חרקים נושמים בעזרת מערכת צינורות מסועפת שמאפשרת חילוף גזי נשימה (הכנסת חמצן לגוף וסילוק פחמן דו-חמצני) בין רקמותיהם לסביבה החיצונית. רובם שולטים על פתיחה וסגירה של פתחי הנשימה שנמצאים בצדי גופם באמצעות שרירים ייעודיים. חלקם מחליפים גזי נשימה בדגם פעילות לא רציף – DGE שמו – שכולל פתיחות קצרות וסגירות ממושכות של פתחי הנשימה. כלומר, לא חל אצלם חילוף גזים במשך פרקי זמן ארוכים. השערות או תיאוריות שונות הוצעו להסברת ההתפתחות האבולוציונית של דגם נשימה מורכב זה, כולל מניעת איבוד נוזלים, חיסכון בצריכת אנרגיה של מערכת העצבים, הגנה מפני טפילים ומפני נזק חמצוני ועוד. אך למרות מחקרים רבים שנעשו בתחום במשך עשרות שנים, עדיין לא נמצא הסבר משכנע ליתרון הגלום בדגם חילוף גזי נשימה מסוג זה (בעיקר מבחינת התאמת החרק לסביבה) על פני חילוף גזי נשימה מחזורי רציף (ללא הפסקות ארוכות בנשימה), שבו משתמשים רוב בעלי החיים וגם בני האדם. מחקרנו נועד לשפוך אור על DGE בחרקים מבחינת מאפייניו והבסיס האבולוציוני שלו. בחרנו לבחון שתיים מההשערות שהוצעו בהקשר זה: זו הקלאסית והמקובלת, שלפיה DGE, שכאמור כולל סגירה ממושכת של פתחי הנשימה, מצמצם את איבוד הנוזלים מהגוף (בעת הנשימה נפלטים עם האוויר הננשף אדי מים, וזהו המקור העיקרי לאיבוד נוזלים בתנאי יובש ובכלל); וזו המאוחרת יותר, שלפיה DGE נובע ממצב מנוחה וירידה בפעילות המוח, שמפחיתה את הבקרה על מערכת הנשימה (כגון השרירים שאחראיים לפתיחת פתחי הנשימה וסגירתם). כמו כן התמקדנו בחקר מנגנון הבקרה והתנועה (פעולות מערכת העצבים והשרירים) שמעורב ב-DGE בחרק גדול ופעיל כמו החגב (רוב הידע הקיים בתחום זה מבוסס על מחקרים בגלמים של פרפרים). כדי לבדוק את ההשערות שתוארו לעיל השווינו בין מיני חגבים בעלי תפוצה מדברית וים תיכונית, ובהם כאלו שעמידים ליובש. חלקם נשמו בדגם DGE וחלקם בחילוף גזי נשימה מחזורי רציף. השווינו את שיעורי איבוד המים ביניהם, ומצאנו כי חגבי ה-DGE לא איבדו פחות מים. כלומר: הפרכנו את ההשערה הראשונה שלפיה DGE מצמצם את איבוד הנוזלים מהגוף. בנוסף, אצל חלק מהחגבים ביצענו ניתוק כירורגי של המוח ממערכת הנשימה, וראינו שאין בכך כדי לעודד שימוש ב-DGE (ראינו אותה שכיחות של DGE בחגבים מנותקי מוח ובקבוצת הביקורת). כלומר, מצאנו ש-DGE לא נובע ממצב מנוחה וירידה בפעילות המוח, וכך הפרכנו את ההשערה השנייה. המפתח להבנת המשמעות האבולוציונית של דגם נשימה טמון בין השאר בהכרת מנגנון פעולתו. כדי לבדוק לעומק את מנגנון הפעולה של DGE התמקדנו בארבה המדברי, שהוא כאמור חרק גדול ופעיל. עקבנו, לראשונה בו-זמנית, אחר הפעילות החשמלית של מערכת העצבים והשרירים שמעורבים בנשימה (אלקטרופיזיולוגיה) ואחר רמת גזי הנשימה (רספירומטריה). זאת באמצעות הקלטות ומדידות בתא מטבולי שלו שתוכנן ונבנה במיוחד למטרה זו. מצאנו שקבוצות השרירים השונות (זו ששולטת בפתחי הנשימה וזו שתפקידה להניע את האוויר פנימה והחוצה) מתואמות להפליא, באופן שמבטיח זרימת אוויר כיוונית ורציפה לאורך הגוף. להפתעתנו מצאנו שגם כשפתחי הנשימה סגורים, פעולת השרירים ממשיכה בערבול והזרמת האוויר אל כל חלקי הגוף. ממצאינו מלמדים כי גם אחרי כמה עשורים של מחקר, עדיין רב הנסתר על הגלוי בנושא נשימת חרקים. בנוסף, הם שופכים אור על התאמות החרקים – הקבוצה הגדולה והמגוונת ביותר של בעלי החיים – לסביבתם ולנשימת אוויר חופשי. ללא התאמות אלו, היו עלולים לסבול מנזקים ברקמות הגוף בשל מחסור בחמצן, הצטברות מסוכנת של פחמן דו-חמצני, חומציות יתר של נוזלי הגוף ועוד. הסיפור נערך ע"י רונה מור.