Akt oddychania jest czymś wspólnym dla wszystkich żywych istot, ponieważ ta wymiana gazów między środowiskiem a samym ciałem umożliwia życie. Mówiąc o oddychaniu, rozróżnia się kilka typów, niektóre bardzo dalekie od typowego mechanizmu oddechowego. Na przykład możemy wspomnieć o oddychaniu tchawiczym u zwierząt.
Ten rodzaj oddychania jest mało znany, a mimo to jest jednym z najbardziej powszechnych w królestwie zwierząt, ponieważ jest używany przez owady (między innymi bezkręgowce). Jest to typowe dla bardzo małych zwierząt, ponieważ ma swoje ograniczenia. Zobaczmy, z czego składa się ten układ oddechowy, a także z części, które się na niego składają.
Co to jest oddychanie tchawicze u zwierząt?
Oddychanie tchawicze u zwierząt odbywa się przez różne otwory znajdujące się w ich ciele. Ci, którzy to praktykują, nie mają dużego układu oddechowego, jak to ma miejsce przy oddychaniu przez płuca, ale oddychanie może odbywać się wzdłuż jego powierzchni. Daje to wielką korzyść, ponieważ znacznie ułatwia dotarcie tlenu do wszystkich komórek ciała.
Jeśli chodzi o małe bezkręgowce - lub te, które są w momencie małej aktywności, w której zapotrzebowanie na tlen jest mniejsze - gaz ten dostanie się do organizmu zwierzęcia przez jego skórę na zasadzie dyfuzji. Mechanizm jest uważany za system pasywny.
Wręcz przeciwnie, jeśli bezkręgowiec jest duży lub potrzebuje więcej powietrza - na przykład podczas lotu - zwierzę będzie musiało wentylować, aby powietrze mogło dostać się do jego ciała przez przetchlinki (pory), które znajdują się w ich skóra. Ten system jest aktywny, w przeciwieństwie do poprzedniego.
Tchawiczy układ oddechowy u zwierząt
Aby lepiej zrozumieć układ oddechowy tchawicy u zwierząt, najlepiej jest poznać 3 podstawowe elementy, które go tworzą, oraz jego misję lub działanie. Przejdźmy do tego.
Najpierw są przetchlinki - znane również jako znamiona - okrągłe pory, które mają więcej niż jeden system zamykania i mogą być rozmieszczone na różne sposoby w całym ciele. Przez nie powietrze dostaje się do ciała.
Następnym elementem jest tchawica, która składa się z wydrążonej rurki, przez którą przepływa powietrze. Cała tchawica ma tkankę przepuszczalną dla gazów i może mieć małe komory do przechowywania tlenu, co jest naprawdę przydatne podczas lotu.
Wreszcie powietrze przepływa przez tchawicę do jej końca, z którego wychodzą tchawice. Są to delikatne gałęzie, które umożliwiają transport gazów do komórek ciała.
Wymiana gazowa w oddychaniu tchawiczym
Oddychanie stawonogów z tchawicą, do których należą owady, jest w wielu przypadkach mechanizmem nieciągłym. Oznacza to, że pory, przez które te istoty oddychają, są zamknięte, tak że tylko powietrze znajdujące się w układzie tchawiczym podlega wymianie gazowej.
Oczywiście ograniczona ilość powietrza wewnątrz zwierzęcia będzie się zmniejszać wraz ze wzrostem poziomu dwutlenku węgla. W pewnym momencie przetchlinki zaczynają się otwierać i zamykać w sposób ciągły, co powoduje wahania uwalniania CO2. Następnie otworzą się całkowicie, umożliwiając całkowite ujście dwutlenku węgla i odzyskanie tlenu.
Ograniczenia oddychania przez tchawicę
Głównym ograniczeniem oddychania przez tchawicę jest wielkość ciała zwierzęcia, które musi być małe. Dzieje się tak, ponieważ brak dużych i potężnych narządów - takich jak płuca - uniemożliwia wchłanianie dużych ilości tlenu.
W konsekwencji, gdyby rosły owady lub inne zwierzęta oddychające przez tchawicę, nie byłyby w stanie uzyskać całego powietrza potrzebnego do życia i prawdopodobnie umrą. Jedynym sposobem na przetrwanie byłoby życie w atmosferze o wyższej zawartości tlenu.
Adaptacja oddychania tchawiczego u owadów wodnych
U owadów naziemnych oddychanie tchawicze jest dość proste. Ale co dzieje się z istotami wodnymi, które używają tego mechanizmu? Nie mogą pozwolić, aby ich przetchlinki otworzyły się pod wodą, ponieważ płyn dostałby się do ich ciała iw wielu przypadkach umrą.
Odpowiedź leży w badaniach eksperckich, które wskazują na różne struktury umożliwiające niektórym bezkręgowcom wodnym wymianę gazów z otoczeniem. To są główne.
Funkcjonalne przetchlinki
Występują na przykład w ciele larw komarów.Są to pory, które w zależności od potrzeb można otwierać lub zamykać. W tym konkretnym przykładzie larwy wyciągają ostatnią część odwłoka na powierzchnię, otwierają pory w tym obszarze, pobierają tlen i ponownie zanurzają się.
Skrzela tchawicze
Są podobne w działaniu do skrzeli ryb. Przez skrzela tchawicy dostaje się woda, ale tylko zawarty w niej tlen przedostaje się do układu tchawicy, a stamtąd do komórek. Na poziomie fizycznym skrzela te zwykle znajdują się z tyłu brzucha zwierzęcia.
Bubble Gill
Podczas oddychania tchawiczego u owadów wodnych znajdujemy również skrzela bąbelkowe. W tej możliwości można wyróżnić 2 typy:
- Nieściśliwy lub plastron: zwierzę wychodzi na powierzchnię i otrzymuje pęcherzyk powietrza, który będzie pełnić rolę tchawicy, dzięki czemu pobiera tlen z wody. Taka bańka może być nieograniczona, ponieważ cały czas pozostaje tej samej wielkości.
- Ściśliwy: w tym przypadku bańka, którą zwierzę podnosi na powierzchni, zmniejszy swój rozmiar, jeśli zejdzie zbyt głęboko lub przepłynie za daleko, co będzie oznaczało ponowne wypłynięcie na powierzchnię w celu zdobycia nowej bańki
W wariancie nieściśliwym zwierzę ma miliony hydrofobowych włosków na bardzo określonym i małym obszarze ciała, w którym ta bańka pozostanie zamknięta. To samo nie dotyczy ściśliwego skrzela bąbelkowego.
Przykłady oddychania przez tchawicę u zwierząt
Niektóre zwierzęta korzystające z oddychania tchawiczego do przeżycia to:
- Pajęczaki: kleszcze, skorpiony, pająki czy roztocza to przykłady. Mogą mieć tchawicę i phyllotchawicę.
- Owady: te pospolite bezkręgowce, takie jak mrówki, chrząszcze, pszczoły czy osy, które mają 6 nóg i mogą żyć zarówno w ekosystemach lądowych, jak i wodnych, również oddychają przez tchawicę.
- Myriapods: podobne do owadów, ale z dużo większą liczbą nóg. Przykładami są symphyla, pauropody, krocionogi lub stonogi.
- Onychophorans: znane jako robaki aksamitne, mają liczne pary nóg, a także pazury i mają wydłużony kształt.
Jak być może zauważyłeś, oddychanie przez tchawicę jest ewolucyjnym dowodem na to, że nawet najbardziej „pozornie proste” żywe istoty mają bardzo skomplikowane systemy. Dzięki niemu wiele bezkręgowców jest w stanie transportować tlen do swoich komórek i przeżyć.
