7/21/2019 Anatoma Fisiologa Insectos. Respiracin. Versin 01.t13. William e. Dale Phd.

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ANATOMA FISIOLOGA INSECTOS. RESPIRACIN. VERSIN 01.T13.WILLIAM E. DALE PHD

1.

Todos los insectos respiran. La respiracin es unproceso por el que el insecto toma oxigeno delambiente, expeliendo gas carbnico. El oxgeno es ungas necesario para los procesos de liberacin deenerga; el gas carbnico resulta de los procesoscatablicos.

2. En 1669 Marcello Malpighi reporta que los insectosrespiran por la presencia de traqueas (trachea: tubolleno de aire) organizadas en un sistema. Lastraqueas se ramifican de tal manera de llegar atodos los tejidos y, en su trayecto, emitentraqueolas que son los puntos permeables a los

gases.3.

Si bien la mayora de insectos tienen un sistematraqueal mas o menos bien desarrollado, existen unospocos (Collembola: Poduridae, algunos acuticos yendoparsitos) que tienen la capacidad deintercambiar los gases a travs del ectoesqueletoque es gas permeable.

4.

Las traqueas son los elementos del sistema traqueal.Aparecen como tubos alargados, internamenteanillados, derivados de una invaginacin delectodermo durante la embriognesis. Su dimetrovaria entre un milmetro a 0,1 um, dependiendo de

cuan distante este del espirculo o pororespiratorio y del tamao del insecto. La pared dela traquea esta conformada por un epitelio con unacapa de clulas y una intima cuticular, semejante ensu estructura al ectoesqueleto. Los anillos dentrode las traqueas son llamados taenidia (sing. parauna vuelta= taenidium), importantes para prevenirque las traqueas, al aumentar la presin interna delinsecto, pudieran colapsar, reduciendo su dimetro.

5.

Las traqueas pueden estar organizadas en troncostraqueales gruesos: longitudinales y transversales,de donde salen ramales secundarios. En los insectos

considerados evolutivamente primitivos no existentroncos traqueales. Los troncos traqueales puedenestar asociados con poros respiratorios oespirculos o branquias traqueales o simplementecarecer de estructuras especiales para lasalida/entrada de los gases. En este ltimo caso, lasuperficie o el ectoesqueleto necesariamente, debeser muy delgado; as, el insecto esta obligado a

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vivir en un ambiente muy hmedo para prevenir sudesecacin.

6.

En insectos terrestres el sistema traqueal se abreal exterior a travs de los poros respiratorios oespirculos. Estos son orificios pares ubicados enlas pleuras de los segmentos torxicos y, laterales,

entre el tergo y esterno abdominales. El nmeromayor de espirculos es de diez pares: dos parestorxicos y ocho pares en el abdomen. Sin embargoDiplura Japyxtiene 11 pares: 4 pares en el trax ysiete pares en el abdomen. Cuando existen menos dediez pares, las trqueas mantienen su posicin dondedebieran estar los espirculos originando losllamados espirculos no funcionales.

7.

El sistema respiratorio se clasifica en base a laubicacin y numero de espirculos funcionales en:a.Polipnestico: 8 a 10 pares. Se subdivide en

holopnustico: 10 pares = mesotorax, metatorax, 8

segmentos abdominales (larvas de Diptera:Bibionidae); peripnustsico: 9 pares = mesotorax,8 segmentos abdominales (larvas Diptera:Cecidomyiidae); hemipnustico: 8 pares =mesotorax , 7 segmentos abdominales (larvasDiptera: Mycetophylidae).

b.

Oligopnustico: con una o dos pares deespirculos funcionales. Se subdivide en:amphipnustico dos pares = mesotorax y post-abdomen (larvas de Diptera:Psychodidae);metapnustico un par en postabdomen (larvas deDiptera: Culicidae); propnustico un par en

mesotorax (pupas de Diptera: Culicidae)c.

Apnustico: sin espirculos funcionales (larvasde Diptera: Chironomidae; nyades de Odonata,Plecoptera, Ephemeroptera).

8.

