הגדרה של מערכת הנשימה

תפקידה העיקרי של מערכת הנשימה הוא להכניס אוויר או מים מהסביבה לגוף ולהביאו למגע עם הדם. מגע מתרחש על שכבה דקה של רקמה שהיא תמיד לחה ומלאה בכלי דם. שכבת רקמה זו נקראת משטח הנשימה, ושם מתרחש חילופי גזים. בדם יש חלבונים שנועדו ללכוד חמצן כאשר הוא נחשף לאוויר או למים המכילים גז זה. כאשר חלבונים אלה תפסו חמצן, אומרים שהדם התחמצן.

תפקיד חשוב נוסף של מערכות הנשימה הוא להוציא פחמן דו חמצני מהגוף, שהיא פסולת. גז זה הולך בדרך ההפוכה לחמצן. הוא מגיע אל משטח הנשימה דרך מערכת הדם, ומשם הוא עובר לאוויר או למים. זהו תפקיד ההפרשה של מערכת הנשימה.

אחת הפעילויות הבסיסיות לחייהם של כל היצורים החיים היא נשימה תאית, שהוא ה תגובה כימית שבאמצעותה תאים מקבלים אנרגיה מפחמימות בתזונה. כדי שהנשימה תתרחש, יש צורך בחמצן, והתגובה מייצרת פחמן דו חמצני כתוצר פסולת. יש לקחת חמצן מהמדיום, או מהאוויר או מומס במים, בעוד פחמן דו חמצני מוסר מהמדיום. תהליך זה ידוע בשם חילופי גז ובבעלי חיים, מערכות איברים אחראיות ידועים בשם מערכות נשימה. הדם המחומצן יתפזר בכל הגוף על ידי מערכת הדם.

סוגי מערכות נשימה

הנשימה אצל בעלי חיים הסתגלה לדרכי חיים שונים, ואפילו לסביבות שונות. לפיכך, ישנן מערכות נשימה שימושיות להפקת חמצן ממים ואחרות לנשימה של אוויר.

בתוך ה נשימת עור, משטח הנשימה הוא העור של הגוף עצמו. סוג זה של נשימה מתרחש בחלק מבעלי חיים חסרי חוליות מימיים ויבשתיים, כגון ספוגים, מדוזות ותולעי אדמה. לחלק מהחולייתנים הדו-חיים יש גם סוג זה של נשימה, אם כי אצל בעלי חוליות, איברי הנשימה העיקריים הם הריאות.

היתרון של סוג זה של נשימה הוא שאינה דורשת איברים מיוחדים, אבל החיסרון הוא שזה רק יעיל בבעלי חיים קטנים ושהעור חייב להיות תמיד לח כדי לתפקד כמשטח מערכת הנשימה. אם העור מתייבש, החיה מתה מחנק.. זה קורה, למשל, עם תולעי אדמה, שמתות בחשיפה לשמש כי העור שלהן מתייבש והן כבר לא יכולות לנשום.

נשימה עורית שימושית הן באוויר והן במים.

ה נשימת זימים אופייני ל חיות מים, כגון דגים, תמנון ודיונונים, וראשנים (הזחלים של דו-חיים). חילופי גזים מתרחשים במבנים דמויי יריעה או שיער הנקראים זימים, אשר נמצאים במגע עם מים.

היתרון של זימים הוא שהם מאפשרים שימוש בחמצן המומס במים, אך החיסרון הוא שהם עדינים ועלולים להינזק בקלות. הם עובדים רק במים, וכל בעל חיים עם זימים אינו מסוגל לנשום אוויר..

ה נשימה קנה הנשימה הוא מורכב מחילופי גזים דרך צינורות הנקראים קנה הנשימה, אשר מתקשרים עם החוץ דרך חורים הנקראים ספירקל. זה כמו צינור מסועף ארוך הנושא אוויר לתוך הגוף.

סוג זה של נשימה מתרחש ב חרקים וכמה ארכנידים. אצל פרוקי רגליים יבשתיים אחרים, הנשימה מתרחשת דרך ריאות הספרים, שהם כמו שקיות או שקי אוויר פתוחים כלפי חוץ. בתוך השק יש מחיצות שדרכן מסתובבת ההמולימפה כך שהיא מחומצת. פרוקי רגליים מימיים נושמים דרך זימים..

היתרון של נשימה קנה הנשימה הוא בכך שהיא מאפשרת להביא אוויר ישירות לתאים, בלי להסתמך על מערכת הדם, אבל החיסרון הוא שזה מגביל את הגודל והפעילות של בעלי חיים. בעל חיים עם קנה הנשימה לא יכול להיות גדול מאוד, אחרת רשת הצינורות תצטרך להיות עצומה ותתפוס חלק גדול מגופו.

ה נשימת ריאות, שהוא דו-חיים בוגרים, זוחלים, ציפורים ויונקים, מורכב מחילופי גזים דרך איברים הנקראים ריאות. האוויר מועבר לריאות דרך צינור הנקרא קנה הנשימה.

ביונקים יש שתי ריאות. לציפורים יש שקי אוויר המאפשרים להן לאגור אוויר ולהקל על זרימתו הרציפה דרך הריאות.

בניגוד לבעלי חוליות אחרים, שממלאים את ריאותיהם כשהם שואפים ומרוקנים אותן כשהם נושפים, ציפורים ממלאות את ריאותיהן כשהן שואפות, אבל גם את שקי האוויר. האוויר הזה "מאוחסן" בשקית. כאשר הציפור נושפת, הריאות מתרוקנות, אך האוויר שנאגר בשקי האוויר ממלא שוב את הריאות.

כך שלציפור יש תמיד ריאותיה מלאות באוויר צח (אוויר עם חמצן). זרימה מתמשכת זו של אוויר צח לתוך הריאות עוזרת להן לשמור על חמצון הדם גבוה כדי לשמור על קצב חילוף חומרים גבוה (טיסה דורשת הרבה יותר אנרגיה משחייה או הליכה). 0

בנוסף, לציפורים יש בעיה שכמות החמצן באוויר יורדת עם הגובה, אז יש צורך לנשום יותר נפח אוויר כדי לקבל את אותה כמות חמצן בגובה רב מאשר בגובה פני הים. זה מה שקורה עם מטפסי הרים, שלריאותיהם אין הסתגלות לנשימה פנימה גובה וצריכים להתאמן הרבה כדי לשפר את הביצועים הפיזיים שלהם ברמות נמוכות חִמצוּן. שקי האוויר של ציפורים הם הסתגלות מצוינת לשיפור יעילות הריאות..

דגים הם החולייתנים המימיים היחידים שיכולים לנשום במים. השאר נושמים דרך הריאות שלהם, ולכן צריכים לעלות על פני השטח כדי לנשום אוויר. אם הם לא מצליחים לצאת מהמים כדי לנשום, הם טובעים.

בדרך כלל, הריאות ממוקמות במרכז הגוף: בבית החזה. לכן, כדי שדם מחומצן יגיע לכל הגוף, יש צורך במערכת מחזורית מורכבת.

הפניות

קרטיס, הלנה, אדריאנה שנק ואלישיה מסאריני. "פרק 35". קרטיס ביולוגיה, מהדורה 7. בואנוס איירס: Pan American Medical, 2008.