Controlla la respirazione tasso metabolico modello in insett Questo numero speciale è in onore di Dr. Simon H. P. Maddrell per la sua




contributi al campo della fisiologia degli insetti. Nello spirito di questo, descrivere alcuni dei nostri recenti risultati nel campo della respirazione insetto, e cercherà di illustrare questi risultati utilizzando insetto Rhodnius prolixus, Dr. soggetto sperimentale preferita Maddrell. Speriamo che questo carta serve non solo per celebrare molti contributi scientifici del Dr. Maddrell ma anche per evidenziare la sorprendente varietà di campi nella fisiologia degli insettquello che possono e hanno esplorato l'uso di questo stupefacente insetto.

di gran lunga le pubblicazioni scientifiche più sugli insettlo scambio di gas respiro ciclo discontinuo (DGC) di fronte (per recensioni, vedere Slama, 1988; Lighton, 1996; Chown et al., 2006). La DGC è Essa è caratterizzata da tre fasi: una fase in cui gli spiracoli sono completamente chiusa (fase di chiusura), in cui gli spiracoli sono completamente aperte (aperta fase) e uno in cui le spiracoli di apertura rapida e chiusura (fase sbattimento). Questo modello di respirazione viene osservato in un gran numero di insetti in gruppcon molto varia ampiezza tassonomica (Marais et al., 2005).

Una serie di document

la questione delle origini evolutive vengono esaminate la DGC e il significato fisiologico del loro verificarsi. alcunla comparsa di ipotesi sono state avanzate DGC (Levy e Schneiderman, 1966; Lighton, 1998; Hetz e Bradley, 2005; Chown et al., 2006; Quinlan e Gibbs, 2006; Slama et al., 2007).



Buck e colleghi (Buck et al., 1953) ha proposto una ipotesi e successivamente ampliato con Levy e Schneiderman (Levy e Schneiderman, 1966), che ha dominato i libri di testo per quasi 50 anni. questo [Ipotesi ipotesi recentemente nominato il hygric (Chown et al., 2006)] ha proposto la promozione della discontinua ventilazione forza evolutiva ridurre la perdita di acqua causata da respiratoria chiuso e la fase principale flusso d'aria verso l'interno durante il battito cardiaco. Anche se questa ipotesi rimane Ha aderenti (Slama et al., 2007) i risultati recenti hanno dimostrato che non vi è alcuna riduzione diretta in acqua perdita ottenuta quando gli insetti respirano utilizzando DGC rispetto all'altro modelli di respirazione (Williams e Bradley, 1998; Gibbs e Johnson, 2004; Lighton e Turner, 2008).

Lighton e Berrigan (Lighton e Berrigan, 1995) ha proposto l'ipotesi di ctonio DGC verificarsi di insetti. Essi hanno indicato che molti degli insettEsposizione DGC ha parti del suo ciclo di vita si svolge sottoterra. La DGC può essere utile in un ambiente dove PO2 è basso e PCO2 è alto. Ad esempio: (a) la chiusura parziale Spiracoli promuove una bassa PO2 tracheale lumina, permettendo la diffusione interna in ambienti di ipossia; (B) Chiusura parziale dei spiracoli promuove l'accumulo di CO2 nei tessuti e la trachea, che favoriscono un rapido rilascio di CO2 durante la fase di apertura in ambienti ipercapnici; e (c) il discontinua la natura dello scambio respiratoria permette la diffusione di gas circonda l'animale in un ambiente in cui lo scambio di gas è convettivo limitata.

Chown e Holter (Chown e Holter 2000), in uno studio di frequenza respiratoria in un letame coleottero, ha proposto la situazione emergente in cui il DGC è stata la il risultato di due concorrenti e interagire sistemi sensoriali e di controllo, una risposta a livelli di ossigeno e uno per l'anidride carbonica. Il suo modello, non era meccanicistica, semplicemente suggerito che i due sistemi potrebbero comportare un pattern oscillatorio.

Hetz e Bradley (Bradley e Hetz, 2005) ipotizzarono danno ossidativo. Essi hanno dimostrato la pressione parziale di ossigeno nella trachea raggiunge un livello alto durante la fase di apertura. Essi hanno suggerito che il lungo periodo di spiracular chiusura, a seguito della fase aperta, serve a ridurre la pressione parziale ossigeno nella trachea e dei tessuti circostanti. Questo protegge i tessutdanno ossidativo. fase di Flutter, che segue la fase di chiusura, continua per impostare PO2 a livelli più bassi. durante questo Fase CO2 accumula nel insetto, per raggiungere un livello le forze spiracular di apertura e l'inizio della successiva fase aperta. questo è impostazione O2 che produce il rilascio osservata in modo discontinuo CO2.

Nel documento corrente, ci rivolgiamo non solo il problema del perché gli insetttalvolta presentare DGC, ma anche perché spesso non lo fanno. mentre la maggior parte carte secondo la DGC, probabilmente è giusto dire che la maggior parte del tempo La maggior parte degli insetti mostrano diversi modelli di respirazione, non DGC. due ulteriormodelli, che si verificano con frequenza tale da aver ricevuto nomi specifici sono il modello ciclico e modello continuo (Johnson e Gibbs, 2004). Questi autori hanno trovato una correlazione tra il metabolismo e la frequenza respiratoria modello.

nostro obiettivo è di fornire una spiegazione meccanicistica delle variazionmodelli di respirazione insetti. Si propone che la fase di chiusura è usato per abbassare PO2 in dell'insetto. Come si aumenta il tasso metabolico, la fase di chiusura riduce e scompare risultante in un andamento ciclico. anche Aumenta il tasso metabolico accorciare la fase di ritmo. Il tuo contatti Eliminazione un tasso di respirazione continua. Questa ipotesi, se vera spiegherebbe cambiamenti osservati nel tempo in un singolo insetto, e le differenze osservata tra le specie.



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