Кожно дишане при земноводни и други животни: определение, примери и адаптация към околната среда

Както вече знаем, всички живи същества в света са не само способни, но и трябва да дишаме. Нещо много важно е да запазите живота и независимо дали сте човешко същество, земноводни, животно или растение, по един или друг начин ще трябва да абсорбирате кислород.

Белодробното дишане е средно до които хората, а също и повечето животни, те получават необходимия кислород, за да останат С живота. Вдишваме и издишваме газове от околната среда, като надуваме дробовете си. Фотосинтетичното дишане е това, което познаваме чрез растенията, които, след като го осъществят, генерират част от кислорода, от който се нуждаем, за да живеем.

Междувременно дишането на кожата е предназначено за различни видове земноводни и анелиди. И е известен като процес, чрез който газовете проникват във вътрешността на кожата и позволяват абсорбцията на кислородВ тази публикация ще научим повече за този тип дишане; кои животни или видове могат да го имат, как работи и какви са основните му характеристики: кожно дишане.

Какво точно е кожно дишане?

Както споменахме преди, това е вид дишане през кожата, което се среща при повечето видове земноводни, на анелидите, а също и на някои иглокожи. За този тип дишане е важно да се разграничи телесната обвивка, която конфигурира дихателната структура. Кожата, от своя страна, която е средство за осъществяване на газообразния обмен, трябва да бъде тънка, добре влажна и в същото време да се напоява от околната среда на въпросното животно.

Този газообмен, чрез който протича този процес, се осъществява през епидермиса, при условие че външната кутикула е правилно овлажнена. От физиологична гледна точка, кожното дишане се основава на процес на дифузия на газове надолу по градиентаКислородът преминава от външната среда (вода или въздух), където концентрацията му е по-висока, в бедната на кислород кръв, докато въглеродният диоксид извършва обратното пътуване.

Животните, които са способни на кожно дишане, обикновено живеят във влажна среда или във водна среда, тъй като това дишане ще бъде ефективно само в тези среди.. Някои животни, които имат този тип дишане, са медузи, Анемони, някои крастави жаби и крастави ... голяма повърхност на външния бял дроб което позволява газообмен без сложни вътрешни структури.

В биологията се счита, че кожното дишане се случва, когато:

• Кожата действа като първична или допълваща повърхност. на обмен на кислород и въглероден диоксид.
• Има един гъста мрежа от кръвоносни капиляри непосредствено под епидермиса.
• Обвивката е пригодена да остане постоянно мокърдори във въздушна среда.

Как се извършва дишането на кожата?

Кожното дишане, заедно с дишането на хрилете, трахеята и белите дробове, е един от четирите вида дишане, които животните могат да развият. Този дъх се дава в момента, когато чрез него се осъществява обмен на газове на кожата или на определени области като устните кухини или във вътрешните кухини, които, когато са пълни с вода, съставляват така наречените водни бели дробове.

Основният механизъм е сходен в почти всички групи:

• Кислородът се разтваря първо в филм от вода или слуз която покрива кожата.
• След този филм, кислородът е преминал през тънък интегумент чрез проста дифузия.
• Веднъж попаднал в капилярите, кислородът се транспортира от кръв или хемолимфа към всички тъкани.
• Въглеродният диоксид, произведен от клетките, поема обратния път и излиза в околната среда през същата повърхност на кожата.

Амфибиите, когато преминат през своя стадий на половците, имат способността да дишат под водата чрез хрилете, които притежават само през този етап от своето развитие.

След като имат узрелите хриле започват да изчезват а земноводните развиват бели дробове, които им позволяват да дишат на сушата. Въпреки това те са в състояние да извършват кожно дишане, тъй като имат много тънък епидермис, както и дерма, която е добре васкуларизирана и което им позволява да пренасят кислород през тялото през кръвта.

