Suda solunum - Aquatic respiration

Deniz sümüklü böcekleri bir solungaç (veya ctenidium) yoluyla nefes alır

Suda solunum olan yöntem , burada bir suda yaşayan organizma değişim solunum ile gazlar , su , elde oksijen , oksijen, su içinde çözülmüş gelen ve salgılayan karbon dioksit ve suya başka metabolik atık ürünler.

Tek hücreli ve basit küçük organizmalar

Çok küçük hayvanlarda, bitkilerde ve bakterilerde, gaz halindeki metabolitlerin basit difüzyonu solunum fonksiyonu için yeterlidir ve solunuma yardımcı olacak özel bir uyarlama bulunmaz. Pasif difüzyon veya aktif taşıma , birçok solucan , denizanası , süngerler , bryozoanlar ve benzeri organizmalar gibi birçok büyük suda yaşayan hayvanlar için de yeterli mekanizmalardır . Bu gibi durumlarda, belirli bir solunum organı veya organel bulunmaz.

Yüksek bitkiler

Daha yüksek bitkiler tipik olarak karbondioksit kullanıp fotosentez sırasında oksijen salgılamalarına rağmen, aynı zamanda nefes alırlar ve özellikle karanlıkta birçok bitki karbondioksit salgılar ve normal işlevlerini sürdürmek için oksijene ihtiyaç duyar. Tamamen batık suda yaşayan yüksek bitkilerde , yaprak yüzeylerindeki stoma gibi özel yapılar gaz değişimini kontrol eder. Birçok türde bu yapılar çevre koşullarına bağlı olarak açık veya kapalı olarak kontrol edilebilir. Yüksek ışık yoğunluğu ve nispeten yüksek karbonat iyonu konsantrasyonları koşullarında, oksijen, yaprakların yüzeyinde gazlı kabarcıklar oluşturmak için yeterli miktarlarda üretilebilir ve çevreleyen su kütlesinde oksijen süper doygunluğu üretebilir .

Hayvanlar

Gerçekten suda solunum uygulayan tüm hayvanlar poikilotermiktir . Deniz memelileri ve Penguenler dahil olmak üzere tüm sucul homeotermik hayvanlar ve kuşlar , tamamen suda yaşayan bir yaşam tarzına rağmen nefes alırlar.

Ekinodermler

Ekinodermler , tüp ayaklar için hidrolik güç sağlamak dahil olmak üzere bir dizi işlev sağlayan, ancak aynı zamanda oksijenli deniz suyunun vücuda taşınmasına ve suyun tekrar dışarı taşınmasına hizmet eden özel bir su vasküler sistemine sahiptir . Çoğu cinslerde su , üst yüzeydeki elek benzeri bir yapı olan bir madreporite içinden girer , ancak aynı zamanda tüp ayaklarındaki siliyer hareket yoluyla veya özel çivi biçimli organeller yoluyla da girebilir.

Balık

Çoğu balık , Splanchnocranium'u oluşturan farinksin (boğaz) her iki tarafındaki solungaçları kullanarak gaz alışverişi yapar ; Splanchnocranium, iskeletin, kafatasının kıkırdağının farinksin kıkırdağına ve ilgili parçalarına birleştiği kısımdır. Solungaçlar, filament adı verilen iplik benzeri yapılardan oluşan dokulardır . Bu filamentlerin birçok işlevi vardır ve iyon ve su transferinin yanı sıra oksijen, karbondioksit, asit ve amonyak değişiminde rol oynarlar. Her filaman, gazların ve iyonların değişimi için geniş bir yüzey alanı sağlayan bir kılcal ağ içerir . Balıklar, oksijen bakımından zengin suyu ağızlarından çekerek ve solungaçlarının üzerine pompalayarak gaz alışverişi yaparlar. Dikenli köpek balığı ve diğer köpek balıkları ve ışınları gibi türlerde , hayvan hareket halinde değilken solungaçlara su pompalayan, kafanın tepesine yakın bir yerde bir spiral bulunur. Bazı balıklarda kılcal kan suya ters yönde akarak ters akıntı değişimine neden olur . Farinksin yan taraflarındaki kaslar, oksijeni tükenmiş suyu solungaç açıklıklarından dışarı iter. Kemikli balıklarda, oksijen bakımından fakir suyun pompalanmasına Operculum (balık) adı verilen solungaçları çevreleyen bir kemik yardımcı olur .

