Πώς αναπνέουν οι αράχνες;

Φοβισμένοι σε όλο τον κόσμο για τα δηλητηριώδη τσιμπήματά τους, οι αράχνες αντιπροσωπεύουν μια συναρπαστικά διαφορετική οικογένεια και οι περισσότερες είναι ακίνδυνες. Μέλη της τάξης Αραχνίδα, οι αράχνες αναπνέουν από τους πνεύμονες του βιβλίου ή την τραχεία, οι οποίοι είναι εξαιρετικά στενοί σωλήνες που διατρέχουν το σώμα τους. Οι αράχνες είναι παρόμοιες με τα έντομα, αλλά έχουν οκτώ πόδια και χωρίς κεραίες. Οι πλησιέστεροι συγγενείς τους περιλαμβάνουν σκορπιούς, τσιμπούρια και ακάρεα. Περίπου 38.000 είδη αραχνών είναι γνωστά, αλλά υπάρχουν πιθανότατα πολλά ακόμη που περιμένουν να ανακαλυφθούν.

Μερικά είδη αράχνης αναπνέουν χρησιμοποιώντας ένα ή δύο ζεύγη "πνευμόνων βιβλίου". Ονομάστηκε για την ομοιότητά τους με τις σελίδες ενός βιβλίο, βιβλίο πνεύμονες περιέχει στρώματα από λεπτές, μαλακές, κοίλες πλάκες ανοιχτές στον αέρα μέσω σχισμών στις αράχνες κοιλιά. Το Hemolymph, το οποίο είναι η αράχνη που ισοδυναμεί με το αίμα, περνά πέρα ​​από την εσωτερική επιφάνεια των πλακών και ανταλλάσσει οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα με την ατμόσφαιρα. Οι πνεύμονες βιβλίων παρέχουν μεγάλη επιφάνεια για ανταλλαγή αερίων. Σε μεγάλες ταραντούλες η επιφάνεια είναι έως 70 cm (27,6 ίντσες) τετράγωνο. Τα ανοίγματα των πνευμόνων του βιβλίου μπορούν να διογκωθούν και να συρρικνωθούν αλλά ποτέ να μην κλείσουν πλήρως. Κατά τη διάρκεια περιόδων έντονης δραστηριότητας, οι αράχνες ανοίγουν το άνοιγμα των πνευμόνων τους.

Οι ταραντούλες αναπνέουν χρησιμοποιώντας δύο ζεύγη πνευμόνων βιβλίου, αλλά ο μπαμπάς μπαμπάς και άλλες αράχνες χρησιμοποιούν μόνο ένα ζευγάρι. Τα μέλη των ομάδων αραχνών Mesothelae και Mygalomorphae, που περιλαμβάνουν ταραντούλες, έχουν δύο ζεύγη πνευμόνων βιβλίου, και αυτό θεωρείται χαρακτηριστικό των πρωτόγονων αραχνών. Τα πιο πρόσφατα είδη, όπως οι μπαμπάς μπαμπάς, οι τροχοί και οι αράχνες λύκων διαθέτουν μόνο ένα ζευγάρι πνευμόνων βιβλίου. Οι Orbweavers και οι αράχνες λύκων αναπνέουν επίσης μέσω της «τραχείας» που διακλαδίζεται από τους πνεύμονες του βιβλίου τους σε όλο το σώμα τους. Οι επιστήμονες συμφωνούν ότι η τραχεία είναι μια μεταγενέστερη εξέλιξη στην εξελικτική ιστορία των αραχνών.

Η τραχεία είναι δομές αναπνοής που έχουν κοινά αράχνες και έντομα. Ένα δίκτυο στενών σωλήνων επενδεδυμένων με μια σκληρή ουσία που ονομάζεται «χιτίνη», η τραχεία επεκτείνει τη διέλευση του αέρα από τους πνεύμονες του βιβλίου σε ορισμένες αράχνες και ανοίγουν απευθείας στην επιφάνεια μέσα από μικροσκοπικές τρύπες που ονομάζονται "σπιράλ" οι υπολοιποι. Οι αράχνες που δεν έχουν πνεύμονες βιβλίου και αναπνέουν τραχεία περιλαμβάνουν μέλη Caponiidae και Symphytognathidae. Οι περισσότερες αράχνες που αναπνέουν χρησιμοποιώντας μόνο τραχεία έχουν ένα μόνο κύμα στην κάτω πλευρά της κοιλιάς τους. Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια εξειδικευμένη μορφή τραχείας σε αράχνες που ονομάζεται «κόσκινο τραχεία», που είναι πολλές λεπτές τραχείες που εκτείνονται από μεγαλύτερους κύριους κορμούς.

Οι αράχνες μεταφέρουν οξυγόνο γύρω από το σώμα τους σε "αιμολύμφη", μια μπλε ουσία που μοιάζει με αίμα. Το οξυγόνο διαχέεται σε λεπτές μεμβράνες στους πνεύμονες του βιβλίου και στην τραχεία σε αιμολύμφη, το οποίο είναι μπλε επειδή περιέχει μια ουσία με βάση το χαλκό που ονομάζεται "αιμοκυανίνη". Η αιμοκυανίνη λειτουργεί σε παρόμοια τρόπος ερυθρών αιμοσφαιρίων, δέσμευση στο οξυγόνο και απελευθέρωσή του σε περιοχές με χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου και μεταφορά απορριμμάτων διοξειδίου του άνθρακα σε περιοχές όπου μπορεί να διαχέεται στο ατμόσφαιρα. Οι αράχνες έχουν μια ενιαία θαλάμη, σωληνοειδή καρδιά, αρτηρίες και φλέβες αλλά δεν έχουν τριχοειδή αγγεία. Όταν οι αράχνες είναι υπερβολικά δραστικές, οι συσπάσεις των μυών προκαλούν την αιμόλυμα να κινείται γύρω από το σώμα, αυξάνοντας τη μεταφορά των αερίων.