虫可

为避免吸氧过量，昆虫可暂停呼吸的英语美文

为避免吸氧过量，昆虫可暂停呼吸的英语美文

WhyDoInctsStop"Breathing"

为昆虫会有规律地停止呼吸?日前，美国及德国的科学家们对这一

问题给出了最新的解释。他们认为，昆虫之所以会有如此举动是为了

避免吸入对身体有害的过量氧气。

Challengingprevioustheories,rearchersatUCIrvineand

HumboldtUniversitypropothatinctssuchasgrasshoppers,

moths,butterflies,sometypesoffruitflies,beetlesandbugs

cloofftheirrespiratorysystemsperiodicallytokeepoutexcess

oxygen,thuspreventingdamagetotheirtissues.

为什么昆虫会有规狗跟什么属相冲 律地停止呼吸?日前，美国及德国的科学家们对

这一问题给出了最新的解释。他们认为，昆虫之所以会有如此举动是

为了避免吸入对身体有害的过量氧气。

据美国“每日科学网站”毅力英语 2月24日报道，通过对昆虫的呼吸系统

进行深入的研究，科学家们或许已经可以揭晓这个在人们心中存在了

数十年的谜团。美国加州大学尔湾分校和德国洪堡大学的研究者提出，

像蚱蜢、蛾、蝴蝶和果蝇等昆虫会周期性地关闭它们的呼吸系统，以

避免吸入过量的氧气，从而使自己的身体组织免受伤害。这一结论则

向以前的相关理论发出了挑战。

对于昆虫有规律地屏住呼吸的问题，以前科学家们曾提出了两种

解释。

一种理论认为，这种间断地不连续地呼吸可以帮助昆虫减少水分

的流失;而第二种理论则认为，当昆虫在地下的时候，这种特别的呼吸

方式能使它们从其呼吸作用的副产品——二氧化碳中摆脱出来。因为，

当昆虫处在地面下的时候，它们面临的是一个高二氧化碳同时低氧的

环境。这时，氧气对昆虫至关重要，但是从高浓度的二氧化碳中解脱

出来，避免在身体组织中产生毒性也同样具有重要的意义。

美国加州大学尔湾分校的生态学及进化生物学教授蒂莫西布拉德

利和德国洪堡大学的生理学助理教授斯特凡黑茨对这一问题进行了深

入研究，并提出了一个更为合理的解释。他们认为，许多昆虫关闭气

孔、屏住呼吸是为了避免吸入过量的氧气。他们将这一研究结果发表

在2月份的国际性科技期刊英国著名的《自然》杂志上。

研究显示，昆虫在飞行等高度活动的状态下，会正常呼吸。但是

当它们处在不活跃状态或是休息的时候，他们仍继续在浓度不变的高

氧环境中进行呼吸，其结果就会导致它们吸入过量的氧气，而体内氧

气过量则会导致昆虫的身体组织出现氧化损伤。为了使身体免受伤害，

一些昆虫(如蚱蜢等)则会选择间歇性停止呼吸这一做法。

对此，布拉德利教授表示：“我们认为大部分昆虫有规律地间歇

性呼吸是为了降低体内的氧气浓度，以保证生理上的。它们充分减少

气体交换频率，使体内的氧量保持在一个安全的水平。这种假设可以

解释不同环境下昆虫的呼吸模式，而以前的理论则无法做到这点。”

在研究过程中，科学家用一只乌桕大蚕蛾的蛹做了试验。昆虫没

有肺，所以它们使用通气孔进行呼吸。科学家把导管插入到蛾蛹的通

气孔中，以测量它排放的二氧化碳量及吸入的氧气含量。研究者还使

用呼吸计(一种测量呼吸作用的仪器respirometer)监测飞蛾的呼吸形

态。

布拉德利教授解释说，通常昆虫呼吸系统中的.氧气含量会保持在

4-5千帕斯卡，比大气中的氧气含量要低4至5倍。

通过改变蛾蛹周围环境的氧含量，研究者发现，在氧气含量正常

的环境中，昆虫呼吸一段时间，并释放大量二氧化碳，然后它就会关

闭通气孔，以阻挡更多的氧气进入。在氧气含量较低的环境中，昆虫

就会将通气孔开放的时间延长，关闭的时间缩短。同时，如果在氧气

含量较高的环境中，昆虫只会在很短的时间里打开通气孔，随后就将

之关闭很长一段时间。换句话说，就是昆虫能积极地对氧气含量的多

少作出反应，通过开关通气孔，昆虫可以使奥运会的英语 体内的氧气和二氧化碳含

量保持在相当稳定的水平。这在某种程度上显示它们能够自行衡量氧

气的多少。布拉德利教授说：“它们的行为告诉我们，它们可以对氧

气含量进行调节。”

