Co to jest oddychanie skóry?

The oddychanie skórne jest formą oddychania, w której wymiana gazowa zachodzi przez skórę, a nie przez płuca lub skrzela.

Proces ten występuje głównie u owadów, płazów, ryb, węży morskich, żółwi i niektórych ssaków (Jabde, 2005).

Skóra zwierząt, które używają oddechu skórnego, jest dość szczególna. Aby umożliwić wymianę gazową, musi być mokra, aby zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla mogły swobodnie przez nią przechodzić..

Proces oddychania skórnego odbywa się tylko przez skórę. Z tego powodu większość zwierząt kręgowych, które używają tego typu oddychania, skóra jest silnie unaczyniona w celu ułatwienia wymiany gazowej.

Ta wymiana jest bardzo ważna w przypadku płazów i żółwi z miękką skorupą, które wykorzystują gruczoły śluzowe do zachowania wilgotności skóry (Marshall, 1980).

Niektóre płazy mają wiele fałd na skórze, które pomagają im zwiększyć częstość oddechów. Wiadomo, że ropuchy pobierają wodę i oddychają przez skórę. Mają trzy formy oddychania: skórną, płucną i przez śluzówkę jamy ustnej. Ten ostatni rodzaj oddychania jest najczęściej używany, gdy znajduje się w stanie spoczynku.

Oddychanie skórne to rodzaj oddychania, który nie potrzebuje płuc do wykonania. Z tego powodu istnieją gatunki, które nie mają płuc i nadal mogą przetrwać dzięki wymianie gazu przez skórę.

Istnieją gatunki, które mogą wykonywać zarówno oddychanie skórne, jak i oddechowe, jednak szacuje się, że u płazów oddychanie skórne jest odpowiedzialne za pobranie 90% tlenu niezbędnego do życia.

Oddychanie skórne u różnych gatunków zwierząt

Płazy

Skóra wszystkich gatunków płazów jest najczęściej używanym organem do przeprowadzenia procesu oddychania. Niektóre gatunki zależą wyłącznie od oddychania skóry, aby przeżyć.

Tak jest w przypadku rodziny afrodyzowanej salamandry Plethodontidae. Ta rodzina płazów zupełnie nie ma płuc, jednak jest najliczniejszą grupą gatunków salamandry na świecie. (Zahn, 2012)

Podczas gdy płazy są całkowicie zanurzone w wodzie, oddychanie skóry odbywa się poprzez ich skórę. Jest to porowata membrana, przez którą powietrze rozciąga się między naczyniami krwionośnymi i wszystkim wokół nich.

Chociaż oddychanie skóry jest dominujące u płazów, to pomaga tylko ropuchom przetrwać w chłodniejszych porach roku.

Oddychanie skórne wymaga stałej wilgotności na powierzchni skóry. Gdy ropuchy są poza wodą, gruczoły śluzowe w skórze nadal je moczą, co umożliwia proces wchłaniania tlenu z powietrza..

Istnieją szczególne przypadki oddychania płazów. Na przykład kijanki, które oddychają przez skrzela, i pustynne ropuchy, które mają suchą skórę, co uniemożliwia oddychanie skórne (Bosch, 2016).

Gady

Łuski pokrywające ciało gadów w większości przypadków uniemożliwiają proces oddychania skórnego.

Istnieje jednak możliwość wymiany gazowej między skalami lub obszarami, w których gęstość skal jest mniejsza.

W okresach podwodnej hibernacji niektóre żółwie polegają na oddychaniu skórnym wokół kloaki, aby przetrwały.

Podobnie istnieją gatunki węży morskich, które pobierają około 30% tlenu, którego potrzebują przez skórę. Staje się to niezbędne, gdy muszą nurkować pod wodą.

