التنفس وظيفة التنفس ، أنواع وأمثلة

ال التنفس الخياشيم وهو يتألف من تبادل الغازات والأكسجين من خلال الخياشيم ، وتسمى أيضا الخياشيم. أي أنه بينما يتنفس البشر بمساعدة الرئتين والقصبة الهوائية والخياشيم والقصبات الهوائية ، هذا هو التنفس الذي تؤديه الأسماك والحيوانات المائية الأخرى.

توجد هذه الأعضاء التي تسمى الخياشيم أو الخياشيم في الجزء الخلفي من رأس الحيوانات المائية ، وهي عبارة عن صفيحات صغيرة عمليًا فوق بعضها البعض وفي هيكلها لها أوعية دموية متعددة..

وتتمثل مهمتها في أخذ الأكسجين الذي غمر في الماء وطرد غاز ثاني أكسيد الكربون إلى نفسه.

كيف يعمل?

في عملية التنفس الدائري ، يحتاج الحيوان إلى امتصاص الأكسجين من الماء ، والذي يمكن القيام به بطرق مختلفة: إما بفضل نفس تيار الماء ، أو بمساعدة عضو صغير يسمى operculum ، والذي يساعد لحماية الجهاز التنفسي البحري والذي يؤدي الماء إلى الخياشيم. 

يصبح الأكسجين المأخوذ من الوسط ، جزءًا من الجسم ويصل إلى الدم أو السوائل الداخلية الأخرى مثل الهيموليمف ، ومن هناك ينتقل الأكسجين إلى الأعضاء التي تتطلب الغاز لأداء التنفس الخلوي ، والتي تؤديها الميتوكوندريا بشكل خاص..

بمجرد الانتهاء من التنفس الخلوي ، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون الذي يجب طرده من الكائن الحي للحيوان ، لأنه شديد السمية ويمكن أن ينتهي بالتسمم الخطير. هذا هو عندما يتم طرد الغاز في الماء.

أنواع الخياشيم

في هذا المعنى ، هناك نوعان من الخياشيم على المستوى التشريحي. يعتقد بيريز وجاردي (2015) أن أجهزة التنفس السمكية هي نتاج للتطور البحري نفسه ، مع مرور الوقت بدأوا في زيادة أو تقليل حجمهم ، وفقًا لأنشطتهم التي تم تنفيذها في الغالب.

على سبيل المثال ، بالنسبة للحيوانات المائية التي لديها انخفاض في التمثيل الغذائي ، فإنها يمكن أن تؤدي التنفس مع الأجزاء الخارجية من أجسادها وبالتالي ، نشر بقية السوائل عبر الجسم.

الخياشيم الخارجية

من قبل الخبراء ، من وجهة النظر التطورية هي أقدم الخياشيم ، كونها الأكثر شيوعا وينظر في العالم البحري. وهي مكونة من أوراق صغيرة أو ملحقات في الجزء العلوي من جسمك.

العيوب الرئيسية لهذا النوع من الخياشيم هي أنه يمكن أن يصاب بسهولة ، وأكثر لفتا للحيوانات المفترسة وجعل الحركة والتنقل في البحر أكثر صعوبة..

غالبية الحيوانات التي تمتلك هذا النوع من الخياشيم هي اللافقاريات البحرية ، مثل النيتروجين والسمندل واليرقات المائية والرخويات والحشائش..

الخياشيم الداخلية

هذا هو النوع الثاني والأخير من الخياشيم الحالية ويمثل نظامًا أكثر تعقيدًا من جميع النواحي. هنا توجد الخياشيم داخل الحيوان ، وبالتحديد تحت الشقوق البلعومية ، وهي ثقوب مسؤولة عن التواصل داخل الكائن الحي للحيوان (الأنبوب الهضمي) من الخارج..

بالإضافة إلى ذلك ، يتم عبور هذه الهياكل بواسطة الأوعية الدموية. وبالتالي ، يدخل الماء إلى الجسم عبر شقوق البلعوم ، وبفضل الأوعية الدموية ، يؤدي إلى أكسجين الدم المنتشر عبر الجسم..

حفز هذا النوع من الخياشيم ظهور آلية التهوية الموجودة في الحيوانات مع هذا النوع من الخياشيم ، والذي يترجم إلى حماية أكبر للأعضاء التنفسية ، إلى جانب تمثيل الديناميكا الهوائية أعلى وأكثر فائدة..

من أشهر الحيوانات التي تمتلك هذا النوع من الخياشيم الفقاريات أي الأسماك.

