خياشيم مميزة ووظائف وأنواع وأهمية

ال خياشيم أو الخياشيم هي الجهاز التنفسي للحيوانات المائية ، لها وظيفة القيام بتبادل الأكسجين للفرد مع البيئة. تتجلى هذه الأشكال من أشكال بسيطة جدًا في اللافقاريات ، إلى هياكل معقدة نشأت في الفقاريات ، التي تتكون من الآلاف من الصفيحات المتخصصة الموجودة داخل تجويف الخيشومية تهوية بتدفق مستمر من الماء.

تتطلب الخلايا طاقة للعمل ، ويتم الحصول على هذه الطاقة من انهيار السكريات وغيرها من المواد في عملية التمثيل الغذائي تسمى التنفس الخلوي. في معظم الأنواع ، يتم استخدام الأكسجين الموجود في الهواء كطاقة ويتم طرد ثاني أكسيد الكربون كنفايات.

تتأثر الطريقة التي تمتثل بها الكائنات الحية لتبادل الغازات مع بيئتها بقدر شكل الجسم بقدر البيئة التي تعيش فيها.

البيئات المائية تحتوي على كمية أقل من الأكسجين من البيئات الأرضية وانتشار الأكسجين يكون أبطأ من الهواء. تتناقص كمية الأكسجين المذاب في الماء مع زيادة درجة الحرارة وانخفاض التيار.

الأنواع الأقل تطوراً لا تحتاج إلى هياكل تنفسية متخصصة لتلبية وظائفها الأساسية. ومع ذلك ، في الأنظمة الكبيرة ، من الضروري وجود أنظمة تبادل أكثر تعقيدًا ، بحيث يمكنها تغطية احتياجاتها الأيضية بشكل كاف.

توجد الخياشيم في اللافقاريات والفقاريات ، ويمكن أن تكون على شكل خيط أو صفحي أو شجاع يتمتع بالعديد من الشعيرات الدموية ، كما نلاحظها داخليا أو خارجيا.

هناك حيوانات تعيش في المنطقة الساحلية ، مثل الرخويات وسرطان البحر ، والتي يمكن أن تتنفس بنشاط مع الخياشيم في الماء والهواء ، طالما بقيت رطبة. على عكس ما تبقى من الكائنات المائية ، التي تختنق عند مغادرة الماء على الرغم من وفرة الأكسجين المتاح.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
• 2 وظائف
• 3 كيف تعمل؟?
• 4 أنواع (الخارجية والداخلية)
  • 4.1 الخياشيم الخارجية
  • 4.2 الخياشيم الداخلية
• 5 أهمية
• 6 المراجع

الخصائص العامة

تبلغ كمية الأكسجين الموجود في الهواء حوالي 21٪ ، بينما لا يذوب في الماء إلا بنسبة 1٪. أجبر هذا الاختلاف الكائنات المائية على إنشاء هياكل مثل الخياشيم ، والموجهة حصرا لاستخراج الأكسجين.

يمكن أن تكون الخياشيم فعالة للغاية بحيث تصل إلى معدلات استخراج الأكسجين بنسبة 80 ٪ ، أي أعلى بثلاث مرات من تلك التي تحدث في الرئتين البشرية من الهواء..

مجموعة متنوعة من الكائنات المائية

تم تطوير هذه الأجهزة التنفسية في مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات المائية ، ويمكننا أن نجد أنواعًا مختلفة من الخياشيم في الرخويات والديدان والقشريات وجلود الأكشاك والسمك وحتى الزواحف في مراحل معينة من دورة حياتها.

مجموعة متنوعة من الأشكال

نتيجة لذلك ، تختلف اختلافًا كبيرًا في الشكل والحجم والموقع والأصل ، مما يؤدي إلى تكيفات محددة في كل نوع.

بالنسبة للحيوانات المائية الأكثر تطوراً ، حددت الزيادة في الحجم والتنقل زيادة في الطلب على الأكسجين. أحد الحلول لهذه المشكلة هو زيادة مساحة الخياشيم.

الأسماك ، على سبيل المثال ، لديها عدد كبير من الطيات التي يتم فصلها عن بعضها البعض عن طريق المياه. وهذا يمنحهم سطحًا كبيرًا لتبادل الغاز ، مما يسمح لهم بالوصول إلى أقصى درجات الكفاءة.

الأعضاء الحساسة

الخياشيم هي أعضاء حساسة للغاية ، معرضة للإصابات البدنية والأمراض التي تسببها الطفيليات والبكتيريا والفطريات. لهذا السبب يعتبر عمومًا أن الخياشيم الأقل تطوراً من النوع الخارجي.

