Многим мелким насекомым и сравнительно неактивным крупным ^насекомым для газообмена в трахейных системах достаточно одной лишь диффузии. Примером может служить крупная гусеница древоточца Cossus, изученная Крогом (Krogh 1920) Эта гусеница весит около 3,4 г, а длина ее 60 мм. На теле у нее имеется У пар дыхалец, и тщательное измерение трахей, идущих от этих дыхалец, показало, что суммарная площадь поперечного сечения всех таких трахей близка к 6,7 мм*. Средняя длина трахей мм. Любопытно, что по мере того, как трахеи делятся и разветвляются, суммарная площадь поперечного сечения системы остается постоянной, не изменяясь с удалением от дыхалец. Таким образом, для анализа диффузии через всю трахейную систему ее можно представить одной цилиндрической трубкой с поперечным! сечением 6,7 мм2 и длиной 6 мм. Потребляемый животным кислород (0,3 мкл 02 в 1 с) сможет продиффудировать через трубку таких размеров, если разность парциальных давлений 02 между двумя концами будет равна 11 мм рт. ст. (1,5 кПа). Это означает., что при давлении 02 в атмосфере 155 мм рт. ст. (20,7 кПа) напряжение 02 в тканях сможет достигать 144 мм рт. ст. (19,2 кПа). Очевидно, что для гусеницы Cossus достаточное снабжение кислородом гарантируется одной диффузией, даже если интенсивность обмена во время активности нужно будет увеличить в несколько раз.
Интуитивно может показаться, что диффузия через 6 мм воздуха должна быть медленной; однако кислород диффундирует в- воздухе в 300 000 раз быстрее, чем в воде, так что диффузия через 6 мм воздуха идет так же быстро, как диффузия через слой воды толщиной 0,02 мкм.
Таким образом, наибольший барьер для доставки кислорода тканям скорее всего находится между тончайшими веточками трахеол и клетками. В очень активных тканях,, таких, как летательные мышцы, на электронных микрофотографиях видно, что трахеолы подходят к митохондриям на расстояние до 0,07 мкм.
Количественное изучение разветвленной трахейной системы дает сведения еще об одном аспекте газообмена. По мере того как трахеи делятся и ветвятся, суммарная площадь стенок системы увеличивается. У гусеницы Cossus наибольшая трахея имеет диаметр около 0,6 мм, а самая тонкая трахеола — 0,001 мм. Поскольку общая площадь поперечного сечения трубок остается постоянной, площадь стенок трахеол будет в 600 раз больше площади стенок самой крупной трахеи той же длины. Таким образом, благодаря одному только уменьшению диаметра поверхность стенок увеличивается в 600 раз. Из этого следует, что практически вся поверхность, участвующая в газообмене, сосредоточена в тончайших веточках. Если мы учтем еще, что толщина стенок трахеол составляет менее одной десятой толщины стенок трахей, нам ct3j- нет очевидно, что диффузия через стенки более крупных ветвей должна быть очень незначительной.