Възрастните земноводни съчетават няколко форми на дишане: бранхиални в ларвален стадий, белодробни, кожни и в някои случаи орофарингеалниОрофарингеалното дишане се осъществява в устната кухина и фаринкса, където силно васкуларизирана мембрана позволява обмена на малко количество газове, когато животното задържа въздуха в устата си.

При много жаби и саламандри кожното дишане действа като допълнение към белите дробове. Когато са в много влажни или потопени средиКожата може да осигури значителна част от общия кислород, докато в сухите райони се разчита повече на белодробното дишане, за да се избегне дехидратация на кожата.

В други групи, като например анелидите или някои бодлокожи, кожното дишане е практически единственият начин за дишане. уникален дихателен механизъм които притежават, тъй като им липсват диференцирани бели дробове или хриле. При тези животни цялото им тяло действа като дихателен орган.

Фактори, необходими за ефективно кожно дишане

За да се осъществи ефективно този процес е важно животното да има пропусклива и тънка кожа, която позволява достъп на кислород до тялото чрез кръвта. Хората и повечето животни не могат да извършват този тип дишане тъй като кожата им е много по-дебела от необходимото и в някои случаи твърде сурова, за да се постигне кожно дишане.

Кожата на животното трябва да има голяма част от повърхността в контакт с външната страна и ниска метаболитна активност. Въз основа на това при някои земноводни кожата има малки бръчки, които им позволяват да увеличат откритата повърхност, за да направят газообмена по-ефективен.

Ако говорим за случая на земноводни, дишането на кожата обхваща само 2% от произвеждания кислород, докато при прилепите, хироптераните, това дишане обхваща 20% от кислорода, който получават, тъй като кожата му е доста обширна и тънък и покрива гръдните крайници, поради което количеството на откритата кожа е максимално.

Интересен факт е, че при повечето животни, които имат този тип дишане, то се случва като част от две вдишвания. Както в случая на земноводни и прилепи, че въпреки че могат да извършват кожно дишане, те притежават и белодробно дишане.

Ако обобщим основните условия за осъществяване на кожно дишане, можем да подчертаем:

• Много тънка кожаАко кожата е дебела, пътят на кислорода до капилярите е твърде дълъг и дифузията е силно намалена.
• Добро кръвообращениеНаличието на капиляри точно под повърхността на кожата е от съществено значение за бързото улавяне на наличния кислород.
• постоянна влажностБез вода, покриваща кожата им, кислородът не може да се разтвори и дифузията става неефективна. Ето защо тези животни трябва да живеят във влажна или водна среда.
• Ниска метаболитна скоростКолкото по-ниска е консумацията на кислород от тъканите, толкова по-жизнеспособно е да се разчита на относително ограничена дихателна повърхност, като кожата.

Освен това много животни, които дишат през кожата си, проявяват специфично поведение, което насърчава този механизъм: те избягват пряка слънчева светлина, търсят влажни зони, Те стоят близо до водата или дори отделят слуз, за ​​да поддържат кожата хидратирана.

Кожно дишане при различни видове

Днес има видове, на които липсват белите дробове, но все още са способни да дишат чрез това дишане. В същото време има видове, които го приемат като допълнение към друг дъх, тъй като са способни да извършват и двете, за да оцелеят. Сега ще знаем как се извършва дишането на кожата при различни видове.

Земноводни

При повечето земноводни кожата е приспособена за този тип дишане и много от тях нямат бели дробове които им позволяват да поемат други видове вдишвания. Ако вземем за пример иронично нареченото импулсен саламандър Можем да видим, че този вид земноводни тотално няма бели дробове; Той обаче е класифициран като най-многобройният вид саламандра на земята.

Докато земноводните са напълно потопени във вода, дишането става през кожата им. Това е пореста мембрана с помощта на които въздухът може да се разпространи и да се придвижи от кръвоносните съдове към всичко, което ги заобикаля.

Има и случаи на земноводни, които дишат през хрилете, както и съществуването на т.нар пустинни жаби които имат суха кожа. В тези случаи този тип дишане е невъзможно.

