呼吸结构的基本类型

气管

这呼吸器官是昆虫的标志。它由一个分支管系统组成，该系统将氧气输送到组织中，并从组织中去除二氧化碳这样就不需要一个循环系统运输呼吸气体(尽管循环系统也有其他重要功能，如从食物中输送含能量的分子)。毛孔向外，叫做呼吸孔，是典型的成对结构，两个在胸部，八个在腹部。周期性的打开和关闭气门可以防止水分蒸发而损失，这对生活在干旱地区的昆虫来说是一个严重的威胁环境．腹部肌肉的抽吸运动，特别是在大型动物，可以促进气管系统的通气。

虽然气管系统主要是为在空气中生活而设计的，但在一些昆虫中，经过改造的气管可以在水下进行气体交换。特别令人感兴趣的是可以被称为气泡呼吸器的昆虫，就像在这种情况下水甲虫Dytiscus，在它们潜入水中之前，它们会在靠近气门的翼面下以气泡的形式获得气体供应。气管气体交换在甲虫潜入水中并在水面下抛锚后继续。就像氧一样消耗从气泡开始，气泡内氧气的分压下降到水中的分压之下;因此，氧气从水中扩散到气泡中，以取代消耗掉的氧气。昆虫产生的二氧化碳通过气管系统扩散到气泡中，然后进入水中。因此，气泡就像一个吉尔．这种适应有一个主要的限制:当氧气从气泡中去除时，氮气的分压上升，然后这种气体向外扩散到水中。的结果气泡向外扩散的主要原因是气泡缩小，其氧含量必须通过另一次浮到水面来补充。气泡更新问题的部分解决方案已被小型水生甲虫的Elmidae科(例如,愈来愈广泛，Riolus)，捕捉藻类产生的含氧气泡，并将这些气体纳入气泡鳃中。几种水生甲虫还通过后腿搅动周围的水来增加气体交换。

某些有高密度角质层的甲虫发现了一种优雅的解决水下气泡耗尽问题的方法头发在腹部和胸部的大部分表面。头发堆得很密，所以不容易湿润，而且空气的空间窗体下面，创建一个胸甲或气壳，气管在其中打开。随着呼吸作用的进行，氮气向外扩散以及随之而来的气体空间的收缩受到了气体的阻碍表面张力——条件体现它的特性类似于紧绷状态下的弹性皮肤——紧密排列的毛发和水之间的关系。从某种意义上说，这种垫板变得“永久性”，不再需要在表面捕捉更多的气泡，甲虫可能会无限期地浸泡在水下。由于胸甲毛倾向于抵抗变形，甲虫可以在相当深的地方生活，而不受胸甲气体的压缩。

半翅类昆虫使用的一种非同寻常的策略Buenoa而且Anisops是一种体内的氧气储存，使它们能够潜伏几分钟而不浮出水面，同时在相对没有捕食者但氧气缺乏的中部水域等待食物。体内的氧气储存在充满血红蛋白的细胞中构成第一线氧气输送到积极代谢的细胞，放过小的空气质量在气管系统中血红蛋白储存被耗尽的时候。

动物的呼吸结构蜘蛛由奇特组成书的肺叶子状的盘子，空气通过腹部的缝隙循环。书肺含有血管，使血液与暴露在空气中的表面密切接触，并在那里发生血液和空气之间的气体交换。除了这些结构外，还可能有类似昆虫的腹气门和气管系统。

因为蜘蛛是呼吸空气的动物，所以它们大多被限制在陆地尽管它们中的一些经常在溪流或池塘边缘捕食水生生物，实际上可能在表面薄膜上像在陆地上一样容易移动。的水蜘蛛(或潜水钟蜘蛛),Argyroneta aquatica-以其水下丝绸而闻名网络它是唯一一种一生都在水下度过的蜘蛛。水蜘蛛利用腹部的细毛，也就是它的呼吸口，捕捉水面上的微小气泡，把它们输送到它的丝网上，把它们锚定在水下的植物或其他物体上，然后把它们喷射到内部，从而使水下的房子充满空气。研究表明，膨胀的网状结构就像一种鳃，当网状结构内的氧气浓度低到足以从水中吸收氧气时，它就会从水中提取溶解氧。当蜘蛛消耗氧气时，膨胀的蛛网中的氮浓度上升，导致它慢慢崩溃。因此，蜘蛛必须游到水面上更新气泡，大约每天一次。水蜘蛛的大部分生命周期，包括求偶和繁殖，捕获猎物和喂食，以及卵和胚胎的发育，都发生在水面以下。许多活动都在蜘蛛的潜水钟内进行。

许多未成熟的昆虫都有特殊的适应为了在水中生存。的薄壁突起皮肤，含气管网，形成一系列鳃(气管鳃)使水与封闭的气管紧密接触。的仙女蜉蝣和蜻蜓的外气管鳃附着在腹部节段上，某些鳃板的移动方式可能会在交换表面上产生水流。蜻蜓若虫拥有一系列的气管鳃直肠．直肠腔的周期性抽吸作用是为了更新流经腮的水流。切除鳃或堵塞直肠会导致低氧消费．在未成熟的水生昆虫的一般体表也发生大量的气体交换。

昆虫气管系统有固有的的局限性。气体在长而窄的管道中扩散缓慢，只有当管道不超过一定长度时，才能发生有效的气体输送。人们普遍认为，这给昆虫施加了一个大小限制。