Cómo respiran los insectos

El proceso de Respiración de los insectos se produce de una manera diferente a la de los animales más conocidos y estudiados, como los mamíferos. Los mamíferos, de hecho, se caracterizan por obtener el oxígeno a través de la nariz, desde donde pasa a los pulmones y luego se transforma en dióxido de carbono que es expulsado por la respiración. En los insectos, en cambio, este procedimiento se realiza de forma alternativa y diferente según el caso.

Los insectos toman el oxígeno exterior a través de un tejido corporal llamado ventilación, que están en su exoesqueleto, a nivel abdominal, en forma de pequeñas cavidades o aberturas en el cuerpo. Cuando se almacena en los respiraderos, el oxígeno es transportado a la tráquea de los insectos, unos tubos más pequeños que se distribuyen por todo el cuerpo y que se encargan de llevar el oxígeno a las traqueolas, bolsas que miden menos de 0,2 micrómetros. Estas bolsas funcionan como los pulmones del insecto, sólo que están en diferentes partes anatómicas. Las traqueolas se caracterizan por ser membranas húmedas que permiten el intercambio entre los gases que vienen del exterior y los que están dentro.

Una vez que el proceso ha tenido lugar, las células del insecto reciben el oxígeno que necesitan y expulsan una cantidad correspondiente de dióxido de carbono a través de los respiraderos. Este movimiento de gas se lleva a cabo en el sistema respiratorio del insecto y no afecta al sistema circulatorio ni a otros tejidos. Por lo tanto, el insecto obtiene el oxígeno necesario a través de la respiración celular exactamente de la misma manera que los humanos y todos los seres vivos. Sin embargo, la respiración celular es sólo la parte final del proceso, que implica o intercambio de gases, su respiración de hecho sigue un sistema de respiración traqueal.

Este sistema respiratorio funciona de la misma manera para todos los insectos terrestres, excepto que los más pequeños no tienen que hacer ningún movimiento para mantener los respiraderos abiertos. Los ejemplares de más de 3 cm, sin embargo, realizan un trabajo muscular superior para completar la respiración debido a su mayor tasa metabólica. Este es el caso de los escarabajos por ejemplo, más conocidos como escarabajos.

Sólo el 6% de los insectos son acuáticos, aunque algunos de ellos viven sus primeras etapas de vida en el medio acuático. ¿Cómo incorporan el oxígeno en estos casos? ¿Cómo respiran los insectos acuáticos?

Dependiendo de la especie, los insectos han puesto en marcha diferentes mecanismos para obtener oxígeno. Al igual que los insectos terrestres, los insectos acuáticos tienen un sistema traqueal pero lo utilizan de forma diferente debido a sus adaptaciones. Veamos los principales:

• Tráquea hidrofóbicaEvita que el agua entre en el organismo del insecto, incluso cuando los respiraderos se dilatan para llevar a cabo el proceso de respiración. Este es el método utilizado por las larvas de mosquitos, por ejemplo.
• Sifones hidrofóbicosson tubos capaces de romper la presión de la superficie del agua. Las larvas de dípteros pertenecientes al género Eristalis usan esta mutación, como la abeja mosca (Eristalis tenax) y las moscas del jardín (Eristalis horticola).
• Cabello hidrofóbicoi: Con la intención de distanciar las visitas a la superficie, algunas especies de insectos han desarrollado cerdas o vellosidades capaces de atrapar las burbujas de aire que utilizan para extraer el oxígeno. Esta adaptación es utilizada por los insectos del género Notonecta.
• Plato: son reservas de aire gracias a las cuales algunos insectos no necesitan subir a la superficie para respirar. Las plaquetas se forman gracias a la presencia de pelos hidrofóbicos en la piel del cuerpo del insecto, que mantienen un constante intercambio de aire sin que se rompa la burbuja. Los insectos del género Aphelocheirus o Elmis (Los escarabajos (como el escarabajo) son dueños de los escarabajos.
• Traqueal Bracnhie: En el lugar donde deberían estar las traqueolas, se desarrollan algunos insectos en lugar de las delgadas extensiones de hojas que se pueden ver en la parte superior del cuerpo, estas son las branquias traqueales. Este sistema es utilizado por las larvas del suborden Zygoptera, como Calopteryx virgo o la chimarrra, una pequeña mariposa verde.Philopotamidae Stephens).

Gracias a estas adaptaciones o mutaciones, los insectos acuáticos han adoptado entre diferentes tipos de respiración.

