Luftrør - åndedrætsorganer hos leddyr og onychophora . De er forgrenede rør, ved hjælp af hvilke gasudveksling udføres i vævene hos nogle leddyr ( mylipedes , insekter , arachnider ). Graden af udvikling varierer blandt repræsentanter for forskellige grupper. Luftrørene åbner sig udad med spirakler , som er placeret på oversiden på siderne af midten og metathorax og på overfladen af de første abdominale segmenter [1] .
Luftrørene er tynde forgrenede rør af ektodermal oprindelse. Ved dyreembryogenese fremstår de som dybe fremspring af integumentet. Luftrørets vægge er sammensat af et enkelt lag af epitel og er foret med et neglebånd . Sidstnævnte består af en tyk kitin-protein prokutikula og et tyndt neglebåndslag af epikutikula. Hos insekter danner prokutiklen spiralfortykkelser (tenidier), der forhindrer luftrørets vægge i at klæbe sammen. Udenfor åbner rørene sig med parrede huller - spirakler eller stigmaer. Hver spirakel af insekter tjener tre tværgående luftrør, indbyrdes forbundet af tre par langsgående luftrør. Grene til væv og organer afgår fra disse hovedstammer. De ender i tynde rør med en diameter på 1-2 mikron - tracheoler. Enderne af tracheolerne ligger enten på overfladen af individuelle celler eller går ind i dem.
Ilt fra tracheolerne diffunderer direkte ind i cellerne, og kuldioxid diffunderer fra vævene ind i tracheolerne. Ilt fra luften, der fylder luftrørssystemet, transporteres til kroppens individuelle celler ved diffusion. I cellerne forbruges det straks, så i luftrørssystemet er der en iltpartialtryksgradient rettet ind i kroppen. Derudover er mange insekter karakteriseret ved aktiv luftrørsventilation. Hos vingede insekter udføres det i flugt på grund af vingemusklernes påvirkning, som samtidig med vingernes vibrationer tvinger luft ind i luftrøret og skubber den ud af luftsækkene til musklerne. Store leddyr udfører ofte specielle åndedrætsbevægelser: nogle pumper luft på grund af den rytmiske udvidelse af abdominale segmenter, andre fremfører dem teleskopisk oven på hinanden. Hos de fleste insekter åbner nogle spirakler sig ved indånding, andre lukker sig og omvendt ved udånding. Mellem indånding og udånding er alle spirakler lukket. Antallet af åndedrætsbevægelser pr. minut varierer afhængigt af den omgivende temperatur, insektets fysiologiske tilstand og dets arter - fra 5-6 til 150 eller mere. Lukning af stigma mellem vejrtrækninger hjælper med at reducere vandfordampning. På grund af udviklingen af luftrørssystemet er kredsløbssystemet for trakeal vejrtrækning frataget funktionen af gasudveksling. Den direkte transport af gasser gennem luftrøret til væv og celler er energimæssigt meget billigere end hvirveldyrs flertrins respiratoriske system (åndedrætsorganer - blod - intercellulær væske - væv). Imidlertid er denne struktur af åndedrætssystemet kun effektiv for små kropsstørrelser, da musklerne med en stigning i massen ikke er i stand til at pumpe nok luft ind i cellerne. Det er takket være den direkte levering af ilt til cellerne, at asynkrone vingemuskler kan fungere. I hvirveldyrs muskler fører mangel på ilt under anstrengende arbejde til deres træthed. Hos edderkopper vaskes enderne af luftrøret af hæmolymfe, så kredsløbssystemet overtager funktionen af gasudveksling. Antallet af åndedrætsbevægelser varierer i forskellige insekter og i forskellige tilstande: tambien foretager 120 åndedrætsbevægelser i minuttet under arbejdet, 40 i hvile; med en stigning i lufttemperaturen stiger deres antal i acridoider fra 6 til 26 eller mere [1] .
Afhængigt af tilstedeværelsen af spirakler er luftrørssystemerne opdelt i åbne og lukkede. Et åbent system er karakteristisk for terrestriske leddyr, der indånder atmosfærisk ilt. Vandinsektlarver har et lukket system, hvor luftrørene lukkes udefra, og spiraklerne forbinder det indre luftrørssystem med luftrør forgrenet i tyndvægget film eller forgrenede udvækster - trakealgæller. Disse luftrør er også fyldt med luft, og gasudveksling udføres med vand gennem gælleoverfladen.
Hos insekter er to par stigmaer placeret på henholdsvis mesothorax og metathorax. De første otte segmenter af maven har også et par stigmata, men deres antal kan falde. Insektstigmas har et ret komplekst lukkeapparat, som betjenes af en eller to muskler og har et specielt luftfiltreringssystem bygget af adskillige forgrenede børster. Hos godt flyvende insekter dannes udvidelser på de langsgående luftrørstammer - luftsække. De har ikke tenidier og kan ændre volumen. Luftsække er involveret i ventilationen af vingemusklerne under flyvning og udfører en aerostatisk funktion, hvilket bidrager til et fald i den specifikke kropsmasse. Hos mange endoparasitære larver er luftrørssystemet helt eller delvist reduceret, og vejrtrækningen udføres gennem dækslerne. Nogle parasitære insekter forbinder deres luftrørssystem med værtsdyrets luftrør, andre bryder gennem dets dæksler og udsætter spiraklerne.
Afhængigt af antallet af spirakler kan insekters luftrørssystem være en af følgende typer:
Luftrørssystemet er veludviklet hos de tusindbenede labiopoder. Et par spirakler findes på hvert kropssegment. Luftrørets grene fra forskellige segmenter er indbyrdes forbundne og danner et fælles netværk i kroppen. Hos tobenede tusindben begynder luftrørssystemet med spirakler, som er placeret i bunden af benene på hvert segment (bortset fra nogle få forreste). Stigmaerne er to par pr. segment, ligesom benene. Hvert stigma fører til en sæklignende forlængelse, hvorfra der strækker sig mere eller mindre forgrenede luftrør, der tilfører ilt til organerne i det tilsvarende segment. I modsætning til labiopoder og insekter dannes der ikke et enkelt luftrørssystem hos diplopoder. Symphyla har kun ét par spirakler placeret bag antennerne på hovedet. Luftrørene, der strækker sig fra stigmaerne, er svagt forgrenede, deres grene strækker sig kun ind i hovedet og tre forreste segmenter.
Hos arachnider varierer formen, antallet og placeringen af stigmas, tykkelsen af luftrørstammerne og graden af deres forgrening meget mellem grupperne. Trachealsystemet er bedst udviklet hos salpus. Deres hovedluftrørsstammer åbner sig med flere par spirakler på cephalothorax og abdomen og en ulige spirakel på abdominalsegment IV. Luftrørene, der bevæger sig væk fra spiraklerne, forenes i kraftige langsgående stammer, som er forbundet med broer og divergerer i talrige grene til organerne. I væggene i salpugens luftrør er der spiralfortykkelser af neglebåndet, der ligner insekttenidier.
De fleste edderkopper, sammen med lunger, har også luftrør, selvom fire-lungede luftrør ikke har, og nogle tropiske arter trækker kun vejret med luftrør. Oftest har de kun én abdominal spirakel, hvorfra der strækker sig to par blindt lukkede, uforgrenede tubuli, foret med en tynd neglebånd uden spiralfortykkelser. Luftrørene vaskes af hæmolymfe, således at gasudveksling udføres med deltagelse af kredsløbssystemet.
I høstmaskiner er åndedrætssystemet repræsenteret af godt forgrenede luftrør, der trænger ind i hele kroppen. De åbner med spirakler på det første og andet abdominale segment.