Земноводните се считат за студенокръвни гръбначни животни, които зависят от околната температура. Те се нуждаят от топла или умерена среда, за да функционират правилно. Най-поразителното при тях е, че... Типът дишане се променя през целия ви живот поради процеса на метаморфоза.

В зависимост от групата, откриваме:

• Анура (безопашка)Жаби и крастави крастави жаби. Те имат гладка или леко брадавичава кожа, много пропусклива и преминават от хрилно дишане в стадия на попова лъжичка към белодробно и кожно дишане при възрастните.
• Уродела (с опашки)Саламандри, тритони и аксолотли. В много случаи те комбинират белодробно и кожно дишане, а някои водни видове запазват външните хриле през целия си живот.
• Аподи (без крайници)Цецилии или гимнофиони. Те имат удължено, червееподобно тяло и зависят силно от кожното дишане благодарение на влажната си, силно кръвоснабдена кожа.

В различните жизнени етапи на земноводните се комбинират няколко вида дишане:

• Воден ларвен стадийПреобладава хрилното дишане, както при рибите, въпреки че кожата също участва в газообмена.
• Преход към живот на сушатаПо време на метаморфозата се развиват белите дробове, хрилете намаляват или изчезват, а кожното дишане става от съществено значение за поддържане на организма.
• Сухоземен или полуводен възрастенПовечето безгръбначни и много саламандри използват белодробно, кожно и в някои случаи орофарингеално дишане. Белите им дробове са сравнително малки, така че кожата компенсира липсата на дихателен капацитет.

Когато възрастно земноводно е във вода, по-голямата част от газообмена се осъществява през кожата му. За разлика от това, на сушата... редува се между белодробно и кожно дишане в зависимост от степента на влажност на околната среда. Тази комбинация от механизми му позволява да оцелее както във водна, така и в сухоземна среда.

Бозайници

Обикновено бозайниците са ендотермични видове, известни също като топлокръвни. Тези животни имат по-висок метаболитен капацитет от тези, наречени хладнокръвни.

По същия начин, кожата на тези животни, както вече беше споменато, е доста твърд орган и в няколко случая мазен, което не позволява при повечето бозайници кожен дъх е жизнеспособен. Има обаче някои, които са в състояние да го извършат, но всъщност те съставляват малък процент от населението.

Прилепите са способни да поемат 20% от кислорода, който им е необходим, за да оцелеят през кожата, докато човешките същества са способни да абсорбират само 1% от кислорода, необходим за оцеляването им, което не би им позволило да оцелеят само с този тип дишане .

При прилепите, мембраната на крилата действа като голяма дихателна повърхност. Тази кожа е много тънка, силно кръвоснабдена и е директно изложена на въздуха, така че може да участва значително в газообмена. Въпреки това, първичното дишане остава белодробно.

При хората и другите бозайници, функцията на кожата е предимно защитна, терморегулираща и сензорна. Наличието на кератин, подкожна мазнина и, при много видове, гъста коса Това води до минимална дифузия на газ и дихателната система не може да се счита за функционална.

Влечуги

Тъй като кожата им е почти изцяло изградена от люспи, способността на влечугите да извършват този тип дишане е значително намалена. Въпреки това, между везните може да има вид обмен на газ, или в тези области, където плътността на везните е по-ниска.

В тези периоди на подводна хибернация някои костенурки зависят от дишането на кожата около клоаката, за да оцелеят през този период.

Някои морски змии, от друга страна, са способни на кожен газообмен, абсорбирайки около 30% от кислорода, от който телата им се нуждаят, за да оцелеят. Това става от решаващо значение за тях, ако се наложи да се потопят. Те могат да направят това, като намалят количеството кръв, което тече към белите им дробове, и го насочат към капилярите в кожата си.

Като цяло, влечугите дишат предимно през белите дробове, но тези примери показват как в специални ситуации, като например продължителни гмуркания или хибернацияНякои видове са развили локализирани кожни адаптации, които допълват белодробната функция.

