في أثناء مناقشة الجهاز التنفسى مع تلاميذى، سئلنى أحدهم : هل تتنفس ديدان الأرض ؟ و بالطبع أجبت نعم بما أنها حية و نظر إلى التلميذ و سألني : أنها لا تملك جهازاً تنفسياً مثلنا، إذا كيف تتنفس ؟ و لم أستطع الأجابة. كيف تتنفس ديدان الأرض ؟ إنها فرصة جيدة أنى وجدت موقعكم! شكرا مقدما، معلم مضطر.

نعم، تتنفس ديدان الأرض! السؤال الذى طرح عليك ناتج عن سوء تفاهم حول ما هية التنفس كمصطلح من علم الأحياء. لنأخذ مثال الأنسان. نحن نقول أننا نتنفس عندما تتم حركاتنا التنفسية. تلك الحركات تؤمن تجدد الغاز الذى تحتوى عليه الرئتان (هواء به كمية أوكسيجين قليلة، غنى بثانى أوكسيد الكربون و مشبع ببخار الماء) : إنها عملية التهوية الرئوية. تتم عملية التنفس بداخل كل خلاينا، و بالأخص فى كل عنصر من عناصر الخلية الحية للهيولى الخلية، الهنية الجيلة mitochondries . يتم استهلاك الأوكسيجين و يتم أنتاج ثانى أوكسيد الكربون أثناء التحول الغذائى للخلايا – المسيرة الكيميائية الفيزيائية لهذا التحول الغذائى معقدة و لا يمكن شرحها هنا. الأوكسيجين الذى لا غنى عنه يصل إلى الخلايا عن طريق الدم (و اللمفا)، يستخدم الدم كوسيط بين الحويصلات Alvéoles الرئوية و الأنسجة – الهيموجلوبين الموجود فى الخلايا الحمراء للدم هو موصل فعال جدا للأوكسيجين. بالنسبة لثانى أكسيد الكربون، خضاب الدم/الهيموجلوبين Hémoglobine يؤمن ايضا عملية نقله و لكن يتدخل أيضا بالأضافة الى ذلك فى ذوبان هذا الغاز فى البلازما الدموية، بالأضافة الى قدرته على التفاعل مع الماء فى البلازما و تشكيل أيون ثانى الكربونات. يوجد مستويان لتبادل الأوكسيجين و ثانى أوكسيد الكربون : حويصلات الرئتان و خلايا الأنسجة و الأعضاء – يستخدم الدم كوسيط يمر بين هذان المستويان. لنعد إلى دود الأؤض. بما أنهم لا يملكون رئتان، لا تتم أى حركة تهوية. و لكن التنفس
يتم على مستوى الهنية الجبلة (مجموعة من الكناسج تتألف منها الحجيرة الحيوانية أو الخلية النباتيىة Mitochondrie ) لكل خلايا الجسم. يتم توصيل الأوكسيجين عن طريق الدم، الذى يحتوى على الهيموجلوبين مختلف عن الخاص بنا و الذى، بالأضافة الى ذلك، لا يتحرك بأستخدام خلايا الدمو لكن يذوب فى البلازما الدموية. اللون الوردى أو الأحمر لديدان الأرض مرتبط بذلك الخضاب. بما أن ديدان الأرض لا تملك رئتين، تبادل الغازات بين الهواء و الدم يتم على مستوى الجلد، بمنتهى البساطة، و يقوم بنفس دور الحويصلات الرئوية. جلد دودة الأرض يتكون من بشرة رفيعة (طبقة واحدة من الخلايا)، تغطيها قشرة رفيعة شفافة. بعض المخاط (الذى تفرزه خلايا خاصة ) يحتفظ بسطح الجلد دائما رطباً، يحميه من أنحتات أجزاء التربة و يشحمها، مما يسهل تقدمها فى الممرات الأرضية. المجموع : البشرة + قشرة رفيعة + المخاط الذى يسمح بمرور الأوكسيجين و ثانى أوكسيد الكربون بشرط أن يكون رطباً. تحت الجلد، توجد شعيرات دموية و العضلات المحيطة و التى تسمح أنقباضتها بزحف الدودة، بأنغماسها فى الأرض، بتحركها فى الممرات التى حفرتها فى التربة. تنظيم بسيط هكذا للجهاز التنفسى يمثل عقبتين :
- لا تتعدى الدودة حجماً معيناً و إلا فأن سطح الجلد لن يسمح بتبادل الغازات. فى الواقع، كون شكل دودة الأرض يشبه الحلقة، إذا تعدى القطر عامل 2، يتم مضاعفة سطح الجلد ب4 (2 مربع) و لكن الحجم يزداد بعامل 8 (2 مكعب) . إلا إن أستهلاك الأوكسيجين يكون ذو علاقة نسبية بالحجم بينما تبادل الغازات من خلال الجلد ذو علاقة نسبية بالسطح. لقد تم حساب الحجم الأقصى نظريا لدودة الأرض و هو ما يعادل قطر من 3 سنتيمترات. من المثير للأهتمام أن نستنتج أن أكبر دودة أرض موجودة – تعيش فى بعض مناطق فى استراليا – يبلغ طول القطر 3 متر.
- يمكن أن تختنق دودة الأرض إذا ظلت لوقت طويل فى الماء – على سبيل المثال إذا وقعت فى بركة مياه كبيرة و لم تستطع الخروج منها فى وقت قصير. بالطبع إن الأمر هنا لا يتعلق بالغرق عن طريق إمتلاء الرئتين كما يحدث لدينا، و لكن عملية إختناقا و ذلك لأن كمية الأوكسيجين الذائبة فى الماء أقل من كمية الأوكسيجين الحر فى الهواء : سطح الجلد لا تصبح كافية ليستطيع أن يزود الأنسجة بالأوكسيجين – و خاصة العضلات. و إذا فهى تحتاج إلى خياشيم.هذا ما يحدث مع دودة الأرض في أثناء الفصول الجيدة. فى الشتاء، تغرس الدودة فى أعماق التربة، تحولها الغذائى يتم ببطء بسبب البرد (أنها تستهلك القليل من الأوكسيجين و تنتج القليل من ثانى أوكيد الكربون) : إذا أغرقت الممرات بمئاه المطر أو بذوبان الثلج، لا تختنق الدودة. أتمنى أن تكون تلك الشروحات كافية.