Happi on elintärkeä kaasu kaikille eliöille lukuun ottamatta joitakin hapettomissa oloissa selviäviä bakteereja.
Eliöt tarvitsevat happea soluhengitykseen. Soluhengitys on kemiallinen prosessi, jossa ravintoaineiden sisältämä sokeri muuntuu energiaksi.
Siinä happi sitoutuu vetyyn ja syntyy vettä ja hiilidioksidia.
Selkärankaiset ottavat happea keuhkoilla. Kaasujen vaihto eli hapen siirtyminen sisäänhengitysilmasta vereen ja hiilidioksidin vapautuminen verestä uloshengitysilmaan tapahtuu keuhkorakkuloissa.
Hyönteiset ovat ratkaisseet asian toisin
Niveljalkaiset muodostavat yhden eläinkunnan pääjaksoista. Ne ovat monimuotoinen eläinryhmä, joihin kuuluu muun muassa hyönteisiä, tuhatjalkaisia, äyriäisiä ja hämähäkkieläimiä.
Niitä yhdistää se, että niillä on luurangon sijaan nivelikäs ulkoinen tukiranka, joka suojaa ja estää niitä kuivumasta.
Niille on yhteistä myös se, että niille ei ole kehittynyt keuhkoja, vaan ne käyttävät hapenottoon toista menetelmää. Isot vedessä elävät niveljalkaiset ottavat happea vedestä suoraan ruumiin pinnan läpi tai kiduksilla.
Koska esimerkiksi rapujen kidukset ovat voimakkaasti haaroittuneet, happea sitova pinta-ala on laaja. Maalla vastaava menetelmä johtaisi kuivumiseen.
Maalla elävillä niveljalkaisilla, kuten hyönteisillä, on monimutkainen ilmaputki- eli trakeajärjestelmä. Ilma pääsee putkiin suojakuoressa olevien huokosten kautta.
Se siirtyy ilmaputkia pitkin sisäelimiin joko lihasten eteenpäin pumppaamana tai diffuusion avulla.
Ilmanottotapa vaikuttaa kokoon
Diffuusiossa aineen molekyylit pyrkivät siirtymään väkevämmästä laimeampaan. Niveljalkaisten hapenottotapa on melko tehoton verrattuna selkärankaisten keuhkoihin.
Se onkin yksi syistä, joiden vuoksi maalla ei esiinny edes nyrkinkokoisia niveljalkaisia.