Jak oddychają pająki?

Pająki, obawiające się na całym świecie swoich jadowitych ukąszeń, reprezentują fascynująco zróżnicowaną rodzinę i większość z nich jest nieszkodliwa. Członkowie klasy Arachnida, pająki, oddychają przez książkowe płuca lub tchawicę, które są niezwykle wąskimi rurkami biegnącymi przez ich ciała. Pająki są podobne do owadów, ale mają osiem nóg i nie mają czułków. Ich najbliższymi krewnymi są skorpiony, kleszcze i roztocza. Znanych jest około 38 000 gatunków pająków, ale prawdopodobnie wiele innych czeka na odkrycie.

Niektóre gatunki pająków oddychają za pomocą jednej lub dwóch par „książkowych płuc”. Nazwane ze względu na ich podobieństwo do stron książkowe, książkowe płuca zawierają warstwy cienkich, miękkich, pustych w środku płytek otwartych na powietrze przez szczeliny na pajęczym brzuch. Hemolimfa, która jest pająkowym odpowiednikiem krwi, przechodzi przez wewnętrzną powierzchnię płytek i wymienia tlen i dwutlenek węgla z atmosferą. Książkowe płuca zapewniają dużą powierzchnię wymiany gazowej. W przypadku dużych ptaszników powierzchnia wynosi do 70 cm (27,6 cala) kwadratu. Szczeliny w płucach książkowych mogą się rozszerzać i kurczyć, ale nigdy nie zamykają się całkowicie. W okresach intensywnej aktywności pająki otwierają szeroko szczeliny płuc.

Tarantule oddychają dwiema parami książkowych płuc, ale długonogi tatusia i inne pająki używają tylko jednej pary. Członkowie grup pająków Mesothelae i Mygalomorphae, do których należą ptaszniki, mają dwie pary książkowych płuc, co uważa się za cechę prymitywnych pająków. Nowsze gatunki, takie jak długonogi tatusiowie, tkacze orb i wilcze pająki, posiadają tylko jedną parę książkowych płuc. Orbweavers i wilcze pająki również oddychają przez „tchawicę”, która rozgałęzia się z ich książkowych płuc w całym ich ciałach. Naukowcy są zgodni, że tchawica jest późniejszym etapem ewolucji pająków.

Tchawica to oddychające struktury wspólne dla pająków i owadów. Sieć wąskich rurek wyłożonych twardą substancją zwaną „chityną”, tchawica wydłuża przejście powietrza z książkowych płuc u niektórych pająków i otwierają się bezpośrednio na powierzchnię przez maleńkie otwory zwane „przetchlinkami” w inne. Pająki, które nie mają książkowych płuc i oddychają przez tchawicę, obejmują członków Caponiidae i Symphytognathidae. Większość pająków, które oddychają tylko przez tchawicę, ma pojedynczą przetchlinkę na spodzie brzucha. Naukowcy zidentyfikowali u pająków wyspecjalizowaną formę tchawicy zwaną „tchawicą sitową”, która jest licznymi cienkimi tchawicami wystającymi z większych głównych pni.

Pająki transportują tlen wokół swoich ciał w postaci „hemolimfy”, niebieskiej, przypominającej krew substancji. Tlen dyfunduje przez cienkie błony w płucach książkowych i tchawicy do hemolimfy, która jest niebieska, ponieważ zawiera substancję na bazie miedzi zwaną „hemocyjanin”. Podobnie działa hemocyjanina drogi do czerwonych krwinek, wiążąc się z tlenem i uwalniając go w obszarach o niskim stężeniu tlenu oraz transportując odpadowy dwutlenek węgla do obszarów, w których może on dyfundować do atmosfera. Pająki mają jednokomorowe, cylindryczne serce, tętnice i żyły, ale nie mają naczyń włosowatych. Kiedy pająki są nadmiernie aktywne, skurcze mięśni powodują przemieszczanie się hemolimfy po ciele, zwiększając transport gazów.