solungaç - Gill
Bir solungaç ( / ɡ ɪ L / ( dinleme )
) a, solunum organı , birçok bu suda yaşayan organizmalar çözülmüş ayıklamak için kullanımı oksijen gelen su ve salgılamak için karbon dioksit . Keşiş yengeçleri gibi bazı türlerin solungaçları, nemli tutuldukları sürece karada solunuma izin verecek şekilde adapte olmuştur. Solungaçların mikroskobik yapısı , dış ortama geniş bir yüzey alanı sunar . Branchia (pl. branchiae), zoologların solungaçlara verdikleri isimdir (Eski Yunanca βράγχια'dan ).
Bazı suda yaşayan böcekler dışında, filamentler ve lameller (kıvrımlar) , gazların ince duvarlardan değiştirildiği kan veya sölomik sıvı içerir . Kan vücudun diğer bölgelerine oksijen taşır. Karbondioksit kandan ince solungaç dokusundan suya geçer. Vücudun farklı yerlerinde bulunan solungaçlar veya solungaç benzeri organlar, yumuşakçalar , kabuklular , böcekler, balıklar ve amfibiler dahil olmak üzere çeşitli su hayvanı gruplarında bulunur . Yengeçler ve çamur zıpzıpları gibi yarı karasal deniz hayvanları , su depoladıkları solungaç odalarına sahiptir ve karadayken çözünmüş oksijeni kullanmalarını sağlar.
Tarih
Galen , balıkların gazları kabul edecek kadar büyük, ancak suya geçiş sağlamak için çok ince olan çok sayıda açıklığa ( foramen ) sahip olduğunu gözlemledi . Yaşlı Pliny, balıkların solungaçları tarafından solunduğunu savundu, ancak Aristoteles'in başka bir görüşte olduğunu gözlemledi . Kelime solungaç gelen Yunan βράγχια , "solungaç", çoğul βράγχιον (a, yani tekil içinde yüzgeç ).
İşlev
Birçok mikroskobik su hayvanı ve bazıları daha büyük fakat aktif olmayan hayvanlar, vücutlarının tüm yüzeyinde yeterli oksijeni emebilir ve böylece solungaçları olmadan yeterince solunum yapabilir. Bununla birlikte, daha karmaşık veya daha aktif su organizmaları genellikle bir solungaç veya solungaç gerektirir. Birçok omurgasız ve hatta amfibi, gaz alışverişi için hem vücut yüzeyini hem de solungaçlarını kullanır.
Solungaçlar genellikle, yüzey alanını artırmak için oldukça katlanmış bir yüzeye sahip olan ince doku lifleri , lameller (plakalar), dallar veya ince, püsküllü işlemlerden oluşur . Çevredeki su destek sağladığı için solungaçların hassas yapısı mümkündür. Difüzyon kolaylığı için kan veya diğer vücut sıvısı solunum yüzeyi ile yakın temas halinde olmalıdır.
Yüksek yüzey alanı için çok önemlidir gaz değişimi su yalnızca küçük bir bölümünü içerdiği, suda yaşayan organizmalar arasında çözünmüş oksijen olduğu hava yapar. Bir metreküp hava , STP'de yaklaşık 250 gram oksijen içerir . Sudaki oksijen konsantrasyonu havaya göre daha düşüktür ve daha yavaş yayılır. Olarak , taze su , çözünmüş oksijen içeriği yaklaşık 8 cm 3 210 cm hava ile karşılaştırıldığında / L 3 / L'dir. Su, havadan 777 kat daha yoğun ve 100 kat daha viskozdur. Oksijenin havada sudakinden 10.000 kat daha fazla difüzyon hızı vardır. Oksijeni sudan çıkarmak için kese benzeri akciğerlerin kullanılması, yaşamı sürdürmek için yeterince verimli olmayacaktır. Akciğerleri kullanmak yerine, "[g]aseöz değişim, özel bir pompalama mekanizması tarafından üzerinden tek yönlü bir su akımının akmaya devam ettiği yüksek oranda damarlanmış solungaçların yüzeyi boyunca gerçekleşir. Suyun yoğunluğu, solungaçların çökmesini ve uzanmasını önler. üst üste, bir balık sudan çıkarıldığında olan budur."
