ŽIAUNOS: CHARAKTERISTIKOS, FUNKCIJOS, TIPAI IR SVARBA - BIOLOGIJA - 2025

Į žiaunos ar žiaunos yra kvėpavimo organų vandens gyvūnų, jie turi atlikti deguonies mainus tarp individo ir aplinkos funkciją. Jie atsiranda nuo labai paprastų formų bestuburiuose iki sudėtingų struktūrų, išsivysčiusių stuburiniuose, sudarytuose iš tūkstančių specializuotų lamelių, esančių žiaunų ertmėje, vėdinamoje nenutrūkstamo vandens srauto.

Ląstelėms reikia energijos, kad jos galėtų funkcionuoti. Ši energija gaunama suskaidžius cukrų ir kitas medžiagas medžiagų apykaitos procese, vadinamame ląstelių kvėpavimu. Daugelyje rūšių deguonis ore naudojamas energijai, o anglies dioksidas pašalinamas kaip atliekos.

Europinės lydekos (Esox lucius) šakinės arkos. Naudotojas: Uwe Gille, iš „Wikimedia Commons“. Tai, kaip organizmai keičiasi dujomis su savo aplinka, lemia ir kūno forma, ir aplinka, kurioje jis gyvena.

Vandens aplinkoje yra mažiau deguonies nei antžeminėje aplinkoje, o deguonies pasiskirstymas yra lėtesnis nei ore. Vandenyje ištirpusio deguonies kiekis mažėja didėjant temperatūrai ir mažėjant srovei.

Mažiau išsivysčiusioms rūšims nereikia specializuotų kvėpavimo organų struktūrų, kad galėtų atlikti savo pagrindines funkcijas. Tačiau didesniuose gyvybiškai svarbu turėti sudėtingesnes mainų sistemas, kad jos galėtų tinkamai patenkinti savo medžiagų apykaitos poreikius.

Žiaunos randamos bestuburiuose ir stuburiniuose gyvūnuose, jos gali būti sriegio formos, laminarinės arba žiedinės, turinčios daugybę kapiliarų kraujagyslių. Mes jas taip pat stebime iš vidaus ar išorės.

Yra gyvūnų, gyvenančių pajūrio rajone, tokių kaip moliuskai ir krabai, kurie gali aktyviai kvėpuoti savo žiaunomis vandenyje ir ore tol, kol yra drėgni. Skirtingai nuo kitų vandens organizmų, kurie užduso išeidami iš vandens, nepaisant turimo deguonies gausos.

Bendrosios savybės

Deguonies kiekis ore yra maždaug 21%, o vandenyje - tik 1%. Šis kitimas privertė vandens organizmus sukurti struktūras, tokias kaip žiaunos, skirtos išimtinai deguoniui išgauti.

Žiaunos gali būti tokios efektyvios, kad deguonies ištraukimo greitis yra 80 proc., Tris kartus didesnis nei žmogaus plaučiuose.

Vandens organizmų įvairovė

Šie kvėpavimo organai išsivystė daugybėje vandens organizmų. Tam tikruose jų gyvenimo ciklo etapuose moliuskuose, kirminuose, vėžiagyviuose, dygiaodžiuose, žuvyse ir net ropliuose galime rasti įvairių žiaunų.

Formų įvairovė

Dėl to jie labai skiriasi savo forma, dydžiu, vieta ir kilme, todėl kiekviena rūšis juos specifiškai adaptuoja.

Labiau išsivysčiusiems vandens gyvūnams padidėjęs jų dydis ir mobilumas lėmė didesnį deguonies poreikį. Vienas iš šios problemos sprendimų buvo padidinti žiaunų plotą.

Pvz., Žuvys turi daugybę raukšlių, kurias vienas nuo kito laiko vanduo. Tai suteikia jiems didelį dujų mainų paviršių, kuris leidžia jiems pasiekti maksimalų efektyvumą.

Jautrūs organai

Žiaunos yra labai jautrūs organai, jautrūs fiziniams sužalojimams ir ligoms, kurias sukelia parazitai, bakterijos ir grybeliai. Dėl šios priežasties mažiau išsivysčiusios žiaunos paprastai laikomos išorinėmis.

