Un espiráculo o estigma es la abertura en los exoesqueletos de los insectos , miriápodos , gusanos de terciopelo y muchos arácnidos para permitir que el aire entre en la tráquea . [1] [2] [3] En el sistema respiratorio de los insectos , los tubos traqueales entregan principalmente oxígeno directamente a los tejidos de los animales . En la mayoría de las especies, los espiráculos se pueden abrir y cerrar de manera eficiente para admitir aire mientras se reduce la pérdida de agua. En varias especies, esto se hace mediante una amplia gama de mecanismos, como el cierre elástico y los músculos más cercanos que rodean el espiráculo o que doblan el tubo. En algunos, el músculo se relaja para abrir el espiráculo, en otros para cerrarlo. [4] El músculo más cercano está controlado por el sistema nervioso central , pero también puede reaccionar a estímulos químicos localizados. Varios insectos acuáticos tienen métodos de cierre similares o alternativos para evitar que el agua ingrese a la tráquea. El momento y la duración de los cierres de los espiráculos pueden afectar las frecuencias respiratorias del organismo. [5] Los espiráculos también pueden estar rodeados de pelos para minimizar el movimiento de aire alrededor de la abertura y así minimizar la pérdida de agua.
En los insectos más grandes, el control de los espiráculos es más complejo y crítico para gestionar el intercambio de gases debido a sus mayores demandas metabólicas. Los insectos más grandes, como las langostas y algunos escarabajos, presentan una ventilación activa, donde el control de los espiráculos funciona en conjunto con los movimientos abdominales. Estas contracciones abdominales fuerzan la entrada y salida de aire del sistema traqueal, y los espiráculos se abren y cierran de manera sincronizada para maximizar la ingesta de oxígeno y la expulsión de dióxido de carbono. Este proceso activo permite a estos insectos regular su entorno interno con mayor precisión, especialmente durante períodos de alta actividad, como el vuelo. Las investigaciones han demostrado que los circuitos neuronales en el sistema nervioso central del insecto ajustan la apertura de los espiráculos en respuesta a la concentración de dióxido de carbono, lo que garantiza un intercambio de gases eficiente y previene la hipoxia o la hipercapnia.
La mayoría de los miriápodos tienen espiráculos laterales pareados similares a los de los insectos. Los ciempiés escutigeromorfos son una excepción, ya que tienen espiráculos impares y no cerrables en los bordes posteriores de los tergitos . [2]
Los gusanos de terciopelo tienen diminutos espiráculos dispersos por la superficie del cuerpo y unidos a tráqueas no ramificadas. Puede haber hasta 75 espiráculos en un segmento corporal. Son más abundantes en la superficie dorsal. No pueden cerrarse, lo que significa que los gusanos de terciopelo pierden agua fácilmente y, por lo tanto, están restringidos a vivir en hábitats húmedos. [3]
Aunque todos los insectos tienen espiráculos, solo algunos arácnidos los tienen. Algunas arañas, como las tejedoras de orbes y las arañas lobo, tienen espiráculos. Ancestralmente, las arañas tienen pulmones de libro , no tráquea. Sin embargo, algunas arañas desarrollaron un sistema traqueal independientemente del sistema traqueal de los insectos, lo que también incluye la evolución independiente de los espiráculos. Sin embargo, estas arañas conservaron sus pulmones de libro, por lo que tienen ambos. [6] [7] Los opiliones , las arañas camello , los ricinuleidos , los ácaros y los pseudoescorpiones respiran a través de un sistema traqueal y carecen de pulmones de libro.
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