- Parties du système respiratoire trachéal
- Trachée
- Spiracles
- Échange de gaz
- Mouvement de ventilation
- Insectes aquatiques: exemple de respiration trachéale
- Références
La respiration trachéale est le type de respiration le plus couramment utilisé par les insectes mille-pattes, les tiques, les araignées et les parasites. Chez ces insectes, les pigments respiratoires sont absents du sang, car le système trachéal est responsable de la distribution d'O2 (air) directement aux cellules du corps.
La respiration trachéale permet au processus d'échange gazeux d'avoir lieu. De cette manière, une série de tubes ou de trachées sont stratégiquement situés dans le corps des insectes. Chacune de ces trachées a une ouverture vers l'extérieur qui permet l'entrée et la sortie des gaz.
Spiracles et système trachéal
Comme chez les animaux vertébrés, le processus d'expulsion des gaz du corps des insectes dépend du mouvement de contraction musculaire qui exerce une pression sur tous les organes internes du corps, forçant le CO2 hors du corps.
Ce type de respiration se produit chez la plupart des insectes, y compris ceux qui habitent les milieux aquatiques. Ce type d'insectes a des corps spécialement préparés pour pouvoir respirer lorsqu'ils sont immergés sous le niveau de l'eau.
Parties du système respiratoire trachéal
Trachée
La trachée est un système largement ramifié avec de petits conduits traversés par l'air. Ce système est situé dans tout le corps des insectes.
La présence de conduits en elle est possible grâce à l'existence de parois corporelles alignées intérieurement par une membrane connue sous le nom d'ectoderme.
Un insecte a plusieurs trachées ou conduits qui s'ouvrent vers l'extérieur de son corps, permettant au processus d'échange gazeux de se dérouler directement dans toutes les cellules du corps de l'insecte.
La zone où il y a une plus grande concentration de branches est généralement le ventre de l'insecte, qui possède de nombreux canaux qui cèdent progressivement la place à l'air à l'intérieur du corps.
Le système trachéal complet d'un insecte est généralement constitué de trois canaux principaux situés parallèlement et longitudinalement par rapport à son corps. D'autres petits canaux traversent les trachées principales, formant un réseau de tubes qui englobe tout le corps de l'insecte.
Chacun des tubes qui a une sortie vers l'extérieur, se termine dans une cellule appelée cellule trachéale.
Dans cette cellule, les trachées sont tapissées d'une couche de protéine appelée trachéine. De cette manière, l'extrémité externe de chaque trachée est remplie de liquide trachéolaire.
Spiracles
Image au microscope électronique à balayage d'une soupape d'évent de cricket.
Source: utilisateur chsh CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
Le système trachéal s'ouvre vers l'extérieur par des ouvertures fendues appelées stigmates ou stigmates. Chez les blattes, il existe deux paires de spiracles situées dans la région thoracique et huit paires de spiracles situées dans le premier segment de la région abdominale.
Actias selene, Source: utilisateur Kugamazog ~ commonswiki CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
Chaque évent est entouré d'une sclérite appelée péritrème et possède des soies qui agissent comme des filtres, empêchant la poussière et d'autres particules de pénétrer dans les trachées.
Les spiracles sont également protégés par des valves attachées aux muscles occluseurs et dilatateurs qui régulent l'ouverture de chaque tube.
Échange de gaz
Au repos, les trachées sont remplies de fluide capillaire grâce à la faible pression osmotique dans les cellules du tissu corporel. De cette manière, l'oxygène entrant dans les conduits se dissout dans le fluide trachéolaire et le CO2 est libéré dans l'air.
Le liquide trachéolaire est absorbé par les tissus lorsque le volume de lactate augmente une fois que l'insecte entre en phase de vol. De cette façon, le CO2 est temporairement stocké sous forme de bicarbonate, envoyant des signaux aux spiracles pour s'ouvrir.
Cependant, la plus grande quantité de CO2 est libérée à travers une membrane connue sous le nom de cuticule.
Mouvement de ventilation
La ventilation du système trachéal a lieu lorsque les parois musculaires du corps de l'insecte se contractent.
L'expiration du gaz du corps se produit lorsque les muscles dos-abdominaux se contractent. Au contraire, l'inspiration de l'air se produit lorsque le corps prend sa forme régulière.
Les insectes et certains autres invertébrés effectuent des échanges gazeux en éliminant le CO2 à travers leurs tissus et en aspirant de l'air à travers des tubes appelés trachées.
Chez les grillons et les sauterelles, les premier et troisième segments de leur thorax ont un évent de chaque côté. De même, huit autres paires de spiracles sont situées linéairement de chaque côté de l'abdomen.
Les insectes plus petits ou moins actifs effectuent le processus d'échange gazeux par diffusion. Cependant, les insectes qui respirent par diffusion peuvent souffrir dans les climats plus secs, car la vapeur d'eau n'est pas abondante dans l'environnement et ne pourra pas se diffuser dans l'organisme.
Les mouches des fruits évitent le risque de mourir en milieu sec en contrôlant la taille de l'ouverture de leurs évents de manière à s'adapter aux besoins en oxygène des muscles pendant la phase de vol.
Lorsque la demande en oxygène est plus faible, la mouche des fruits ferme partiellement ses spiracles afin de retenir plus d'eau dans le corps.
Les insectes les plus actifs, comme les grillons ou les sauterelles, doivent constamment ventiler leur système trachéal. De cette façon, ils doivent contracter les muscles de l'abdomen et appuyer sur les organes internes pour expulser l'air des trachées.
Les sauterelles ont de grands sacs aériens attachés à certaines sections des plus grosses trachées, afin d'augmenter l'efficacité du processus d'échange gazeux.
Insectes aquatiques: exemple de respiration trachéale
Larve aquatique du moustique Aedes aegypti. Tiré et édité de: Econt
Les insectes aquatiques utilisent la respiration trachéale pour effectuer le processus d'échange gazeux.
Certains, comme les larves de moustiques, prennent de l'air en exposant un petit tube respiratoire au-dessus du niveau de l'eau, qui est connecté à leur système trachéal.
Certains insectes qui peuvent tremper dans l'eau pendant de longues périodes transportent des bulles d'air dont ils tirent l'O2 dont ils ont besoin pour survivre.
D'autre part, certains autres insectes ont des spiracles situés sur la partie supérieure de leur dos. De cette manière, ils transpercent les feuilles en suspension dans l'eau et y adhèrent pour respirer.
Références
- pages de biologie. (24 janvier 2015). Obtenu à partir de la respiration trachéale: biology-pages.info.
- Site, TO (2017). Partie III: Comment les organismes vivants respirent: Index. Obtenu à partir du SYSTÈME RESPIRATOIRE DES INSECTES: saburchill.com.
- Société, TA (2017). Société des entologues amateurs. Obtenu à partir de la respiration d'insectes: amentsoc.org.
- Spider, W. (2003). Insectes et araignées du monde, volume 10. New York: Marshall Cavendish.
- Stidworthy, J. (1989). Shooting Star Press.
- Yadav, M. (2003). Biologie des insectes. New Delhi: DPH.
- Yadav, M. (2003). Physiologie des insectes. New Delhi: DPH.