Wie atmen Insekten?

Sauerstoff ist eines der wichtigsten Moleküle, die für das Wachstum und die Erhaltung des Lebens notwendig sind. Menschen und andere Säugetiere nehmen Sauerstoff durch die Atmung auf. Wir atmen und inhalieren Sauerstoff in unsere Lungen, die den Sauerstoff dann über den Blutfluss an alle Gewebe verteilen. Andere Lebewesen auf unserer Welt haben offensichtlich keine Lunge und können diese Methode daher nicht nutzen, um Sauerstoff in ihrem Körper zu verteilen. Insbesondere ist es interessant, die Atmung von Insekten zu untersuchen.

Insekten atmen oder sammeln Sauerstoff durch ein verzweigtes Netzwerk von Röhren, die Luftröhren genannt werden. Diese Röhren haben Öffnungen, sogenannte Spirakel, die sich im Brustkorb (Thorax) und im Bauch befinden. Sauerstoff gelangt passiv in die Spirakel, strömt durch die Röhren und landet in einer Flüssigkeit am Boden jeder Röhre, die bei der Auflösung des Sauerstoffs hilft. Diese Flüssigkeit wandert dann zu anderen Zellen, um andere Zellen im Körper des Insekts mit Sauerstoff zu versorgen.

Unter dem Mikroskop können Sie sehen, dass Insekten atmen oder Luft durch den Mund aufnehmen, aber sie gähnen selten. Und diese Luft durch den Mund versorgt die Zellen nicht mit dem nötigen Sauerstoff, weil Insekten keine Lunge haben. Anstatt die Luft im Mund zur Sauerstoffversorgung der Lunge zu nutzen, kann man sagen, dass Insekten passiv atmen. Sie müssen sich darauf verlassen, dass der Sauerstoff um sie herum in ihre Lungenbläschen und in die Luftröhre eindringt, um die notwendige Sauerstoffversorgung aller ihrer Zellen sicherzustellen.

Was das Thema der Atmung von Insekten so faszinierend macht, ist die Tatsache, dass Insekten in einer Umgebung mit hohem Sauerstoffgehalt theoretisch viel größer sein könnten als die heutigen modernen Versionen. Viele Paläontologen vermuten beispielsweise, dass viele unserer modernen Käfer kleine Versionen im Vergleich zu den riesigen Insekten sind, die in prähistorischen Zeiten möglicherweise auf der Erde umherstreiften. Aufgrund der passiven Atmung der Insekten kann das Leben bei sehr großen Insekten nicht aufrechterhalten werden, da keine Möglichkeit besteht, alle Zellen ausreichend mit Sauerstoff zu versorgen. Wissenschaftler glauben jedoch, dass die Erde früher einen viel höheren Sauerstoffgehalt hatte, was bedeutet, dass es eine starke Vermehrung von Sauerstoff gab, den Insekten aufnehmen konnten. Dies allein könnte erklären, warum gruselige Krabbeltiere früher sehr groß waren: Sie hatten mehr Luft zum „Atmen“.

Da der Sauerstoffgehalt an Land abnahm, wäre es für das Insekt von Vorteil gewesen, kleiner zu sein. Da Insekten nicht so viel atmen können, hing das Überleben möglicherweise davon ab, kompakter zu sein, um eine gesunde Sauerstoffversorgung aller Gewebe zu gewährleisten. Allerdings gibt es auf der Welt immer noch einige ziemlich große Insekten. Allerdings sind sie meist nicht so groß wie die in den Fossilienfunden entdeckten Exemplare.

Man geht beispielsweise davon aus, dass das größte gefundene Libellenfossil vor 250 Millionen Jahren im Paläozoikum gelebt hat. Seine Flügelspannweite betrug 30 Zoll (76,2 cm) und seine Körperlänge betrug 18 Zoll (45,72 cm). Die sauerstoffreiche Umgebung und die Art und Weise, wie Insekten atmen, kamen eindeutig der frühen Libelle zugute, deren Flügelspannweite so groß war wie die Größe eines kleinen Kindes.

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