Физиология дыхания

Физиология дыхания. Обновление воздуха в легких происходит благодаря вентиляции, осуществляемой работой особых мускульных пучков - открывателей стигм. Эти мышцы спереди прикрепляются к задней стенке преддверия легкого над краем стигмы и тянутся назад и внутрь к брюшной стенке тела. Сокращаясь, они тянут назад заднюю стенку преддверия и открывают стигмы. При этом полость преддверия резко расширяется, и в него заходит воздух извне. При расслаблении мускула задняя стенка преддверия, вследствие своей эластичности, занимает прежнее положение, объем преддверия уменьшается, и часть воздуха выходит наружу, а стигма закрывается.

Обновление воздуха в узких пространствах между легочными пластинками совершается главным образом путем диффузии.

Значение легочного дыхания у пауков выяснено экспериментами над Tegenaria и Lycosidae. Если у этих пауков замазать вазелином стигмы легких, то уже через 2-3 минуты они сильно слабеют, частота сердечных сокращений быстро падает, и через 4-7 часов невозможно уже заметить никаких следов кровообращения. Выключение легких приводит к параличу дыхательных центров и через несколько часов - к смерти. Сравнительно слабо развитые трахеи, таким образом, не могут заменить легких, и, очевидно, роль их в дыхании незначительна. Совсем другие результаты дали опыты над Segestria senoculata - пауком с богато разветвленными, заходящими в головогрудь трахеями. Замазывание легких не производит на него заметного действия, и ясно, что газообмен легко совершается через трахеи.

По-видимому, увеличение количества углекислоты в легких стимулирует открывание стигм. Паук, погруженный на некоторый срок в воду, широко раскрывает легочные стигмы. То же самое наблюдается, если заставить животное некоторое время быстро бегать.

Интересно, что у водяного паука - Argyroneta aquatica преобладающее значение имеет кожное дыхание, а роль трахей к легких в дыхании сравнительно невелика. Животное с замазанными вазелином стигмами живет от 4 до 15 дней и погибает затем от избытка углекислоты в крови. Под водой водяной паук дышит за счет воздуха, облекающего его тело серебристой мантией. Поэтому, подобно многим водным насекомым, время от времени он поднимается на поверхность водоема для обновления своего воздушного запаса. Высунув из воды кончик брюшка и провентилировав легкие и трахеи, паук погружается в воду с новым запасом воздуха на поверхности стернума и брюшка. Здесь воздух удерживается в густом покрове гидрофобных слегка перистых волосков. На брюшке, где они особенно сильно развиты, имеется около 1200, а на стернальной пластинке - да 750 волосков на 1 мм². Воздух остается между волосками благодаря, их густоте и несмачиваемости. Среди них различаются два сорта - многочисленные короткие и более длинные и жесткие. Последние подпирают пленку натяжения между слоем воздуха и водой. У самцов, в отличие от самок, часть спинной поверхности брюшка лишена волосков. Поэтому и форма воздушной мантии у них несколько отлична. От времени до времени паук расчесывает и смазывает волосяной покров кончиками четвертой и третьей пар ног. Лапки и пятки ног при этом сначала протягиваются между хелицерами и смачиваются прозрачным секретом, выступающим из предротовой полости. Этот своеобразный "туалет", предупреждающий гибельное для паука развитие на волосках бактерий, совершается им в воздушном колоколе.

Значительное время Argyroneta проводит в подводном гнезде - воздушном колоколе, где отдыхает, подстерегает добычу, поедает ее и где происходит копуляция. Как показали наблюдения в лаборатории, паук может оставаться в колоколе до трех недель, не возобновляя его воздушного запаса. Летом воздух колокола содержит от 5 до 10% кислорода, в зависимости от длительности пребывания в нем паука. Однако через некоторое время между воздухом колокола и водой происходит обмен газами - воздух несколько обогащается кислородом и теряет углекислоту. Потребление кислорода взрослой самкой в течение часа при температуре 18° достигает 7 мм³, а при 2° падает до 0,7 мм³ (Braun, 1931).