Vrste dihanja: kaj so in koliko jih je

Dihanje je biološki proces, ki ga izvajajo vsa živa bitja, ki uporabljajo pline za energijo. Na splošno dihanje oskrbuje celice s kisikom in odstranjuje ogljikov dioksid, ki nastaja v njih.

Obstajajo različne vrste dihanja, odvisno od tega, kako živa bitja sprejmejo kisik, kako pride do celic in kako celica dobiva energijo iz tega kisika.

Zunanje dihanje

Zunanje dihanje je izmenjava plinov med živalmi in okoljem. Vse živali, od črvov do sesalcev, potrebujejo mehanizem, ki lahko zagotovi kisik za delovanje njihovih teles.

Zunanje dihanje je lahko različnih vrst, odvisno od organov, ki sodelujejo pri zajemanju kisika iz okolja.

Dihanje pljuč

Pljučno dihanje, imenovano tudi pljučno prezračevanje, se nanaša na vstop in izstop zraka skozi dihalne poti do pljuč. Pojavlja se pri vseh živalih sesalcev, kot so ljudje in zajci, pri pticah, plazilcih in odraslih dvoživkah.

Pljuča so organi, kjer se kisik v zraku zamenja za ogljikov dioksid, ki nastane v celični presnovi.

Pljučno dihanje obsega dva procesa: vdih in izdih. Navdih je, ko zrak vstopi in prehaja skozi nos, sapnico in bronhije, dokler ne pride do pljuč. Iztek velja, ko se ogljikov dioksid, ki ga vsebuje pljuča, izloči navzven.

Morda vas zanima tudi ogled Dihanje, navdih in izdih.

Kožno dihanje

Prekrivno ali kožno dihanje izvaja površinska plast, ki obdaja žival, ki bi postala njena koža. Tako krastače, salamandri, morske zvezde in deževniki jemljejo kisik.

Črvi imajo pod pokrovom kapilarne mreže, od koder poteka izmenjava plinov z zračnimi prostori med delci tal.

Pri teh živalih je pomembno, da ostanejo v vlažnih prebivalcih, da lahko kisik iz zraka prodre v telo, medtem ko ogljikov dioksid odhaja.

Sapnik dihanje

Dihanje sapnika poteka skozi mrežo cevi, znanih kot sapnik, ki se odpirajo na površini živali. Ne smemo ga zamenjati z sapnikom človeškega dihalnega sistema.

Sapnik se odpira proti zunanjosti telesa skozi spirala, ki imajo običajno nekaj zapiralnih naprav, ki preprečujejo izgubo vode.

Živali, ki dihajo na ta način, so žuželke, pršice, pajki, klopi in stonoge.

Branhialno dihanje

Škržno dihanje je način, kako ribe v vodi raztopijo kisik in izženejo ogljikov dioksid. To se zgodi v škrgeh, strukturi, ki jo najdemo na glavi ribe. Skozi škrge dihajo tudi kozice, jastogi in drugi raki.

Ko riba odpre usta, se odpre škržna kapica, ki spusti vodo. Kisik iz vode se razprši v kapilare škrg, hkrati pa ogljikov dioksid iz krvi v vodo difundira.

Ličinke dvoživk in nekatere odrasle dvoživke dihajo s škrgami.

Bimodalno dihanje

Bimodalno dihanje je sposobnost organizma, da hkrati izmenjuje pline iz zraka ali vode. Bimodalni organizem, kot so salamandri, rakci, školjke, školjke, školjke in pljučne ribe, uporabljajo škrge za dihanje vode in pljuča za dihanje zraka.

Bimodalno dihanje je bilo ključna prilagoditev, ki je omogočila prehod iz vodnega življenja v kopenske habitate.

Notranje dihanje

Notranje ali tkivno dihanje je izmenjava plinov, ki se pojavi znotraj organizmov. Ta postopek se pojavi v večceličnih organizmih in nastane z difuzijo plinov skozi tekočine med celicami ali povezanimi z nosilnimi molekulami.

