Книжное легкое
Книжное легкое — это тип органа дыхания, используемый для атмосферного газообмена, который присутствует у многих паукообразных , таких как скорпионы и пауки . Каждый из этих органов расположен внутри открытой вентральной брюшной, заполненной воздухом полости (предсердия) и соединяется с окружающей средой через небольшое отверстие с целью дыхания .
Структура и функции
[ редактировать ]Книжные легкие не имеют отношения к легким современных наземных позвоночных . Вместо этого их название описывает их структуру и цель как случай конвергентной эволюции . Скопления чередующихся воздушных карманов и тканей, заполненных гемолимфой. [а] придайте им вид, похожий на «сложенную» книгу. [1]
Их количество варьируется от одной пары у большинства пауков до четырех пар у скорпионов. Развернутые «страницы» (пластины) книжного легкого заполнены гемолимфой. Складки максимизируют поверхность, подвергающуюся воздействию воздуха , и тем самым максимизируют количество газа, обменивающегося с окружающей средой. У большинства видов для облегчения такого дыхания не требуется никакого движения пластинок.
Иногда отсутствует
[ редактировать ]Многие паукообразные , такие как клещи и сборщики урожая , не имеют следов книжных легких и дышат только через трахеи или через поверхность тела. Вместо этого газообмен осуществляется тонкими стенками внутри полости, площадь их поверхности увеличивается за счет разветвления в тело в виде тонких трубок, называемых трахеями . Эти трахеи, возможно, произошли непосредственно от легких книжного типа, поскольку трахеи некоторых пауков имеют небольшое количество сильно удлиненных камер.
Таксономия паукообразных
[ редактировать ]Отсутствие или наличие книжных легких делит паукообразных на две основные группы:
- Легочные паукообразные
- имеются книжные легкие; Tetrapulmonata ( плетистые скорпионы , шизомиды , амблипиги и пауки ) и скорпионы .
- А-легочные паукообразные
- книжные легкие отсутствуют; скорпионы-микрохлысты , сенокосцы , акарины , псевдоскорпионы , рицинулеи и солнечные пауки.
У Tetrapulmonata есть две пары книжных легких, обнаруженные на втором и третьем брюшных сегментах (Schizomida потеряли пару, а у наиболее продвинутых пауков по крайней мере одна из пар заменена трахеей). У скорпионов четыре пары книжных легких, расположенных на третьем, четвертом, пятом и шестом сегментах брюшка. [2]
Легочные паукообразные также кажутся единственными представителями паукообразных, у которых дыхательный пигмент гемоцианин . в крови присутствует [3]
Один из давних споров в эволюции паукообразных заключается в том, произошли ли книжные легкие из книжных жабр всего один раз у общего предка паукообразных. [4] или же книжные легкие развивались отдельно у нескольких групп паукообразных по мере их выхода на сушу. В то время как третий сегмент брюшка у Tetrapulmonata имеет книжные легкие, у скорпионов вместо этого есть пара органов чувств, называемых пектинами.
Самые старые книжные легкие были обнаружены у вымерших паукообразных тригонотарбидов возрастом 410 миллионов лет , сохранившихся в кремне Рини в Шотландии. Эти девонские ископаемые легкие почти неотличимы от легких современных паукообразных, полностью приспособленных к наземному существованию. [5]
Книжные жабры
[ редактировать ]
Считается, что книжные легкие произошли от книжных жабр , вододышащих структур среди морских хелицератов . Хотя они имеют схожее книжное строение, книжные жабры расположены снаружи, а книжные легкие — внутри. [6] Оба считаются придатками, а не обычными внутренними органами, поскольку они развиваются из зачатков конечностей до того, как почки сплющиваются в сегментированные пластинки . [7]
Книжные жабры все еще присутствуют у морских членистоногих Limulus ( подковообразных ), у которых их пять пар, причем створка перед ними представляет собой половую крышку, у которой отсутствуют жабры. Книжные жабры представляют собой лоскутные придатки, которые осуществляют газообмен в воде и, по-видимому, возникли из видоизмененных ног. Внутри каждого придатка имеется более 100 тонких страницообразных мембран, пластинок , напоминающих страницы книги, где происходит газообмен. Эти придатки ритмично движутся, обеспечивая приток и отток крови к пластинкам и циркуляцию воды по ним. Поскольку их основное предназначение — дыхание, их можно использовать и для плавания молодых особей. Если их поддерживать во влажном состоянии, мечехвосты могут жить на суше в течение многих часов.
Сноски
[ редактировать ]- ^ Гемолимфа — членистоногих . эквивалент крови
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Феликс, Райнер Ф. (1996). Биология пауков Издательство Оксфордского университета, США. стр. 100-1 61 –6 ISBN 0-19-509594-4 .
книжное легкое.
- ^ Происхождение тетрапульмонатных книжных легких и их значение для филогении хелицератов.
- ^ Разнообразие и эволюция хелицератных гемоцианинов.
- ^ Шольц, Герхард; Каменц, Карстен (2006). «Книжные легкие скорпионов и четвероногих (Chelicerata, Arachnida): доказательства гомологии и единого события террестриализации общего предка паукообразных». Зоология . 109 (1): 2–13. дои : 10.1016/j.zool.2005.06.003 . ПМИД 16386884 .
- ^ Каменц, Карстен; Данлоп, Джейсон А.; Шольц, Герхард; Керп, Ганс; Хасс, Хаген (2008). «Микроанатомия книжных легких раннего девона» . Письма по биологии . 4 (2). Лондон, Великобритания: Королевское общество: 212–215. дои : 10.1098/rsbl.2007.0597 . ПМЦ 2429929 . ПМИД 18198139 .
- ^ Бхамра, HS; Джунея, Кавита (2002). Знакомство с членистоногими . Anmol Publications Pvt. ООО ISBN 81-261-0673-5 .
- ^ Пехманн, Матиас; Хадже, Сара; Шпренгер, Фредерик; Прпич, Никола-Майкл (ноябрь 2010 г.). «Механизмы формирования рисунка и морфологическое разнообразие придатков паука и их значение для эволюции пауков» . Строение и развитие членистоногих . 39 (6): 453–67. дои : 10.1016/j.asd.2010.07.007 . ПМИД 20696272 . Проверено 20 августа 2020 г.