close

Žábry

Přejít na navigaci Přejít na hledání
Image
Žábry na hlavě tuňáka .

Žábry nebo žábry jsou dýchací orgány mnoha vodních živočichů , kterými se extrahuje kyslík ( O 2 ) rozpuštěný ve vodě a oxid uhličitý (CO 2 ) se přenáší do prostředí. [ 1 ]

Vodní živočichové vybaveni žábrami zachycují O 2 rozpuštěný ve vodě, který přechází do vnitřních tekutin ( krev , hemolymfa atd.) a je transportován do tkání , kde jej buňky potřebují pro buněčné dýchání . v buněčných organelách nazývaných mitochondrie . V důsledku buněčného dýchání vzniká CO 2 , který je nutné eliminovat, aby nedošlo k intoxikaci vnitřního prostředí.

Menší zvířata s nižší rychlostí metabolismu provádějí výměnu plynů povrchem těla. Ty největší nebo nejaktivnější potřebují větší výměnnou plochu, pro kterou v průběhu evoluce získaly specializované struktury zvané žábry . Pro podporu výměny je v těchto orgánech vždy speciálně organizována cirkulace tekutin, a to i u zvířat, která nemají vyvinutý cévní systém, jako jsou měkkýši (O 2 M)

Funkce

Mnoho mikroskopických vodních živočichů a někteří větší, ale neaktivní, mohou absorbovat dostatek kyslíku celým svým povrchem těla, aby mohli adekvátně dýchat bez žáber. Složitější nebo aktivnější vodní organismy však často vyžadují jednu nebo více žáber. Mnoho bezobratlých a dokonce i obojživelníků využívá k výměně plynů jak povrch těla, tak žábry. [ 2 ]

Žábry jsou obvykle tvořeny jemnými vlákny tkáně , lamelami (destičkami), větvemi nebo tenkými chomáčovitými výběžky , které mají svůj povrch vysoce složený, aby se zvětšila plocha . Jemná povaha žáber je možná, protože voda, která je obklopuje, je podporuje. Krev nebo jiná tělesná tekutina musí být v těsném kontaktu s dýchacím povrchem, aby se usnadnila difúze. [ 2 ]

Velký povrch je rozhodující pro výměnu plynů vodními organismy, protože voda obsahuje pouze malý zlomek rozpuštěného kyslíku než vzduch . Jeden krychlový metr vzduchu obsahuje asi 250 gramů kyslíku STP . Koncentrace kyslíku ve vodě je nižší než ve vzduchu a difunduje pomaleji. Ve sladké vodě je obsah rozpuštěného kyslíku asi 8 cm 3 / l ve srovnání s 210 cm 3 / l ve vzduchu. [ 3 ] Voda je 777krát hustší než vzduch a je 100krát viskóznější. [ 3 ] Kyslík má rychlost difúze ve vzduchu 10 000krát vyšší než ve vodě. [ 3 ] Použití vakovitých plic k odstranění kyslíku z vody by nebylo dostatečně účinné pro podporu života. [ 3 ] Spíše než pomocí plic "výměna plynu probíhá na povrchu vysoce vaskularizovaných žáber, přes které je pomocí specializovaného čerpacího mechanismu udržován jednosměrný proud vody. Hustota vody zabraňuje kolapsu žáber na povrchu žáber." navzájem, což se stane, když vytáhnete rybu z vody. [ 3 ]

Voda je obvykle posouvána přes žábry v jednom směru proudem, pohybem zvířete vodou, tlukotem řasinek nebo jiných přívěsků nebo čerpacím mechanismem. U ryb a některých měkkýšů je účinnost žáber značně zvýšena mechanismem protiproudé výměny , při kterém voda prochází přes žábry v opačném směru, než jimi protéká krev. Tento mechanismus je velmi účinný a lze získat zpět až 90 % rozpuštěného kyslíku ve vodě. [ 2 ]

Charakteristika a funkce žáber

Žábry jsou vnější orgány, na rozdíl od plic nebo průdušnice subvzdušných zvířat, protože složité orgány ve tvaru dutiny nejsou vhodné pro intenzivní pohyb kapaliny, jako je voda , s hustotou mnohem větší než má vzduch . zapojeno tření. Efektivní výměna plynů vyžaduje bezbariérový kontakt mezi epidermálními buňkami žáber a okolní vodou, stejně jako v plicích, takže i u zvířat se zesílenou vrstvou, jako je šupinatá kůže ryb, jsou žábry vždy minimálně pokryté měkkými a křehkými tkáněmi.

Anatomicky se žábry vyskytují ve dvou formách. Nejběžnější je to s rozvětvenými přívěsky s velkou relativní plochou. Vyskytují se tedy např. u měkkýšů , kroužkovců a vodních larev mloků a čolků nebo vodních larev hmyzu. Druhá forma je ta pozorovaná v heterogenní skupině vodních obratlovců nazývaných ryby . V nich jsou žábry specializované struktury organizované mezi hltanovými štěrbinami nebo žaberními štěrbinami, otvory, které laterálně komunikují trávicí trubici s vnějškem. Voda, která proniká ústy, vychází štěrbinami a okysličuje krev, která cirkuluje cévami, které procházejí přepážkami umístěnými mezi nimi, což jsou žábry.

