Druhy dýchania: aké sú a koľko ich je

Dýchanie je biologický proces vykonávaný všetkým živým tvorom, ktorý využíva na energiu plyny. Všeobecne dýchanie poskytuje bunkám kyslík a odstraňuje oxid uhličitý, ktorý sa v nich vytvára.

Existujú rôzne typy dýchania v závislosti od toho, ako živé bytosti prijímajú kyslík, ako sa dostáva do buniek a ako bunka získava energiu z tohto kyslíka.

Vonkajšie dýchanie

Vonkajšie dýchanie je výmena plynov medzi zvieratami a prostredím. Všetky zvieratá, od červov až po cicavce, potrebujú mechanizmus, ktorý dokáže zabezpečiť kyslík pre ich telo.

Vonkajšie dýchanie môže byť rôzneho typu v závislosti od orgánov podieľajúcich sa na zachytávaní kyslíka z okolitého prostredia.

Dýchanie pľúc

Pľúcne dýchanie, tiež nazývané pľúcna ventilácia, sa týka vstupu a výstupu vzduchu dýchacími cestami do pľúc. Vyskytuje sa u všetkých cicavcov, ako sú ľudia a králiky, u vtákov, plazov a dospelých obojživelníkov.

Pľúca sú orgány, v ktorých sa kyslík vo vzduchu vymieňa za oxid uhličitý produkovaný bunkovým metabolizmom.

Pľúcne dýchanie pozostáva z dvoch procesov: inšpirácie a expirácie. Inšpiráciou je, keď vzduch vstupuje a prechádza nosom, priedušnicou a prieduškami, až kým sa nedostane do pľúc. Expirácia nastáva, keď je oxid uhličitý obsiahnutý v pľúcach vypudený von.

Tiež by vás mohlo zaujímať videnie Dýchanie, inšpirácia a výdych.

Kožné dýchanie

Kožné alebo kožné dýchanie sa vykonáva povrchovou vrstvou, ktorá obklopuje zviera a ktorá by sa stala jeho pokožkou. Takto kyslík prijímajú ropuchy, mloky, hviezdice a dážďovky.

Červy majú pod stielkou kapilárne siete, odkiaľ dochádza k výmene plynov so vzdušnými priestormi medzi pôdnymi časticami.

U týchto zvierat je dôležité zostať vo vlhkých obyvateľoch, aby kyslík zo vzduchu mohol prenikať dovnútra tela, zatiaľ čo oxid uhličitý odchádza.

Tracheálne dýchanie

Tracheálne dýchanie sa deje cez sieť rúrok známych ako priedušnica, ktoré sa otvárajú na povrchu zvieraťa. Nemalo by sa zamieňať s priedušnicou ľudského dýchacieho systému.

Priedušnica sa otvára do vonkajšej strany tela pomocou špirály, ktoré majú zvyčajne nejaké uzatváracie zariadenie zabraňujúce strate vody.

Zvieratá, ktoré takto dýchajú, sú hmyz, roztoče, pavúky, kliešte a stonožky.

Vetvové dýchanie

Dýchanie žiabrom je spôsob, akým ryby prijímajú rozpustený kyslík vo vode a vylučujú oxid uhličitý. K tomu dochádza v žiabroch, čo je štruktúra nachádzajúca sa na hlave ryby. Krevety, homáre a iné kôrovce tiež dýchajú žiabrami.

Keď ryba otvorí ústa, otvorí sa žiabrový uzáver a prepustí vodu. Kyslík z vody difunduje do kapilár žiabrov a súčasne z krvi do vody difunduje oxid uhličitý.

Larvy obojživelníkov a niektoré dospelé obojživelníky dýchajú pomocou žiabrov.

Bimodálne dýchanie

Bimodálne dýchanie je schopnosť organizmu vymieňať plyny súčasne zo vzduchu alebo vody. Bimodálny organizmus, ako sú salamandre, kraby, barnacles, mušle, mušle a pľúcne ryby, používajú svoje žiabre na dýchanie vody a pľúca na dýchanie vzduchu.

Bimodálne dýchanie bolo kľúčovou adaptáciou, ktorá umožnila prechod od vodného života k suchozemským biotopom.

Vnútorné dýchanie

Vnútorné alebo tkanivové dýchanie je výmena plynov, ktorá sa vyskytuje vo vnútri organizmov. Tento proces sa vyskytuje v mnohobunkových organizmoch a je produkovaný difúziou plynov cez kvapaliny medzi bunkami alebo naviazaný na molekuly nosiča.

