Trachea (Invertebrata)
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Die Trachea (griech.), Mehrzahl Tracheen, ist eine Kanalröhre zur Atmung bei Insekten, Tausendfüßern und Spinnentieren.
Im Gegensatz zu Wirbeltieren (Vertebraten) atmen die meisten Insekten und Spinnentiere nicht mit Lungen oder Kiemen, sondern der Gasaustausch erfolgt größtenteils passiv mittels der Tracheen. Da die meisten Insekten kein Hämoglobin besitzen und so keinen Sauerstoff in ihrer Hämolymphe transportieren können, und da sie ferner keine Lungen besitzen, muss der Sauerstoff durch Diffusion direkt bis an die Zellen herangeführt werden. Inzwischen weiß man, dass durch Muskelkontraktionen und Flügelschlag ein erhöhter Gasaustausch erreicht werden kann, die Diffusion (sowie Assimilation) kann also auch aktiv verstärkt werden. Ähnliche Organe finden sich bei Spinnen und Tausendfüßern.
Bei den Tracheen handelt es sich um Röhren, die bei den höher entwickelten Insektentaxa miteinander durch Längs- und Queranastomosen in Verbindung stehen. Es wird daher auch als Tracheensystem bezeichnet. Die Tracheen bestehen als Teil des Außenskeletts aus Chitin und verzweigen sich vielfach im Körperinneren, so dass die Atemluft an alle Organe gelangen kann. Größere Tracheenäste sind oft mit spiralförmigen Chitinleisten, so genannten Spiraltaenidien, mechanisch verstärkt. Segmental angelegt münden die Hauptäste der Tracheen über paarige Atemöffnungen (so genannten Stigmen oder Stigmata, auch Spirakeln) an der Körperoberfläche. Man unterscheidet primäre, sekundäre und tertiäre Tracheenäste. Bei der Taufliege Drosophila melanogaster bestehen die primären Tracheenäste (der Dorsalstamm oder "dorsal trunk") im Querschnitt betrachtet aus mehreren Zellen. Die sekundären Äste werden im Querschnitt von nur einer Zelle gebildet, und eine einzelne Terminalzelle hat wiederum mehrere tertiäre Äste. Die tertiären Äste wachsen bis in die umliegenden Zellen hinein, und in elektronenmikroskopischen Aufnahmen konnte gezeigt werden, dass sie dabei in engen Kontakt mit den Mitochondrien der Zielzelle treten.
Die Stigmen können paarig am Thorax und Abdomen liegen. Bei vielen Insektenarten sind die Stigmen mit Reusenapparaten versehen und verschließbar, um zu verhindern, dass Schmutz oder Parasiten ins Tracheensystem eindringen.
Entwicklungsgeschichtlich haben Tracheen den Sauerstofftransport durch Hämocyanin ersetzt.