риба

Този тип дишане намира място и при различни видове риби по целия свят, били те морски или сладководни. Що се отнася до дишането, както вече знаем, рибите изискват изключително използването на хрилете. Има обаче някои риби, които са способни да извършат това дишане и които могат да поемат между тях 5 и 50 процента от кислорода, от който се нуждаят, за да оцелеят през кожата. Разбира се, всичко това ще зависи от вида на околната среда, температурата и въпросната риба.

Например за рибите, които поемат кислород от въздуха, добре направеният кожен дъх е много важен. При тези видове въздухът, който се абсорбира през кожата, може да стане 50% от необходимото за живот. Скачащите риби и кораловите риби са известни при този вид.

При рибите, които дишат предимно във вода, кожата може да допълва функцията на хрилете, особено в области, където разтвореният кислород е нисък. При риби с земноводни навици, като някои скачащи риби, които могат да се движат по сушата За видовете, които приемат кислород от въздуха, влажната, силно кръвоснабдена кожа се превръща в жизненоважен път за поддържане на газообмена, когато хрилете не могат да функционират оптимално.

Бодлокожи

В този район можем да намерим морски таралежи, които принадлежат към това семейство и се намират в дълбините. Те притежават множество игли, които са техни средства за защита срещу хищници и са способни да дишат през хрилете, а също и през кожата си.

По същия начин морските краставици също могат да извършват това дишане. Въпреки че някои от тях имат някои тръби, които им позволяват да дишат, които са близо до ануса, те също са способни да дишат по кожата.

Ехинодермите са морски безгръбначни с варовиков вътрешен скелет и радиална симетрия. При много от тях кислородът се абсорбира през повърхност на тялото и малки дермални разширения които действат като кожни хриле. Кожното дишане е интегрирано с водно-съдовата му система, което позволява циркулацията на богата на кислород вода и газообмена.

анелиди

Въпреки че са споменати в общи линии в първоначалния текст, анелидите са една от групите, при които кожното дишане е най-силно развито. Анелидите са мекотелесни, сегментирани безгръбначни, като земните червеи и пиявиците. Те нямат бели дробове или сложни дихателни структуриСледователно, те зависят почти изцяло от газообмена през кожата си.

Обвивката му е покрита с тънка слой слуз, произвеждан от жлезиТова поддържа необходимата влага, за да може кислородът да се разтвори и да дифундира в изобилните повърхностни кръвоносни съдове. Този дизайн на кожата позволява на видове като земните червеи да абсорбират кислород както от въздуха, така и от почвената вода, стига тя да остане достатъчно влажна.

В рамките на анелидите се разграничават следните:

• Морски полихетиПредимно водни, те могат да допълват кожното дишане с хрилни структури, но голяма част от газообмена се осъществява и през повърхността на тялото.
• Сухоземни и сладководни олигохетиПодобно на земните червеи, те зависят почти изцяло от кожното дишане и се нуждаят от влажни почви, за да избегнат изсушаване.
• ХирудинеяПиявиците и сродните им видове, които могат да бъдат сладководни, морски или сухоземни, също извършват газообмен чрез кутикулата, която покрива цялото им тяло.

насекоми

Когато говорим за насекоми, можем да кажем, че макар газовият обмен да е щедър, това не е единственото средство, което трябва да намериш за препитание. Повечето насекомите абсорбират необходимия кислород и отделят въглероден диоксид през тъкан, наречена кутикула, която се намира в най-външната част на епидермиса на безгръбначните.

Има някои семейства насекоми, които се нуждаят от това дишане, за да транспортират хемолимфата в тялото си, тъй като нямат определена дихателна система. Хемолимфата е подобна на кръвта, която имат насекомите.

Повечето сухоземни насекоми използват система на трахеята, за да извършат това, което би било техният процес на дишане. Въпреки това за водните, полуводните или ендопаразитните насекоми извършването на кожно дишане е от първостепенно значение, тъй като те не могат да абсорбират необходимия кислород през трахеята.

