Книжное легкое - Book lung

На этой паучьей диаграмме книжное легкое обозначено цифрой 1.
Легкие паучьей книги (поперечный разрез)
Книжные легкие паука (показаны розовым цветом)

А книга легкое это тип орган дыхания используется для атмосферного газообмена, который присутствует во многих паукообразные, такие как скорпионы и пауки. Каждый из этих органов расположен внутри открытой брюшной брюшной полости, заполненной воздухом (предсердия), и соединяется с окружающей средой через небольшое отверстие с целью дыхание.

Структура и функции

Книжные легкие не имеют отношения к легкие современного наземного жилья позвоночные. Их название описывает их структуру. Стеки чередующихся воздушных карманов и ткани, заполненной гемолимфа[а] придать им вид, похожий на «сложенную» книгу.[1]

Их количество варьируется от одной пары у большинства пауков до четырех пар у скорпионов. Развернутые «страницы» (пластинки) книжного легкого заполнены гемолимфой. Складки максимально увеличивают поверхность, подверженную воздействию воздуха, и тем самым увеличить количество газ обменялись с окружающей средой. У большинства видов для облегчения такого дыхания движения пластин не требуется.

Иногда отсутствует

Иногда книжные легкие могут отсутствовать, и вместо этого газообмен осуществляется тонкими стенками внутри полости, площадь их поверхности увеличивается за счет разветвления в тело в виде тонких трубок, называемых трахеи. Эти трахеи, возможно, произошли непосредственно из книжных легких, потому что трахеи некоторых пауков имеют небольшое количество сильно удлиненных камер. Много паукообразные, такие как клещи и уборщики (Opiliones ), не имеют следов книжных легких и дышат только через трахеи или только через поверхность тела.

Таксономия паукообразных

Отсутствие или наличие книжных легких делит паукообразных на две основные группы:

Легочные паукообразные
книжные легкие присутствуют; скорпионы и Тетрапульмонатный; кнут скорпионов, Шизомида, Амблипыги, и пауки
Легочные паукообразные
книжные легкие отсутствуют; скорпионы, уборщики урожая, Acarina, псевдоскорпионы, Ricinulei и солнечные пауки

Одно из давних противоречий в эволюции паукообразных заключается в том, развилось ли книжное легкое из книжных жабр всего один раз у общего предка паукообразных,[2] или развились ли книжные легкие отдельно у нескольких групп паукообразных, когда они вышли на сушу.

Самые старые книжные легкие были восстановлены из вымерших тригонотарбид паукообразных, сохранившихся в возрасте 410 миллионов лет. Рини черт Шотландии. Эти Девонский Ископаемые легкие почти неотличимы от легких современных паукообразных, полностью приспособленных к наземному существованию.[3]

Книжные жабры

Нижняя сторона самки подковообразный краб показывая ноги и книжные жабры

Считается, что книжные легкие произошли от книжных жабры. Несмотря на то, что они имеют похожую книжную структуру, книжные жабры являются внешними, а книжные легкие - внутренними.[4] Оба они считаются придатками, потому что книжные легкие развиваются из зачатков конечностей до того, как зачатки расплющиваются в сегментированные. ламели. [5]

Книжные жабры все еще присутствуют у морских членистоногих Limulus (подковообразные крабы ), которые имеют пять пар, причем лоскут перед ними - это генитальная покрышка, лишенная жабр. Книжные жабры - это придатки, похожие на лоскуты, которые влияют на газообмен в воде и, по-видимому, произошли от видоизмененных ног. На внутренней стороне каждого придатка более 100 тонких перепонок, похожих на страницы, ламели, появляющиеся в виде страниц в книге, являются местом газообмена. Эти придатки движутся ритмично, заставляя кровь входить и выходить из ламелей, а также циркулировать по ним воду. Их основная цель - дыхание, поэтому они могут также использоваться для плавания у молодых людей. Если держать их во влажном состоянии, подковообразный краб может жить на суше в течение многих часов.

Подковообразные крабы Книжные жабры развиваются от основания брюшной полости или опистосомные придатки. Эти пять пар отростков похожи на лоскут и перепончатые, при этом нижняя поверхность каждого лоскута образована множеством складок в виде листов, называемых ламелями. Таким образом, каждая жабра несет сотни тонких перепончатых пластинок, расположенных как страницы в книге. Каждая пластинка снабжена капиллярами, отделенными от внешней морской воды тонкой стенкой, которая действует как осморегуляторная мембрана. Движение органов поддерживает постоянный поток воды для газообмена. Кислород диффундирует из воды, а углекислый газ удаляется. Тазики последней пары придатков несут короткие чешуйчатые жгутики, которые помогают очищать жабры и служат для определения содержания кислорода в водном потоке.

Сноска

  1. ^ Гемолимфа это членистоногие эквивалент крови.

Рекомендации

  1. ^ Феликс, Райнер Ф. (1996). Биология пауков. Oxford University Press, США. стр.61 –64. ISBN  0-19-509594-4. книга легкое.
  2. ^ Шольц, Герхард; Каменц, Карстен (2006). «Книжные легкие Scorpiones и Tetrapulmonata (Chelicerata, Arachnida): свидетельства гомологии и единственного события земной трансформации общего предка паукообразных». Зоология. 109 (1): 2–13. Дои:10.1016 / j.zool.2005.06.003. PMID  16386884.
  3. ^ Каменц, Карстен; Данлоп, Джейсон А .; Шольц, Герхард; Керп, Ганс; Хасс, Хаген (2008). «Микроанатомия книжных легких раннего девона». Письма о биологии. Лондон, Великобритания: Королевское общество. 4 (2): 212–215. Дои:10.1098 / rsbl.2007.0597. ЧВК  2429929. PMID  18198139.
  4. ^ Bhamrah, H. S .; Джунджа, Кавита (2002). Знакомство с членистоногими. Anmol Publications Pvt. ООО ISBN  81-261-0673-5.
  5. ^ Пехманн, Матиас; Хадже, Сара; Шпренгер, Фредерик; Прпиц, Никола-Майкл (ноябрь 2010 г.). «Механизмы формирования паттернов и морфологическое разнообразие придатков пауков и их значение для эволюции пауков». Строение и развитие членистоногих. 39 (6): 453–67. Дои:10.1016 / j.asd.2010.07.007. PMID  20696272. Получено 20 августа 2020.