Genellikle su, solungaçlar boyunca akıntıyla, hayvanın su içindeki hareketiyle, kirpiklerin veya diğer uzantıların dövülmesiyle veya bir pompalama mekanizmasıyla bir yönde hareket eder. Balıklarda ve bazı yumuşakçalarda, solungaçların etkinliği , suyun solungaçların üzerinden kan akışının tersi yönde geçtiği bir karşı akım değişim mekanizması ile büyük ölçüde artırılır . Bu mekanizma çok verimlidir ve sudaki çözünmüş oksijenin %90 kadarı geri kazanılabilir.
Omurgalılar
Omurgalıların solungaçları tipik olarak farenksin duvarlarında , dışa açılan bir dizi solungaç yarığı boyunca gelişir . Çoğu tür , kan ve suyun birbirine zıt yönlerde aktığı maddelerin solungaç içine ve dışına difüzyonunu arttırmak için bir karşı akım değişim sistemi kullanır . Solungaçlar, oksijen değişimi için yüzey alanlarını artırmaya yardımcı olan tarak benzeri filamentlerden, solungaç lamellerinden oluşur.
Bir balık nefes aldığında düzenli aralıklarla bir ağız dolusu su çeker. Sonra boğazının kenarlarını bir araya getirerek suyu solungaç açıklıklarından geçmeye zorlar, böylece solungaçların üzerinden dışarıya geçer. Balık solungaç yarıkları bademciklerin , timus bezlerinin ve östaki tüplerinin evrimsel ataları olabileceği gibi , embriyonik brankial keselerden türetilen diğer birçok yapının da ataları olabilir .
Balık
Balıkların solungaçları, balığın başının arkasında her iki yanında, farenksi hayvanın dışına bağlayan bir dizi yarık oluşturur. Başlangıçta birçok yarık vardı, ancak evrim sırasında sayı azaldı ve modern balıkların çoğunlukla beş çifti var ve asla sekizden fazla değil.
kıkırdaklı balık
Köpekbalıkları ve vatozların tipik olarak doğrudan vücudun dışına açılan beş çift solungaç yarığı vardır, ancak bazı daha ilkel köpekbalıklarının altı çifti vardır ve Broadnose sevengill köpekbalığı bu sayıyı aşan tek kıkırdaklı balıktır. Bitişik yarıklar, kıkırdaklı bir solungaç ışınını yansıtan kıkırdaklı bir solungaç kemeri ile ayrılır . Bu solungaç ışını, solungaçların bireysel lamellerinin her iki yanında yer aldığı tabaka benzeri dallar arası septumun desteğidir . Kemerin tabanı ayrıca solungaç tırmıklarını , büyük döküntü parçalarının hassas solungaçlara zarar vermesini önlemeye yardımcı olan faringeal boşluğa çıkıntıları da destekleyebilir .
Daha küçük bir açıklık olan spiracle , ilk solungaç yarığının arkasında yer alır . Bu , yapı olarak solungaçlara benzeyen küçük bir yalancı dal taşır , ancak yalnızca gerçek solungaçlar tarafından zaten oksijenlenmiş kanı alır. Spiracle'ın yüksek omurgalılarda kulak açıklığına homolog olduğu düşünülmektedir .
Çoğu köpekbalığı, hızlı bir şekilde yüzerek suyu ağza ve solungaçlara zorlayan ram havalandırmasına güvenir. Yavaş hareket eden veya dipte yaşayan türlerde, özellikle paten ve vatozlar arasında, spiracle büyüyebilir ve balık ağız yerine bu açıklıktan suyu emerek nefes alır.
Chimeras , hem spiracle hem de beşinci solungaç yarığını kaybetmiş olan diğer kıkırdaklı balıklardan farklıdır. Kalan yarıklar , ilk solungaç önündeki solungaç kemerinin septumundan geliştirilen bir operkulum ile kaplıdır .
kemikli balık
In kemikli balıklar , solungaçları kemikli operculum'un ile kaplı bir Brankial odasında yatar. Kemikli balık türlerinin büyük çoğunluğunda beş çift solungaç bulunur, ancak birkaçı evrim sürecinde bazılarını kaybetmiştir. Operkulum, solungaçların uygun şekilde havalandırılmasını sağlamak için farinksin içindeki suyun basıncını ayarlamada önemli olabilir, bu nedenle kemikli balıklar nefes almak için koç havalandırmasına (ve dolayısıyla sürekli hareket etmeye) güvenmek zorunda kalmazlar. Ağız içindeki valfler suyun kaçmasını engeller.
