چرا حشرات جثههاي كوچكي دارند؟
جانوران روي زمين داراي جثههاي متفاوتي هستند. مهرهداران، نرمتنان، كرمها، حشرات و... همگي متعلق به سلسله جانوري هستند. ولي مشاهده ميكنيم كه افراد آنها از نظر بزرگي جثه تفاوت زيادي با هم نشان ميدهند. بزرگترين حيوانات مانند نهنگ و زرافه در رده پستانداران قرار دارند و كوچكترين آنها مثل حشرات و كنهها در گروه بندپايان هستند.
كوچكي يا بزرگي صفات نسبي هستند و يك چيز به تنهايي نميتواند كوچك يا بزرگ باشد و تنها در مقايسه با چير ديگري بزرگتر يا كوچكتر است. اگر ما در دنيا فقط حشرات را مشاهده ميكرديم نميتوانستيم بگوييم آنها جانوران كوچكي هستند ولي وقتي يك مگس را در كنار يك اسب مشاهده ميكنيم تفاوت زياد اندازه آنها ما را متعجب ميسازد و اين سوال را در ذهن ايجاد ميكند كه، چرا جثه حشرات نسبت به ساير جانوران كوچكترند؟«به علت وزن محدود اسكلت خارجي سخت، اندازه هيچ جانور بندپايي از حد معيني تجاوز نميكند»(1)(2). (يعني اسكلت خارجي سخت و محكم بند پايان از رشد زياد بدن آنها جلوگيري ميكند). اين جوابي است كه جانور شناسان و حشره شناسان به اين سوال ميدهند. ولي اين جواب حتي خود آنها را قانع نميكند، چون خيلي از حشرات بدن نرمي دارند ولي باز هم كوچكند، در مقابل خرچنگها اسكلت خارجي سختي دارند ولي خيلي بزرگتر از حشراتند! حشرهشناسان ساختمان بدن يك حشره را با ساختمان بدن جانور بزرگتري، مانند زرافه مقايسه ميكنندو به دنبال عاملي هستند كه مانع بزرگ شدن آنها ميشود ولي تا كنون موفقيت چنداني حاصل نكردهاند، ما براي اينكه به جواب مناسبي دست پيدا كنيم بهتر است در مسير ديگري حركت كنيم، به اين ترتيب كه، به جاي جستجوي عامل بازدارندهء رشد حشرات در جستجوي دستگاهي در بدن زرافه باشيم كه كمك به بزرگ شدن جثه زرافه ميكند در واقع در پي دستگاهي خواهيم بود كه در ساختمان بدن زرافه وجود دارد ولي در بدن حشرات وجود ندارد و در عين حال در ارتباط با بزرگي جثه هم هست.
مهمترين قسمت بدن هر جانور سر اوست كه مغز را حمل ميكند. مغز مهم و حساس است و در هر لحظه بايد آب و مواد لازم به اندازه كافي به آن برسد. رسانيدن آب و مواد لازم به مغز به عهده دستگاه گردش خون است، قلب همانند تلمبهاي خون را كه حامل آب و مواد غذايي است به گردش در ميآورد و رگها همانند لولههايي خون را به مغز وساير اندامها هدايت ميكنند. فرض كنيد ميخواهيم آب را از مخزن آبي كه در پايين ساختمان بلندي قرار دارد براي مصرف ساكنين به طبقات بالاي ساختمان بفرستيم. اگر يك پمپ آب و مقداري لولهء آب داشته باشيم اين كار به راحتي امكان پذير است و آب به نقاط دلخواه ما در طبقات مختلف ساختمان خواهد رسيد. اما اگر لولهء آب در اختيار نداشته باشيم و اين كار را تنها با پمپ آب انجام دهيم كارمان خيلي مشكل خواهد شد.پمپ آب بدون كمك لولههاي آب نميتواند آب را به نقاط مورد نظر ما در طبقات بالاي ساختمان برساند و تنها آب را تا اندازهاي به طرف بالا پرتاب خواهد كرد. در اين صورت نه تنها آب به طبقات بالا نخواهد رسيد بلكه در طبقات پايين هم به جاي نقاط دلخواه (حمام، آشپزخانه و ....) به اتاقها و ديوارها پاشيده خواهد شد. با نبود لوله آب ما مجبور خواهيم شد ساختمانهاي بلند نسازيم و به ساختمانهاي كم ارتفاع قانع باشيم تا بتوانيم آب را براي مصرف ساكنين برسانيم.
