Hingamise tüübid: mis need on ja kui palju neid on

Hingamine on bioloogiline protsess, mille viivad läbi kõik elusolendid, kes kasutavad energiaks gaase. Üldiselt annab hingamine rakkudele hapnikku ja eemaldab nende sees tekkiva süsinikdioksiidi.

Hingamistüüpe on erinevaid, sõltuvalt sellest, kuidas elusolendid hapnikku omastavad, kuidas see rakkudeni jõuab ja kuidas rakk sellest hapnikust energiat saab.

Väline hingamine

Väline hingamine on gaaside vahetus loomade ja keskkonna vahel. Kõik loomad, alates ussidest kuni imetajateni, vajavad mehhanismi, mis suudaks nende keha toimimiseks hapnikku pakkuda.

Väline hingamine võib olla erinevat tüüpi, sõltuvalt keskkonnast hapniku sidumisel osalevatest organitest.

Kopsu hingamine

Kopsu hingamine, mida nimetatakse ka kopsu ventilatsiooniks, viitab õhu sisenemisele ja väljumisele hingamisteede kaudu kopsudesse. Seda esineb kõigil imetajatel, näiteks inimestel ja küülikutel, lindudel, roomajatel ja täiskasvanud kahepaiksetel.

Kopsud on organid, kus õhus leiduv hapnik vahetatakse raku ainevahetuse käigus tekkiva süsinikdioksiidi vastu.

Kopsu hingamine koosneb kahest protsessist: inspiratsioon ja aegumine. Inspiratsioon on siis, kui õhk siseneb ninast, hingetorust ja bronhidest ning läbib neid kopsudeni. Aegumine on siis, kui kopsudes sisalduv süsinikdioksiid väljutatakse väljapoole.

Samuti võite olla huvitatud nägemisest Hingamine, inspiratsioon ja aegumine.

Naha hingamine

Integumentaarne või nahahingamine toimub looma ümbritseva pindmise kihi kaudu, mis muutuks tema nahaks. Nii võtavad kärnkonnad, salamandrid, meritähed ja vihmaussid hapnikku sisse.

Ussidel on kapillaarivõrgud terviku all, kust toimub gaasivahetus mullaosakeste vaheliste õhuruumidega.

Nendel loomadel on oluline viibida niisketes elanikes, nii et õhust pärinev hapnik pääseb keha sisse, samal ajal kui süsinikdioksiid lahkub.

Hingetoru hingamine

Hingetoru hingamine toimub hingetoru nime all tuntud torude võrgu kaudu, mis avanevad looma pinnal. Seda ei tohiks segi ajada inimese hingamissüsteemi hingetoruga.

Hingetoru avaneb keha väljapoole spiraalide kaudu, millel on veekadude vältimiseks tavaliselt mõni sulgur.

Selliselt hingavad loomad on putukad, lestad, ämblikud, puugid ja sajajalgsed.

Hargnenud hingamine

Lõpphingamine on viis, kuidas kalad võtavad vees lahustunud hapnikku ja väljutavad süsinikdioksiidi. See juhtub kalade peas paiknevas lõpustes. Krevetid, homaarid ja muud koorikloomad hingavad ka lõpuste kaudu.

Kui kala suu avab, avaneb lõpukork, lastes vett sisse. Veest pärinev hapnik difundeerub lõpuste kapillaaridesse, samal ajal kui süsinikdioksiid difundeerib verest vette.

Kahepaiksete vastsed ja mõned täiskasvanud kahepaiksed hingavad lõpuste abil.

Bimodaalne hingamine

Bimodaalne hingamine on organismi võime vahetada õhust või veest üheaegselt gaase. Bimodaalne organism, näiteks salamandrid, krabid, küüned, merekarbid, rannakarbid ja kopsukalad kasutavad oma lõpuseid vee ja kopsude hingamiseks.

Bimodaalne hingamine oli peamine kohanemine, et võimaldada üleminekut vee-elult maismaaelupaikadele.

Sisemine hingamine

Sisemine või koe hingamine on organismide sees toimuv gaaside vahetus. See protsess toimub paljurakulistes organismides ja see tekib gaaside difusiooni teel rakkude vahel olevate vedelike kaudu või kandemolekulidega seotuna.

