Jak dýchají pavouci?

Pavouci, kteří se bojí po celém světě kvůli svým jedovatým kousnutí, představují fascinující rozmanitou rodinu a většina z nich je neškodná. Členové třídy Arachnida, pavouci dýchají knižními plícemi nebo průdušnicí, což jsou extrémně úzké trubice protékající jejich těly. Pavouci jsou podobní hmyzu, ale mají osm nohou a antény. Mezi jejich nejbližší příbuzné patří štíři, klíšťata a roztoči. Je známo asi 38 000 druhů pavouků, ale na objevení čeká pravděpodobně mnohem více.

Některé druhy pavouků dýchají pomocí jednoho nebo dvou párů „knižních plic“. Pojmenované pro svou podobnost se stránkami a kniha, knižní plíce obsahují vrstvy tenkých, měkkých, dutých desek otevřených do vzduchu štěrbinami na pavoucích břicho. Hemolymph, což je pavouk ekvivalentní krvi, prochází přes vnitřní povrch desek a vyměňuje kyslík a oxid uhličitý s atmosférou. Plíce knihy poskytují velkou plochu pro výměnu plynů. Ve velkých tarantulech je povrch až 70 cm čtverečních. Štěrbinové otvory plic knihy se mohou rozšiřovat a stahovat, ale nikdy se úplně nezavřou. Během období intenzivní aktivity pavouci otevírají své plicní štěrbiny dokořán.

Tarantule dýchají pomocí dvou párů plic knih, ale tatínkovy dlouhé nohy a další pavouci používají pouze jeden pár. Členové pavoučích skupin Mesothelae a Mygalomorphae, které zahrnují tarantule, mají dva páry plic knih, což je považováno za rys primitivních pavouků. Novější druhy, jako jsou taťkovy dlouhé nohy, orbweaverové a vlčí pavouci, mají jen jeden pár plic. Orbweaverové a vlčí pavouci také dýchají „průdušnicí“, která se v jejich tělech rozvětvuje z plic knih. Vědci se shodují, že průdušnice je pozdější vývoj v evoluční historii pavouků.

Průdušnice jsou dýchací struktury, které mají společné pavouci a hmyz. Síť úzkých trubiček lemovaných tvrdou látkou zvanou „chitin“ průdušnice prodlužuje průchod vzduchu z plic knihy v některých pavoucích a otevírají se přímo na povrch malými otvory zvanými „spiracles“ ostatní. Pavouci, kteří nemají plíce na knihy a dýchají průdušnicí, zahrnují členy Caponiidae a Symphytognathidae. Většina pavouků, kteří dýchají pouze pomocí průdušnice, má na spodní straně břicha jediný průduch. Vědci identifikovali specializovanou formu průdušnice u pavouků zvanou „sítová průdušnice“, což jsou četné jemné průdušnice vyčnívající z větších hlavních kmenů.

Pavouci transportují kyslík kolem svého těla v „hemolymfě“, modré látce podobné krvi. Kyslík difunduje přes tenké membrány v plicích knihy a průdušnici do hemolymfy, která je modrá, protože obsahuje látku na bázi mědi zvanou „hemocyanin“. Hemocyanin funguje podobně způsob, jak se červené krvinky váží na kyslík a uvolňují ho v oblastech s nízkou koncentrací kyslíku a transportují odpadní oxid uhličitý do oblastí, kde může difundovat ven do atmosféra. Pavouci mají jednokomorové tubulární srdce, tepny a žíly, ale žádné kapiláry. Když jsou pavouci nadměrně aktivní, svalové kontrakce způsobují, že se hemolymfa pohybuje po těle a zvyšuje transport plynů.