أمثلة

بيريز وغاردي (2015) يعكسان الفرق بين الجهاز التنفسي البشري والجهاز المائي ، في حالتنا تكون الرئتان والأعضاء المسؤولتان عن تبادل الغازات داخلية ، وكما ذكرنا سابقًا ، تمتلك الأسماك هياكل خارجية.

الجواب هو ، في هذا الماء ، عنصر أثقل من الماء ، لذلك تحتاج الحيوانات المائية إلى الجهاز التنفسي على سطحها لتجنب الاضطرار إلى نقل المياه في جميع أنحاء الجسم ، لأن العملية معقدة.

حيوانات بحرية ذات خياشيم خارجية

الرخويات bivalve هي نوع من الخياشيم الخارجية. على وجه التحديد ، فهي تقع في تجويفها شاحب ، وبالتالي تقدم سطح الجهاز التنفسي كبير إلى حد ما.

يحدث ذلك على النحو التالي: يدخل الماء إلى هذا التجويف الشحمي ، ومن خلال الصمامات المفتوحة في تلك اللحظة ، صعد إلى الأمام من الرأس ، وتصل إلى جفون الشدق ، ويمر الأكسجين المحمول في الماء عبر هيكل الخياشيم ، وأخيرا ترك H20 من خلال عروة. 

كل هذه العملية تسهل إلى حد كبير وتساعد التبادل الغازي والتعامل مع المواد الغذائية.

حيوانات بحرية ذات خياشيم داخلية

في السابق ، تم ذكر أن الحيوانات التي لديها هذا النوع من الخياشيم تسمى الأسماك وخصائصها الرئيسية هي أنها فقاريات. تحدث عملية التنفس بأكملها على النحو التالي:

توجد الهياكل الفرعية ، والتي تتكون بدورها في محور هيكلي ، وفي القوس الدائري (الذي يتكون من صفين من الصفيحة الفرعية) في غرفة الخياشيم.

كل هذا يبدأ بتدفق التيار المعاكس ، أي أن دوران الأكسجين يمر عبر هياكل الخياشيم في الاتجاه المعاكس لتدفق الماء ، وبالتالي يتيح أقصى قدر من جمع الأكسجين.

بعد ذلك ، تضخ الأسماك الماء عبر الفم ، وتصل به إلى الأقواس الفرعية. من أجل السماح لمزيد من المياه بالدخول إلى الفم ، مع كل نفس من الأسماك ، يمتد تجويف البلعوم.

لذلك ، عندما تغلق السمكة فمها ، تكتمل العملية ، حيث تنفث ، وينطفئ الماء مع ثاني أكسيد الكربون.

مراجع

1. إيفانز ، دي إتش (1987). The gill fish: موقع للعمل ونموذج للتأثيرات السامة للملوثات البيئية. آفاق الصحة البيئية ، 71 ، 47. تم الاسترجاع من: nlm.nih.gov.
2. Evans، D. H.، Piermarini، P.M.، & Choe، K. P. (2005). الخيشومية متعددة الوظائف للأسماك: الموقع المهيمن لتبادل الغاز ، والتنظيم ، وتنظيم القاعدة الحمضية ، وإفراز النفايات النيتروجينية. المراجعات الفيزيولوجية ، 85 (1) ، 97-177. تم الاسترجاع من: physrev.physiology.org.
3. Hills، B. A.، & Hughes، G. M. (1970). تحليل الأبعاد لنقل الأكسجين في الخيشومية. فسيولوجيا التنفس ، 9 (2) ، 126-140. تم الاسترجاع من: sciencedirect.com.
4. Malte، H.، & Weber، R. E. (1985). نموذج رياضي لتبادل الغاز في الخياشيم الأسماك على أساس منحنيات توازن غازات الدم غير الخطية. فسيولوجيا التنفس ، 62 (3) ، 359-374. تم الاسترجاع من: sciencedirect.com.
5. Pérez، J and Gardey، A. (2015). تعريف التنفس الجزئي. تم الاسترجاع من: www.definicion.de.
6. Perry، S. F.، & Laurent، P. (1993). الآثار البيئية على هيكل الأسماك الخيشومية وظيفة. InFish ecophysiology (pp. 231-264). سبرينغر هولندا. تم الاسترجاع من: link.springer.com.
7. راندال ، دي جي (1982). السيطرة على التنفس والدورة الدموية في الأسماك أثناء ممارسة الرياضة ونقص الأكسجة. إكسب. بيول ، 100 ، 275-288. تم الاسترجاع من: researchgate.net.