Yumuşakçalar

Yumuşakçalar genellikle sulu bir ortamdan dolaşım sistemine solunum gazlarının değişimine izin veren solungaçlara sahiptir. Bu hayvanlar , oksijen tutucu molekülü olarak hemosiyanin içeren kanı pompalayan bir kalbe sahiptir . Gastropoda solunum sistemi ya solungaçlar veya akciğer içerebilir.

Eklembacaklılar

Sucul eklembacaklılar genellikle dış iskelet boyunca yayılarak gaz değişiminin gerçekleştiği bir tür solungaçlara sahiptir . Diğerleri, su altında kalırken solunum tüpleri veya sıkışmış hava kabarcıkları yoluyla atmosferik havayı soluyabilir, ancak bazı suda yaşayan böcekler süresiz olarak su altında kalabilir ve bir plastron kullanarak nefes alabilir . Bazı böceklerde suda yaşayan bir gençlik aşaması ve karada bir yetişkin aşaması vardır. Bu durumda sudaki yaşam için uyarlamalar son ekdizde kaybolur . Mayflies , Caddis sinekleri ve Taş sinekleri gibi bir dizi böcek takımının suda yaşayan gençlik aşamaları varken, Lepidoptera gibi bazı takımların Çin işaret güveleri gibi birkaç örneği vardır . Çok az sayıda Arachnid , Dalış çan örümceği de dahil olmak üzere suda yaşayan bir yaşam tarzını benimsemiştir . Her durumda oksijen, hayvan vücudunun etrafındaki tüylerle hapsolmuş havadan sağlanır.

Su sürüngenleri

Tüm suda yaşayan sürüngenler akciğerlere hava solur. Anatomik yapısı içinde akciğerlere daha az karmaşıktır sürüngenler daha memeliler sürüngenler memeli akciğerlerde bulunan çok geniş hava yolu ağaç yapısını eksik olan,. Sürüngenlerde gaz değişimi hala alveollerde gerçekleşir ; ancak sürüngenlerin bir diyaframı yoktur . Böylece nefes alma, kaplumbağalar hariç tüm sürüngenlerde , interkostal kasların kasılmasıyla kontrol edilen vücut boşluğunun hacmindeki bir değişiklik yoluyla gerçekleşir . Kaplumbağalarda, belirli yan kas çiftlerinin kasılması, esinlenme veya son kullanma tarihini yönetir .

Bu hayvanlarda solunum sisteminin daha ayrıntılı açıklamaları için sürüngenlere de bakın .

Amfibiler

Hem akciğerler hem de deri , amfibilerde solunum organı görevi görür . Bu hayvanların derileri, özel hücrelerden mukus salgılanmasıyla korunan nem ile oldukça vaskülarize ve nemlidir . Akciğerler solunum kontrolü için birincil öneme sahipken, cildin benzersiz özellikleri, amfibiler oksijen bakımından zengin suya daldırıldığında hızlı gaz değişimine yardımcı olur.

Su kuşları

Dalış kuşları ve okyanus pelajik kuşları da dahil olmak üzere tüm kuşlar, geleneksel akciğerleri kullanarak nefes alır ve havadan gelen gazları solur ve gazları havaya verir.