Kisik, ki ga dobimo z zunanjim dihanjem, se prenaša notranje skupaj z organskimi spojinami, imenovanimi dihalni pigmenti. Ti pigmenti vsebujejo baker ali železo, ki služijo za vezavo kisika. Štirje dihalni pigmenti so: hemoglobin, hemocianin, hemeritrin in klorokruorin

Celično dihanje

Celično dihanje je postopek, s katerim celice pridobivajo energijo iz organskih spojin, kot je glukoza. Celice potrebujejo energijo za izvajanje svojih dejavnosti. Ta energija je shranjena v molekuli, imenovani ATP ali adenozin trifosfat.

Celično dihanje poteka tako v evkariontskih kot prokariontskih celicah. Odvisno od postopka proizvodnje ATP je celično dihanje lahko aerobno ali anaerobno.

Aerobno dihanje

Pri celičnem dihanju se kisik uporablja za presnovo sladkorja. Rezultat so voda, ogljikov dioksid in ATP. Živali in rastline izvajajo aerobno dihanje v mitohondrijih. V prokariontskih celicah se pojavi v plazemski membrani.

Če je v celici kisik, lahko glukoza sprosti veliko več energije kot pri celičnem dihanju brez kisika.

Anaerobno dihanje

Pri anaerobnem dihanju pride do razgradnje sladkorja brez uporabe kisika. To je koristno za bitja, ki živijo v okoljih z nizko vsebnostjo kisika ali ko celica izčrpa kisik in hitro potrebuje ATP.

Pri ljudeh in živalih se glukoza spremeni v mlečno kislino. Pri kvasovkah in rastlinah se glukoza spremeni v etanol in ogljikov dioksid.

Pri nekaterih bakterijah ali arhejah je rezultat anaerobnega dihanja odvisen od uporabljene spojine. Če je na primer akceptor sulfat, nastane vodikovo žveplo; če je akceptor ogljikov dioksid, nastane metan.

Morda vas zanima tudi ogled Živalska in rastlinska celica.

Človeško dihanje

Človeško zunanje dihanje je pljučnega tipa skozi dihalni sistem, ki je odgovoren za vnos kisika v pljuča in izgon ogljikovega dioksida.

Človekovo notranje dihanje podpira krvni obtok in kri. Rdeče krvne celice so celice, ki so odgovorne za transport kisika, zajetega v pljučih, in njegovo distribucijo po vseh tkivih. Rdeče krvne celice s sproščanjem kisika poberejo ogljikov dioksid, da ga sprostijo pri zunanjem dihanju.

Pri ljudeh prevladuje aerobno celično dihanje, kjer glukoza v mitohondrijih tvori med 36 in 38 molekul ATP.

Včasih moramo ljudje poseči po anaerobnem celičnem dihanju v mišicah. Na primer, ko želite naporno vaditi, kot je dvigovanje uteži ali zelo hiter tek, anaerobno dihanje hitro in takoj oskrbi ATP. Vendar to deluje le zelo kratek čas, ker se mlečna kislina v tem procesu kopiči.

Dihanje v rastlinah

Rastline izvajajo tudi dihanje, absorbirajo kisik iz zraka in sproščajo ogljikov dioksid v okolje. V tem primeru bi bilo dihanje obratni proces fotosinteze. To jim omogoča pridobivanje energije, kadar sončna svetloba ni na voljo ali pozimi.

Dihanje v rastlinah je pomembno tudi za pridobivanje gradnikov drugih molekul iz glukoze. Seme energijo pridobivajo tudi z dihanjem, anaerobno ali aerobno, odvisno od razpoložljivosti kisika.

Kisik in ogljikov dioksid vstopijo ali zapustijo liste skozi ožilje. Te strukture tvorijo pore na površini hrbtne strani listov.

Morda vas zanima tudi ogled fotosinteza in dihanje.

Reference

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

Mauseth, J. D. (2017) Botanika Uvod v biologijo rastlin. 6. izdaja Jones & Bartlett učenje. Burlington, MA.

Miller, S.A., Harley, J.P. (2001) Zoologija. 5. izd. McGraw-Hill.