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人是用肺呼吸，魚是用鰓呼吸，那么昆蟲用什么呼吸？答案是氣管系統(tǒng)。昆蟲這種呼吸系統(tǒng)看似普通，卻有著出乎意料的地方。
文 | 陳強
昆蟲是地球上數(shù)量最多、種類最多的動物，但它們卻沒有肺。相反，它們有一個由氣管構(gòu)成的內(nèi)部管道系統(tǒng)，來進行呼吸?？諝饪梢酝ㄟ^位于昆蟲外骨骼上的氣門，來進出身體內(nèi)部，這些氣門通常位于昆蟲的腹部和側(cè)面。空氣進入后，通過類似樹狀的不斷分支的氣管網(wǎng)絡(luò)，就可傳到身體各個地方了。位于末端的微氣管有著潮濕的表面，能讓氧氣更容易地擴散到細胞里，而二氧化碳也能從細胞擴散到微氣管中。
一些昆蟲可以主動呼吸
過去的科學(xué)家曾認為，昆蟲的這種呼吸方式是被動、緩慢的，因為這需要依靠空氣自身在氣管內(nèi)的擴散。但在 2003 年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，一些昆蟲，包括甲蟲、蟋蟀、螞蟻、蝴蝶、蟑螂和蜻蜓等，還能借助頭部和胸部的氣管壓縮和擴張，來進行主動呼吸。
并不是所有被研究的昆蟲都可以進行這種主動呼吸，但在那些會進行主動呼吸的昆蟲中，氣管壓縮和擴張的模式在個體內(nèi)部和物種之間是不同的。
研究最為詳細的三種物種（鉆木甲蟲、家蟋蟀和木蟻）中，借助氣管壓縮和擴張機制，它們每秒在主氣管中交換空氣的效率高達 50%。這類似于一個人做適度運動時的空氣交換效率。
科學(xué)家們還認為，昆蟲頭部和胸部的主動氣管呼吸，可能在昆蟲陸地運動和飛行的進化中發(fā)揮了重要作用，并且它們是進化出更復(fù)雜的腦部和感覺系統(tǒng)的先決條件。
為什么一些昆蟲會憋氣？
自然界中，有些昆蟲會時不時地把自己的氣門閉合上，來屏住呼吸，有時長達數(shù)小時甚至數(shù)天?？茖W(xué)家曾認為，它們暫停呼吸也許是為了限制水分的流失，或者是為了適應(yīng)充滿大量二氧化碳的環(huán)境，但沒有確鑿的證據(jù)支持這兩種觀點。
在 2005 年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)真正的原因并不是之前所認為的。研究表明，雖然氧氣對昆蟲至關(guān)重要，但過多的氧氣會損害它們的身體組織。所以，昆蟲需要通過控制氣門的開合，來避免吸入過多的氧氣。昆蟲的氣門何時需要打開或閉合，是在不吸入過多氧氣的情況下，根據(jù)它們要呼出多少二氧化碳而決定的。
參考文獻：
https://www.sciencedaily.com/releases/2003/01/030124075220.htm
https://www.livescience.com/123-insects-hold-breath-days-air-kill.html
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