Kemikli balıkların solungaç kemerleri tipik olarak septum içermez, bu nedenle solungaçlar tek başına solungaç ışınları tarafından desteklenerek kemerden dışarı çıkar. Bazı türler solungaç tırmıklarını korur. En ilkel kemikli balıklar dışında hepsinde spiracles bulunmasa da, onlarla ilişkili pseudobranch genellikle operkulumun tabanında yer alır. Bununla birlikte, bu, solungaç benzeri herhangi bir yapı bırakmayan küçük bir hücre kütlesinden oluşan genellikle büyük ölçüde azalır.
Deniz teleostları ayrıca ozmolitleri salgılamak için solungaçlarını kullanırlar (örn. Na⁺, Cl - ). Solungaçların geniş yüzey alanı , iç sıvılarının ozmolaritesini düzenlemeye çalışan balıklar için bir sorun yaratma eğilimindedir . Deniz suyu, balığın iç sıvılarından daha fazla ozmolit içerir, bu nedenle deniz balıkları, ozmoz yoluyla solungaçları yoluyla doğal olarak su kaybeder. Suyu geri kazanmak için, deniz balıkları büyük miktarlarda deniz suyu içerken aynı zamanda Na + /K + -ATPase iyonositleri (önceden mitokondri açısından zengin hücreler ve klorür hücreleri olarak bilinir) yoluyla tuz atmak için enerji harcarlar . Tersine, tatlı su, balığın iç sıvılarından daha az ozmolit içerir. Bu nedenle, tatlı su balıkları, optimal kan ozmolaritesini sürdürmek için çevrelerinden iyon elde etmek için solungaç iyonositlerini kullanmalıdır.
Lamprey ve hagfish gibi solungaç yarıklar yok. Bunun yerine, solungaçlar, dışa doğru dairesel bir açıklığı olan küresel keselerde bulunur. Daha yüksek balıkların solungaç yarıkları gibi, her kese iki solungaç içerir. Bazı durumlarda, açıklıklar birbirine kaynaştırılarak etkin bir şekilde bir operkulum oluşturulabilir. Lampreylerin yedi çift poşeti varken, türlere bağlı olarak hagfishlerin altı ila on dört tane olabilir. Hagfish'te, keseler farinks ile dahili olarak bağlanır ve uygun farinksin altında solunum dokusu olmayan ayrı bir tüp (faringokutanöz kanal) gelişir ve ön ucundaki bir valfi kapatarak yutulan kalıntıları dışarı atar. Akciğerli balık larvaları , ilkel ışın yüzgeçli balık Polypterus'ta olduğu gibi dış solungaçlara sahiptir, ancak ikincisi amfibilerden farklı bir yapıya sahiptir.
amfibiler
.jpg)
Amfibilerin iribaşları , gerçek solungaçları içermeyen üç ila beş solungaç yarığına sahiptir. Çoğu tür, operculum benzeri yapılara sahip olsa da, genellikle hiçbir spiracle veya gerçek operculum mevcut değildir. İç solungaçlar yerine, solungaç kemerlerinin dış yüzeyinde büyüyen üç tüylü dış solungaç geliştirirler. Bazen yetişkinler bunları korur, ancak genellikle metamorfozda kaybolurlar . Yetişkinliğe ulaştıktan sonra dış solungaçlarını koruyan semender örnekleri olm ve çamur yavrusudur .
Yine de, soyu tükenmiş bazı tetrapod grupları gerçek solungaçları korudu. Archegosaurus üzerinde yapılan bir araştırma, gerçek balık gibi iç solungaçlarına sahip olduğunu gösteriyor.
omurgasızlar
Kabuklular , yumuşakçalar ve bazı suda yaşayan böceklerin vücut yüzeylerinde püsküllü solungaçlar veya plaka benzeri yapılar bulunur. Basit veya daha ayrıntılı, çeşitli tür ve tasarımlardaki solungaçlar, geçmişte aynı hayvan sınıfı arasında bile bağımsız olarak evrimleşmiştir. Çok zincirli solucanların segmentleri, çoğu solungaç taşıyan parapodia taşır. Süngerler özel solunum yapılarından yoksundur ve hayvanın tamamı süngerimsi yapısından su çekilirken solungaç görevi görür.