Traumos

Kauliškoje žuvyje žiaunos, susijusios su didele cheminių teršalų, tokių kaip sunkieji metalai, suspenduotos kietos medžiagos ir kitos toksiškos medžiagos, koncentracija, patiria morfologinius pažeidimus arba sužalojimus, vadinamus edema.

Tai sukelia žiauninio audinio nekrozę, o sunkiais atvejais jie net gali sukelti organizmo mirtį dėl pakitusio kvėpavimo.

Dėl šios savybės mokslininkai dažnai naudoja žuvų žiaunas kaip svarbius vandens taršos biologinius žymenis.

funkcijos

Pagrindinė žiaunų, tiek bestuburių organizmų, tiek stuburinių, funkcija yra atlikti dujų mainų procesą su vandens aplinka.

Kadangi vandenyje yra mažiau deguonies, vandens gyvūnai turi sunkiau dirbti tam, kad sugautų tam tikrą deguonies kiekį, o tai rodo įdomią situaciją, nes tai reiškia, kad didelė dalis deguonies bus naudojama ieškant naujų deguonies.

Žmogus ramybėje naudoja 1–2% jų metabolizmo, kad išvėdintų plaučius, o ramybėje gyvenančioms žuvims reikia maždaug 10–20%, kad vėdintų žiaunas.

Kai kurios rūšies žiaunos taip pat gali vystyti antrines funkcijas, pavyzdžiui, kai kuriose moliuskuose jos buvo modifikuotos taip, kad prisikauptų maisto, nes tai organai, nuolat filtruojantys vandenį.

Skirtinguose vėžiagyviuose ir žuvyse jie taip pat atlieka aplinkoje esančių medžiagų koncentracijos kūno osmosinį reguliavimą kūno atžvilgiu, rasdami atvejus, kiek jie atsakingi už toksiškų elementų išsiskyrimą.

Kiekvieno tipo vandens organizme žiaunos atlieka tam tikrą funkciją, kuri priklauso nuo evoliucijos laipsnio ir kvėpavimo sistemos sudėtingumo.

Kaip jie veikia?

Apskritai, žiaunos veikti kaip filtrai, kad gaudyklė deguonies O ₂ rasta ir vandenyje, svarbi, norint pasiekti savo gyvybinių funkcijų, ir išsiųsti atliekų anglies dioksido CO ₂ , esantis organizme.

Norint pasiekti šį filtravimą, reikalingas nuolatinis vandens srautas, kurį gali sukelti sliekų išorinės žiaunos, judindamos ryklius, arba siurbdamos kaulėtas žuvis.

Dujų mainai vyksta per kontaktinę difuziją tarp vandens ir žiaunose esančio kraujo skysčio.

Efektyviausia sistema vadinama priešpriešine srove, kai kraujas, tekantis per šakinius kapiliarus, liečiasi su deguonies turinčiu vandeniu. Susidaro koncentracijos gradientas, kuris leidžia deguoniui patekti per žiaunų plokšteles ir pasiskirstyti į kraują, o anglies dioksidas pasklinda lauke.

Jei vandens ir kraujo srautas būtų ta pačia kryptimi, nebūtų pasiektas tas pats deguonies suvartojimo greitis, nes šių dujų koncentracija greitai išsilygintų išilgai šakų membranų.

Tipai (išoriniai ir vidiniai)

Žiaunos gali atsirasti išorinėje arba vidinėje organizmo dalyje. Šis diferenciacija daugiausia priklauso nuo evoliucijos laipsnio, buveinių tipo, kurioje ji vystosi, ir ypatingų kiekvienos rūšies ypatybių.

Išorinės žiaunos

Išorinės žiaunos pastebimos daugiausia mažai išsivysčiusiose bestuburių rūšyse ir laikinai pirmaisiais roplių vystymosi tarpsniais, nes jos praranda jas po metamorfozės.

Meksikos aksolotas (Ambystoma mexicanum). Aleksandras Baranovas iš Monpeljė, Prancūzija (.), „Via Wikimedia Commons“. Šios rūšies žiaunos turi tam tikrų trūkumų, visų pirma todėl, kad jos yra subtilūs priedėliai, linkusios į dilgčiojimą ir pritraukia plėšrūnus. Organizmuose, kurie juda, jie trukdo judėti.

Tiesiogiai kontaktuodami su išorine aplinka, jie paprastai yra labai jautrūs ir gali būti lengvai paveikiami neigiamų aplinkos veiksnių, tokių kaip bloga vandens kokybė, ar toksinių medžiagų.