در ساختمان بدن زرافه، هم تلمبه قوي (قلب) وجود دارد و هم لولههاي آب فراوان (سرخرگها، مويرگها، رگهاي لنفي)، پس بدن زرافه قادر است خون را به راحتي به ارتفاع بالا جايي كه مغز در آنجا قرار دارد و هم ساير اندامها و دستگاههاي بدن برساند. هر اندام در بدن زرافه به مقدار مورد نياز خون دريافت ميكند. وقتي زرافه غذا ميخورد خون، بيشتر به دستگاه گوارش هدايت ميشود، وقتي ميدود خون، بيشتر به پاها ميرود. هر سلولي كه در بدن زرافه وجود دارد در صورت نياز به آب و مواد لازم، كافي است كه آنها را از مويرگ نزديك خود دريافت كند و هر ماده اضافي و زائد خود را به مويرگ بفرستد.
ولي در ساختمان يك حشره وضع به گونه ديگري است. در آنجا خبري از آب لولهكشي شده نيست. فقط پمپ (قلب ساده) وجود دارد كه خون را از عقب بدن گرفته به جلوي بدن ميراند. نه تنها طبقات بالايي در ساختمان او وجود ندارند در اتاقهاي پايين نيز آب به جاي اينكه در لولههايي جزيان داشته باشد تمام اتاقها را پر كرده است و ساكنين آن غوطهور در آب هستند، افراد هم، مواد غذايي از آب دريافت ميكنند وهم زبالههايشان را در اين آب ميريزند. حشرات داراي دستگاه گردش خون باز هستند يعني رگي در بدن آنها وجود ندارد و خون به طور باز در سراسر بدن گردش ميكند و همه جا پر از خون بوده، اندامها و دستگاههاي بدن داخل آن غوطهورند. هم آب و مواد لازم را از آن ميگيرند و هم مواد زائدشان را به داخل آن رها ميكنند. به علت فقدان رگهاي خوني قلب نميتواند خون را به نقاط دور و ارتفاع بالا برساند به همين خاطر تمام دستگاههاي بدن مجبورند دور و بر قلب جمع شوند و زياد از آن فاصله نگيرند تا با كمبود آب و مواد مواجه نشوند. دستگاه گردش خون يك حشره اختيار چنداني در ميزان پخش خون به اندامهاي مختلف ندارد و هر اندام ،نزديكتر به قلب باشد بيشتر مواد لازم را دريافت ميكند و وضعش بهتر است. مغز چون مهمتر از همه است درست در جلوي آئورت، جايي كه خون بيرون ميآيد قرار دارد و قلب هميشه خون را از قسمت عقب بدن گرفته و به طرف سر ميراند. اگر مغز حشره بخواهد همانند زرافه در ارتفاع بالايي قرار گيرد به علت نبود رگهاي خوني، قلب نخواهد توانست خون را به آنها بفرستد، پس مغز و ساير اندامهاي حشره مجبورند در نزديكي قلب قرار گيرند يعني جثهء حشره مجبور است كوچك باشد.
پس به اين ترتيب معلوم ميشود هر جانور كه بخواهد جثهاش را بزرگ كند و سر را بالا بگيرد بايد وسايل انتقال خون را داشته باشد و چون حشرات اين وسايل را ندارند نميتوانند جثهء خود را بزرگتر كنند. يعني حشرات به دليل نداشتن رگهاي خوني جثهء كوچكي دارند و زرافه با داشتن رگهاي متعدد ميتواند به آن بزرگي بشود. در كل ميتوان گفت جانوري كه دستگاه گردش خون كاملتري دارد جثهء بزرگتري دارد. براي روشن شدن بهتر موضوع دستگاه گردش خون و جثهء جانوران ديگر را نيز با هم مقايسه كنيم. در گروه كرمها گونههايي هستند كه كلا فاقد دستگاه گردش خون هستند. اين چنين افرادي جثههاي خيلي ريز و ميكروسكوپي دارند مانند نماتدها و .... بعضي از كرمها داراي دستگاه گردش خون ساده متشكل از چند رگ طولي و قلب ساده ميباشند. اين گونهها ميتوانند جثهء خود را كمي بزرگتر كنند مانند كرمهاي Pharonidea Spiunculoidea, Brachiopoda و ..... در بين كرمها تنها كرمهاي حلقوي هستند كه دستگاه گردش خون پيشرفتهاي متشكل از رگهاي خوني طولي و جانبي، چندين رگ و مويرگها ميباشند و داراي گردش خون بسته اند. با داشتن چنين دستگاه گردش خوني، كرمهاي حلقوي بزرگترين گونههارا در ميان كرمها دارا هستند. مانند گونههاي Rhinodrilus fafneri از اكوادور كه 210 سانتيمتر طول و 2.5 سانتيمتر قطر دارد. و گونه Eunice gigantean كه 3 متر طول دارد.