研究这个问题，就不得不提到氧气与生物体的关系问题。众所周

知，氧气是生命之源。但是吸入的氧气过量也会导致生物体死亡。身

体组织暴露在活性很强的氧分子中，会使蛋白质、脂类和DNA受损，

促使细胞死亡、加快衰老。

对此，研究者表示，即使在我们的身体中，这种情况也是存在的。

我们的身体也会向各个组织器官提供氧气。同样道理，人们也在尽力

避免过量的氧气对身体带来的伤害——氧化损伤。这种损伤和人们衰

老过程有着紧密的联系。或许这就是为什么市场上会出现众多的抗氧

化护肤品的原因——人们也在想尽一切办法抵抗衰老。空气中，如果

我们呼吸的氧气浓度过高，这对人体是具有毒性的。事实上，作为分

析对象被科学家们反复研究了数十年的果蝇，如果被置于一个高氧的

环境中，就会很快因为衰老而死亡。

报道说，科学家们还将在这一工程管理论文选题 领域进行深入研究，希望能获得更

多有关昆虫呼吸方面的新知。

Anews王字旁一个番 tudyinvestigatingtherespiratorysystemofincts

mayhavesolvedamysterythathasintriguedphysiologistsfor

decades:whyinctsroutinelystopbreathingforminutesata

time.

Challengingprevioustheories,rearchersatUCIrvineand

HumboldtUniversitypropothatinctssuchasgrasshoppers,

moths,butterflies,sometypesoffruitflies,beetlesandbugs

cloofftheirrespiratorysystemsperiodicallytokeepoutexcess

oxygen,thuspreventingdamagetotheirtissues.

TimothyB教育的故事 radley,professorofecologyandevolutionary

biologyatUCI,andStefanHetz,assistantprofessorofphysiology

atHumboldtUniversity,Germany,reporttheirfindingsintheFeb.

3issueofNature.

Theinctrespiratorysystemisdesignedtoaccommodate

mple,agrasshopper

egrasshopperisinactiveand

resting,however,itcontinuestobreatheinoxygenatthesame

ultixcessinterna嘴唇发红 l

oxygenthatcancauoxidativedamagethedestructionof

e乌鸦喝水英文 cttheir

bodies,inctslikegrasshoppersdiscontinuebreathing.

Twopreviousmodelsforexplainingwhyinctspunctuate

theirbreathingwithperiodsofclosureare(1)suchdiscontinuous

breathingreduceswaterlossand(2)itenablesinctstoridtheir

bodiesofcarbondioxide,respirationbyproduct,whentheincts

ueforminers,incts,while

underground,arefacedwithhigh-carbon-dioxideandlow-

oxygenamounts,

oxygenisntialfortheircellstoproduceenergy,theremoval

ofcarbondioxidefromtheirbodiesiquallyimportantto

preventitstoxicbuildupintissues.

Eveninourownca,ourbodieshavetosupplyoxygento

ourtissues,buttheymustalsokeepoutexcessoxygentoprevent

mageisclolyrelated

,p棒棒糖英语 erhaps,themanyanti-oxidativecreams

centrationof

,fruitflies,

whichhavebeenstudiedclolyfordecades,dieso羊肉英语 onerfrom

aginginahigh-oxygenenvironment.

Inctstakeinoxygenthroughspiraclestubesconnectedto

rstudy,therearcherdfine

tubesintothespiraclesofamothtomeasurenotonlyhowmuch

carbondioxidethemothreleadbutalsotheconcentrationof

oxygeninitstrachea,theriesoftubesthatcarryairdirectlyto

respirometer(aninstrumentfor

measuringrespirationthatconsistsofachamberwithaflow-

throughairsystem),theymonitoredthemothbreathingpattern.

Thechamber,whichhoudthemothbeingstudied,wasfilled

,adevice

measuredwhenandhowmuchcarbondioxideoriginatedfrom

theinct.(：夏根建)