Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Böceklerde Solunum Sistemi

---

Trake sistemi: Böceklerin çogunda havayi hücrelere kadar gönderen trake sistemi denen bu sistem solunumu saglar. Baska hayvanlarda solunum, deri veya akcigerlerle baglantili olan kan dolasiminin isidir. Böceklerden baska pek az arthropoda grubunda iyi gelismis trake sistemi vardir (Bunlar Arachnida, birkaç Crustacea ve chilopodanin çogu sayilabilir. Körelmis trake tüpleri Onychophora ve Diplopoda'da görülür). Trake sisteminde karmasik yapidaki borucuklar daha ince borucuklara ayrilir ve bunlarda sonunda küçük bir hücre grubuna ulasir. Böceklerde trakenin bu karisik dallanisi omurgali hayvanlardaki damar ve kilcal damarlara analogdur.
Trake Sisteminin Esas Kisimlari
Trakeler her segmentte belli gruplar olusturur ve havayi disardan segmental olarak siralanan stigma'lar araciligi ile alir. Stigma trake sisteminin distaki açikliklaridir. Vücudun lateralinde, genelliklede pleurada yer alir. Küçük bir alanda sinirlanmistir ve etrafi belirgin skleritlerle çevrilidir. Basit sekildeki stigma apterygotlarda bulunur ve stigma dogrudan trake içine açilir. Stigma, stigma açikligi ve atriumdan olusur. Bazi gruplarda elek seklinde bir yapi görülürken bazilarinda tüylerle kaplidir. Bu yapilar trake sistemine toz ve su gibi maddelerin girisini engeller. Bazi böcek gruplarinda stigmalar içten veya distan kapakli olabilir. Karasal böceklerin çogunda su kaybinin kontrolünde önemli olan kapatma mekanizmasina sahiptir. Stigmalar trake gövdesine açilir. l. thorax segmentinin stigmasi yoktur. Her segmentte trake gövdesinden doku ve organlara hava götürmek üzere çok sayida dal çiftleri ayrilir. Bu dallarin sayi ve konumlari çok degisik olmakla beraber,
1-Her segmentte kalbe ve dorsal kaslara hava götüren dorsal dal.
2. Sindirim ve üreme organlarina bacak ve kanatlara hava götüren lateral veya visceral dal
3. Ventral kaslara ve sinir seridine hava götüren ventral konumlu damar olmak üzere üç büyük dal ayrilir.
Bas kismina vücudun lateralinde yer alan, lateral ana daldan ayrilan dalciklar oksijen götürür. Bu dalciklardan dorsalde yer alan anten, göz ve beyine ventraldeki ise agiz parçalarina ve onlari hareket ettiren kaslara oksijeni götürür.
Ince trakelerin uçlari tekrar dallara ayrilmak sureti ile bir mikron veya daha küçük çaptaki küçük kapillar tüpler trakeolleri meydana getirir. Doku ve hücrelerin arasina dallanarak yayilan trakeoller hücrelere dogru oksijen diffizyonuna olanak sagladigi için sistemin fonksiyonel kismini olusturur. CO2 nin atilmasi bu yolun tersi ile olur ve 1/4 ü vücut yüzeyi ile atilir. Trakeler, ektodermin stigmanin bulundugu yerden içe gelismesi ile olustugundan genel de ektoderme benzer. Genel yapisi bir tabaka yassi epitel hücreleri ve onlarin salgiladiklari lining maddesidir ki buna intima denir (cuticula gibi bir yapi). Intima yüzeyi taenidia denen spiral flamentlerle sertlesmistir. Bu trakeye egilme veya baska halinde bile açik kalabilme sansini verir. Trakeler defalarca dallanip trakeolleri olusturur. Bunlar taenidiaya sahip fakat epitel hücre içermezler. Her trakeol toplulugu sonunda agimsi bir hücreye yani trakeol hücresine sahiptir (bu hücre çok ince ptotoplazmik uzantilar tasir ve trokeollerin ucundaki 2-5 mikron kalinliginda olan epikütiküla tamamen kaybolmus) Trakeollerin ucu organ dokusu içine girer ve buradan gaz alisverisi saglanir. Trakeol çeperi gaz alisverisine imkan veren ince yapidadir. Stigma ve trakeler sivilara geçirgen olmayip stigma içerisindeki spiral killar sivi geçisine engel olur. Trakeoller ise özellikle uçta siviya geçirgendir.
Gaz degisimi: Uzun zamandan beri trakeollerin son kisminin hava ile degil, 0.2-0.3 µm çapindaki bir sivi sütunu ile dolu oldugu bilinmektedir. Kilcal kuvvetinden dolayi, trakeollerin son kismini çeviren dokulardan, sivilarin bu kilcal boru içerisine akma egilimi vardir. Bu nedenle trakeollerin iç çeperleri genellikle sivi (su) ile kaplidir. Siviyi doku içerisinde tutabilmek için de bir zit etkinin olmasi gereklidir. Büyük bir olasilikla bunu saglayan da trakenin kolloyidal sivi içerigidir. Trake kilcallarinin su tutma (eyleme) kuvveti, etrafini çeviren hemolenfin ozmotik basincina baglidir. Dokudaki oksijen azaldigi zaman yadimlama ürünlerinin artmasindan dolayi hemolenfin ozmotik basinci yükselir. Bunun sonucu olarak trakeollerin uç kismindaki su, dokular içine emilir ve bu arada temiz hava bosalan kilcallara dogru ilerler. Yeterince oksijen alindiktan sonra ozmotik basincin yükselmesine neden olan yadimlama son ürünlerinin oksitlenmesiyle ya da yikilarak ortadan kaldirilmasiyla, ozmotik basinç düser. Bunun sonucu su, dokulardan kilcal borular içine geçmeye baslar ve hava disariya dogru itilir. Sivinin kilcal borular içinde gidip gelmesiyle oksijen içeren hava ritmik olarak trakeoller içerisine pompalanir.
