Характерные жабры, функции, типы и важность



жабры или жабры - это органы дыхания водных животных, выполняющие функцию обмена кислорода человека с окружающей средой. Они проявляются от очень простых форм у беспозвоночных до сложных структур, развившихся у позвоночных, состоящих из тысяч специализированных пластин, расположенных внутри полости жабры, вентилируемой непрерывным потоком воды.

Клетки требуют энергии для функционирования, эта энергия получается из распада сахара и других веществ в процессе обмена веществ, называемого клеточным дыханием. У большинства видов кислород, присутствующий в воздухе, используется в качестве энергии, а углекислый газ выбрасывается в виде отходов..

Способ, которым организмы выполняют обмен газами с окружающей средой, зависит как от формы тела, так и от среды, в которой он живет..

Водные среды имеют меньше кислорода, чем наземные, и диффузия кислорода медленнее, чем в воздухе. Количество кислорода, растворенного в воде, уменьшается с ростом температуры и уменьшением тока.

Менее развитые виды не нуждаются в специализированных дыхательных структурах для выполнения своих основных функций. Однако в более крупных системах жизненно важно иметь более сложные системы обмена, чтобы они могли адекватно покрывать свои метаболические потребности..

Жабры встречаются у беспозвоночных и позвоночных, могут быть в виде нитей, ламинарных или древовидных, наделенных множеством капилляров, мы также наблюдаем их внутренне или внешне.

В прибрежной зоне обитают животные, такие как моллюски и крабы, которые могут активно дышать жабрами в воде и воздухе, пока они остаются влажными. В отличие от остальных водных организмов, которые задыхаются при выходе из воды, несмотря на обилие доступного кислорода.

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 функции
  • 3 Как они работают?
  • 4 типа (внешний и внутренний)
    • 4.1 Внешние жабры
    • 4.2 Внутренние жабры
  • 5 Важность
  • 6 Ссылки

Общие характеристики

Количество кислорода, присутствующего в воздухе, составляет приблизительно 21%, тогда как в воде он растворяется только в пропорции 1%. Это изменение заставило водные организмы создавать структуры, подобные жабрам, предназначенные исключительно для извлечения кислорода..

Жабры могут быть настолько эффективными, что достигают уровня экстракции кислорода 80%, что в три раза выше, чем в легких человека из воздуха..

Разнообразие водных организмов

Эти органы дыхания развиваются в огромном разнообразии водных организмов, мы можем найти различные виды жабр у моллюсков, червей, ракообразных, иглокожих, рыб и даже рептилий на определенных этапах их жизненного цикла..

Разнообразие форм

В результате они сильно различаются по форме, размеру, местоположению и происхождению, что приводит к специфической адаптации у каждого вида.

Для наиболее развитых водных животных увеличение размера и подвижности обусловило большую потребность в кислороде. Одним из решений этой проблемы стало увеличение площади жабр.

Рыба, например, имеет большое количество складок, которые отделены друг от друга водой. Это дает им большую поверхность газообмена, что позволяет им достичь максимальной эффективности.

Чувствительные органы

Жабры - это очень чувствительные органы, подверженные физическим травмам и болезням, вызываемым паразитами, бактериями и грибами. По этой причине обычно считается, что менее развитые жабры имеют внешний тип..

травма

У костистых рыб жабры, сталкивающиеся с высокими концентрациями химических загрязнителей, таких как тяжелые металлы, взвешенные твердые частицы и другие токсичные вещества, страдают от морфологических повреждений или травм, называемых отеками..

Они вызывают некроз жаберной ткани, а в тяжелых случаях могут даже привести к гибели организма вследствие изменения дыхания..

Благодаря этой характеристике, жабры рыб часто используются учеными как важные биомаркеры загрязнения в водной среде..

функции

Основная функция жабр, как для беспозвоночных, так и для позвоночных, заключается в том, чтобы влиять на процесс газообразного обмена человека с водной средой..

Поскольку доступность кислорода в воде ниже, водные животные должны работать усерднее, чтобы захватить определенный объем кислорода, что представляет интересную ситуацию, поскольку это означает, что большая часть полученного кислорода будет снова использоваться при поиске. кислород.

Человек использует от 1 до 2% своего метаболизма в состоянии покоя, чтобы добиться вентиляции легких, в то время как рыбе в состоянии покоя требуется приблизительно от 10 до 20% для вентиляции жабр..

Жабры могут также развивать вторичные функции у некоторых видов, например, у некоторых моллюсков они были изменены, чтобы способствовать захвату пищи, так как они являются органами, которые непрерывно фильтруют воду.

У разных ракообразных и рыб они также осуществляют осмотическое регулирование концентрации веществ, имеющихся в окружающей среде, по отношению к организму, выявляя случаи, когда они ответственны за выделение токсичных элементов..

В каждом типе водных организмов жабры имеют определенное функционирование, которое зависит от степени эволюции и сложности дыхательной системы..

Как они работают?

В целом жабры работают как фильтры, которые задерживают кислород или2 который содержится в воде, необходим для выполнения ее жизненно важных функций и удаления углекислого газа CO2 отходов, которые присутствуют в организме.

