Hoe ademen insecten?

Gewervelde dieren, zoals wijzelf, hebben een complex ademhalingssysteem. We ademen zuurstof in door onze neus en mond, waarna het via de luchtpijp in onze longen terecht komt. Daar wordt de zuurstof in het bloed opgenomen met behulp van de rode bloedcellen en omgezet in energie. Het afvalproduct van zuurstof heet koolstofdioxide. Met behulp van diezelfde rode bloedcellen wordt de koolstofdioxide weer afgegeven aan de longen, waarna we ons lichaam ervan ontdoen door uit te ademen. Rode bloedcellen bevatten het eiwit hemoglobine, waar zowel zuurstof als koolstofdioxide zich kunnen hechten. Wanneer hemoglobine zuurstof draagt, is ons bloed rood. Draagt het koolstofdioxide, dan is het blauw.

Tracheaal systeem

Bij insecten werkt dit anders. Insecten hebben een zogeheten tracheaal systeem, waardoor ze niet door hun mond hoeven te ademen. Ze hebben geen longen en hun bloed is waterig en geel, omdat het geen zuurstof en koolstofdioxide door hun lichaam vervoert. In plaats daarvan gebruiken ze een netwerk van buisjes, tracheeën genaamd, die door hun hele lichaam lopen. Deze worden met lucht gevuld door een rij poriën aan de zijkant van het insectenlijf. Die poriën worden spirakels genoemd.

De lucht komt via de spirakels in de tracheeën terecht, die in steeds kleinere buisjes vertakken. Aan het einde van elke trachee zorgt een speciale cel (de tracheool) ervoor dat de zuurstof direct door het insectenlijf kan worden opgenomen. Op dezelfde manier, maar dan in omgekeerde richting, kan koolstofdioxide het lichaam weer verlaten. Dit proces wordt diffusie genoemd.

Beperkingen

Ademhaling door middel van diffusie werkt niet erg snel. Zuurstofopname gaat bij mensen sneller, omdat wij bloed hebben dat die zuurstof in een rap tempo naar de rest van ons lichaam kan transporteren. Insecten zijn afhankelijk van de passieve beweging van de zuurstof en koolstofdioxide zelf. Dat is een van de redenen dat de meeste insecten zo klein zijn: hoe groter het lichaam, hoe langer de zuurstof erover doet om alle uithoeken van het lichaam te bereiken. Grotere insecten hebben dan ook een extra mechanisme om de gassen door hun lijf te transporteren. Door het samentrekken van hun spieren maken ze pompende bewegingen met hun achterlijf, waardoor ze de gassen een extra zetje geven. Dit proces wordt convectie genoemd en kost het insect meer energie dan wanneer het alleen gebruik maakt van diffusie.

Behalve door het ademhalingssysteem wordt de grootte van een insect ook beperkt door het uitwendige skelet, dat van chitine is gemaakt. Hoe groter het insect, hoe zwaarder zijn uitwendige pantser. Klein zijn heeft dus z'n voordelen.

Werkt dat ook onder water?

Zelfs insecten die in het water leven maken gebruik van een tracheaal systeem om te kunnen ademen.

• Sommige, zoals de muggenlarve, halen adem door een speciale adembuis, die boven het wateroppervlak uitsteekt. Deze is verbonden met hun tracheaal systeem.
• Sommige insecten dragen een bubbel zuurstof met zich mee.
• Bij andere insecten zitten de spirakels aan het uiteinde van stekels, die ze in de bladeren van waterplanten steken. Vervolgens 'stelen' ze zuurstof die door de plant geproduceerd wordt tijdens de fotosynthese.
• Sommige waterinsecten hebben kieuwen, maar ook die staan in verbinding met een tracheaal ademhalingssysteem.