Jei žiaunos yra pažeistos, labai tikėtina, kad įvyks bakterinės, parazitinės ar grybelinės infekcijos, kurios, atsižvelgiant į sunkumą, gali sukelti mirtį.

Vidinės žiaunos

Vidinės žiaunos, nes jos yra veiksmingesnės nei išorinės, yra didesniuose vandens organizmuose, tačiau jų specializacijos lygis skiriasi, atsižvelgiant į tai, kaip rūšis išsivystė.

Paprastai jie yra kamerose, apsaugančiose nuo jų, tačiau, norint pasikeisti dujomis, jiems reikalingos srovės, leidžiančios nuolat palaikyti kontaktą su išorine aplinka.

Žuvys taip pat sukūrė kalkingus dangtelius, vadinamus žiaunomis, kurie apsaugo žiaunas, veikia kaip vartai, ribojantys vandens tekėjimą, taip pat pumpuoja vandenį.

Svarba

Žiaunos yra būtinos vandens organizmams išgyventi, nes jos atlieka nepakeičiamą vaidmenį augdamos ląsteles.

Jie gali ne tik kvėpuoti ir būti svarbi kraujotakos sistemos dalis, bet ir maitinti tam tikrus moliuskus, veikti kaip toksinių medžiagų išskyrimo sistemos ir būti įvairių jonų, organizmų, išsivysčiusių kaip žuvys, sistemomis.

Moksliniai tyrimai rodo, kad asmenys, patyrę šakinės kvėpavimo sistemos žalą, yra lėtesnio vystymosi ir mažesnio dydžio, yra labiau linkę į infekciją ir kartais rimtus sužalojimus, kurie gali baigtis mirtimi.

Žiaunos prisitaikiusios prie pačių įvairiausių buveinių ir aplinkos sąlygų, leidžiančios įsitvirtinti praktiškai anoksinėse ekosistemose.

Žiaunų specializacijos lygis yra tiesiogiai susijęs su rūšies evoliucijos faze, ir jos yra neabejotinai veiksmingiausias būdas deguoniui gauti vandens sistemose.

Nuorodos

1. Arellano, J. ir C. Sarasquete. (2005). Senegalo jūrų liežuvio, Solea senegalensis histologinis atlasas (Kaup, 1858). Andalūzijos jūrų mokslų institutas, susijęs aplinkos kokybės ir patologijos skyrius. Ispanija, Madridas. 185 psl.
2. Bioinnova. Dujų mainai gyvūnams ir dujų mainai žuvims. Inovacijų grupė apie biologinės įvairovės mokymą. Atkurta iš: innovabiologia.com
3. Cruz, S. ir Rodríguez, E. (2011). Varliagyviai ir globalūs pokyčiai. Sevilijos universitetas. Atkurta iš bioscripts.net
4. Fanjul, M. ir M. Hiriart. (2008). Funkcinė gyvūnų biologija I. XXI amžiaus redaktoriai. 399 psl.
5. Hansonas, P., M. Springeris ir A. Ramírezas. (2010) Įvadas į vandens makro bestuburių grupes. Biol. 58 tomo 4 dalis: 3–37.
6. Hill, R. (2007). Lyginamoji gyvūnų fiziologija. Redakcijos revertas. 905 psl.
7. Luquet, C. (1997). Šakų histologija: krabas Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (kvėpavimas, jonų reguliavimas ir rūgščių-šarmų pusiausvyra) (Decapoda, Grapsidae); su palyginamosiomis pastabomis Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Buenos Airių universitetas. 187 psl.
8. Roa, I., R. Castro ir M. Rojas. (2011). Žiaunų deformacija lašišinėse žuvyse: makroskopinė, histologinė, ultrastruktūrinė ir elementų analizė. Int. J. Morphol. 29 tomas (1): 45–51.
9. Ruppert, E. ir R. Barnes. (devyniolika devyniasdešimt šeši). Bestuburių zoologija. „McGraw“ - „Hill Interamericana“. 1114 psl.
10. Torresas, G., S. Gonzálezas ir E. Peña. (2010). Tilapijos (Oreochromis niloticus) žiaunų ir kepenų anatominis, histologinis ir ultrastruktūrinis aprašymai. Int. J. Morphol. 28 tomas (3): 703-712.