در گروه نرمتنان ما انواع دستگاه گردش خون را مشاهده ميكنيم. هم دستگاه گردش خون باز و هم دستگاه گردش خون بسته. افرادي كه دستگاه گردش خون باز و رگهاي كم و قلب ساده دارند مانند دو عصبيها و شكمپايان، جثههاي كوچكتري دارند. آنهايي كه دستگاه خونشان كمي پيشرفته تر است مانند دو كفهايها، جثهشان هم به همان اندازه بزرگتر است و در نهايت سر پايان كه تكامل يافتهترين نرمتنان هستند و دستگاه گردش خون بسته با رگهاي خوني متعدد و قلبهاي چند حفرهاي تكامل يافته دارند، جثهشان نيز از همهء نرمتنان ديگر بزرگتر است. مثل هشتپاهاي بزرگ و گونهء Architeuthis كه بدني به طول 2.5 متر و بازوهايي به طول 12 تا 18 متر دارد و در سواحل شرقي كانادا زندگي ميكند.
در گروه بند پايان همگي افراد داراي گردش خون باز هستند براي همين، جثهء آنها نميتواند خيلي بزرگتر شود. با اين حال درجهء تكامل دستگاه گردش خون در تمامي افراد اين گروه به يك اندازه نيست. خرچنگها در بين بندپايان بزرگترين گونهها را دارا هستند چون دستگاه گردش خون آنها علاوه بر قلب داراي سرخرگهاي متعددي نيز ميباشد و قلب ميتواند خون را به وسيله آنها به فواصل نسبتا دورتري هدايت كند اما باز هم به دليل فقدان مويرگها و سياهرگها خون در حفره عمومي بدن پخش ميشود و دستگاه گردش خون، باز است. دستگاه گردش خون عقربها و بعضي ديگر از بندپايان داراي تعداد كمتري سرخرگ است به همين دليل جثهشان كوچكتر از خرچنگها است. حشرات كلا فاقد رگهاي خوني هستند و تنها داراي يك رگ پشتي كه در انتها به آئورت كوتاهي ختم ميشود، هستند. براي همين حشرات جثههاي خيلي كوچكتري دارند. در بين خود حشرات نيز آنهايي كه رگ پشتي درازتر دارند مانند سوسكها ، ملخها و ... بدنهاي بزرگتري نسبت به آنهايي كه داراي رگ پشتي كوتاهتر دارند، ميباشند؛ مثل شپشكهاي نباتي و .... اما حشرات با اين جثهء كوچك، كوچكترين بندپايان نيستند و اين مقام را كنهها به خود اختصاص دادهاند. كنههاي انگل نباتي حتي كوچكتر از 0.1 ميليمتر هستند و بايد آنها را با وسايل بزرگ كننده مشاهده كرد مانند كنههاي خانواده Eryophidea . با اين ترتيب اين كنههاي كوچك بايد از حشرات نيز دستگاه گردش خون سادهتري داشته باشند و اين طور هم هست. كنههاي بزرگتر همانند حشرات رگهاي پشتي و قلب ساده را دارا هستند ولي در كنههاي كوچكتر اين اندامها نيز وجود نداشته و گردش خون تنها توسط عضلات بدني و حركت اندامهاي دروني مثل دستگاه گوارش عملي ميشود (5).
در گروه مهره داران نيز افرادي كه دستگاه گردش خونشان كاملتر است جثههايشان نيز بزرگتر است مثل پستانداران كه كاملترين دستگاه گردش خون را دارند و براي همين بزرگترين گونهها را نيز دارا ميباشد مانند نهنگها، فيل، زرافه و ....
پس نتيجيهء كلي اينكه هر جانوري كه روي زمين زندگي ميكند يك رابطهء مستقيمي بين تكامل دستگاه گردش خونش و بزرگي جثهء او برقرار بوده و هيچ كدام، از اين قاعده مستثني نميباشند.