أنواع التنفس: ما هي وكم عددها

التنفس هو العملية البيولوجية التي تقوم بها جميع الكائنات الحية التي تستخدم الغازات للحصول على الطاقة. بشكل عام ، يوفر التنفس الأكسجين للخلايا ويزيل ثاني أكسيد الكربون الذي ينتج داخلها.

هناك أنواع مختلفة من التنفس تعتمد على كيفية امتصاص الكائنات الحية للأكسجين ، وكيفية وصوله إلى الخلايا ، وكيف تحصل الخلية على الطاقة من هذا الأكسجين.

التنفس الخارجي

التنفس الخارجي هو تبادل الغازات بين الحيوانات والبيئة. تحتاج جميع الحيوانات ، من الديدان إلى الثدييات ، إلى آلية يمكنها توفير الأكسجين لأجسامها لتعمل.

يمكن أن يكون التنفس الخارجي من أنواع مختلفة اعتمادًا على الأعضاء المشاركة في التقاط الأكسجين من البيئة.

تنفس الرئة

يشير التنفس الرئوي ، المعروف أيضًا باسم التهوية الرئوية ، إلى دخول الهواء وخروجه عبر الممرات الهوائية إلى الرئتين. يحدث في جميع حيوانات الثدييات ، مثل البشر والأرانب ، في الطيور والزواحف والبرمائيات البالغة.

الرئتان هي الأعضاء التي يتم فيها تبادل الأكسجين الموجود في الهواء مقابل ثاني أكسيد الكربون الناتج عن التمثيل الغذائي الخلوي.

يتكون التنفس الرئوي من عمليتين: الشهيق والزفير. الإلهام يحدث عندما يدخل الهواء ويمر عبر الأنف والقصبة الهوائية والشعب الهوائية حتى يصل إلى الرئتين. انتهاء الصلاحية هو عندما يتم طرد ثاني أكسيد الكربون الموجود في الرئتين إلى الخارج.

قد تكون مهتمًا أيضًا بالمشاهدة التنفس ، الشهيق والزفير.

تنفس الجلد

يتم تنفيذ التنفس اللاصق أو الجلدي عن طريق الطبقة السطحية التي تحيط بالحيوان والتي ستصبح جلده. هذه هي الطريقة التي تأخذ بها الضفادع والسمندل ونجم البحر وديدان الأرض الأكسجين.

تحتوي الديدان على شبكات شعرية تحت التكامل حيث يتم تبادل الغازات مع الفراغات الهوائية بين جزيئات التربة.

من المهم في هذه الحيوانات البقاء في الكائنات الحية الرطبة ، حتى يتمكن الأكسجين من الهواء من اختراق الجسم ، بينما يغادر ثاني أكسيد الكربون.

التنفس الرغامي

يحدث التنفس الرغامي من خلال شبكة من الأنابيب المعروفة باسم القصبة الهوائية ، والتي تفتح على سطح الحيوان. لا ينبغي الخلط بينه وبين القصبة الهوائية في الجهاز التنفسي البشري.

تفتح القصبة الهوائية على الجزء الخارجي من الجسم من خلال الفتحات التنفسية ، والتي عادة ما تحتوي على بعض أجهزة الإغلاق لمنع فقدان الماء.

الحيوانات التي تتنفس بهذه الطريقة هي الحشرات والعث والعناكب والقراد والمئويات.

التنفس الخيشومي

التنفس الخيشومي هو الطريقة التي تأخذ بها الأسماك الأكسجين المذاب في الماء وطرد ثاني أكسيد الكربون. يحدث هذا في الخياشيم ، وهي بنية موجودة على رأس السمكة. كما يتنفس الجمبري والكركند والقشريات الأخرى من خلال الخياشيم.

عندما تفتح السمكة فمها ، ينفتح الغطاء الخيشومي ، ويسمح بدخول الماء. ينتشر الأكسجين من الماء في الشعيرات الدموية للخياشيم ، في نفس الوقت الذي ينتشر فيه ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الماء.

تتنفس يرقات البرمائيات وبعض البرمائيات البالغة باستخدام الخياشيم.

التنفس ثنائي النسق

التنفس ثنائي النسق هو قدرة الكائن الحي على تبادل الغازات من الهواء أو الماء في وقت واحد. يستخدم كائن ثنائي النسق مثل السمندل وسرطان البحر والرنقيل والمحار وبلح البحر وسمك الرئة خياشيمه لاستنشاق الماء والرئتين لاستنشاق الهواء.

كان التنفس ثنائي النسق تكيفًا رئيسيًا لتمكين الانتقال من الحياة المائية إلى الموائل الأرضية.

التنفس الداخلي

التنفس الداخلي أو الأنسجة هو تبادل الغازات التي تحدث داخل الكائنات الحية. تحدث هذه العملية في الكائنات متعددة الخلايا وتنتج عن طريق انتشار الغازات من خلال السوائل بين الخلايا أو مرتبطة بالجزيئات الحاملة.

