Co to jest bezpośrednie oddychanie?

The bezpośrednie oddychanie jest to jeden z różnych rodzajów oddychania wraz z oddychaniem przez dyfuzję krwi, oddychanie tchawicze, oddychanie za pomocą skrzeli i oddychanie płucami.

Są one klasyfikowane jako proste lub złożone oddychanie, zgodnie z różnymi mechanizmami ekstrakcji tlenu z ich otoczenia. 

Oddychanie jest procesem mimowolnym. Jego główną funkcją jest dostarczanie tlenu do komórek ciała i usuwanie dwutlenku węgla. Wszystkie żywe istoty mają mechanizmy do przeprowadzenia tego procesu.

We wszystkich przypadkach ta wymiana gazów zachodząca między organizmem a jego środowiskiem odbywa się poprzez dyfuzję, proces fizyczny, który umożliwia tę wymianę.

W przypadku ludzi dyfuzja zachodzi w płucach, aw przypadku prostszych organizmów, takich jak gąbki lub meduzy, występuje na całej powierzchni ich ciał.

Najprostsze istoty, takie jak organizmy jednokomórkowe, zależą całkowicie od dyfuzji w celu przemieszczenia i wymiany gazów.

Wraz ze wzrostem złożoności tych organizmów komórki oddalają się od warstwy komórkowej, w której następuje wymiana gazów ze środowiskiem. W ten sposób coraz trudniej jest uzyskać i wyeliminować gazy przez dyfuzję.

Oddychaj bezpośrednio lub oddychaj przez dyfuzję

Chociaż wyspecjalizowane organizmy mają wiele różnych komórek o różnych funkcjach, struktura jest wspólna dla wszystkich komórek: błona komórkowa lub błona komórkowa.

Ta membrana tworzy rodzaj bariery wokół komórek i reguluje wszystko, co je wchodzi i opuszcza.

Struktura błony komórkowej jest niezwykle ważna. Składa się głównie z dwóch arkuszy fosfolipidów i białek, które kontrolują to, co się przez niego dzieje.

Fosfolipid jest cząsteczką złożoną z kwasów tłuszczowych, alkoholu (glicerolu) i grupy fosforanowej. Te cząsteczki są w ciągłym ruchu losowym.

Błona komórkowa jest półprzepuszczalna, co oznacza, że ​​pewne małe cząsteczki mogą przez nią przejść. Ponieważ cząsteczki błony są zawsze w ruchu, umożliwiają tworzenie tymczasowych otworów, które umożliwiają małym cząsteczkom przechodzenie z jednej strony membrany na drugą..

Ten stały ruch i nieproporcjonalna koncentracja cząsteczek wewnątrz i na zewnątrz komórki ułatwia im poruszanie się przez błonę.

Substancje wewnątrz komórek pomagają również określić poziom koncentracji między komórką a otoczeniem.

W środku można znaleźć cytozol, złożony głównie z wody; organelle i różne związki, takie jak między innymi węglowodany, białka i sole.

Cząsteczki poruszają się poniżej poziomu stężenia. Oznacza to, że jego ruch przechodzi z obszaru o większej koncentracji do obszaru o mniejszej koncentracji. Ten proces nazywa się transmisją.

Cząsteczka tlenu może przejść przez błonę plazmatyczną komórki, ponieważ jest wystarczająco mała i ma odpowiednie warunki.

Większość żywych istot stale wykorzystuje tlen w reakcjach chemicznych zachodzących w ich komórkach. Oddychanie komórkowe i wytwarzanie energii należą do tych procesów chemicznych.

Dlatego stężenie tlenu wewnątrz komórek jest znacznie niższe niż stężenie tlenu na zewnątrz. Następnie cząsteczki przemieszczają się z zewnątrz do wnętrza komórki.

Ponadto komórki wytwarzają również więcej dwutlenku węgla niż ich środowisko, więc wewnątrz komórki występuje wyższe stężenie niż na zewnątrz.

