Como os insetos respiram e têm pulmões?

Os insetos, como as pessoas, precisam de oxigênio para viver e produzir dióxido de carbono como um resíduo. É aí que termina a semelhança entre o inseto e o sistema respiratório humano. Os insetos não têm pulmões, nem transportam oxigênio através do sistema circulatório da maneira que os humanos. Em vez disso, o sistema respiratório de insetos depende de uma simples troca de gases que banha o corpo do inseto em oxigênio e expulsa os resíduos de dióxido de carbono.

Para os insetos, o ar entra no sistema respiratório através de uma série de aberturas externas chamadas espiráculos. Esses espiráculos, que atuam como válvulas musculares em alguns insetos, levam ao sistema respiratório interno, que é composto por um conjunto denso de tubos em rede, chamados traquéias.

Para simplificar o conceito do sistema respiratório de insetos, pense nele como uma esponja. A esponja possui pequenos orifícios que permitem que a água umedeça. Da mesma forma, as aberturas dos espíritos permitem que o ar entre no sistema traqueal interior, banhando os tecidos do inseto com oxigênio.

Os insetos podem controlar a respiração em algum grau. Eles são capazes de abrir e fechar seus espiráculos através de contrações musculares. Por exemplo, um inseto que vive em um ambiente deserto pode manter suas válvulas espirais fechadas para evitar a perda de umidade. Isso é conseguido contraindo os músculos ao redor do espiráculo. Para abrir o espírito, os músculos relaxam.

Os insetos também podem bombear músculos para forçar o ar pelos tubos traqueais, acelerando a liberação de oxigênio. Em casos de calor ou estresse, os insetos podem até ventilar o ar abrindo alternadamente diferentes espiráculos e usando os músculos para expandir ou contrair seus corpos. No entanto, a taxa de difusão de gás - ou inundar a cavidade interna com ar - não pode ser controlada. Devido a essa limitação, enquanto os insetos continuarem respirando usando um sistema de espíritos e traquéia, em termos de evolução, é pouco provável que eles fiquem muito maiores do que são agora.

Embora o oxigênio seja abundante no ar (200.000 partes por milhão), ele é consideravelmente menos acessível na água (15 partes por milhão em água fria e corrente). Apesar desse desafio respiratório, muitos insetos vivem na água durante pelo menos algumas etapas de seus ciclos de vida.

Como os insetos aquáticos obtêm o oxigênio de que necessitam enquanto submersos? Para aumentar a captação de oxigênio na água, todos os insetos aquáticos, exceto os menores, empregam estruturas inovadoras - como sistemas e estruturas branquiais semelhantes aos snorkels humanos e equipamentos de mergulho - para extrair oxigênio e forçar a saída do dióxido de carbono.

Muitos insetos que vivem na água têm brânquias traqueais, que são extensões em camadas de seus corpos, que lhes permitem absorver maiores quantidades de oxigênio da água. Essas brânquias costumam estar localizadas no abdômen, mas em alguns insetos são encontradas em locais estranhos e inesperados. Alguns stoneflies, por exemplo, têm brânquias anais que parecem um conjunto de filamentos que se estendem de suas extremidades traseiras. Libélula ninfas têm brânquias dentro de seus reto.

A hemoglobina pode facilitar a captura de moléculas de oxigênio da água. Larvas de midge não mordentes da Chironomidae A família e alguns outros grupos de insetos possuem hemoglobina, assim como os vertebrados. As larvas de quironomídeos são frequentemente chamadas de vermes sanguíneos porque a hemoglobina lhes confere uma cor vermelha brilhante. Os vermes sanguíneos podem prosperar na água com níveis excepcionalmente baixos de oxigênio. Ondulando seus corpos no fundo lamacento de lagos e lagoas, os vermes são capazes de saturar a hemoglobina com oxigênio. Quando eles param de se mover, a hemoglobina libera oxigênio, permitindo que respirem até os mais ambientes aquáticos poluídos. Esse suprimento de oxigênio reserva pode durar apenas alguns minutos, mas geralmente é longo o suficiente para que o inseto se desloque para mais água oxigenada.

Alguns insetos aquáticos, como larvas de cauda de rato, mantêm uma conexão com o ar na superfície através de uma estrutura semelhante a um tubo de respiração. Alguns insetos têm espiráculos modificados que podem perfurar as partes submersas das plantas aquáticas e absorver oxigênio dos canais de ar dentro de suas raízes ou caules.

Certos besouros aquáticos e insetos verdadeiros podem mergulhar carregando uma bolha de ar temporária, como um mergulhador que carrega um tanque de ar. Outros, como besouros rifles, mantêm uma película permanente de ar ao redor de seus corpos. Esses insetos aquáticos são protegidos por uma rede de pêlos em forma de malha que repele a água, fornecendo a eles um suprimento constante de ar para extrair oxigênio. Essa estrutura do espaço aéreo, chamada plastrão, permite que eles permaneçam submersos permanentemente.

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