Дыхательная система и газообмен пчел

Органы дыхания пчелы устроены в виде сильно разветвленной системы трахейных трубочек. Начинается дыхательная система отверстиями в спинных полукольцах, называемых стигмами или дыхальцами. На груди расположены три пары дыхалец, на брюшке матки и рабочей пчелы — шесть (седьмая пара дыхалец находится на недоразвитом тергите, скрытом в брюшке), на брюшке трутня — семь пар. Дыхальца имеют запирательный аппарат, который препятствует проникновению в дыхательную систему посторонних частиц и предохраняет внутренние органы от чрезмерной потери воды. От дыхалец отходят короткие трахейные трубки, вступающие в продольные трахейные, или воздушные, мешки. Последние находятся в брюшке, продолжаются в грудном отделе и в голове. От воздушных мешков берут начало трахейные стволы, которые путем ветвления дают целую сеть нежных трубочек, оплетающих все внутренние органы и местами проникающих в клетки.

Трахейные трубочки сверху покрыты слоем эпителиальных клеток, а изнутри они полые, выстланы слоем хитина. Хитин имеет форму спиральной пружины. Видоизменение внутренней хитиновой обкладки в спираль является приспособлением, предохраняющим трахейные трубочки от спадания во время движения пчелы. Спиральная хитиновая пружинка поддерживает трахею в расправленном, напряженном состоянии и тем самым способствует проникновению кислорода воздуха в самые отдаленные веточки трахейной системы. Мельчайшие ветви трахейной системы — трахеолы, проникающие в клетки, лишены спиральной хитиновой выстилки.

У мелких и малоподвижных насекомых поступление кислорода обеспечивается одной диффузией газов по трахейной системе. У крупных, летающих, подвижных, с повышенным обменом веществ и огромными потребностями в энергии насекомых функция газообмена в значительной мере обеспечивается посредством механической вентиляции. Вентиляция воздуха по трахейной системе у пчелы осуществляется трахеями и связанными с ними превосходно развитыми трахейными воздушными мешками, расположенными в брюшке, груди, голове. Воздушные мешки то спадают, то наполняются воздухом вслед за дыхательными движениями склеротизированной стенки тела. Когда воздух при дыхательных телескопических движениях брюшка поступает в трахеи через стигмы, воздушные мешки наполняются воздухом. Наоборот, при выдыхательных движениях брюшные сегменты как бы втягиваются один в другой, воздух выходит из трахей и воздушные мешки спадаются. Вентиляция при посредстве воздушных мешков происходит также при общих движениях тела; при этом существенную роль играет вентиляция межмышечных воздушных мешков. Воздушные мешки в голове вентилируются под действием давления крови. В результате большая часть воздуха в трахейной системе пчелы приближается по составу к наружному воздуху. В противоположность описанному здесь внешнему дыханию, снабжение тканей пчелы происходит путем диффузии по разветвлениям трахей и трахеолам.

Воздушные мешки, помимо функции вентиляции, делают возможными изменения объема внутренних органов (кишечника, яичника) без влияния па внешние размеры тела пчелы.