Trake sisteminin genislemesi, vücudun seklini degistirmeksizin vücut içinde organlarin gelismesine, kanat ve vücudun düzlestirilmesi için basinç olusturarak da, deri degistirmeden sonra böceklerin genislemesine olanak saglar. Böylece deri degistirmenin baslangicinda trake sistemi vücut hacminin yaklasik % 42 sini olustururken, deri degistirmenin sonunda diger organlarin büyümesi sonucu bu oran sadece % 3.8 dir. Ayrica böceklerin özgül agirligini düsürerek, sucul böceklerde su yüzeyinde durabilmeyi saglar. Bazi Diptera larvalarinda trake, su yüzeyinde denge kurmayi saglayan hidrostatik organ seklindedir.
Havanin genis lümenli trakelere ve hava keselerine pompalanmasinda baska etkenler rol oynar. Vücut duvarinin kaslar araciligiyla hacimce genisleyip daralmasi suretiyle hava içeriye ve disariya pompalanir. Bu durum birçok böcekte abdomenin sirt karin yönünde açilip kapamasiyla, ya da dürbün gibi segmentlerin boyuna birbirinin içerisine girmesiyle mümkün olmaktadir. Ayrica gögüs birçok böcekte aktif olarak havalandirmaya katilir. Gögüste meydana gelen hacim degismeleriyle hava, stigmalardan içeriye ve disariya pompalanir.
Hava keseleri: Birçok böcek grubunda solunuma yardimci olan, hava depolamaya yarayan keseler bulunur. Bunlar genellikle trake gövdelerinin genislemesi ile meydana gelmistir. Ari ve kara sinek gibi hizli uçan böceklerde hava keseleri karin boslugunun önemli bir kismini doldurur. Vücut kaslari yardimi ile keseler sikistirilip açilarak bir körük gibi çalisir ve içe hava alinir.
Stigma: Vücuda havanin girdigi hava deligidir. Trake sistemi ile dis ortam arasindaki açikliktir. Stigma bas kisminda bulunmaz. Oksijen toraxtan gelen trake ile saglanir. Stigmalar faal oldugu zaman yani açilip kapanabildiginde solunum üzerinde önemli bir kontrola sahiptir. Faal stigmalarda bir çesit kapatma aygiti vardir. Bu aygit ya stigmanin hemen disinda veya iç kisimda bulunur.
Açik trake sistemi: Stigmalar açik ve isler durumda olan sisteme denir. Genel tipte meso ve metathorax ile ilk 8 abdomen segmentinde 1 er çift olmak üzere 10 çift stigma vardir. Bununla beraber genel tipten büyük ölçüde farklilasmalarda görülür.
Kapali trake sistemi: Bazi böceklerde stigmalar ya faal degildir veya tamamen kaybolmustur. Bu haldeki trake sistemine kapali trake sistemi denir. Diger taraftan bu tipte trake gövdeleri ve iç dallar iyi gelismistir. Kapali sistemde genellikle trakeoller deri altinda veya solungaçlar içinde bir ag meydana getirir. Bu trake sekli Ephemeroptera, Plecoptera, Libellula nimfleri ve bazi Diptera larvalari gibi suda yasayan böcek nimf ve larvalarinda görülür. Bazi Odonat niflerinde oldugu gibi sucul böceklerde rektum, iç solungaçlar seklinde kivrimlara sahiptir. Ince trakeler bu katlari tamamen sarar. Nimf abdomenini periyodik olarak suya daldirir, içersine su çeker ve rektal solungaçlari islatip içindeki trakeleri havalandirdiktan sonra suyu disariya atar. Soluk alip verme Libellula migratorya için dakikada 50-55 defa.
DERI SOLUNUMU
Bazi gazlarin degisimi birçok böcegin kütikülasinda gerçeklestirilir, fakat bu toplam miktarin az bir kismini olusturur. Bunun yaninda Protura ve Collembola'larin çogunda trake sistemi yoktur, bundan dolayi bu böceklerde solunum deri solunumu seklindedir. Deri solunumu sucul ve endoparazit böceklerle, yumurtalarda önemlidir.
ANAKSIBIYOZ
Anaksibiyoz, yani oksijensiz yasama yetenegi ,farkli sekilde gelismistir. Parazit yasayanlarda bu yetenek en fazladir. Glikozun yikimi ile elde edilen enerjiyi kullanmak suretiyle bir süre yasamsal islevlerini sürdürebilirler. Fakat er yada geç laktik asidin oksidasyonu için oksijene gereksinim gösterdiklerinden, solunum hareketleri artar. Gasterophilus (Atsinegi) larvalari midede gelistigi için, oksijen yetersizligine çok dayaniklidir. Normalde yutulan havadaki oksijeni alirlar. Fakat yeterince oksijen bulamadigi zaman glikojeni yaga çevirmek suretiyle oksijen elde ederler.

---