يتم نقل الأكسجين ، الذي يتم الحصول عليه من خلال التنفس الخارجي ، داخليًا مع مركبات عضوية تسمى أصباغ الجهاز التنفسي. تحتوي هذه الأصباغ على النحاس أو الحديد الذي يعمل على ربط الأكسجين. أصباغ الجهاز التنفسي الأربعة هي: الهيموغلوبين والهيموسيانين والهيمريترين والكلوروكورين

التنفس الخلوي

التنفس الخلوي هو العملية التي تحصل بها الخلايا على طاقتها من المركبات العضوية ، مثل الجلوكوز. تحتاج الخلايا للطاقة للقيام بأنشطتها. يتم تخزين هذه الطاقة في جزيء يعرف باسم ATP أو أدينوسين ثلاثي الفوسفات.

يحدث التنفس الخلوي في كل من الخلايا حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة. اعتمادًا على عملية إنتاج ATP ، يمكن أن يكون التنفس الخلوي هوائيًا أو لاهوائيًا.

التنفس الهوائي

إنه تنفس خلوي حيث يستخدم الأكسجين لاستقلاب السكر. والنتيجة هي الماء وثاني أكسيد الكربون و ATP. تقوم الحيوانات والنباتات بالتنفس الهوائي في الميتوكوندريا. في الخلايا بدائية النواة يحدث في غشاء البلازما.

إذا كان هناك أكسجين في الخلية ، يمكن للجلوكوز أن يطلق كمية من الطاقة أكبر بكثير من التنفس الخلوي بدون أكسجين.

التنفس اللاهوائي

في التنفس اللاهوائي ، يحدث تكسير السكر بدون استخدام الأكسجين. هذا مفيد للكائنات التي تعيش في بيئات ذات محتوى أكسجين منخفض أو عندما تستنفد الخلية مستوى الأكسجين وتحتاج إلى ATP بسرعة.

عند البشر والحيوانات ، يتحول الجلوكوز إلى حمض اللاكتيك. في الخمائر والنباتات ، يتحول الجلوكوز إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون.

في بعض أنواع البكتيريا أو العتائق ، تعتمد نتيجة التنفس اللاهوائي على المركب المستخدم. على سبيل المثال ، إذا كان المستقبل عبارة عن كبريتات ، يتشكل كبريت الهيدروجين ؛ إذا كان المستقبل هو ثاني أكسيد الكربون ، يتشكل الميثان.

قد تكون مهتمًا أيضًا بالمشاهدة الخلية الحيوانية والنباتية.

التنفس البشري

التنفس الخارجي للإنسان هو من النوع الرئوي من خلال الجهاز التنفسي ، وهو المسؤول عن إدخال الأكسجين إلى الرئتين وطرد ثاني أكسيد الكربون.

يتم دعم التنفس الداخلي للإنسان عن طريق الدورة الدموية والدم. خلايا الدم الحمراء هي الخلايا المسؤولة عن نقل الأكسجين الذي يتم التقاطه في الرئتين وتوزيعه في جميع الأنسجة. عن طريق إطلاق الأكسجين ، تلتقط خلايا الدم الحمراء ثاني أكسيد الكربون لإطلاقه في التنفس الخارجي.

يسود التنفس الخلوي الهوائي في البشر ، حيث ينتج الجلوكوز ما بين 36 و 38 جزيء ATP في الميتوكوندريا.

في بعض الأحيان نضطر نحن البشر إلى اللجوء إلى التنفس الخلوي اللاهوائي في عضلاتنا. على سبيل المثال ، عندما تريد القيام بتمرين شاق مثل رفع الأثقال أو الجري بسرعة كبيرة ، فإن التنفس اللاهوائي يوفر ATP بسرعة وعلى الفور. ومع ذلك ، فإن هذا لا يعمل إلا لفترة قصيرة جدًا ، لأن حمض اللاكتيك يتراكم في هذه العملية.

استنشاق النباتات

تقوم النباتات أيضًا بالتنفس ، وتمتص الأكسجين من الهواء وتطلق ثاني أكسيد الكربون في البيئة. في هذه الحالة ، سيكون التنفس عملية عكسية لعملية التمثيل الضوئي. هذا يسمح لهم بالحصول على الطاقة عندما لا يتوفر ضوء الشمس ، أو خلال فصل الشتاء.

التنفس في النباتات مهم أيضًا للحصول على اللبنات الأساسية للجزيئات الأخرى من الجلوكوز. تحصل البذور أيضًا على طاقتها عن طريق التنفس أو اللاهوائية أو الهوائية اعتمادًا على توفر الأكسجين.

يدخل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون الأوراق أو يخرجان منها عبر الثغور. تشكل هذه الهياكل مسامًا على سطح الجانب العكسي للأوراق.

قد تكون مهتمًا أيضًا بالمشاهدة التمثيل الضوئي والتنفس.

مراجع

ألوت ، أ ، ميندورف ، د. ، أزكيو ، ج. (2015) علم الأحياء. مطبعة جامعة أكسفورد.

موسث ، ج. (2017) علم النبات مقدمة لبيولوجيا النبات. الطبعة السادسة. جونز وبارتليت التعلم. برلنغتون ، ماساتشوستس.

ميلر ، سا ، هارلي ، جي بي. (2001) علم الحيوان. 5th إد. ماكجرو هيل.