Como os insetos respiram?

O processo de respiração dos insetos ocorre de forma diferente de outros animais conhecidos. Os mamíferos, por exemplo, caracterizam-se pela obtenção de oxigênio pelo nariz, de onde ele passa para os pulmões para ser transformado em dióxido de carbono, que é expelido na próxima exalação; esta é a explicação básica do procedimento. Nos insetos, porém, este mecanismo é realizado de forma diferente. Então, como os insetos respiram?

Os insetos absorvem oxigênio externo através dos tecidos do corpo chamados espiráculos, que são encontrados em seu exoesqueleto, ao nível do abdômen, na forma de orifícios ou aberturas no corpo. Quando armazenado nos espiráculos, o oxigênio é transportado para as traquéolas dos insetos, tubos de diâmetro menor que são distribuídos por todo o corpo e são responsáveis pelo transporte do oxigênio para as traqueias, sacos medindo menos de 0,2 micrômetros. Estes sacos agem como os pulmões dos insetos, mas estão localizados em diferentes partes de sua anatomia. As traquéolas são distinguidas como membranas úmidas que permitem a troca de gases de fora e de dentro.

Uma vez feito isso, as células dos insetos recebem o oxigênio de que necessitam e expulsam o dióxido de carbono correspondente através dos mesmos espiráculos. Este movimento de gases ocorre no sistema respiratório do inseto; nem o sistema circulatório nem outros tecidos estão envolvidos. Em outras palavras, como um inseto absorve oxigênio do ar e como chega a seus tecidos? Através da respiração celular, assim como nos seres humanos e em todos os seres vivos com células. Entretanto, a respiração celular é a parte final de todo o processo, aquela que envolve a troca de gases, portanto, se quisermos saber qual respiração tem cada tipo de inseto, como vimos, eles seguem um sistema respiratório traqueal.

Este aparelho respiratório funciona da mesma forma para todos os insetos terrestres, com a exceção de que os insetos menores não precisam fazer um esforço para manter o funcionamento dos espiráculos. Espécimes maiores que 3 centímetros, porém, requerem mais esforço muscular para realizar a respiração porque sua taxa metabólica é maior; este é o caso dos coleópteros, mais conhecidos como besouros (como o besouro da morte, também chamado de Xestobium rufovillosum).

Apenas 6% dos insetos são aquáticos. Dos demais, alguns deles vivem nas primeiras etapas de seu desenvolvimento em ambientes aquáticos. Como incorporam oxigênio nesses casos? Como os insetos aquáticos respiram?

Adaptações de insetos aquáticos

Dependendo da espécie, estão presentes diferentes mecanismos para que os insetos obtenham oxigênio. Assim como os insetos terrestres, os insetos aquáticos têm um sistema traqueal, mas o utilizam de forma diferente graças a várias adaptações. Estas adaptações são:

• Traqueias hidrofóbicas: elas impedem a entrada de água no organismo do inseto, mesmo quando os espiráculos são implantados para realizar o processo de respiração. Este é o método utilizado pelas larvas de mosquito.
• Cerdas hidrofóbicos: são "tubos" capazes de romper a tensão superficial da água. As larvas de dípteros pertencentes ao gênero Eristalis utilizam esta adaptação, como a mosca zangão comum (Eristalis tenax) e a mosca do pomar (Eristalis horticola).
• Pêlos hidrofóbicos: Numa tentativa de distanciar as visitas à superfície, algumas espécies desenvolveram cerdas ou pêlos capazes de sustentar bolhas de ar que utilizam para extrair oxigênio. Os insetos do gênero Notonecta, como o backswimmer (Notonecta glauca), fazem uso desta adaptação.
• Plastrão: os plastrões são bolhas não compreensíveis que evitam que o inseto tenha que ir à superfície para respirar. Os plastrons são formados pela presença de pêlos hidrofóbicos na cutícula do corpo do inseto, que mantêm uma constante troca de ar sem destruir a bolha. Insetos do gênero Aphelocheirus (hemiptera como Aphelocheirus aestivalis) e Elmis (coleoptera como o escaravelho Elmis aenea) têm plastrões.
• Brânquias traqueais: onde as traquéolas devem ser localizadas, alguns insetos desenvolvem extensões de folhas finas que são visíveis na parte externa do corpo; estas são as brânquias traqueais. Este sistema é utilizado por larvas da subordem Zygoptera, como a própria bela demoiselle (Calopteryx virgo) e Trichoptera, como a quimarra de Stephens (Philopotamidae Stephens).

