Kā zirnekļi elpo?

Zirnekļi, kas visā pasaulē baidās par indīgiem kodumiem, pārstāv aizraujoši daudzveidīgu ģimeni un lielākā daļa ir nekaitīgi. Arachnida klases locekļi, zirnekļi elpo caur grāmatu plaušām vai traheju, kas ir ārkārtīgi šauras caurules, kas iet caur viņu ķermeni. Zirnekļi ir līdzīgi kukaiņiem, bet tiem ir astoņas kājas un bez antenām. Viņu tuvākie radinieki ir skorpioni, ērces un ērces. Ir zināmas apmēram 38 000 zirnekļu sugas, taču, iespējams, ir daudz vairāk, kas gaida atklāšanu.

Dažas zirnekļu sugas elpo, izmantojot vienu vai divus "grāmatu plaušu" pārus. Nosaukts par līdzību ar a grāmatu, grāmatu plaušās ir plānu, mīkstu, dobu plākšņu slāņi, kas caur zirnekļa spraugām ir atvērti gaisam vēders. Hemolimfa, kas ir zirnekļa ekvivalents asinīm, šķērso plākšņu iekšējo virsmu un apmaina skābekli un oglekļa dioksīdu ar atmosfēru. Grāmatu plaušas nodrošina lielu gāzes apmaiņas virsmu. Lielos tarantulos virsmas laukums ir līdz 70 cm (27,6 collas) kvadrāts. Grāmatu plaušu spraugas var paplašināties un sarauties, bet nekad pilnībā neaizvērt. Intensīvas aktivitātes laikā zirnekļi plaši atver savu grāmatu.

Tarantulas elpo, izmantojot divus grāmatu plaušu pārus, bet tēva garās kājas un citi zirnekļi izmanto tikai vienu pāri. Zirnekļu grupas Mesothelae un Mygalomorphae, kurā ietilpst tarantulas, dalībniekiem ir divi grāmatu plaušu pāri, un to uzskata par primitīvu zirnekļu pazīmi. Jaunākajām sugām, piemēram, tēva garajām kājām, orbweavers un vilku zirnekļiem, ir tikai viens grāmatu plaušu pāris. Orbweavers un vilku zirnekļi arī elpo caur "traheju", kas visā ķermenī sazarojas no viņu grāmatu plaušām. Zinātnieki ir vienisprātis, ka traheja ir vēlāka attīstība zirnekļu evolūcijas vēsturē.

Traheja ir elpošanas struktūras, kas zirnekļiem un kukaiņiem ir kopīgas. Šauru cauruļu tīkls, kas izklāts ar cietu vielu, ko sauc par "hitīnu", traheja pagarina gaisa plūsmu no grāmatu plaušām dažos zirnekļos un atveras tieši uz virsmu caur sīkām caurumiem, ko sauc par "spirāļiem" iekšā citi. Zirnekļi, kuriem nav grāmatu plaušas un kas elpo caur traheju, ir Caponiidae un Symphytognathidae pārstāvji. Lielākajai daļai zirnekļu, kas elpo, izmantojot tikai traheju, vēdera lejasdaļā ir viens spirāle. Zinātnieki zirnekļos ir identificējuši trahejas specializēto formu, ko sauc par "sietu traheju", kas ir daudz smalku traheju, kas stiepjas no lielākiem galvenajiem stumbriem.

Zirnekļi transportē skābekli ap ķermeni "hemolimfā" - zilā, asinīm līdzīgā vielā. Skābeklis izplatās pa plānām membrānām grāmatu plaušās un trahejā hemolimfā, kas ir zils, jo satur vara bāzes vielu, ko sauc par "hemocianīnu". Hemocianīns darbojas līdzīgā veidā veids, kā nokļūt sarkanajās asins šūnās, saistoties ar skābekli un atbrīvojot to apgabalos ar zemu skābekļa koncentrāciju, un nogādājot oglekļa dioksīda atkritumus uz vietām, kur tie atmosfēru. Zirnekļiem ir vienkameru, cauruļveida sirds, artērijas un vēnas, bet nav kapilāru. Kad zirnekļi ir pārāk aktīvi, muskuļu kontrakcijas izraisa hemolimfa pārvietošanos pa ķermeni, palielinot gāzu transportēšanu.