Solungaçlar

Ton balığının solungaçlarının arkadan görünümü

Birçok su hayvanları gelişmiş olması solungaçlar için solunum özel olarak işlevine uyarlanmıştır. Örneğin balıklarda:

Mümkün olduğunca fazla oksijenin solungaçlara girmesine izin veren geniş bir yüzey alanı , çünkü daha fazla gaz membranla temas eder.
Gereken konsantrasyon gradyanını korumak için iyi kan temini
Kısa bir difüzyon yoluna izin veren ince membran
her solungaç kemerinin iki sıra (hemibranch) solungaç iplikleri vardır
her solungaç lifinin birçok lamelleri vardır

Gelen kemikli balıkların , solungaçları 4 içerirler solungaç kemerler için her iki tarafta kafası, iki her iki tarafında kıkırdaklı veya balığın kafasının her iki tarafında 7 solungaç sepetler Lamprey . Balıklarda, solungaç için uzun kemikli örtü ( operkulum ) suyu itmek için kullanılabilir. Bazı balıklar operculum kullanarak su pompalar. Operkulum olmadan, ram havalandırması gibi diğer yöntemler gereklidir. Bazı köpek balığı türleri bu sistemi kullanır. Yüzdüklerinde, su ağza ve solungaçların üzerinden akar. Bu köpekbalıkları bu tekniğe güvendikleri için, nefes alabilmek için yüzmeye devam etmeleri gerekir.

Kemikli balıklar , solungaçtan yayılabilen oksijen alımını en üst düzeye çıkarmak için ters akıntı akışını kullanır . Ters akım, oksijensiz kan solungaçtan bir yönde hareket ederken oksijenli su solungaçtan ters yönde hareket ettiğinde meydana gelir. Bu mekanizma, konsantrasyon gradyanını koruyarak solunum sürecinin verimliliğini de arttırır ve oksijen seviyelerinin dengeye ulaşmasını engeller . Kıkırdaklı balıklar, kemikli balıkların sahip olduğu solungaçı açmak için gerekli olan kemiklerden yoksun oldukları için karşı akım sistemine sahip değildirler.

Solunum kontrolü

Balığın beyin sapında bulunan balık nöronları solunum ritminin oluşumundan sorumludur . Bu nöronların konumu, memelilerde solunum başlangıçlarının merkezlerinden biraz farklıdır, ama hakkında tartışmalar neden olan aynı beyin bölmesi bulunan homoloji ve nefes alma merkezleri su ve kara türler arasında. Hem sucul hem de karasal solunumda, nöronların bu istemsiz ritmi oluşturabilecekleri kesin mekanizmalar hala tam olarak anlaşılamamıştır (bkz. İstemsiz solunum kontrolü ).

Solunum ritmi, vücudun oksijen tüketimine uyum sağlayacak şekilde modüle edilir. Memelilerde görüldüğü gibi, balıklar fiziksel egzersiz yaptıklarında daha hızlı ve daha ağır “nefes alırlar” . Bu değişikliklerin meydana geldiği mekanizmalar tartışmaya konu olmuştur. Görüşler ya solunum değişikliklerinin büyük bir kısmının beyinde önceden programlandığı şeklinde sınıflandırılabilir; bu, beynin hareket merkezlerinden gelen nöronların hareket beklentisiyle solunum merkezlerine bağlandığını veya hareketlerin büyük bir kısmının solunum merkezlerine bağlandığını ima eder . solunum değişiklikleri, kas kasılmasının tespit edilmesinden kaynaklanır ve bu solunum, kas kasılması ve oksijen tüketiminin bir sonucu olarak adapte edilir. İkinci görüş, beynin, kas kasılması meydana geldiğinde bir solunum tepkisini tetikleyecek bir tür algılama mekanizmasına sahip olduğunu ima eder.

Birçoğu artık her iki mekanizmanın da muhtemelen mevcut ve tamamlayıcı olduğu veya oksijen ve / veya karbondioksit kan satürasyonundaki değişiklikleri tespit edebilen bir mekanizma ile birlikte çalıştığı konusunda hemfikir.

Languages

In other projects