En Apterygota los espirculos son aperturas simples.En Pterygota las aperturas son valvulares, esto estienen capacidad para abrirse y cerrarse; de estamanera estos insectos pueden controlar la prdida deagua que se da durante la respiracin. Muchosinsectos como Diptera, Coleoptera, Lepidoptera,tienen el orificio cubierto por una placa perforada,cuya funcin es la de colar el aire que ingresa al

sistema. La parte posterior de la abertura es unacavidad llamada atrium, ah se conecta la traquea.En terrestres la superficie del atrium estarecubierta con pelos ramificados, que actan como unfiltro para retener el polvo que, de otra manera,penetrara al sistema traqueal taponndolo.

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9. Estando las traqueas recubiertas con una ntimacuticular, el intercambio gaseoso a travs de ellaes fsicamente imposible. Por ello, algunas o muchasclulas de la epidermis de las traqueas produceninternamente tubos o traqueolas o capilarestraqueales a travs de las cuales el intercambio

gaseoso si es posible; las traqueolas, que sonintracelulares, tienen entre 0,1 y 0,5 um endimetro y hasta 50 um de largo; dependiendo de losrequerimientos de intercambio gaseoso puedenpenetrar las clulas en los mas necesitados(ejemplo: fotocitos) o permanecer en su superficieen los menos necesitados (ejemplos: neuronas,trofocitos, ciertas fibras musculares). Estasclulas especializadas que originan traqueolas sonllamadas traqueoblastos. Los traqueoblastos seforman a lo largo de las traqueas y en la partefinal de estas o sus ramificaciones que llegan a

tener entre 2 y 5 um de dimetro. Entonces se llamaclula traqueal terminal o clula de transicin.Cuando las clulas requieren de intercambio gaseosolas traqueolas aparecen llenas de aire, hasta suextremo; cuando las clulas estn en descanso, laporcin final de las traqueolas estn llenas conlquido.

10.

Los acuticos obtienen el oxigeno que requieren deaquel disuelto en el agua o conectndosetransitoriamente con la atmsfera. En el primer casoel insecto puede permanecer sumergidoindefinidamente; el segundo caso obliga a frecuentes

visitas a la superficie.11.

Los insectos durante prolongada o permanenteinmersin necesitan equilibrar la fuerza deflotacin con aquella que la gravedad ejerce y quelo lleva al fondo. Estos insectos retienen elsistema traqueal pues la difusin del aire exteriores mas fcil hacia la fase gaseosa dentro delsistema traqueal o similar que hacia la improbablefase liquida de la hemolinfa que, adems, carece depropiedades de transportar gases. El intercambiogaseoso se produce a travs de las llamadasbranquias traqueales o hacia una delgada pelcula de

aire externa o plastrn, mantenida sobre unaestructura donde se abren los espirculos.

12. Las branquias traqueales, en muchos casos, consistenen reas del cuerpo, con ectoesqueleto delgado yabundantes ramificaciones traqueales, cada una connumerosas traqueolas. A menudo las branquiastraqueales tienen la forma de hojas (nyades deOdonata:Zygoptera) o son filamentosas (nyades dePlecoptera).

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13. El plastrn es otro mecanismo para proveerse deaire. Su volumen es constante y pequeo. No es unreservorio de aire y su nica funcin es actuar comouna branquia. La estructura consiste en un grupo muygrande de espinas hidrfugas, implantadas muy cercauna de otras alrededor de los espirculos. La

estructura impide que el agua pueda percolar ydesplazar al plastrn a pesar de que el insecto, alsumergirse, tenga sobre l una fuerte presinhidrosttica. Puede observarse plastrn enHemiptera: Aphelocheirus, Coleoptera: Hydrophylus,entre muchos otros insectos acuticos.

14. La ventilacin es un proceso que fuerza al aire asalir y entrar al sistema traqueal a travs de losespirculos. Ello sucede por cambios del volumen delos sacos areos consecuencia de las diferentespresiones creadas por contraccin muscular.

Referencias

Lighton, J.R.B. 1996. Discontinous gas exchange in insects.Ann. Rev. Entomol. 41: 309-324.

Nicolas, G. & D. Sillans. 1989. Inmediate and latenteffects of carbon dioxide on insects. Ann. Rev. Entomol.34: 97-116.

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