Com essas adaptações, os insetos aquáticos desenvolveram três tipos de respiração:

Tipos de respiração em insetos aquáticos

Traquéias hidrofóbicas, cerdas e pêlos, plastrões e brânquias traqueais são adaptações desenvolvidas por insetos aquáticos para obter oxigênio das seguintes formas:

Obtenção de oxigênio do ar: para obter oxigênio diretamente do ar, o inseto faz uso das cerdas hidrofóbicas, traquéias e pêlos. Há três opções:

1. Romper a tensão na superfície da água e usando as traqueias hidrofóbicas para obter oxigênio. Quando o oxigênio se esgota, o inseto deve retornar à superfície.
2. Romper a tensão superficial e usar as cerdas para obter oxigênio. Neste caso, o inseto deve permanecer com a cerda estendida para respirar.
3. Romper a tensão superficial e usar os pêlos hidrofóbicos para criar uma bolha de ar. Uma vez que a bolha se esgote, o inseto deve retornar à superfície para repetir o processo.

Obtenção de oxigênio através da água: este é o caso da respiração cutânea e do uso de brânquias e plastrões. Para descobrir como os insetos respiram por esses métodos, explicamos a seguir:

1. Respiração cutânea: algumas espécies que se desenvolvem em espaços aquáticos formam uma cutícula ou película externa através da qual absorvem os gases de oxigênio encontrados na água. Neste tipo de respiração, o oxigênio é obtido diretamente da água. Graças a este método, nenhum líquido entra no sistema traqueal porque o inseto é capaz de manter os espiráculos fechados até que o oxigênio se esgote. Esta respiração é utilizada por larvas dos gêneros Simulium e Chironomus, dípteros como a mosca Blandford (Simulium posticatum).
2. Respiração traqueal: Este método consiste em obter oxigênio do próprio ambiente aquático, sem a necessidade de aproximar-se da superfície. Nesses casos, as brânquias são encontradas cobrindo a rede traqueal dos insetos, de modo que o oxigênio é distribuído a partir deles, como descrito acima.
3. Plastrons: são formados pela presença de pêlos hidrofóbicos na cutícula do corpo do inseto, que mantêm uma constante troca de ar sem destruir a bolha.

Obtenção de oxigênio das plantas: os insetos aquáticos também podem obter oxigênio diretamente das plantas que ficam submersas. Para isso, eles pressionam seus espiráculos no aerênquima das plantas, uma área de tecido com células intercelulares onde armazenam oxigênio (você pode ver isso cortando o caule de uma planta aquática e observando pequenas divisões ocas no interior). Os insetos que obtêm oxigênio desta forma são as larvas dos gêneros Donacia (Coleoptera como Donacia jacobsoni e Donacia hirtihumeralis) e Chrysogaster (Diptera como Chrysogaster basalis e Chrysogaster cemiteriorum).

Assim, vemos que a respiração dos insetos é muito mais complexa e variada, de modo que os insetos respiram de uma forma ou de outra, dependendo do ambiente em que vivem.

As moscas, animais que são tão comuns em nossas casas, usam o mesmo sistema de respiração traqueal que outros insetos terrestres. O espiráculo pelo qual entram as partículas de oxigênio está localizado no abdômen. De lá, eles são transportados através dos tubos da traqueia até as traquéolas, o destino final deste oxigênio.

As traquéolas contêm fluido traqueal, que dissolve as moléculas de oxigênio e as transporta para o corpo da mosca. Este processo leva apenas alguns segundos e ocorre o tempo todo, mesmo enquanto a mosca está em vôo. Entretanto, durante o vôo, os insetos precisam consumir mais oxigênio e, portanto, o fluxo recebido deve ser aumentado. Embora os espiráculos se expandam para permitir a passagem de mais ar, isto não é suficiente para os níveis necessários durante o vôo. Por causa disso, a mosca expande o sistema torácico e traqueal, o que multiplica a capacidade das traquéolas . Devido a este sistema, a mosca é capaz de processar 350 mililitros de ar por hora, em vez dos 50 mililitros que processa em repouso.

Agora que você sabe como os insetos respiram, se quiser descobrir fatos mais interessantes sobre eles, não perca este outro artigo: "Os menores insetos do mundo".

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