Диффузия

Существует несколько теорий, объясняющих механизм притока кислорода по трахеям и трахеолам к тканям и оттока углекислого газа в обратном направлении. Сейчас общепризнано, что у активных крупных насекомых движение газов происходит благодаря диффузии (рис. 5.18, А), а также некоторым механическим вентиляционным приспособлениям брюшных трахей и воздушных мешков.

У различных насекомых были измерены размеры трахей, потребление кислорода и коэффициент диффузии кислорода. Данные, полученные в этих исследованиях, показали, что даже у крупных гусениц диффузия сама по себе может обеспечить достаточный приток кислорода в окончания трахеол, если давление кислорода в них только на 2 или 3 % ниже, чем в атмосфере.

Удаление углекислоты из организма также происходит посредством диффузии. Однако анализ этого процесса показал, что около 1/4 углекислоты, образующейся в теле насекомого, выделяется через поверхность тела. Это объясняется тем, что углекислый газ диффундирует через животные ткани почти в 35 раз быстрее, чем кислород. Поэтому образующийся в процессе метаболизма углекислый газ диффундирует не только в трахеолы, но и в окружающие ткани во всех направлениях и, в конце концов, проходя через стенки тела, выходит наружу.

5.18. Схема, иллюстрирующая отношение между диффузией и вентиляцией
А. Система, использующая только диффузию. Б. Система, в которой диффузия дополняется вентиляцией. 1 — стенка тела, 2 — дыхальце; 3 — трахеи; 4 — ткани; 5 — воздушный мешок