Kyslík, ktorý sa získava vonkajším dýchaním, sa transportuje vnútorne spolu s organickými zlúčeninami nazývanými respiračné pigmenty. Tieto pigmenty majú meď alebo železo, ktoré slúžia na viazanie kyslíka. Štyri respiračné pigmenty sú: hemoglobín, hemokyanín, hemeritrín a chlórruorín

Bunkové dýchanie

Bunkové dýchanie je proces, pri ktorom bunky získavajú energiu z organických zlúčenín, ako je glukóza. Bunky na vykonávanie svojich činností potrebujú energiu. Táto energia sa ukladá v molekule známej ako ATP alebo adenozíntrifosfát.

Bunkové dýchanie prebieha v eukaryotických aj prokaryotických bunkách. V závislosti na výrobnom procese ATP môže byť bunkové dýchanie aeróbne alebo anaeróbne.

Aeróbne dýchanie

Je to bunkové dýchanie, pri ktorom sa kyslík používa na metabolizáciu cukru. Výsledkom je voda, oxid uhličitý a ATP. Zvieratá a rastliny vykonávajú aeróbne dýchanie v mitochondriách. V prokaryotických bunkách sa vyskytuje v plazmatickej membráne.

Ak je v bunke kyslík, glukóza môže uvoľniť oveľa väčšie množstvo energie ako v bunkovom dýchaní bez kyslíka.

Anaeróbne dýchanie

Pri anaeróbnom dýchaní dochádza k rozkladu cukru bez použitia kyslíka. Je to užitočné pre bytosti, ktoré žijú v prostredí s nízkym obsahom kyslíka alebo keď bunka vyčerpá hladinu kyslíka a rýchlo potrebuje ATP.

U ľudí a zvierat sa glukóza transformuje na kyselinu mliečnu. V kvasinkách a rastlinách sa glukóza transformuje na etanol a oxid uhličitý.

U niektorých baktérií alebo archaeí závisí výsledok anaeróbneho dýchania od použitej zlúčeniny. Napríklad, ak je akceptorom síran, vytvára sa vodíková síra; ak je akceptorom oxid uhličitý, vytvára sa metán.

Tiež by vás mohlo zaujímať videnie Živočíšna a rastlinná bunka.

Ľudské dýchanie

Ľudské vonkajšie dýchanie je pľúcneho typu dýchacím systémom, ktorý je zodpovedný za dodávanie kyslíka do pľúc a vylučovanie oxidu uhličitého.

Ľudské vnútorné dýchanie podporuje obehový systém a krv. Červené krvinky sú bunky zodpovedné za transport kyslíka zachyteného v pľúcach a jeho distribúciu vo všetkých tkanivách. Uvoľňovaním kyslíka červené krvinky zachytávajú oxid uhličitý, ktorý ho uvoľňuje pri vonkajšom dýchaní.

Aeróbne bunkové dýchanie prevláda u ľudí, kde glukóza produkuje medzi 36 a 38 molekulami ATP v mitochondriách.

Niekedy sa my ľudia musíme uchýliť k anaeróbnemu bunkovému dýchaniu v našich svaloch. Napríklad, ak chcete vykonávať namáhavé cvičenie, ako napríklad zdvíhanie závažia alebo beh veľmi rýchlo, anaeróbne dýchanie dodáva ATP rýchlo a okamžite. Funguje to však iba veľmi krátko, pretože sa pri tom hromadí kyselina mliečna.

Dýchanie rastlín

Rastliny tiež vykonávajú dýchanie, absorbujú kyslík zo vzduchu a uvoľňujú oxid uhličitý do životného prostredia. V tomto prípade by dýchanie bolo opačným procesom fotosyntézy. To im umožňuje získavať energiu, keď nie je k dispozícii slnečné svetlo alebo v zime.

Dýchanie v rastlinách je tiež dôležité pre získanie stavebných blokov ďalších molekúl z glukózy. Semená tiež získavajú svoju energiu dýchaním, anaeróbnym alebo aeróbnym spôsobom, v závislosti od dostupnosti kyslíka.

Kyslík a oxid uhličitý vstupujú alebo opúšťajú listy cez prieduchy. Tieto štruktúry vytvárajú póry na povrchu rubovej strany listov.

Tiež by vás mohlo zaujímať videnie fotosyntéza a dýchanie.

Referencie

Allot, A., Mindorff, D., Azcue, J. (2015) Biológia. Oxford University Press.

Mauseth, J.D. (2017) Botanika Úvod do biológie rastlín. 6. vyd. Jones a Bartlett sa učia. Burlington, MA.

Miller, S.A., Harley, J.P. (2001) Zoológia. 5. vyd. McGraw-Hill.