Image
U žraloků jsou boční žaberní štěrbiny snadno vidět.

V obou anatomických modalitách mohou být žábry více či méně chráněny v otevřené dutině, kterou cirkuluje voda. To je případ např. měkkýšů ( hlavonožců , plžů , mlžů atd.), kde si paliální dutina obsahující žábry vyměňuje vodu s okolím pouze pomocí kanálků zvaných sifony. Je tomu tak i u kostnatých ryb , kde jsou žábry zevně chráněny prodloužením stěny těla zvanou operculum. Termín žábry v těchto rybách se odkazuje na žábry, ale hovorové použití často platí pro operculum. U žraloků jsou naopak žaberní štěrbiny viditelné zvenčí.

U kostnatých ryb je voda aktivně čerpána rytmickými pohyby z orofaryngeální dutiny do dutiny pod operkulem a prochází mezi žábrami. O žralocích se to říkalo, ale teď už víme, že to není přesné, že jen plavou s otevřenou tlamou, takže voda neustále protéká žábrami.

U obratlovců a hmyzu s vodními juvenilními stádii, jako jsou obojživelníci a jepice , jsou larvy vybaveny žábrami, i když dospělci dýchají vzdušnými orgány.

Žábry souvisí s oběhovým systémem , který k nim po projití celého těla, nabití CO 2 , přivádí oběhovou tekutinu ( krev nebo hemolymfu ) a vrací se z nich nabitý O 2 zpět do těla . U zvířat s otevřeným oběhovým systémem , jako jsou členovci nebo měkkýši , dochází k nejdůležitějšímu cévnímu vývoji právě v žábrách, protože hlavní funkcí je transport a distribuce dýchacích plynů, které pocházejí z orgánů nebo jsou pro ně určeny ( výměna plynů ). oběhového systému.

Obratlovci

Image
Žábry sladkovodní ryby zvětšené 400krát.

Žábry obratlovců se obvykle vyvíjejí ve stěnách hltanu podél řady žaberních štěrbin, které se otevírají ven. Většina druhů využívá protiproudý výměnný systém ke zvýšení difúze látek dovnitř a ven ze žáber, přičemž krev a voda tečou navzájem opačnými směry. Žábry jsou tvořeny hřebenovými vlákny, žaberními destičkami , které pomáhají zvětšit jejich povrch pro výměnu kyslíku. [ 4 ]

Když ryba dýchá, v pravidelných intervalech nasává sousto vody. Potom spojí strany hrdla k sobě a protlačí vodu žaberními otvory, takže přejde přes žábry ven. Žábrové štěrbiny ryb mohou být evolučními předky brzlíků , [ 5 ] příštítných tělísek , stejně jako mnoha dalších struktur pocházejících z embryonálních žaberních vaků . [ 6 ]

Obojživelníci

Image
Larva čolka alpského s vnějšími žábrami, které plápolají těsně za hlavou.

Pulci obojživelníků mají tři až pět žaberních štěrbin, které neobsahují žádné skutečné žábry. Obvykle neexistuje žádná skutečná spirála nebo operculum, ačkoli mnoho druhů má struktury podobné operculum. Místo vnitřních žaber se u nich vyvinou tři opeřené vnější žábry, které vyrůstají z vnějšího povrchu žaberních oblouků. Někdy je chovají dospělí, ale obvykle mizí v metamorfóze . Příklady mloků , kteří si v dospělosti zachovávají vnější žábry, zahrnují olm a bahenní štěně .

I přesto si některé skupiny vyhynulých tetrapodů zachovaly pravé žábry. Studie na Archegosaurovi ukazuje, že měl vnitřní žábry jako pravá ryba. [ 7 ]

Bezobratlí

Image
Živý mořský slimák Pleurobranchaea meckelii : Na tomto pohledu na pravou stranu zvířete je vidět žábra (nebo Ctenidium ).
Image
Karibský krab poustevník má upravené žábry, které mu umožňují žít ve vlhkých podmínkách.

Korýši , měkkýši a některý vodní hmyz mají na povrchu svých těl opeřené žábry nebo deskovité struktury. Žábry různých typů a provedení, jednoduché nebo propracovanější, se v minulosti vyvíjely nezávisle, dokonce i u stejné třídy zvířat. Segmenty mnohoštětinatců nesou parapodia , z nichž mnohé nesou žábry. [ 2 ] Houby postrádají specializované dýchací struktury a celé zvíře se chová jako žábry, protože voda je nasávána jejich houbovitou strukturou. [ 8 ]

Vodní členovci mají obvykle žábry, které jsou ve většině případů modifikovanými přívěsky. U některých korýšů jsou přímo vystaveni vodě, zatímco u jiných jsou chráněni v žaberní komoře. [ 9 ] Podkovovitý krab má lamelární žábry , které jsou vnějšími ploutvemi, z nichž každá má mnoho tenkých, listovitých blan. [ 10 ]

Mnoho mořských bezobratlých, jako jsou mlži , jsou podavači filtrů . Žábrami je udržován proud vody pro výměnu plynů a zároveň jsou odfiltrovány částice potravy. Ty se mohou zachytit v hlenu a být přeneseny do úst bitím řasinek. [ 11 ]

Dýchání u ostnokožců (jako jsou hvězdice a mořští ježci ) je prováděno velmi primitivní verzí žáber zvanou papuly . Tyto tenké vybouleniny na povrchu těla obsahují divertikly hydrovaskulárního systému .