جرح

في الأسماك العظمية ، فإن الخياشيم التي تواجه تركيزات عالية من الملوثات الكيميائية مثل المعادن الثقيلة والمواد الصلبة العالقة وغيرها من المواد السامة ، تعاني من أضرار مورفولوجية أو إصابات تسمى الوذمة..

هذه تسبب نخر نسيج الخياشيم ، وفي الحالات الشديدة يمكن أن تسبب موت الكائن الحي عن طريق تغيير التنفس.

بسبب هذه الخاصية ، كثيرا ما يستخدم العلماء خياشيم الأسماك كمؤشرات حيوية للتلوث في البيئات المائية..

وظائف

وتتمثل المهمة الرئيسية للخياشيم ، سواء بالنسبة للكائنات اللافقارية والفقاريات ، في التأثير على عملية التبادل الغازي للفرد مع البيئة المائية..

لأن توافر الأكسجين أقل في الماء ، يجب أن تعمل الحيوانات المائية بجهد أكبر لالتقاط كمية معينة من الأكسجين ، وهو ما يمثل حالة مثيرة للاهتمام ، لأنه يعني أن الكثير من الأكسجين الذي تم الحصول عليه سيتم استخدامه في البحث مرة أخرى. أكسجين.

يستخدم الرجل 1 إلى 2٪ من عملية الأيض عند الاستراحة لتحقيق تهوية في الرئتين ، بينما تتطلب الأسماك الباقية حوالي 10 إلى 20٪ لإحداث تهوية الخياشيم.

يمكن للخياشيم أيضًا تطوير وظائف ثانوية في أنواع معينة ، على سبيل المثال ، في بعض الرخويات تم تعديلها للمساهمة في التقاط الغذاء ، لأنها أعضاء تقوم بترشيح المياه بشكل مستمر.

في القشريات والسمك المختلفة ، يقومون أيضًا بالتنظيم الأسموزي لتركيز المواد المتاحة في البيئة فيما يتعلق بالجسم ، وإيجاد الحالات التي يكونون فيها مسؤولين عن إفراز العناصر السامة.

في كل نوع من الكائنات المائية يكون للخياشيم وظيفة خاصة ، والتي تعتمد على درجة التطور وتعقيد الجهاز التنفسي.

كيف تعمل؟?

بشكل عام ، تعمل الخياشيم كمرشحات تحبس الأكسجين OR₂ التي توجد في الماء ، ضرورية لتحقيق وظائفها الحيوية ، وطرد ثاني أكسيد الكربون CO₂ من النفايات الموجودة في الجسم.

يتطلب تحقيق هذا الترشيح تدفقًا ثابتًا من الماء ، والذي يمكن إنتاجه بحركات الخياشيم الخارجية في الديدان ، أو عن طريق تحركات الفرد كما يؤديها أسماك القرش ، أو عن طريق ضخ opercula في أسماك العظم..

يحدث تبادل الغازات من خلال انتشار التلامس بين الماء وسائل الدم الموجود في الخياشيم.

يُطلق على النظام الأكثر كفاءة تدفق التيار المعاكس ، حيث يتلامس الدم الذي يتدفق عبر الشعيرات الدموية الفرعية بالمياه الغنية بالأكسجين. يتم إنتاج تدرج التركيز الذي يسمح بدخول الأكسجين من خلال ألواح الخياشيم وانتشارها في السائل الدم ، في نفس الوقت الذي ينتشر فيه ثاني أكسيد الكربون إلى الخارج.

إذا كان تدفق الماء والدم في نفس الاتجاه ، فلن تتحقق نفس معدلات امتصاص الأكسجين ، لأن تركيزات هذا الغاز ستعادل بسرعة على طول أغشية الخياشيم..

أنواع (الخارجية والداخلية)

يمكن أن تظهر الخياشيم في الجزء الخارجي أو الداخلي من الكائن الحي. هذا التمايز هو في الأساس نتيجة لدرجة التطور ونوع الموائل التي يتطور فيها والخصائص الخاصة لكل نوع.

الخياشيم الخارجية

تتم ملاحظة الخياشيم الخارجية في الغالب في الأنواع الأقل تطوراً من اللافقاريات ، وبشكل مؤقت في المراحل المبكرة من تطور الزواحف ، لأنها تفقدها بعد خضوعها للتحول.

هذا النوع من الخياشيم له عيوب معينة ، أولاً لأنها حساسات حساسة عرضة للمعاناة من التآكل وجذب الحيوانات المفترسة. في الكائنات الحية التي لديها حركة ، فإنها تعيق تحركها.

