Respiratory system of insects
একটি পোকামাকড়ের শ্বাসযন্ত্র হল সেই ব্যবস্থা যার সাহায্যে এটি তার অভ্যন্তরে শ্বাসযন্ত্রের গ্যাস প্রবর্তন করে এবং গ্যাস বিনিময় করে। সর্পিল নামক একাধিক বাহ্যিক ছিদ্রের মাধ্যমে পোকামাকড়ের শ্বাসযন্ত্রের মধ্যে বায়ু প্রবেশ করে। এই বাহ্যিক ছিদ্রগুলি, যা কিছু পোকামাকড়ের পেশীগত ভালভ হিসাবে কাজ করে, অভ্যন্তরীণ শ্বাসযন্ত্রের দিকে পরিচালিত করে, যা শ্বাসনালী নামক টিউবগুলির একটি ঘন নেটওয়ার্কযুক্ত বিন্যাস। আড়াআড়ি এবং অনুদৈর্ঘ্য শ্বাসনালীর এই নেটওয়ার্ক পুরো সিস্টেম জুড়ে চাপকে সমান করে। এটি শরীরের সমস্ত কোষে পর্যাপ্ত অক্সিজেন (O2) সরবরাহ এবং কোষীয় শ্বাস-প্রশ্বাসের বর্জ্য পণ্য হিসাবে উত্পাদিত কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) অপসারণের জন্য দায়ী। পোকামাকড়ের শ্বাসযন্ত্র (এবং অন্যান্য অনেক আর্থ্রোপড) সংবহনতন্ত্র থেকে আলাদা। সর্পিল পোকামাকড়ের কাঠামোতে তাদের এক্সোস্কেলেটনে সর্পিল থাকে যাতে বায়ু শ্বাসনালীতে প্রবেশ করতে পারে। পোকামাকড়ের ক্ষেত্রে, শ্বাসনালী প্রাথমিকভাবে সরাসরি পোকামাকড়ের টিস্যুতে অক্সিজেন সরবরাহ করে। জলের অপচয় কমাতে সর্পিলগুলি দক্ষতার সাথে খোলা এবং বন্ধ করা যেতে পারে। এটি সর্পিলের চারপাশে কাছাকাছি পেশী সংকুচিত করে করা হয়। খোলার জন্য, পেশী শিথিল হয়। কাছাকাছি পেশী কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় তবে স্থানীয় রাসায়নিক উদ্দীপনার প্রতিও প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে। বেশ কয়েকটি জলজ পোকামাকড়ের শ্বাসনালীতে জল প্রবেশ করতে বাধা দেওয়ার জন্য অনুরূপ বা বিকল্প বন্ধ করার পদ্ধতি রয়েছে। সর্পিলগুলি কখনও কখনও চুল দ্বারা বেষ্টিত হতে পারে যাতে খোলার চারপাশে প্রচুর পরিমাণে বাতাসের চলাচল হ্রাস করা যায় এবং এইভাবে জলের ক্ষয় হ্রাস করা যায়। সর্পিলগুলি বেশিরভাগ পোকামাকড়ের বক্ষ এবং পেট বরাবর পার্শ্বীয়ভাবে অবস্থিত-সাধারণত শরীরের প্রতিটি অংশে এক জোড়া সর্পিল থাকে। বায়ুপ্রবাহ ছোট ছোট পেশী দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা প্রতিটি সর্পিলের মধ্যে এক বা দুটি ফ্ল্যাপের মতো ভালভ পরিচালনা করে-সর্পিলটি বন্ধ করার জন্য সংকুচিত হয়, বা এটি খোলার জন্য শিথিল হয়। শ্বাসনালীর গঠন একটি সর্পিলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে, বায়ু একটি অনুদৈর্ঘ্য শ্বাসনালীর ট্রাঙ্কে প্রবেশ করে, অবশেষে শ্বাসনালীর টিউবগুলির একটি জটিল, শাখা নেটওয়ার্ক জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে যা ছোট এবং ছোট ব্যাসে বিভক্ত হয় এবং শরীরের প্রতিটি অংশে পৌঁছায়। প্রতিটি শ্বাসনালী শাখার শেষে, একটি বিশেষ কোষ বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু এবং একটি জীবন্ত কোষের মধ্যে গ্যাস বিনিময়ের জন্য একটি পাতলা, আর্দ্র ইন্টারফেস সরবরাহ করে। শ্বাসনালীর নলের অক্সিজেন প্রথমে শ্বাসনালীর তরলে দ্রবীভূত হয় এবং তারপর কোষের ঝিল্লি জুড়ে একটি সংলগ্ন কোষের সাইটোপ্লাজমে ছড়িয়ে পড়ে। একই সময়ে, কোষীয় শ্বাস-প্রশ্বাসের বর্জ্য পণ্য হিসাবে উৎপাদিত কার্বন ডাই অক্সাইড কোষের বাইরে এবং অবশেষে শ্বাসনালীর মাধ্যমে শরীরের বাইরে ছড়িয়ে পড়ে। প্রতিটি শ্বাসনালীর নল ভ্রূণের বিকাশের সময় এক্টোডার্মের আক্রমণ হিসাবে বিকশিত হয়। চাপের মধ্যে এর পতন রোধ করতে, ছানি (টেনিডিয়া)-এর একটি