Następnie ten dwutlenek węgla przemieszcza się z wnętrza na zewnątrz komórki. Ta wymiana gazów jest niezbędna do przetrwania.

Istnieją organizmy, które nie mają wyspecjalizowanych narządów oddechowych, takich jak ludzie. Dlatego muszą pobierać tlen i wydalać dwutlenek węgla przez skórę.

Aby ta prosta wymiana gazowa miała miejsce, potrzebnych jest kilka warunków. Prawa Ficka ustalają, że proporcja dyfuzji przez membranę zależy od pola powierzchni, różnicy w stężeniu i odległości.

Dlatego ich ciała muszą być cienkie i długie (o małej objętości, ale o dużej powierzchni). Powinny także wydzielać pewną wilgotną i lepką substancję, która ułatwia wymianę (jak dzieje się w przypadku śluzu w płucach).

Organizmy, takie jak owsiki (nicienie), tasiemce (płazińce), meduzy (coelenteraty) i gąbki (porowate), które oddychają przez dyfuzję, nie mają układu oddechowego, mają zazwyczaj cienkie i rozległe formy i zawsze wydzielają lepkie płyny lub śluz.

Ze względu na kształt i prostotę tych organizmów każda komórka twojego ciała jest bardzo bliska środowisku zewnętrznemu. Twoje komórki są wilgotne, więc dyfuzja gazów odbywa się bezpośrednio.

Tasiemce są małe i spłaszczone. Kształt twojego ciała zwiększa powierzchnię i obszar dyfuzji, zapewniając, że każda komórka w ciele jest blisko powierzchni zewnętrznej błony, aby uzyskać dostęp do tlenu.

Gdyby pasożyty miały kształt cylindryczny, wówczas komórki centralne twojego ciała nie byłyby w stanie uzyskać tlenu.

Wreszcie warto wspomnieć, że proces dyfuzji, który pozwala na uzyskanie tlenu i wydalenie dwutlenku węgla, jest procesem pasywnym, jak każdy inny mechanizm oddechowy. Żaden organizm nie robi tego w świadomy sposób ani nie może go kontrolować.

Oddychanie przez dyfuzję krwi

Bardziej złożona forma dyfuzji obejmuje układ krążenia, który umożliwia większe przemieszczanie. Polega na transportowaniu tlenu przez mokrą warstwę powierzchni do krwiobiegu.

Gdy tlen jest we krwi, może rozprzestrzeniać się po całym ciele, aby dotrzeć do wszystkich komórek i tkanek. Ten system jest używany na przykład przez płazy, dżdżownice i pijawki.

Podobnie jak w przypadku tasiemców, dżdżownice mają cylindryczny, ale cienki korpus, który ma dużo powierzchni i małej objętości.

Ponadto utrzymują swoje ciało kości ramiennej w wydzielaniu lepkiego śluzu w gruczołach nabłonkowych, co pozwala im uwięzić i rozpuścić tlen z powietrza.

Referencje

1. Beal, Lauren. „Wow! Cuda dżdżownicy. Jak dyfuzja umożliwia oddychanie dżdżownicom. Źródło: 05 czerwca 2017 w sas.upenn.edu.
2. Science Clarified (2017). „Oddychanie - jak to działa”. Źródło: 5 czerwca 2017 na stronie scienceclarified.com.
3. Raven, P., Johnson, G.B. (2002) Biology, Sixth Edition. McGraw Hill, Dubuque, 11053-1070 pp.
4. Encyklopedia Naukowa (2017). „Oddychanie - Oddychanie zewnętrzne”. Źródło: 05 czerwca 2017 r. Na stronie science.jrank.org.
5. Bezgraniczna. „Układ oddechowy i dyfuzja bezpośrednia”. Źródło: 05 czerwca 2017 r. W witrynie boundless.com.