышке арены, другое – с противоположной стороны (в одной из камер). Чем больше расстояние между отверстиями, тем лучше. Это обеспечит охват существенной площади формикария. Если отверстия будут находиться рядом, здесь воздух будет излишне сухой, а в противоположной части муравьиной фермы – переувлажненный, что приведет к развитию грибка, ухудшению общего состояния сооружения.

Чем крупнее формикарий, тем больше в нем должно быть отверстий. Они располагаются на противоположных концах сооружения. При этом будет происходить эффективный обдув всего пространства. Дополнительно можно установить принудительную систему вентиляции. В таких условиях муравьи будут дышать даже при закупорке основных отверстий.

Как выбрать формикарий с хорошей вентиляцией

Узнать ответ на вопрос, является ли выбранная муравьиная ферма подходящим местом для развития насекомых, можно только опытным путем. Так, при покупке сооружения необходимо протестировать его до заселения членистоногих. Проверяются основные параметры, связанные с функционированием системы вентиляции:

• уровень влажности;
• подогрев;
• вентиляция.

При необходимости систему обеспечения воздухом перестраивают: добавляют новые отверстия, используя раскаленный инструмент (пластиковые стенки легко расплавляются при контакте с источником тепла), или закрывают имеющиеся (с помощью ветоши, мелкоячеистой сетки). Но перестройка формикариятребуется не всегда.

Как определить, что у муравьев кислородное голодание

Насекомые подвержены снижению кислорода в воздухе и организме. Их активность снижается, тормозится выполнение всех функций. Ответ на вопрос, дышат ли муравьи при критическом снижении уровня кислорода, отрицательный. Они плохо переносят негативные условия, но могут адаптироваться: ищут камеры муравейника, где численность меньше, что позволяет стабилизировать поглощение кислорода в одном из участков гнезда. Но рост содержания углекислого газа все равно продолжается.

Вопрос-ответ

Какая концентрация кислорода необходима муравьям?

Все ли виды муравьев имеют дыхальца?

Какое время может муравей находиться без кислорода?

Как дышат личинки?

Как по дыхальцам можно определить вид муравья?

Есть ли у муравьев легкие?

Видеоролик: как дышат муравьи

Нужен ли воздух муравьям – мнение мирмеколога

Евгений Меньшов

Мирмеколог со стажем более 7 лет

Задать вопрос

Воздушная среда – важное условие существования насекомых. Но для поддержания их жизнедеятельности часто достаточно сниженного содержания кислорода. Муравьи временно переходят на другую систему дыхания – анаэробную, когда обеспечение кислородом происходит на клеточном уровне. Это позволяет снизить интенсивность его поглощения при гипоксических условиях.

Как зимуют муравьи и что делают зимой: как готовятся, сколько длится спячка у насекомых в муравейниках в лесу, и как происходит весеннее пробуждение

Муравей-солдат: как выглядят армейские насекомые, тип питания и размножения, образ жизни, какие обязанности выполняют особи внутри муравейника. Какие должны быть условия, чтобы матка отложила яйцо с солдатом в формикарии

Как размножаются муравьи: строение половых органов, как происходит процесс спаривания, как выглядят яйца, личинки и как за ними ухаживают муравьи-няньки. Как размножаются муравьи в муравьиной ферме

Когда просыпаются муравьи весной: поведение насекомых после пробуждения от спячки

Почему умирают муравьи в муравьиной ферме: обратимые и необратимые причины. Симптомы того, что муравьи заболели, последствия для жнецов и матки. Методы борьбы за жизнь насекомых