Hapnik on üks tähtsamaid molekule, mida on vaja kasvuks ja elutegevuseks. Inimesed ja teised imetajad saavad hapnikku hingamise kaudu. Me hingame ja hingame sisse hapnikku oma kopsudesse, mis seejärel hajutab hapniku verevoolu kaudu kõikidesse kudedesse. Teistel meie maailma olenditel ei ole selgelt kopse, mistõttu nad ei saa seda meetodit kasutada hapniku hajutamiseks läbi oma keha. Eelkõige on huvitav uurida putukate hingamisviisi.
Putukad hingavad või koguvad hapnikku läbi hargnenud torude võrgu, mida nimetatakse hingetoruks. Nendel torudel on avad, mida nimetatakse spirakliteks ja mis asuvad rindkeres (rinnus) ja kõhul. Hapnik siseneb passiivselt spiraalidesse, voolab mööda torusid alla ja jõuab iga toru põhjas asuvasse vedelikku, mis aitab hapnikul lahustuda. See vedelik liigub seejärel teistesse rakkudesse, et varustada putukakeha teisi rakke hapnikku.
Mikroskoobi all on näha, kuidas putukad hingavad või võtavad õhku suu kaudu, kuid nad haigutavad harva. Ja see õhk läbi suu ei anna rakkudele vajalikku hapnikku, sest putukatel puuduvad kopsud. Selle asemel, et kasutada kopsude hapnikuga varustamiseks suus olevat õhku, võib öelda, et putukad hingavad passiivselt. Nad peavad toetuma ümbritsevale hapnikule, mis siseneb nende spiraalidesse, tehes teed mööda hingetoru, et tagada kõigi nende rakkude vajalik hapnikuga varustamine.
Putukate hingamise teema teeb põnevaks see, et teoreetiliselt võivad väga hapnikurikkas keskkonnas olevad putukad tehniliselt muutuda palju suuremaks kui tänapäeva kaasaegsed versioonid. Näiteks väidavad paljud paleontoloogid, et paljud meie kaasaegsed putukad on väikesed versioonid võrreldes hiiglaslike putukatega, kes võisid eelajaloolistel aegadel maa peal ringi liikuda. Putukate passiivse hingamise tõttu ei saa elu toetada, kui putukad on väga suured, kuna pole võimalust kõiki rakke korralikult hapnikuga varustada. Teadlased usuvad, et Maal oli hapnikusisaldus palju kõrgem, mis tähendab, et hapnik vohas, et putukad saaksid omastada. Ainuüksi see võib seletada, miks mineviku jubedad roomajad olid väga suured – neil oli rohkem õhku, mida “hingata”.
Kuna hapnikutase Maal langes, oleks väiksem suurus olnud putukale kasulik. Kuna putukad ei saanud nii palju hingata, võis ellujäämise eelduseks olla kompaktsem, et tagada kõigi kudede tervislik hapnikuga varustamine. Kuigi tuleb öelda, et maailmas on ikka veel päris suuri putukaid. Enamasti ei ole need siiski nii suured kui fossiilsetest dokumentidest avastatud.
Näiteks arvati, et suurim leitud kiilide fossiil elas paleosoikumi ajastul 250 miljonit aastat tagasi. Selle tiibade siruulatus oli 30 tolli (76.2 cm) ja keha pikkus 18 tolli (45.72 cm). Ilmselgelt aitasid hapnikurikas keskkond ja putukate hingamine kasuks varajasele kiilile, kelle tiibade siruulatus oli umbes sama lai kui väikelapsel.