Vrste disanja: koje su i koliko ih ima
Respiracija je biološki proces koji provode sva živa bića koja plinove koriste za energiju. Općenito, disanje osigurava kisik stanicama i uklanja ugljični dioksid koji se stvara u njima.
Postoje različite vrste disanja, ovisno o tome kako živa bića uzimaju kisik, kako dolazi do stanica i kako stanica dobiva energiju iz tog kisika.
Vanjsko disanje
Vanjsko disanje je razmjena plinova između životinja i okoline. Sve životinje, od crva do sisavaca, trebaju mehanizam koji može osigurati kisik za funkcioniranje njihovih tijela.
Vanjsko disanje može biti različitih vrsta, ovisno o organima koji sudjeluju u hvatanju kisika iz okoline.
Plućno disanje
Plućno disanje, koje se naziva i plućna ventilacija, odnosi se na ulaz i izlaz zraka kroz dišne putove do pluća. Javlja se kod svih životinja sisavaca, poput ljudi i zečeva, kod ptica, gmazova i odraslih vodozemaca.
Pluća su organi u kojima se kisik u zraku mijenja za ugljični dioksid proizveden staničnim metabolizmom.
Plućno disanje obuhvaća dva procesa: nadahnuće i izdisanje. Inspiracija je kada zrak ulazi i prolazi kroz nos, dušnik i bronhije dok ne dođe do pluća. Istek je kada se ugljični dioksid sadržan u plućima istjera prema van.
Možda će vas zanimati i razgledavanje Disanje, nadahnuće i izdisaj.
Kožno disanje
Pokrovno ili kožno disanje provodi se površinskim slojem koji okružuje životinju, a koji bi joj postao koža. Na ovaj način krastače, daždevnjaci, morske zvijezde i gliste uzimaju kisik.
Crvi imaju kapilarne mreže ispod kože odakle dolazi do izmjene plinova sa zračnim prostorima između čestica tla.
Kod ovih životinja važno je boraviti u vlažnim stanovnicima, kako bi kisik iz zraka mogao prodrijeti unutar tijela, dok ugljični dioksid odlazi.
Disanje na dušnik
Disanje na dušnik događa se mrežom cijevi poznatih kao dušnik, koje se otvaraju na površini životinje. Ne treba je miješati s dušnikom ljudskog dišnog sustava.
Dušnik se otvara prema van prema tijelu pomoću spirala, koje obično imaju neki uređaj za zatvaranje kako bi se spriječio gubitak vode.
Životinje koje dišu na ovaj način su insekti, grinje, pauci, krpelji i stonoge.
Branhijalno disanje
Škrgno disanje način je na koji ribe unose otopljeni kisik u vodu i izbacuju ugljični dioksid. To se događa u škrge, strukturi koja se nalazi na glavi ribe. Škampi dišu i škampi, jastozi i ostali rakovi.
Kad riba otvori usta, otvori se škržni poklopac puštajući vodu unutra. Kisik iz vode difundira u kapilare škrge, istodobno kad ugljični dioksid iz krvi difundira u vodu.
Ličinke vodozemaca i neki odrasli vodozemci dišu škrgama.
Bimodalno disanje
Bimodalno disanje je sposobnost organizma da istodobno izmjenjuje plinove iz zraka ili vode. Bimodalni organizam kao što su daždevnjaci, rakovi, školjke, školjke, školjke i pluća koriste škrge za udisanje vode, a pluća za udisanje zraka.
Bimodalno disanje bilo je ključna prilagodba koja je omogućila prijelaz iz vodenog života na kopnena staništa.
Unutarnje disanje
Unutarnje disanje ili disanje tkiva je izmjena plinova koja se događa unutar organizama. Ovaj se proces događa u višećelijskim organizmima i nastaje difuzijom plinova kroz tekućine između stanica ili povezan s molekulama nosača.