W przypadku węży morskich możliwe jest przeprowadzenie tego procesu poprzez zmniejszenie intensywności, z jaką krew nawadnia płuca i zwiększenie ukrwienia naczyń włosowatych skóry. Z tego powodu skóra węży może czasami przybrać różowy wygląd. (Feder & Burggren, 1985)

Ssaki

Wiadomo, że ssaki są gatunkami endotermicznymi lub „ciepłokrwistymi”. Zwykle mają wyższe zapotrzebowanie metaboliczne niż egzotermiczne kręgowce lub tak zwane „zimnokrwiste” zwierzęta.

Podobnie skóra ssaków jest grubsza i bardziej nieprzepuszczalna niż u innych gatunków kręgowców, co znacznie utrudnia skórę będącą organem wykorzystywanym do przeprowadzenia procesu wymiany gazu.

Jednak oddychanie skóry u ssaków istnieje, ale występuje w mniejszym procencie. Przykładem są nietoperze, które pobierają tlen przez silnie unaczynione błony znajdujące się na ich skrzydłach. Nietoperze mogą zabrać przez skrzydła około 12% tlenu, którego potrzebują.

Ludzie należą do gatunków ssaków, które pobierają najmniejszą ilość tlenu z powietrza przez skórę. Człowiek może przyjąć średnio od 1% do 2% tlenu w powietrzu, co nie może zapewnić ich utrzymania (Ernstene i Volk, 1932).

Owady

U owadów wymiana gazowa przez skórę wydaje się być hojna, ale nie stanowi głównego źródła pobierania tlenu.

Większość owadów pobiera tlen i uwalnia dwutlenek węgla przez tkankę znaną jako naskórek, która znajduje się w najbardziej zewnętrznej części naskórka bezkręgowców.

Istnieją pewne rodziny owadów, które nie mają określonego układu oddechowego, więc całkowicie zależą od oddychania skóry, aby transportować hemolimfę (podobnie do krwi u owadów) z powierzchni ciała do tkanek wewnętrznych..

Większość owadów lądowych używa systemu tchawicy do wymiany gazowej. Jednak u owadów wodnych i endopasożytniczych istotne jest oddychanie skórne, ponieważ ich system tchawicy nie jest w stanie samodzielnie dostarczyć niezbędnego tlenu (Chapman, 1998).

Ryby

Oddychanie skóry odbywa się u różnych gatunków ryb morskich i słodkowodnych. W przypadku oddychania wodnego ryby wymagają głównie stosowania skrzeli.

Jednak oddychanie skóry stanowi od 5% do 40% całkowitego spożycia tlenu w wodzie, chociaż wszystko to zależy od gatunku i temperatury pożywki.

Oddychanie skórne jest ważniejsze u gatunków, które pobierają tlen z powietrza, takich jak skoki ryb lub ryby koralowe. W tych gatunkach pobieranie tlenu przez skórę stanowi 50% całkowitego oddychania.

Referencje

1. Bosch, D. L. (7 z 2 2016 r.). Wszystko czego potrzebujesz to biologia. Źródło: How To Breathe Without Lungs, Lissamphibian Style: allyouneedisbiology.wordpress.com.
2. Chapman, R. F. (1998). Oddychanie Cutaneus. W R. F. Chapman, The Insects: Structure and Function (strona 452). Nowy Jork: Cambridge University Press.
3. Ernstene, A. C. i Volk, M. C. (1932). Wpływ zatłoczenia żylnego na szybkość eliminacji dwutlenku węgla i absorpcji tlenu. The Journal of Clinical Investigation, 387-390.
4. Feder, M. E., i Burggren, W. W. (1985). Skórna wymiana gazów u kręgowców: projektowanie, wzory, kontrola i implikacje. Recenzje biologiczne, 1-45.
5. Jabde, P. V. (2005). Oddech. W P. V. Jabde, Text Book of General Physiology (strona 112). Nowe wydawnictwo Dehli: Discovery.
6. Marshall, P. T. (1980). Oddychanie, wymiana gazowa i transport. W P. T. Marshall, Fizjologia ssaków i innych kręgowców (str. 88-89). Nowy Jork: Cambridge University Press.
7. Zahn, N. (24 z 8 2012). Źródło: Salameandering Into Cutaneous Respiration: iheartungulates.com.