Patrones de respiración de los insectos acuáticos

Las traqueas, sifones, pelos hidrofóbicos, placas y branquias traqueales son mutaciones desarrolladas por los insectos acuáticos para obtener oxígeno de las siguientes maneras:

• Obtener oxígeno del airepara obtener oxígeno directamente del aire, el insecto utiliza sifones, tráqueas y pelos hidrofóbicos. Hay tres variantes:

1. Romper la tensión superficial del agua y utilizar traqueas hidrofóbicas para obtener oxígeno. Cuando esto termina, el insecto se ve obligado a volver a la superficie.
2. Romper la tensión de la superficie y usar los sifones para obtener oxígeno. En este caso el insecto tendrá que quedarse con el sifón extendido para poder respirar.
3. Rompe la tensión superficial y usa el pelo hidrofóbico para crear una burbuja de aire. Una vez terminada la burbuja, el insecto debe volver a la superficie para repetir el proceso.

• Obtención de oxígeno a través del aguaEste es el caso de la respiración de la piel y el uso de branquias y plaquetas. Para entender cómo respiran los insectos por este método, lo explicamos en detalle:

1. Respiración de la pielAlgunas especies que se desarrollan en un medio acuático tienen una cutícula o película externa a través de la cual absorben las moléculas de oxígeno que se encuentran en el agua. En este tipo de respiración, el oxígeno se obtiene directamente del agua. Gracias a este método, ningún líquido entra en el sistema traqueal porque el insecto es capaz de mantener las entradas de aire cerradas hasta que el oxígeno se acaba. Este tipo de respiración es utilizado por las larvas de los géneros Simulio y Chironomus, como la mosca de Bladford.Simulium posticatum).
2. Respiración traquealEste método consiste en obtener el oxígeno directamente del medio acuático, sin necesidad de volver a la superficie. En este caso, las branquias se ubican para cubrir la red traqueal del insecto, de manera que desde estas últimas el oxígeno se distribuye de la manera que se acaba de describir.
3. PiastroniSe forman por la presencia de pelos hidrofóbicos en el vellón del cuerpo del insecto. Mantienen un constante intercambio de aire sin que las burbujas se rompan.

• Obtención de oxígeno de las plantaslos insectos acuáticos pueden obtener su oxígeno directamente de las plantas sumergidas. Para ello, presionan los respiraderos hasta que llegan a la aerenchyma de la planta, tejidos ricos en espacios intercelulares, donde almacenan el oxígeno (se puede ver cortando el tallo de una planta acuática y observando las pequeñas divisiones vacías en su interior. Los insectos que obtienen el oxígeno de esta manera son larvas de los géneros Donacia (escarabajos) y Chrysogaster (Dípteros).

Se ha dado cuenta de que la respiración de los insectos es mucho más compleja y variada de lo que esperábamos, y depende del medio en el que viven y de las mutaciones que han implementado para resolver el problema de la respiración.

Las moscas, insectos muy comunes en las casas, usan el mismo sistema de respiración traqueal que el resto de los insectos terrestres. El respiradero por el que entran las partículas de oxígeno se encuentra en el abdomen. Desde allí, el oxígeno es transportado desde los tubos de la tráquea hasta las traqueolas, su destino final.

Traqueolas contienen líquido traqueal, cargado con moléculas de oxígeno disolvente para llevarlo al resto del cuerpo de la mosca. Este proceso toma sólo unos pocos segundos y se lleva a cabo de forma continua, incluso mientras la mosca está volando. Sin embargo, durante el vuelo los insectos necesitan dosis más altas de oxígeno y por lo tanto el flujo de oxígeno tiende a aumentar. Incluso si las tomas de aire se expanden para dejar pasar más aire, esto no es suficiente comparado con lo que necesitan durante el vuelo. Así que la mosca expande el pecho y el sistema traqueal, lo que multiplica la capacidad de las traqueolas. Gracias a este sistema, la mosca es capaz de asimilar hasta 350 mililitros de aire por hora, a diferencia de los 50 que se utilizan en reposo.

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• Gefaell Borrás, J.; Regueira Marcos, L.; Valera Reuco, N. (2017, 30 de mayo). Respiración en insectos. Fisiología animal II.
• Pregúntale al biólogo. ¿Cómo respiran los insectos? Universidad Estatal de Arizona. Disponible en: https://askabiologist.asu.edu/C%C3%B3mo-respiran-los-insectos
• Chapman, R. F. (2013). Los insectos. Estructura y función. Cambridge University Press, Reino Unido.