בגלל טכנולוגיית הדמיה חדש, חוקרים מקבלים הבנה טובה יותר של פרדוקס פיזיולוגיים: איך חרקים, שיש להם מערכת הנשימה נבנה כדי לספק גישה מהירה הרבה חמצן, יכול לשרוד ימים בלי זה.
מערכת הנשימה חרקים יעיל כך חרקים מנוחה להפסיק לקחת באוויר כאשר הם משחררים דו תחמוצת הפחמן, לפי מחקר של סטפן ק חץ של אוניברסיטת הומבולדט בברלין, גרמניה. זה מאפשר להם לשמור על רמות חמצן ופחמן דו חמצני על כף המאזניים. גדול מדי ריכוז החמצן רעיל, גרימת נזק חמצוני לרקמות של חרקים, בדיוק כמו אצל בני אדם.
חץ הוא אחד מארבעת הדוברים הקרובה סימפוזיון "בקרת הנשימה של חרקים: אינטגרציה מן הגן אל האורגניזם." סימפוזיון, בחסות האגודה פיזיולוגיים האמריקנית (APS) לוקח מקום 10:30 בבוקר, יום ראשון, 29 אפריל במהלך מפגש APS שנתית ביולוגיה ניסויית 2007 ב 147A חדרים, אמנת וושינגטון מרכז בוושינגטון סקוט Kirkton של יוניון קולג', בסקנקטדי, ניו יורק, יוביל את הסימפוזיון של ארבעה רמקולים.
דבורים צורכים כמויות גדולות של חמצן, כך שזה עשוי להיות מפתה לחשוב שהם מתנשף - מכנסיים נשמע זעירים. הם לא, כי הם לא לנשום דרך האף או הפה. במקום זאת, חרקים לשאוף חמצן דרך חורים גופם המכונה spiracles ואת משאבת חמצן דרך מערכת של צינורות זעירים יותר ויותר (tracheae) המספקים חמצן ישירות לרקמות והשרירים. חרקים יש בדרך כלל זוג spiracles לכל מגזר החזה ועל הבטן.
צינורות באותו להעביר חמצן אל הסדרן גוף החרק החוצה פחמן דו חמצני. חרקים להשתמש בשיטות שונות לשחרור פחמן דו חמצני, כולל פתיחת spiracles החזי (אלה הקרובים הראש) לקלוט חמצן תוך נשיפה פחמן דו חמצני דרך spiracles הבטן. חרקים להשתמש גם מנגנונים שונים כדי לשאוב את החמצן לרקמות.
מערכת זו היא הרבה יותר יעיל מאשר למערכת כי החוליות התפתחו. חרקים לספק כמויות הרבה יותר גדולה של חמצן, ביחס לגודל שלהם, מאשר יונקים לעשות. הם גם מספקים חמצן ישירות לרקמות, ואילו חוליות להמיס חמצן בדם, להעביר אותו אל הרקמות, ולאחר מכן להמיר מחדש את החמצן כדי ליצור שמיש.
פעולה חי מדה
בגלל החרקים לקחת חמצן דרך spiracles שהם לפתוח ולסגור כנדרש, ומשום שהם יכולים לקחת בחנות גדולות של חמצן, הם יכולים לחיות הרבה זמן בלי לנשום ידי סגירת spiracles שלהם בלימת פעילותם.
"חרקים יכולים לשרוד בסביבות hypoxic", הסביר Kirkton, יו"ר הסימפוזיון. "הם יכולים לסגור לשרוד במשך שעות או ימים. יש להם קצב חילוף החומרים נמוך יכול לסגור spiracles שלהם. אם אתה משווה את לאנס ארמסטרונג, הדבורה ועל יונק הדבש, הדבורה הוא אלוף של העברת חמצן ", הוא אמר. אבל באותו זמן, חרקים יכולים לשרוד רמות נמוכות של חמצן במשך זמן רב יחסית.
חוקרים כבר מתעניין מערכת הנשימה החרק קנה הנשימה מאז אוגוסט 1911 כאשר Krogh חקר עשים וחרגולים. האינטרס של Krogh באספקת החמצן הביא אותו מאוחר ללמוד זלוף דם נימים היונקים, אשר הוענק לו פרס נובל בשנת 1920. אבל הופעתו של synchrotron רנטגן, צורה מתקדמת של צילום רנטגן הסריקה, אפשרה לאחרונה המדענים ללמוד יותר על איך חרקים לנשום. טכנולוגיית ההדמיה החדשה מאפשרת למדענים לבחון את הנשימה של חרקים חיים.
זו התקדמות הטכנולוגיה גם מגיעה בזמן פיזיולוגים לומדים יותר על הגנים לשלוט בנשימה. כאשר פיזיולוגים לאסוף בכנס, הם יוכלו להעריך אלו התפתחויות חדשות ולשקול מפת דרכים למחקר עתידי, אמר Kirkton.
יום העיון, אשר ממומן גם על ידי כתב העת הלונדוני של פיזיולוגיה, יכלול את הרמקולים הבאים:
גבריאל חדד, מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, ידבר על "בסיס גנטי לסובלנות היפוקסיה ב תסיסנית melanogaster." חדד מעוניינת ביכולת של תסיסנית (זבוב הפירות), כדי לשרוד תקופות של היפוקסיה, כלומר, בתקופות אספקת חמצן מספקת. הוא בוחן את תפקיד הגנים של זבוב הפירות לשחק ביכולת של בתאי העצב שלה כדי להישאר בריאים גם בתנאי חוסר חמצן. המחקר שואף להוביל דרכים טובות יותר כדי להגן על בני האדם הסובלים תקופות של היפוקסיה עקב תאונות או חירום רפואי.