15.2D: Tracheenatmung

Tracheen öffnen sich nach außen durch kleine Löcher, die Spirakel genannt werden. Bei der Heuschrecke haben das erste und dritte Segment des Thorax auf jeder Seite einen Spirakel. Weitere 8 Paare von Spirakeln sind in einer Reihe auf beiden Seiten des Hinterleibs angeordnet. Die Spirakel werden von

• Ventilen bewacht, die von Muskeln gesteuert werden, die es dem Grashüpfer ermöglichen, sie zu öffnen und zu schließen
• Haare, die den Staub herausfiltern, wenn die Luft in die Spirakel eintritt

Das abgebildete Experiment (erstmals durchgeführt von dem Insektenphysiologen Gottfried Fraenkel) zeigt, dass die Luft in eine Richtung durch den Grashüpfer strömt. Die Flüssigkeitsdichtungen in den Schläuchen bewegen sich nach rechts, während die Luft in die Luftspiralen im Brustkorb eintritt und durch die Luftspiralen im Hinterleib ausgestoßen wird. Die Gummimembran dichtet den Thorax gegen den Abdomen ab. Der einseitige Luftstrom erhöht die Effizienz des Gasaustauschs, da CO2-angereicherte Luft ausgestoßen werden kann, ohne sich mit dem einströmenden Frischluftstrom zu vermischen.

Gasaustausch bei Wasserinsekten

Auch Wasserinsekten nutzen ein Tracheensystem für den Gasaustausch.

• Einige, wie Mückenlarven („Wiggler“), erhalten ihre Luft, indem sie ein Atemrohr – verbunden mit ihrem Tracheensystem – durch die Wasseroberfläche stechen.
• Einige Insekten, die für längere Zeit untertauchen können, tragen eine Luftblase mit sich, aus der sie atmen.
• Weitere haben Stacheln an den Spitzen ihrer Stacheln. Mit diesen durchbohren sie die Blätter von Unterwasserpflanzen und gewinnen Sauerstoff aus den (durch Photosynthese) gebildeten Blasen in den Blättern.
• Auch bei Wasserinsekten, die Kiemen haben, diffundiert der Sauerstoff, nachdem er aus dem Wasser in die Kiemen gelangt ist, durch ein gasgefülltes Luftröhrensystem zum Transport durch den Körper.