Debido a la nueva tecnología de imágenes, los investigadores están logrando una mejor comprensión de una paradoja fisiológica: cómo los insectos, que tienen un sistema respiratorio construido para proporcionar un acceso rápido a una gran cantidad de oxígeno, puede sobrevivir durante días sin ella.
El sistema respiratorio de insectos es tan eficiente que los insectos descanso dejar de tomar en el aire a medida que liberan dióxido de carbono, según una investigación realizada por Stefan K. Hetz de la Universidad Humboldt en Berlín, Alemania. Esto les permite mantener los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en equilibrio. Una excesiva concentración de oxígeno es tóxico, causando el daño oxidativo a los tejidos del insecto, así como lo hace en los seres humanos.
Hetz es uno de los cuatro oradores en el próximo simposio "control de la respiración de los insectos: la integración del gen en el organismo." El simposio, patrocinado por la American Physiological Society (APS) se lleva a cabo las 10:30 horas, Domingo, 29 de abril durante la reunión de la APS anuales en Experimental Biology 2007 en 147A de habitaciones, el Washington Convention Center, en Washington, DC Scott, Kirkton de Union College, en Schenectady, Nueva York, dirigirá el simposio de cuatro altavoces.
Las abejas consumen grandes cantidades de oxígeno, y por lo que podría ser tentador pensar que son jadeo - diminutos pantalones inaudible. No lo son, porque no respiran a través de la nariz o la boca. En cambio, los insectos dibujar en oxígeno a través de agujeros en sus cuerpos conocidos como espiráculos y la bomba de oxígeno a través de un sistema de tubos cada vez más pequeños (tráqueas) que entregan el oxígeno directamente a los tejidos y los músculos. Los insectos suelen tener un par de espiráculos en cada segmento torácico y abdominal.
Los mismos tubos que transportan el oxígeno en el cuerpo del insecto inaugurar el dióxido de carbono. Los insectos emplean diferentes métodos para liberar dióxido de carbono, incluyendo la apertura de los espiráculos torácicos (los más cercanos a la cabeza) para tomar oxígeno mientras exhala dióxido de carbono a través de los espiráculos abdominales. Los insectos también utilizan diferentes mecanismos para bombear el oxígeno a los tejidos.
Este sistema es mucho más eficiente que el sistema que los vertebrados evolucionaron. Insectos entregar un volumen mucho mayor de oxígeno, en proporción a su tamaño, que lo hacen los mamíferos. También proporcionan el oxígeno directamente a los tejidos, mientras que los vertebrados disuelven el oxígeno en la sangre, el transporte a los tejidos, y luego reconvertir el oxígeno para formar utilizable.
Escenas de acción en vivo
Debido a que los insectos toman el oxígeno a través de espiráculos que se abren y cierran según sea necesario, y porque pueden disfrutar de un gran almacén de oxígeno, que pueden vivir mucho tiempo sin respirar al cerrar sus espiráculos y poner freno a su actividad.
"Los insectos son capaces de sobrevivir a los ambientes de hipoxia", explicó Kirkton, el presidente del simposio. "Se puede apagar y sobrevivir durante horas o días. Ellos tienen una baja tasa metabólica y pueden cerrar sus espiráculos. Si se compara Lance Armstrong, la abeja y el colibrí, la abeja es el campeón de la entrega de oxígeno ", dijo. Pero al mismo tiempo, los insectos pueden sobrevivir a bajos niveles de oxígeno durante un tiempo relativamente largo.
Los investigadores han estado interesados en el sistema respiratorio traqueal del insecto desde 1911, cuando August Krogh investigado las polillas y los saltamontes. Krogh interés en el suministro de oxígeno le llevó más tarde a estudio de perfusión de sangre en los capilares de mamíferos, por el que fue galardonado con el Premio Nobel en 1920. Pero la llegada de rayos X del sincrotrón, una forma avanzada de exploración de rayos X, recientemente ha permitido a los científicos a aprender mucho más sobre cómo los insectos respirar. La nueva tecnología de imágenes permite a los científicos observar la respiración de los insectos vivos.
Este avance en la tecnología también llega en un momento en que los fisiólogos están aprendiendo más sobre los genes que controlan la respiración. Cuando los fisiólogos se reúnen en el simposio, que evaluará estos nuevos acontecimientos y considerar un plan de trabajo para futuras investigaciones, dijo Kirkton.
El simposio, que también es patrocinado por la revista con sede en Londres de Fisiología, contará con los siguientes ponentes:
Gabriel Haddad, de la Universidad de California, San Diego, hablará sobre "la base genética para la tolerancia a la hipoxia en Drosophila melanogaster". Haddad está interesada en la capacidad de la Drosophila (mosca de la fruta), para sobrevivir a los períodos de hipoxia, es decir, los períodos de suministro de oxígeno insuficiente. Que está examinando el papel de los genes de la mosca de la fruta de juegos en la capacidad de las células de su nervio para mantenerse saludable, incluso bajo condiciones de hipoxia. La investigación tiene como objetivo llevar a mejores maneras de proteger a los seres humanos que sufren los períodos de hipoxia, debido a emergencias médicas o accidentes.