Suda yaşayan eklembacaklıların genellikle solungaçları vardır ve bunlar çoğu durumda değiştirilmiş uzantılardır. Bazı kabuklularda bunlar doğrudan suya maruz kalırken bazılarında solungaç odası içinde korunurlar. At nalı yengeçleri var kitap solungaçları dış kapakları vardır, birçok ince zarlar yaprak benzeri her.
Gibi birçok deniz omurgasızları çift kabuklu yumuşakçalar olan filtre besleyiciler . Gaz değişimi için solungaçlardan bir su akımı sağlanır ve aynı zamanda gıda parçacıkları filtrelenir. Bunlar mukusta tutulabilir ve kirpiklerin dövülmesiyle ağza taşınabilir.
Derisidikenlilerde ( denizyıldızı ve deniz kestanesi gibi ) solunum, papula adı verilen çok ilkel bir solungaç versiyonu kullanılarak gerçekleştirilir . Vücudun yüzeyindeki bu ince çıkıntılar , su damar sisteminin divertiküllerini içerir .
Solungaçları akuatik böcekler olan trakeal , ancak hava boruları genellikle ince dış levha veya difüzyonuna izin vermek püsküllü yapıya bağlı, yalıtılır. Bu tüplerdeki oksijen solungaçlar aracılığıyla yenilenir. Gelen larva yusufçuk , kaudal ucunun duvarı sindirim sisteminde ( rektum ) zengin bir rektal solungaç olarak trakea ile birlikte verilir, ve su içine, rektum kapalı trakea oksijen sağlayan dışarı pompalanır.
plastronlar
Bir göğüslük bir suda yaşayan artropodların (esas olarak böcekler) arasında meydana gelen yapısal uyum türüdür, adı verilen küçük açıklıkları olan bir alanda, atmosferik oksijen, bir ince film tutan inorganik solungaç bir şekilde spiracles trakeal sisteme bağlanır. Plastron tipik olarak vücut üzerinde suyun spiraküllere girmesini önleyen yoğun hidrofobik kıl parçalarından oluşur , ancak kütikülden çıkıntı yapan pullar veya mikroskobik çıkıntılar da içerebilir. Sıkışmış hava filmi ve çevreleyen su arasındaki ara yüzün fiziksel özellikleri, sanki böcek atmosferik havadaymış gibi, spiracles yoluyla gaz alışverişine izin verir. Karbondioksit , yüksek çözünürlüğü nedeniyle çevreleyen suya yayılırken, film içindeki konsantrasyon solunumla azaldığı için oksijen filme yayılır ve gerilimi arttıkça azot da yayılır. Oksijen, hava filmine azottan daha yüksek bir oranda yayılır. Bununla birlikte, eğer su hareketi yoksa, böceği çevreleyen su oksijensiz hale gelebilir , bu tür böceklerin çoğu durgun suda aktif olarak vücutları üzerinde bir su akışını yönlendirir.
İnorganik solungaç mekanizması, plastronlu suda yaşayan böceklerin sürekli su altında kalmasına izin verir. Örnekler birçok dahil böcekleri aile içinde Elmidae , sucul buğday bitleri ve gerçek böcek aile içinde Aphelocheiridae yanı sıra en az bir tür ricinuleid eklembacaklı . Bir plastron gibi gaz alışverişi yapan bir sualtı baloncuğu tutan dalış çanı örümceği tarafından biraz benzer bir mekanizma kullanılır . Diğer dalış böcekleri ( sırt yüzücüler ve hidrofil böcekler gibi ) kapana kısılmış hava kabarcıkları taşıyabilir, ancak oksijeni daha çabuk tüketir ve bu nedenle sürekli yenilenmeye ihtiyaç duyar.
Ayrıca bakınız
- su solunumu
- Kitap akciğer
- balık solungaç
- solungaç tırmığı
- solungaç yarığı
- Akciğer
- Yapay solungaçlar (insan)
Referanslar
Dış bağlantılar
- Balık Diseksiyonu - Solungaçlar Avustralya Müzesi'ni ortaya çıkardı . Güncelleme: 11 Haziran 2010. Erişim tarihi: 16 Ocak 2012.