Come respirano i ragni?

Temuti in tutto il mondo per i loro morsi velenosi, i ragni rappresentano una famiglia affascinante e diversificata e la maggior parte sono innocui. Membri della classe Arachnida, i ragni respirano attraverso i polmoni del libro o la trachea, che sono tubi estremamente stretti che attraversano i loro corpi. I ragni sono simili agli insetti ma hanno otto zampe e nessuna antenna. I loro parenti più stretti includono scorpioni, zecche e acari. Sono note circa 38.000 specie di ragni, ma probabilmente ce ne sono molte altre in attesa di essere scoperte.

Alcune specie di ragni respirano usando una o due paia di "polmoni libro". Chiamato per la loro somiglianza con le pagine di a libro, i polmoni del libro contengono strati di lastre sottili, morbide e vuote aperte all'aria attraverso fessure sulle addome. L'emolinfa, che è il ragno equivalente al sangue, attraversa la superficie interna delle placche e scambia ossigeno e anidride carbonica con l'atmosfera. I polmoni del libro forniscono un'ampia superficie per lo scambio di gas. Nelle grandi tarantole la superficie è fino a 70 cm (27,6 pollici) quadrati. Le aperture a fessura dei polmoni del libro possono espandersi e contrarsi ma mai chiudersi completamente. Durante i periodi di intensa attività, i ragni aprono le fessure dei loro polmoni a libro.

Le tarantole respirano usando due paia di polmoni a libro, ma le gambe lunghe di papà e altri ragni usano solo una coppia. I membri dei gruppi di ragni Mesothelae e Mygalomorphae, che include le tarantole, hanno due paia di polmoni a libro, e questa è considerata una caratteristica dei ragni primitivi. Le specie più recenti, come le gambe lunghe di papà, i tessitori di sfere e i ragni lupo possiedono solo un paio di polmoni a libro. Anche gli Orbweavers e i ragni lupo respirano attraverso la "trachea" che si dirama dai loro polmoni a libro in tutto il corpo. Gli scienziati concordano sul fatto che la trachea sia uno sviluppo successivo nella storia evolutiva dei ragni.

Le trachee sono strutture respiratorie comuni a ragni e insetti. Una rete di tubi stretti rivestiti con una sostanza dura chiamata "chitina", la trachea estende il passaggio dell'aria dai polmoni del libro in alcuni ragni e si aprono direttamente alla superficie attraverso minuscoli fori chiamati "spiracoli" in altri. I ragni che non hanno polmoni a libro e respirano attraverso la trachea includono membri di Caponiidae e Symphytognathidae. La maggior parte dei ragni che respirano usando solo la trachea hanno un singolo spiracolo nella parte inferiore dell'addome. Gli scienziati hanno identificato una forma specializzata di trachea nei ragni chiamata "trachea setaccio", che sono numerose trachee fini che si estendono da tronchi principali più grandi.

I ragni trasportano l'ossigeno intorno ai loro corpi in "emolinfa", una sostanza blu simile al sangue. L'ossigeno si diffonde attraverso le membrane sottili nei polmoni del libro e nella trachea nell'emolinfa, che è blu perché contiene una sostanza a base di rame chiamata "emocianina". L'emocianina funziona in modo simile modo ai globuli rossi, legandosi all'ossigeno e rilasciandolo in aree con basse concentrazioni di ossigeno e trasportando l'anidride carbonica di scarto in aree dove può diffondersi nel atmosfera. I ragni hanno un cuore tubolare a camera singola, arterie e vene, ma non capillari. Quando i ragni sono eccessivamente attivi, le contrazioni muscolari fanno sì che l'emolinfa si muova intorno al corpo, aumentando il trasporto di gas.