Grillen (Ordnung Orthoptera) haben ein offenes Kreislaufsystem und ein tracheales Atmungssystem – grundlegend anders als die Herz-/Lungen-Anordnung von Wirbeltieren.
Kreislaufsystem
- Offenes System: Hämolymphe (nicht Blut) wird in die Hämocoele (Körperhöhle) gepumpt, badet Organe direkt, keine Kapillaren.
- Dorsales Gefäß (Herz): Längsrohr entlang der dorsalen Mittellinie. Hinterer Teil = Herz (Ostien = klappengeführte Einlässe); vorderer Teil = Aorta.
- Pumpung: Peristaltische Kontraktionen (neurogen) → Hämolymphe vorwärts → verlässt Aorta in Kopf/Sinus → perkoliert posterior → reeintritt ins Herz über Ostien.
- Kein Atmungspigment: Hämolymphe transportiert kein O₂/CO₂. Transportfunktion: Nährstoffe, Hormone, Immunzellen, Abfall.
Atmungssystem
- Trachealsystem: Netzwerk luftgefüllter Röhren (Tracheen), öffnend über Spirakeln (10 Paare: 2 thorakal, 8 abdominal).
- Tracheolen: Mikroskopische, blinde Endröhren (<1 µm), die Zellen direkt berühren → Gasaustausch durch Diffusion.
- Belüftung: Passive Diffusion (kleine Insekten) oder aktive abdominale Pumpung (Komprimierung von Luftsäcken) bei größeren Insekten wie Grillen.
- Luftsäcke: Erweitert Tracheen, wirken als Reservoir; verbessern Belüftung während des Flugs.
- Spirakelkontrolle: Ventile regulieren Gasaustausch und Wasserverlust.
Funktionelle Integration
O₂ diffundiert von Tracheolen direkt zu Mitochondrien; CO₂ diffundiert heraus. Kreislaufsystem transportiert keine Atemgase. Dies begrenzt Körpergröße (Diffusionsdistanz), ermöglicht aber hohe Stoffwechselraten während des Flugs.
Anpassungen
- Discontinue Gaswechselzyklen (DGC) → Wassersparen.
- Tracheale Hypertrophie in Flugmuskulatur.
- Hämolymphe puffert pH, transportiert Laktat während anaeroben Schüben.
Dieses System ist exquisit für die Insektenphysiologie angepasst – kein „miniaturisierter Wirbeltier“-System.