পাতলা, শক্তিশালী "তার" ঝিল্লি প্রাচীরের মধ্য দিয়ে সর্পিলভাবে প্রবাহিত হয়। এই নকশাটি (কাঠামোতে একটি অটোমোবাইলের হিটার পায়ের পাতার মোজাবিশেষ বা কাপড়ের ড্রায়ারের নিষ্কাশন নালীর মতো) শ্বাসনালীর টিউবগুলিকে বাতাসের প্রবাহকে সীমাবদ্ধ করতে পারে এমন কিঙ্কগুলি বিকাশ না করে নমনীয় এবং প্রসারিত করার ক্ষমতা দেয়। শ্বাসনালী ব্যবস্থার নির্দিষ্ট কিছু অংশে টেনিডিয়ার অনুপস্থিতির ফলে সংকুচিত বায়ু থল, বেলুনের মতো কাঠামো তৈরি হয় যা বায়ু সংরক্ষণ করতে পারে। শুষ্ক স্থলজ পরিবেশে, এই অস্থায়ী বায়ু সরবরাহ একটি পোকামাকড়কে উচ্চ বাষ্পীভবন চাপের সময় তার সর্পিলগুলি বন্ধ করে জল সংরক্ষণ করতে দেয়। জলজ পোকামাকড় জলের নিচে থাকাকালীন সঞ্চিত বাতাসকে গ্রাস করে বা ভাসমানতা নিয়ন্ত্রণ করতে এটি ব্যবহার করে। একটি মোল্টের সময়, পোকামাকড়টি পুরানো এক্সোস্কেলেটন থেকে মুক্ত হয়ে একটি নতুন প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে বায়ুর থলিগুলি পূর্ণ এবং বড় হয়। মোল্টের মধ্যে, বায়ুপথগুলি নতুন বৃদ্ধির জন্য জায়গা সরবরাহ করে-অভ্যন্তরীণ অঙ্গগুলির সম্প্রসারণ দ্বারা সংকুচিত হওয়ার সাথে সাথে আয়তনে সঙ্কুচিত হয়। ছোট পোকামাকড়গুলি শ্বাসনালীর মধ্যে গ্যাসের চলাচলের জন্য প্রায় একচেটিয়াভাবে নিষ্ক্রিয় বিস্তার এবং শারীরিক ক্রিয়াকলাপের উপর নির্ভর করে। যাইহোক, বড় পোকামাকড়ের শ্বাসনালীর সক্রিয় বায়ুচলাচল প্রয়োজন হতে পারে (বিশেষ করে যখন সক্রিয় বা তাপ চাপের মধ্যে থাকে)। শরীরের আয়তন পর্যায়ক্রমে প্রসারিত ও সংকুচিত করতে পেটের পেশী ব্যবহার করার সময় তারা কিছু সর্পিল খুলে এবং অন্যদের বন্ধ করে এটি সম্পাদন করে। যদিও এই স্পন্দিত গতিগুলি অনুদৈর্ঘ্য শ্বাসনালীর ট্রাঙ্কের মাধ্যমে শরীরের এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে বাতাস প্রবাহিত করে, তবুও ছোট শ্বাসনালীর টিউবগুলির নেটওয়ার্কের মাধ্যমে পৃথক কোষে অক্সিজেন বিতরণের জন্য বিস্তার এখনও গুরুত্বপূর্ণ। প্রকৃতপক্ষে, গ্যাস বিস্তারের হারকে অন্যতম প্রধান সীমাবদ্ধ কারণ (এক্সোস্কেলেটনের ওজন সহ) হিসাবে বিবেচনা করা হয় যা পোকামাকড়ের আকারকে সীমাবদ্ধ করে। পৃথিবীর প্রাচীন ইতিহাসের সময়কালে, যেমন কার্বনিফেরাস, অনেক বেশি অক্সিজেন স্তর (35 শতাংশ পর্যন্ত) বৈশিষ্ট্যযুক্ত ছিল যা আরাকনিড সহ মেগানিউরার মতো বড় পোকামাকড়কে বিবর্তিত হতে দেয়। তাত্ত্বিক মডেলগুলি একসময় বিশ্বাস করা হত যে কীটপতঙ্গগুলি শ্বাসনালীতে গ্যাসের সহজ বিস্তারের মাধ্যমে ক্রমাগত পরিবেশের সাথে গ্যাস বিনিময় করে। আরও সম্প্রতি, পোকামাকড়ের বায়ুচলাচল নিদর্শনগুলির বড় বৈচিত্র্য নথিভুক্ত করা হয়েছে, যা ইঙ্গিত করে যে পোকামাকড়ের শ্বাস-প্রশ্বাস অত্যন্ত পরিবর্তনশীল। কিছু ছোট পোকামাকড় ক্রমাগত শ্বাস-প্রশ্বাস প্রদর্শন করে এবং সর্পিলগুলির পেশী নিয়ন্ত্রণের অভাব থাকতে পারে। তবে, অন্যরা চক্রাকার গ্যাস বিনিময়ের ধরণ তৈরি করতে এবং বায়ুমণ্ডলে জলের ক্ষয় কমাতে সমন্বিত সর্পিল সংকোচন এবং শিথিলকরণের পাশাপাশি পেটের পেশী সংকোচন ব্যবহার করে। এই নিদর্শনগুলির সবচেয়ে চরম রূপকে বিচ্ছিন্ন গ্যাস বিনিময় চক্র (ডিজিসি) বলা হয়। সাম্প্রতিক মডেলিং চক্রাকার গ্যাস বিনিময়ের বায়ু পরিবহনের প্রক্রিয়াকে গণনামূলক এবং বিশ্লেষণাত্মকভাবে বর্ণনা করেছে। তথ্যসূত্র পোকামাকড়ের শারীরস্থান অমেরুদণ্ডী শ্বাসতন্ত্র ভিডিও ক্লিপ সম্বলিত নিবন্ধ