Välise hingamise teel saadud hapnik transporditakse koos orgaaniliste ühenditega, mida nimetatakse hingamisteede pigmentideks. Nendel pigmentidel on vask või raud, mis seovad hapnikku. Neli hingamispigmenti on: hemoglobiin, hemotsüaniin, hemeritriin ja klorokruoriin

Rakuhingamine

Rakuhingamine on protsess, mille käigus rakud saavad oma energia orgaanilistest ühenditest, näiteks glükoosist. Rakud vajavad oma tegevuse teostamiseks energiat. See energia on salvestatud molekulis, mida tuntakse kui ATP või adenosiinitrifosfaati.

Rakuline hingamine toimub nii eukarüootsetes kui ka prokarüootsetes rakkudes. Sõltuvalt ATP tootmisprotsessist võib rakuline hingamine olla aeroobne või anaeroobne.

Aeroobne hingamine

See on rakuline hingamine, kus hapnikku kasutatakse suhkru metaboliseerimiseks. Tulemuseks on vesi, süsinikdioksiid ja ATP. Loomad ja taimed teevad mitokondrites aeroobset hingamist. Prokarüootsetes rakkudes esineb see plasmamembraanis.

Kui rakus on hapnikku, võib glükoos vabastada palju suurema hulga energiat kui rakuhingamisel ilma hapnikuta.

Anaeroobne hingamine

Anaeroobse hingamise korral toimub suhkru lagunemine hapnikku kasutamata. See on kasulik olenditele, kes elavad madala hapnikusisaldusega keskkonnas või kui rakk ammendab hapniku taset ja vajab kiiresti ATP-d.

Inimestel ja loomadel muundatakse glükoos piimhappeks. Pärmides ja taimedes muundatakse glükoos etanooliks ja süsinikdioksiidiks.

Mõnes bakteris või arheias sõltub anaeroobse hingamise tulemus kasutatavast ühendist. Näiteks kui aktseptoriks on sulfaat, moodustub väävelvesinik; kui aktseptoriks on süsinikdioksiid, tekib metaan.

Samuti võite olla huvitatud nägemisest Looma- ja taimerakk.

Inimese hingamine

Inimese väline hingamine on hingamissüsteemi kaudu kopsu tüüpi, mis vastutab hapniku sissetoomise kopsudesse ja süsinikdioksiidi väljutamise eest.

Inimese sisemist hingamist toetavad vereringesüsteem ja veri. Punased verelibled on rakud, mille ülesandeks on kopsudesse kogutud hapniku transportimine ja selle jaotamine kõikidesse kudedesse. Hapniku vabastamisega võtavad punased verelibled süsinikdioksiidi, et seda välise hingamise kaudu vabastada.

Inimestel on ülekaalus aeroobne rakuhingamine, kus glükoos toodab mitokondrites 36–38 ATP molekuli.

Mõnikord peame meie, inimesed, kasutama lihastes anaeroobset rakuhingamist. Näiteks kui soovite teha rasket harjutust nagu raskuste tõstmine või väga kiire jooksmine, varustab anaeroobne hingamine ATP-d kiiresti ja kohe. See töötab aga ainult väga lühikest aega, sest selle käigus koguneb piimhape.

Taimede hingamine

Taimed teostavad ka hingamist, imades õhust hapnikku ja eraldades süsinikdioksiidi keskkonda. Sellisel juhul oleks hingamine fotosünteesi vastupidine protsess. See võimaldab neil energiat saada siis, kui päikesevalgust pole või talvel.

Taimedes hingamine on oluline ka teiste molekulide ehitusplokkide saamiseks glükoosist. Seemned saavad energiat ka hingamise teel, anaeroobse või aeroobse toimega, sõltuvalt hapniku olemasolust.

Hapnik ja süsinikdioksiid sisenevad lehtedesse läbi stomaatide või lahkuvad neist. Need struktuurid moodustavad poorid lehtede tagakülje pinnal.

Samuti võite olla huvitatud nägemisest fotosüntees ja hingamine.

Viited

Allot, A., Mindorff, D., Azcue, J. (2015) Bioloogia. Oxfordi ülikooli kirjastus.

Mauseth, J.D. (2017) Botaanika Sissejuhatus taimebioloogiasse. 6. ed. Jones ja Bartlett õppimist. Burlington, MA.

Miller, S.A., Harley, J.P. (2001) Zooloogia. 5. väljaanne McGraw-Hill.