Wie atmen Spinnen?

Auf der ganzen Welt wegen ihrer giftigen Bisse gefürchtet, stellen Spinnen eine faszinierend vielfältige Familie dar und die meisten sind harmlos. Mitglieder der Klasse Arachnida, Spinnen, atmen durch Buchlungen oder Luftröhre, die extrem enge Röhren sind, die durch ihren Körper verlaufen. Spinnen ähneln Insekten, haben aber acht Beine und keine Antennen. Zu ihren nächsten Verwandten gehören Skorpione, Zecken und Milben. Etwa 38.000 Spinnenarten sind bekannt, aber wahrscheinlich warten noch viele mehr darauf, entdeckt zu werden.

Einige Spinnenarten atmen mit einem oder zwei Paaren "Buchlungen". Benannt nach ihrer Ähnlichkeit mit den Seiten von a Buch, Buchlungen enthalten Schichten von dünnen, weichen, hohlen Platten, die sich durch Schlitze an der Spinne zur Luft öffnen Abdomen. Hämolymphe, das Spinnenäquivalent zu Blut, passiert die innere Oberfläche der Platten und tauscht Sauerstoff und Kohlendioxid mit der Atmosphäre aus. Buchlungen bieten eine große Oberfläche für den Gasaustausch. Bei großen Vogelspinnen beträgt die Oberfläche bis zu 70 cm². Die Schlitzöffnungen der Buchlungen können sich ausdehnen und zusammenziehen, aber nie ganz schließen. In Zeiten intensiver Aktivität öffnen Spinnen ihre Buchlungenschlitze weit auf.

Vogelspinnen atmen mit zwei Paar Buchlungen, Daddy Longlegs und andere Spinnen verwenden nur ein Paar. Mitglieder der Spinnengruppen Mesothelae und Mygalomorphae, zu denen auch Vogelspinnen gehören, haben zwei Paare von Buchlungen, und dies gilt als ein Merkmal primitiver Spinnen. Neuere Arten wie Daddy Longlegs, Orbweavers und Wolfsspinnen besitzen nur ein einziges Paar Buchlungen. Orbweavers und Wolfspinnen atmen auch durch "Trachea", die sich von ihren Buchlungen durch ihren Körper verzweigen. Wissenschaftler sind sich einig, dass die Luftröhre eine spätere Entwicklung in der Evolutionsgeschichte der Spinnen ist.

Luftröhren sind atmende Strukturen, die Spinnen und Insekten gemeinsam haben. Ein Netzwerk aus engen Röhren, die mit einer harten Substanz namens "Chitin" ausgekleidet sind, erweitert die Luftröhre aus Buchlungen bei einigen Spinnen und öffnen sich direkt an der Oberfläche durch winzige Löcher, die "Spiracles" genannt werden Andere. Spinnen, die keine Buchlungen haben und durch die Luftröhre atmen, umfassen Mitglieder von Caponiidae und Symphytognathidae. Die meisten Spinnen, die nur mit der Luftröhre atmen, haben einen einzelnen Stigmen an der Unterseite ihres Bauches. Wissenschaftler haben eine spezielle Form der Luftröhre bei Spinnen identifiziert, die als "Siebe-Trachea" bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um zahlreiche feine Luftröhren, die sich von größeren Hauptstämmen aus erstrecken.

Spinnen transportieren Sauerstoff in "Hämolymphe", einer blauen, blutähnlichen Substanz, um ihren Körper herum. Sauerstoff diffundiert durch dünne Membranen in Buchlungen und Luftröhre in die Hämolymphe, die blau ist, weil sie eine kupferbasierte Substanz namens "Hämocyanin" enthält. Hämocyanin wirkt ähnlich Weg zu den roten Blutkörperchen, binden an Sauerstoff und geben ihn in Bereichen mit niedriger Sauerstoffkonzentration frei und transportieren Abfall-Kohlendioxid in Bereiche, wo es in die Atmosphäre. Spinnen haben ein einkammeriges, röhrenförmiges Herz, Arterien und Venen, aber keine Kapillaren. Wenn Spinnen übermäßig aktiv sind, führen Muskelkontraktionen dazu, dass sich die Hämolymphe im Körper bewegt und den Transport von Gasen erhöht.