Как могла развиться эффективная дыхательная система гигантских членистоногих?

У большинства насекомых есть дыхальца, но у нимф стрекоз они ближе всего к внутреннему легкому.

Odonata, в которую входят стрекозы и стрекозы, — это насекомые, которые претерпевают полную метаморфозу. Нимфы стрекоз дышат через внутренние жабры в прямой кишке, называемые анальной пирамидой (это отверстие также позволяет им двигаться под водой). Известно, что эти нимфы, как и многие другие виды, дышат воздухом во время своего последнего возраста, когда они покидают воду, чтобы превратиться во взрослых стрекоз. У нимф позднего финального возраста развились функциональные мезоторакальные дыхальца, позволяющие им дышать воздухом, располагая голову и грудную клетку над поверхностью воды. Вдыхая воздух в этом положении, нимфы также могли вентилировать свои погруженные ректальные жабры.

Это наиболее вероятный кандидат на развитие в «легкие насекомого», и это будет означать гигантских членистоногих, которые дышат через свои ягодицы, в то время как дыхальца становятся тем, чем для нас являются поры.

Жабры.

Ближе всего к членистоногим, колонизировавшим сушу, не головоногие и не моллюски. Они ракообразные.

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0_0/arthropods_02

И прекрасно приспособленное к земле ракообразное — таблетка, которая является изоподом.

https://www.pbs.org/newshour/science/pill-bugs-emerged-sea-conquer-earth

Другой способ дышать

«Как и у их океанских предков, у жуков-таблеток есть жабры», — сказал Райт. Жабры отлично работают в воде. По сути, это открытые слизистые оболочки, которые поглощают кислород из воды и попадают в кровь, которая питает остальную часть тела. Но на суше жабры - это помеха.

Если жук-таблетка высохнет, его жабры не будут функционировать должным образом, и жук-таблетка может задохнуться. Вот почему вы обычно находите их только во влажных местах, например, под мертвым бревном. Если они начинают перегреваться и высыхать, жуки-таблетки даже сворачиваются в шар, чтобы защитить оставшуюся влагу на жабрах.

Вот где быть большим помогает. Жабрам необходимо поддерживать жабры во влажном состоянии, поэтому они остаются там, где влажно. Нам также необходимо поддерживать влажность легких, но мы перемещаемся по большим резервуарам влаги в виде крови, а дополнительная вода производится по требованию путем окисления жира (CHx + O2 -> CO2 + H2O).

Ваши гиганты используют жабры, чтобы увеличить площадь поверхности. Поскольку они гиганты с большими объемами, они полны воды или, лучше сказать, жира или масла, потому что они легче. Они могут держать свои жабры влажными из-за этих бортовых запасов. Их экзоскелеты тонкие или рудиментарные, и здесь я утверждаю, что причины, по которым изоподы не вытеснили насекомых на суше, заключаются в том, что им трудно эволюционировать вокруг панциря, и он становится слишком тяжелым и громоздким по мере увеличения. Мне было интересно прочитать, что одна из самых крупных истинно наземных (не литоральных) изопод ( Porcellio magnificus ) предпочитает низкую влажность — что ей может сойти с рук из-за ее размера и запаса воды на борту.

из комментария: /Интересно, а как это могло развиться у других групп членистоногих?/

Вы можете начать с насекомых, у которых уже развились жабры. Вот хеллграмит!

источник

Хеллграммит — крупная хищная личинка мухи-добсон. У них есть внешние жабры для облегчения дыхания в воде.

http://nathistoc.bio.uci.edu/neuropt/Corydalis.htm

Точно так же, как предки китов покинули воду, приспособились к воздуху, а затем вернули эти приспособления, чтобы управлять водой, насекомое может приспособиться к воздуху, переместиться в воду, а затем вернуться в воздух с помощью своих дыхательных приспособлений. Мне нравится идея гигантского хеллграммита как крокодилоподобного хищника из засады.

Подобные вещи проделывали моллюски — наземные улитки, которые возвращаются в пресную воду и развивают вторичные жабры.