Page 6 - Biologia na czasie 3 - podręcznik, zakres rozszerzony

5.1. Układ oddechowy u zwierząt

Zwróć • warunki umożliwiające i ułatwiające dyfuzję gazów przez powierzchnie wymiany gazowej,
uwagę na: • związek lokalizacji i budowy powierzchni wymiany gazowej ze środowiskiem życia,
• przykłady narządów wymiany gazowej i grup zwierząt, u których one występują,
• tendencje ewolucyjne w budowie płuc kręgowców.

Zwierzęta uzyskują energię niezbędną do wewnętrznym organizmu. Szybkość dyfuzji
wykonywania wszystkich czynności życiowych zwiększa się wraz ze wzrostem powierzchni
na drodze oddychania tlenowego lub – znacz- wymiany gazowej oraz ze wzrostem różnicy
nie rzadziej – fermentacji (niektóre pasożyty ciśnień parcjalnych gazów. Ponadto dyfuzja
wewnętrzne). Na proces oddychania tlenowego zachodzi tym szybciej, im krótszą drogę mają
składają się reakcje chemiczne, których efek- do pokonania cząsteczki gazu. Najkorzystniej
tem jest utlenienie związków organicznych jest zatem, aby powierzchnia wymiany gazowej
pochodzących z pokarmu do wody i dwutlenku i różnica ciśnień gazów po obu stronach błony
węgla. W procesie tym uwalnia się znaczna były jak największe, natomiast sama błona była
ilość energii, której część zostaje zmagazy- jak najcieńsza. Ponadto powierzchnie wymiany
nowana w postaci ATP. Oddychanie tlenowe gazowej muszą być stale wilgotne, ponie-
wymaga sprawnej wymiany gazowej. Podczas waż gazy oddechowe dyfundują przez błony
tego procesu pobierany jest tlen, a usuwany – wyłącznie w środowisku wodnym lub bardzo
dwutlenek węgla. Wymiana gazowa u zwierząt wilgotnym.
zachodzi całą powierzchnią ciała lub poprzez
narządy oddechowe: Dyfuzja gazów w różnych
w wodzie – skrzela, skrzelotchawki i gardziel środowiskach
ze szczelinami skrzelowymi, Środowiska wodne i lądowe różnią się od sie-
na lądzie – płucotchawki, tchawki oraz płuca. bie pod względem wydajności wymiany gazo-
wej. Zawartość tlenu w wodzie jest niewielka
Wymiana gazowa a dyfuzja i zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury,
Wymiana gazowa zapewnia dostarczenie tlenu zasolenia i głębokości. Poza tym zależy ona od
do wszystkich komórek ciała oraz jednoczesne warunków panujących w określonym miej-
odebranie z nich dwutlenku węgla. Dzieje się scu, np. występowania roślin (dostarczają tlen
tak, ponieważ oba gazy przenikają przez błonę w ciągu dnia, a pobierają go przez całą dobę)
komórkową dzięki dyfuzji, która zachodzi zgod- i ilości rozkładającej się materii organicznej na
nie z różnicą ich ciśnień parcjalnych po obu dnie (w procesie rozkładu zużywana jest duża
stronach błony. Ciśnienie parcjalne (cząst- ilość tlenu). Z tych względów zawartość tlenu
kowe) to ciśnienie gazu wchodzącego w skład w wodzie podlega znacznym wahaniom, a duża
mieszaniny gazów, które jest proporcjonalne do gęstość wody sprawia, że dyfuzja zachodzi
zawartości tego gazu w mieszaninie. Na przy- w niej powoli.
kład tlen stanowi ok. 21% objętości powietrza, Środowisko lądowe zapewnia korzystniejsze
więc jego ciśnienie parcjalne na poziomie morza warunki dyfuzji. Zawartość tlenu w powietrzu
wynosi ok. 213 hPa (21% z 1013 hPa). Różnica nie zmienia się, a dyfuzja gazów zachodzi ok.
ciśnień jest utrzymywana dzięki wentylacji, 10 tys. razy szybciej niż w wodzie. Największą
czyli przepływowi gazów oddechowych między przeszkodę stanowi możliwość wyschnięcia
środowiskiem zewnętrznym a środowiskiem powierzchni wymiany gazowej.

170