Для достижения этой фильтрации необходим постоянный поток воды, который может быть вызван движениями наружных жабр у червей, движениями человека, выполняемыми акулами, или накачкой оперкулы в костную рыбу..

Газообмен происходит через контактную диффузию между водой и кровью, содержащейся в жабрах.

Наиболее эффективная система называется противотоком, в котором кровь, которая течет через жаберные капилляры, вступает в контакт с водой, богатой кислородом. Создается градиент концентрации, который позволяет поступлению кислорода через жаберные пластины и их диффузию в кровеносную жидкость, в то же время, когда диоксид углерода диффундирует наружу.

Если бы поток воды и крови был в одном направлении, одинаковые скорости поглощения кислорода не были бы достигнуты, потому что концентрации этого газа быстро выровнялись бы вдоль жаберных мембран..

Типы (внешние и внутренние)

Жабры могут появляться во внешней или внутренней части организма. Эта дифференциация в основном является следствием степени эволюции, типа среды обитания, в которой она развивается, и конкретных характеристик каждого вида..

Внешние жабры

Наружные жабры наблюдаются в основном у менее развитых видов беспозвоночных и временно на ранних стадиях развития рептилий, поскольку они теряют их после перенесенных метаморфоз..

У этого типа жабр есть определенные недостатки, во-первых, потому что они являются деликатными придатками, подвержены ссадинам и привлекают хищников. В организмах, которые имеют движение, они препятствуют их передвижению.

Находясь в непосредственном контакте с внешней средой, они обычно очень восприимчивы и могут легко подвергаться воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как плохое качество воды или присутствие токсических веществ..

Если жабры повреждены, очень вероятно, что возникнут бактериальные, паразитарные или грибковые инфекции, которые в зависимости от тяжести могут привести к смерти..

Внутренние жабры

Внутренние жабры, потому что они более эффективны, чем внешние жабры, встречаются у более крупных водных организмов, но имеют разные уровни специализации в зависимости от того, как эволюционировал вид..

Они обычно расположены в камерах, которые защищают их, но требуют токов, которые позволяют им иметь постоянный контакт с внешней средой, чтобы соответствовать обмену газами.

У рыб также появились известковые покровы, называемые оперкула, которые выполняют функцию защиты жабр, действуют как ворота, которые ограничивают поток воды, а также перекачивают воду..

важность

Жабры имеют основополагающее значение для выживания водных организмов, потому что они играют незаменимую роль для роста клеток.

Помимо того, что они дышат и являются жизненно важной частью системы кровообращения, они могут способствовать питанию определенных моллюсков, функционировать в качестве выделительных систем токсичных веществ и регулировать различные ионы в организмах, которые эволюционировали как рыбы..

Научные исследования показывают, что люди, которые пострадали от поражения ветвистой дыхательной системы, имеют более медленное развитие и имеют меньшие размеры, более подвержены инфекциям и иногда серьезным травмам, это может происходить до самой смерти.

Жабры достигли адаптации к самым разнообразным местам обитания и условиям окружающей среды, что позволило наладить жизнь практически в бескислородных экосистемах..

Уровень специализации жабр напрямую связан с эволюционной фазой вида, и они, безусловно, являются наиболее эффективным способом получения кислорода в водных системах..

ссылки

  1. Ареллано, J. и C. Sarasquete. (2005). Гистологический атлас сенегальской подошвы, Solea senegalensis (Кауп, 1858). Институт морских наук Андалусии, ассоциированная единица качества окружающей среды и патологии. Мадрид, Испания 185 стр..
  2. Bioinnova. Газообмен у животных и газообмен у рыб. Инновационная группа по обучению биологическому разнообразию. Восстановленный от: innovabiologia.com
  3. Круз С. и Родригес Э. (2011). Амфибии и глобальные изменения. Университет Севильи. Получено с bioscripts.net
  4. Фанюль М. и М. Хириарт. (2008). Функциональная биология животных I. Редакция XXI века. 399 стр.
  5. Хансон П., М. Спрингер и А. Рамирес. (2010) Введение в водные группы макробеспозвоночных. Преподобный Биол. Троп. Том 58 (4): 3-37.
  6. Hill, R. (2007). Сравнительная физиология животных. Редакция Reverté. 905 стр..
  7. Luquet, C. (1997). Жаберная гистология: дыхание, ионная регуляция и кислотно-щелочной баланс у краба Chasmagnathus granulata Дана, 1851 (Decapoda, Grapsidae); со сравнительными примечаниями в Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Университет Буэнос-Айреса. 187 стр..
  8. Роа, И., Р. Кастро и М. Рохас. (2011). Деформация жабр у лососевых: макроскопический, гистологический, ультраструктурный и элементный анализ. Int. J. Morphol. Том 29 (1): 45-51.
  9. Рупперт, Э. и Р. Барнс. (1996). Зоология беспозвоночных. Макгроу - Межамериканский холм. 1114 стр..
  10. Торрес Г., С. Гонсалес и Э. Пенья. (2010). Анатомическое, гистологическое и ультраструктурное описание тилапии жабры и печени (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Том 28 (3): 703-712.