Žábry vodního hmyzu jsou tracheální , ale vzduchové trubice jsou utěsněné, běžně spojené s tenkými vnějšími deskami nebo všívanými strukturami, které umožňují difúzi. Kyslík v těchto trubicích se obnovuje žábrami. U vážky larvální je stěna kaudálního konce trávicího traktu ( konečník ) opatřena hojnými rektálními žábrovitými průdušnicemi a voda čerpaná do az konečníku poskytuje uzavřeným průdušnicím kyslík.

Účinky znečištění

Tepelné znečištění má tendenci snižovat hladinu kyslíku ve vodě a různé druhy chemického znečištění mohou ovlivnit žábry a jejich funkce. [ 12 ] Jako příklad lze uvést žábry tří sladkovodních ryb ( štiky , pískovce a sumce ) vystavených znečištěným vodám Temeše , přítoku Dunaje . (se sídlem v Srbsku ) vykazovaly středně těžké až těžké histopatologické změny. Nejběžnější "progresivní" změnou je hyperplazie větveného epitelu . Často se vyskytují poruchy krevního oběhu, obvykle ve formě hyperémie . Změny byly menší u štik a intenzivnější u sumců (P < 0,05). [ 12 ] Regresivní alterace (eroze epitelu) byla výraznější u candáta (P < 0,001). Tento experiment ukázal, že žábry tří druhů predátorů žijících ve stejných vodách reagují velmi odlišně na stejný koktejl znečišťujících látek, což naznačuje mírně odlišné ekotoxikologické mechanismy mezi druhy; [ 12 ] to by mělo být vzato v úvahu , aby se omezilo zkreslení v ekotoxikologických studiích .

Reference

  1. ↑ Andrews, Chris; Adrian Exell; Neville Carrington (2003). Manuál zdraví ryb. Knihy světlušek.
  2. ↑ abcd Dorit , RL ; Walker, WF; Barnes, R. D. (1991). Zoologie . Nakladatelství Saunders College. str. 273-276 . ISBN  978-0-03-030504-7 . (vyžaduje registraci) . 
  3. ↑ a b c d e M.B.v. Roberts; Michael Reiss; Grace Mongerová (2000). Pokročilá biologie . Londýn, Velká Británie: Nelson. str. 164-165. 
  4. ↑ Andrews, Chris; Adrian Exell; Neville Carrington (2003). Manuál zdraví ryb . Knihy světlušek. 
  5. ^ "Palatinské mandle — jsou to branchiogenní orgány?" . Mezinárodní kongresová řada 1257 : 71-74. 1. prosince 2003. ISSN  0531-5131 . doi : 10.1016/S0531-5131(03)01403-1 . Staženo 18. února 2022 . 
  6. ^ Graham, Anthony; Richardson, Jo (2012). „Vývojový a evoluční původ hltanového aparátu“. EvoDevo (Springer Science and Business Media LLC) 3 (1): 24. ISSN  2041-9139 . doi : 10.1186/2041-9139-3-24 . 
  7. ↑ Florian Witzmann; Elizabeth Brainerd (2017). „Modelování fyziologie vodního temnospondyl Archegosaurus decheni z raného permu v Německu“. Fosilní záznam. 20(2): 105–127. doi:10.5194/fr-20-105-2017.
  8. ↑ Choudhary, S. Výuka biologie . Vydavatelství APH. p. 269. ISBN  978-81-7648-524-1 . 
  9. ^ Saxena, Amita (2005). id=uH7t82WQ1J0C&pg=PA180 Učebnice korýšů . Nakladatelství Discovery. p. 180. ISBN  978-81-8356-016-0 . 
  10. ↑ Sekiguchi, K. (1988). Biologie kraba podkovy . サイエンスハウス. p. 91. ISBN  978-4-915572-25-8 . 
  11. ^ Roberts, MBV (1986). Biologie: Funkční přístup . Nelson Thorns. p. 139. ISBN  978-0-17-448019-8 . 
  12. ↑ abc Lujić , J., Matavulj , M., Poleksić, V., Rašković, B., Marinović, Z., Kostić, D., & Miljanović, B. (2015). Reakce žaber na polutanty řeky Tamiš u tří druhů sladkovodních ryb, Esox lucius L. 1758, Sander lucioperca (L. 1758) a Silurus glanis L. 1758: srovnávací studie . Anatomie, histologie, embryologie: Journal Of Veterinary Medicine Series C, 44(2), 128-137. doi:10.1111/ahe.12119; ISSN 0340-2096 .

Viz také

Externí odkazy

Převzato z « https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Branquia&oldid=146568349 »