Kisik, koji se dobiva vanjskim disanjem, transportira se iznutra zajedno s organskim spojevima koji se nazivaju respiratorni pigmenti. Ti pigmenti imaju bakar ili željezo koji služe za vezanje kisika. Četiri respiratorna pigmenta su: hemoglobin, hemocijanin, hemeritrin i klorokruorin
Stanično disanje
Stanično disanje je postupak kojim stanice dobivaju energiju iz organskih spojeva, poput glukoze. Stanicama je potrebna energija za obavljanje njihovih aktivnosti. Ova energija pohranjena je u molekuli poznatoj kao ATP ili adenozin trifosfat.
Stanično disanje odvija se i u eukariotskim i u prokariotskim stanicama. Ovisno o procesu proizvodnje ATP-a, stanično disanje može biti aerobno ili anaerobno.
Aerobno disanje
Stanično je disanje gdje se kisik koristi za metabolizmu šećera. Rezultat su voda, ugljični dioksid i ATP. Životinje i biljke izvode aerobno disanje u mitohondrijima. U prokariotskim stanicama javlja se u plazemskoj membrani.
Ako u stanici ima kisika, glukoza može osloboditi puno veću količinu energije nego u staničnom disanju bez kisika.
Anaerobno disanje
U anaerobnom disanju, razgradnja šećera događa se bez upotrebe kisika. Ovo je korisno za bića koja žive u okruženjima s malim udjelom kisika ili kada stanica isprazni razinu kisika i brzo joj treba ATP.
U ljudi i životinja glukoza se pretvara u mliječnu kiselinu. U kvascima i biljkama glukoza se pretvara u etanol i ugljični dioksid.
U nekih bakterija ili arheja rezultat anaerobnog disanja ovisi o upotrijebljenom spoju. Na primjer, ako je akceptor sulfat, nastaje vodikov sumpor; ako je akceptor ugljikov dioksid, nastaje metan.
Možda će vas zanimati i razgledavanje Životinjske i biljne stanice.
Ljudsko disanje
Ljudsko vanjsko disanje plućnog je tipa kroz dišni sustav koji je odgovoran za uvođenje kisika u pluća i izbacivanje ugljičnog dioksida.
Ljudsko unutarnje disanje podržavaju krvožilni sustav i krv. Crvene krvne stanice su stanice zadužene za transport kisika zarobljenog u plućima i njegovu distribuciju kroz sva tkiva. Oslobađajući kisik, crvene krvne stanice skupljaju ugljični dioksid da bi se oslobodile vanjskim disanjem.
Aerobno stanično disanje prevladava kod ljudi, gdje glukoza stvara između 36 i 38 molekula ATP u mitohondrijima.
Ponekad mi ljudi moramo pribjeći anaerobnom staničnom disanju u svojim mišićima. Primjerice, kada želite napornu vježbu poput dizanja utega ili vrlo brzo trčanje, anaerobno disanje opskrbljuje ATP brzo i odmah. Međutim, to djeluje vrlo kratko, jer se u tom procesu nakuplja mliječna kiselina.
Disanje u biljkama
Biljke također provode disanje, upijajući kisik iz zraka i ispuštajući ugljični dioksid u okoliš. U ovom bi slučaju disanje bio obrnuti proces fotosinteze. To im omogućuje dobivanje energije kada sunčeva svjetlost nije dostupna ili zimi.
Respiracija u biljkama također je važna za dobivanje gradivnih blokova drugih molekula iz glukoze. Sjeme također dobiva energiju disanjem, anaerobno ili aerobno, ovisno o dostupnosti kisika.
Kisik i ugljični dioksid kroz lišće ulaze ili izlaze iz lišća. Te strukture tvore pore na površini naličja lišća.
Možda će vas zanimati i razgledavanje fotosinteza i disanje.
Reference
Allot, A., Mindorff, D., Azcue, J. (2015) Biologija. Oxford University Press.
Mauseth, J.D. (2017) Botanika Uvod u biljnu biologiju. 6. izdanje Jones i Bartlett učenje. Burlington, MA.
Miller, S.A., Harley, J.P. (2001) Zoologija. 5. izdanje McGraw-Hill.