昆虫会被淹死吗？它们如何呼吸？

切勿尝试与昆虫进行屏气竞赛。

毫不奇怪，伟大的潜水甲虫非常擅长潜水。

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如果你曾经目睹过一只蜘蛛从你的浴缸下水道爬出来，或者在惊慌失措的时刻把一只特别令人毛骨悚然的爬虫扔进马桶，你可能想知道昆虫是否有能力在这些水的考验中生存下来。

答案是——对一些昆虫来说值得庆幸，对另一些昆虫来说不幸的是——许多昆虫即使在长时间完全淹没后也能很好地保持活力。虽然所有昆虫都是不同的，而且有些昆虫比其他昆虫更能承受水浸，但众所周知，像大黄蜂这样的物种会屏住呼吸长达一周！

2024 年 4 月发表的一项研究，受到一次差点淹没大黄蜂蜂王群体的实验疏忽的启发，发现 81% 的普通东方大黄蜂 (Bombus impatiens) 样本在完全淹没在水中整整七天。

尽管这项研究存在伦理批评，但所复制的现象对这些昆虫来说是自然发生的，这就是为什么它们能如此适应地承受它。熊蜂物种通常在地下的泥土洞穴中筑巢，特别容易受到洪水的影响。

大黄蜂女王的特殊适应能力意味着即使在强降雨风险很高的情况下，她也可以留在洞穴中过冬。这种非凡的能力已经在许多栖息于经历季节性洪水的地区的物种中观察到，并且对于任何必须在地下承受低氧水平的穴居物种来说也是一种适应优势。

2006 年发表的一篇论文观察了欧洲河流洪泛区昆虫的迁徙行为，发现 70% 的植物和叶蝉物种在洪泛区越冬并经受住了淹没。然而，该地区的大多数蜘蛛和地面甲虫选择迁离洪泛区，许多物种的幼虫也是如此，这表明它们的淹没能力不太强。

那么，是什么让这些昆虫如此擅长承受淹没并留在低氧洞穴中呢？这一切都取决于昆虫的呼吸方式。

昆虫如何呼吸？

哺乳动物、鸟类和爬行动物都通过呼吸和循环系统进行呼吸，氧气被吸入肺部并进入血液，然后将氧气输送到全身的组织和肌肉。

另一方面，昆虫没有肺。事实上，他们的呼吸系统和循环系统是完全分开的。昆虫不是通过嘴或鼻孔吸入氧气，而是通过胸部和腹部的气孔呼吸。然后，昆虫全身的气管网络输送和交换氧气和二氧化碳。 

然而，与人类类似，更活跃的昆虫，比如那些能够飞行的昆虫，比那些久坐的物种需要吸入更多的氧气。它们也像人类一样释放二氧化碳作为废物。

这些呼吸差异使昆虫能够高效地利用所吸入的氧气。按其身体比例，昆虫可以吸入比人类多得多的氧气，并且还可以通过打开和关闭气孔来进行不连续的气体交换。

不连续的气体交换是气孔打开、关闭和“扑动”阶段的循环，使昆虫能够基本上回收气管中的氧气，从而有效地消除了长时间吸入新鲜氧气的需要。 

这是它们能够在低氧环境中生存并在完全浸入水中后毫发无伤的关键机制。

虽然这种特殊的呼吸机制有其优点，但也被认为是昆虫体型取决于环境中氧气供应情况的原因之一。昆虫越大，内部气管越长，因此较大的昆虫需要更富氧的环境才能吸收足够的氧气以到达盲端气管的最末端。

那么，蜘蛛能否在 U 型弯的即兴旅程中幸存下来呢？也许吧，但最好还是轻轻地将它放在外面。