عندما تكون على اتصال مباشر بالبيئة الخارجية ، تكون عادةً شديدة الحساسية ويمكن أن تتأثر بسهولة بالعوامل البيئية الضارة ، مثل رداءة نوعية المياه أو وجود مواد سامة..

في حالة تلف الخياشيم ، فمن المحتمل جدًا حدوث الالتهابات البكتيرية أو الطفيلية أو الفطرية ، والتي قد تؤدي إلى الوفاة اعتمادًا على شدتها..

الخياشيم الداخلية

الخياشيم الداخلية ، لأنها أكثر كفاءة من الخياشيم الخارجية ، تحدث في الكائنات المائية الأكبر حجمًا ، ولكن لها مستويات مختلفة من التخصص اعتمادًا على مدى تطور النوع..

عادة ما تكون موجودة في الكاميرات التي تحميهم ، ولكنها تحتاج إلى التيارات التي تسمح لهم بالاتصال المستمر مع البيئة الخارجية للامتثال لتبادل الغازات.

كما طورت السمكة أغطية جيرية تدعى opercula تفي بوظيفة حماية الخياشيم ، وتعمل كبوابات تحد من تدفق الماء وتضخ المياه أيضًا.

أهمية

تعتبر الخياشيم أساسية لبقاء الكائنات المائية ، لأنها تلعب دوراً لا غنى عنه في نمو الخلايا.

بالإضافة إلى التنفس وكونه جزءًا حيويًا من الجهاز الدوري ، يمكن أن يسهم ذلك في تغذية بعض الرخويات ، ويعمل كنظم إفراز للمواد السامة وينظم الأيونات المختلفة في الكائنات الحية مثل الأسماك..

تشير الدراسات العلمية إلى أن الأفراد الذين عانوا من ضرر في الجهاز التنفسي الفرعي ، لديهم نمو أبطأ وأصغر ، وأكثر عرضة للإلتهابات وفي بعض الأحيان إصابات خطيرة ، ويمكن أن يحدث حتى الموت.

حققت الخياشيم تكيفات مع الموائل والظروف البيئية الأكثر تنوعًا ، مما أتاح إقامة الحياة في النظم الإيكولوجية التي لا تحتوي على أي نوع من الأكسجين..

يرتبط مستوى تخصص الخياشيم مباشرة بالمرحلة التطورية للأنواع ، وهي بالتأكيد أكثر الطرق فعالية للحصول على الأكسجين في النظم المائية..

مراجع

1. Arellano، J. and C. Sarasquete. (2005). أطلس النسيجي للنعل السنغالي, Solea senegalensis (كاوب ، 1858). معهد العلوم البحرية في الأندلس ، وحدة مرتبطة بجودة البيئة وعلم الأمراض. مدريد ، اسبانيا 185 ص.
2. Bioinnova. التبادل الغازي في الحيوانات وتبادل الغازات في الأسماك. مجموعة الابتكار في التدريس حول التنوع البيولوجي. تعافى من: innovabiologia.com
3. Cruz، S. and Rodríguez، E. (2011). البرمائيات والتغير العالمي. جامعة إشبيلية. تم الاسترجاع من bioscripts.net
4. Fanjul، M. and M. Hiriart. (2008). علم الأحياء الوظيفي للحيوانات I. المحررين القرن الحادي والعشرين. 399 ص.
5. Hanson، P.، M. Springer and A. Ramírez. (2010) مقدمة لمجموعات اللافقاريات المائية. القس بيول. المجلد 58 (4): 3-37.
6. هيل ، ر. (2007). فسيولوجيا الحيوان المقارن. افتتاحية التحرير. 905 ص.
7. Luquet، C. (1997). الأنسجة الدائرية: التنفس ، والتنظيم الأيوني ، والتوازن الحمضي القاعدي في السلطعون Chasmagnathus الحبيبية Dana، 1851 (Decapoda، Grapsidae)؛ مع ملاحظات المقارنة في Uca uruguayensis (نوبيلي ، 1901) (Ocypodidae). جامعة بوينس آيرس. 187 ص.
8. Roa، I.، R. Castro and M. Rojas. (2011). تشوه الخياشيم في السالمونيدات: التحليل المجهري والنسيجي والبنية التحتية والعناصر. Int. J. Morphol. المجلد 29 (1): 45-51.
9. روبيرت ، إ. و ر. بارنز. (1996). علم الحيوان من اللافقاريات. ماكجرو - إنتر أمريكان هيل. 1114 ص.
10. Torres، G.، S. González and E. Peña. (2010). الوصف التشريحي والنسيجي والبنية التحتية للجيل البلطي والكبد (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. المجلد 28 (3): 703-712.