В тези специални случаи, директна дифузия на газове през кутикулатаЧрез много тънки и пропускливи структури, достатъчно количество кислород достига до хемолимфата, която обгръща тъканите. Тази адаптация е често срещана при потопени ларви, вътрешни паразити и малки насекоми, които обитават водни слоеве.

Специфични примери за животни с кожно дишане

За да разберем по-добре обхвата на този тип дишане, е полезно да разгледаме някои примери, при които кожата играе водеща роля в газообмена:

1. Мекотели с допълнително кожно дишанеВъпреки че много мекотели притежават хриле и добре развита дихателна система, при някои хрилете са силно редуцирани или модифицирани. В тези случаи газообменът се осъществява предимно по повърхността на тялото и мантията, които действат като допълнителна дихателна зона.
2. Морска звезда (ехинодерма)Хиляди видове са разпространени в световните океани. Техните „ръкавици“, които се простират от централен диск, са покрити с малки дермални структури, през които се осъществява дифузия на кислород. Те улавят кислород от водата чрез директна дифузия в повърхностните си тъкани.
3. Жаба (земноводна)Заедно с жабите, принадлежи към групата на безгръбначните (анураните). Те са много пъргави животни, с дълги задни крака за скачане и гладка, влажна кожа. Като попови лъжички дишат през хрилете, а като възрастни дишат с бели дробове. Те обаче постоянно комбинират белодробно дишане с кожно дишане, особено когато са във вода или в много влажна среда.
4. Морски таралеж (ехинодерма)Със сферичното си тяло, покрито с подвижни бодли, то живее на морското дъно. Въпреки че много видове дишат предимно чрез хриле, при други обвивката също участва в газообмена, интегрирайки хрилното и кожното дишане.
5. Земен червей (олигохетни анелиди)Кислородът се разтваря в слузта, която покрива кожата, и дифундира през тънката ѝ обвивка. Капилярите улавят този кислород и го транспортират до клетките; от своя страна въглеродният диоксид напуска клетките и се изхвърля през същите капиляри навън, винаги през кожата.
6. Пиявица (хирудинска анелида)Тези червеи, които могат да достигнат няколко десетки сантиметра дължина, живеят предимно в сладководни реки и се хранят с кръв. Те нямат отделна дихателна система, така че газообменът се осъществява изцяло през тънка външна кутикула.
7. Жаба (земноводна)По-здрави от жабите, със зърнеста кожа и отровни жлези, те се движат чрез ходене или подскачане. Дишането им съчетава хрилна фаза, когато са попови лъжички, белодробна фаза при възрастните и постоянно кожно дишане, което е от решаващо значение по време на живота им във влажна среда.

Ако съберем всичко по-горе, можем да видим, че кожното дишане се среща при много разнообразни групи: анелиди, земноводни, бодлокожи, някои риби, определени влечуги и дори малка част от бозайниците. Въпреки че основният механизъм винаги е дифузия на газове през влажна и добре оросена обвивкаВсяка група е коригирала структурата на кожата си и начина си на живот, за да се възползва максимално от този невероятен начин на дишане.

Заключение

Много пъти можем да намерим в поминъка около нас различни начини, по които различните обитатели на споменатите средства трябва да оцелеят. От летене или ходене, лов или вегетарианство, до дишане с белите дробове или през кожата.

там впечатляващи разлики по целия свят които можем да открием в различните видове. В този случай говорим за дишането, което е едно от най-важните неща, от които се нуждаем, за да живеем, и разбира се най-належащото.

Виждайки как има различни видове, които са успели по един или друг начин да останат живи, ни казва, че еволюцията е възможна и че може би в някое близко бъдеще хората могат да получат някои от тези тайни придобият умения, които ни позволяват по-голямо оцеляване. Все още има много неща, които можем да научим от животните и техните адаптивността и кожното дишане са завладяващ пример за това как животът се възползва дори от кожата като начин за получаване на кислород, необходим за продължаване на съществуването.