Види дихання: які вони і скільки їх існує

Дихання - це біологічний процес, що здійснюється всіма живими істотами, які використовують гази для енергії. Загалом, дихання забезпечує кисень клітинам і виводить вуглекислий газ, що утворюється всередині них.

Існують різні типи дихання залежно від того, як живі істоти приймають кисень, як він доходить до клітин і як клітина отримує енергію з цього кисню.

Зовнішнє дихання

Зовнішнє дихання - це обмін газами між тваринами та навколишнім середовищем. Всім тваринам, від глистів до ссавців, потрібен механізм, який може забезпечити киснем їх функціонування.

Зовнішнє дихання може бути різного типу залежно від органів, що беруть участь у захопленні кисню з навколишнього середовища.

Легеневе дихання

Легеневе дихання, яке також називають легеневою вентиляцією, означає вхід і вихід повітря через дихальні шляхи до легенів. Це трапляється у всіх тварин ссавців, таких як люди та кролики, у птахів, плазунів та дорослих земноводних.

Легені - це органи, де кисень у повітрі обмінюється на вуглекислий газ, що утворюється в клітинному метаболізмі.

Легеневе дихання включає два процеси: вдих та видих. Натхнення - це коли повітря надходить і проходить через ніс, дихальну трубу та бронхи, поки не потрапляє в легені. Термін дії закінчується, коли вуглекислий газ, що міститься в легенях, виводиться назовні.

Вам також може бути цікаво подивитися Дихання, натхнення та видих.

Шкірне дихання

Покривне або шкірне дихання здійснюється поверхневим шаром, що оточує тварину, який би став її шкірою. Ось так жаби, саламандри, морські зірки та дощові черв’яки приймають кисень.

Черви мають капілярні мережі під шкірним покривом, звідки відбувається обмін газами з повітряними просторами між частинками грунту.

Цим тваринам важливо залишатися у вологих мешканцях, щоб кисень з повітря міг проникати всередину тіла, поки вуглекислий газ відходить.

Дихання трахеї

Дихання трахеї відбувається через мережу трубок, відомих як трахея, які відкриваються на поверхні тварини. Його не слід плутати з трахеєю дихальної системи людини.

Трахея відкривається назовні на тілі за допомогою диралей, які зазвичай мають якийсь замикаючий пристрій для запобігання втрати води.

Тварини, які дихають таким чином, - це комахи, кліщі, павуки, кліщі та сороконіжки.

Гілка дихання

Дихання зябра - це спосіб, яким риба сприймає розчинений у воді кисень і виводить вуглекислий газ. Це відбувається в зябрах - структурі, що знаходиться на голові риби. Креветки, омари та інші ракоподібні також дихають зябрами.

Коли риба відкриває рот, відкривається зябровий ковпак, пропускаючи воду. Кисень з води дифундує в капіляри зябер, одночасно з тим, що вуглекислий газ дифундує з крові у воду.

Личинки земноводних та деякі дорослі земноводні дихають за допомогою зябер.

Бімодальне дихання

Бімодальне дихання - це здатність організму обмінюватися газами одночасно з повітрям або водою. Бімодальний організм, такий як саламандра, краби, молюски, молюски, мідії та легені, використовує зябра, щоб дихати водою, а легені - дихати повітрям.

Бімодальне дихання було ключовим пристосуванням для переходу від водного життя до наземних середовищ існування.

Внутрішнє дихання

Внутрішнє або тканинне дихання - це обмін газами, що відбувається всередині організмів. Цей процес відбувається в багатоклітинних організмах і виробляється дифузією газів через рідини між клітинами або пов'язаними з молекулами-носіями.

Кисень, який отримують при зовнішньому диханні, транспортується внутрішньо разом з органічними сполуками, які називаються дихальними пігментами. Ці пігменти містять мідь або залізо, які служать для зв’язування кисню. Чотири респіраторні пігменти: гемоглобін, гемоціанін, гемеритрин і хлорокруорин

Клітинне дихання

Клітинне дихання - це процес, за допомогою якого клітини отримують свою енергію з органічних сполук, таких як глюкоза. Клітини потребують енергії для здійснення своєї діяльності. Ця енергія зберігається в молекулі, відомій як АТФ або аденозинтрифосфат.

Клітинне дихання відбувається як в еукаріотичних, так і в прокаріотичних клітинах. Залежно від процесу виробництва АТФ, клітинне дихання може бути аеробним або анаеробним.

Аеробне дихання

Це клітинне дихання, де кисень використовується для метаболізму цукру. Результатом є вода, вуглекислий газ та АТФ. Тварини і рослини виконують аеробне дихання в мітохондріях. У прокаріотичних клітинах це відбувається в плазматичній мембрані.

Якщо в клітині є кисень, глюкоза може виділяти набагато більшу кількість енергії, ніж при клітинному диханні без кисню.

Анаеробне дихання

При анаеробному диханні розпад цукру відбувається без використання кисню. Це корисно для істот, які живуть у середовищі з низьким вмістом кисню або коли клітина виснажує рівень кисню і швидко потребує АТФ.

У людей і тварин глюкоза перетворюється на молочну кислоту. У дріжджах і рослинах глюкоза перетворюється на етанол і вуглекислий газ.

У деяких бактерій або архей результат анаеробного дихання залежить від використовуваної сполуки. Наприклад, якщо акцептором є сульфат, утворюється сірководень; якщо акцептором є вуглекислий газ, утворюється метан.

Вам також може бути цікаво подивитися Клітина тварин і рослин.

Дихання людини

Зовнішнє дихання людини має легеневий тип через дихальну систему, яка відповідає за введення кисню в легені і витіснення вуглекислого газу.

Внутрішнє дихання людини підтримується кровоносною системою та кров’ю. Еритроцити - це клітини, відповідальні за транспортування кисню, захопленого в легенях, і розподіл його по всіх тканинах. Вивільняючи кисень, червоні кров’яні клітини підбирають вуглекислий газ, щоб виділити його при зовнішньому диханні.

Аеробне клітинне дихання переважає у людей, де глюкоза виробляє від 36 до 38 молекул АТФ в мітохондріях.

Іноді нам, людям, доводиться вдаватися до анаеробного клітинного дихання в наших м’язах. Наприклад, коли ви хочете робити важку вправу, як підняття тягарів або дуже швидкий біг, анаеробне дихання забезпечує АТФ швидко і негайно. Однак це працює лише дуже короткий час, оскільки в процесі цього накопичується молочна кислота.

Дихання у рослин

Рослини також здійснюють дихання, поглинаючи кисень з повітря і виділяючи вуглекислий газ у навколишнє середовище. У цьому випадку дихання було б зворотним процесом фотосинтезу. Це дозволяє їм отримувати енергію, коли сонячне світло недоступне, або взимку.

Дихання у рослин також важливе для отримання будівельних блоків інших молекул з глюкози. Насіння також отримують свою енергію диханням, анаеробним чи аеробним залежно від наявності кисню.

Кисень і вуглекислий газ надходять або залишають листя через продихи. Ці структури утворюють пори на поверхні зворотної сторони листя.

Вам також може бути цікаво подивитися фотосинтез та дихання.

Список літератури

Аллот, А., Міндорф, Д., Азку, Дж. (2015) Біологія. Преса Оксфордського університету.

Маусет, Дж. (2017) Ботаніка Вступ до біології рослин. 6-е вид. Навчання Джонса та Бартлетта. Берлінгтон, Массачусетс.

Міллер, С.А., Харлі, Дж. (2001) Зоологія. 5-е видання Макгроу-Хілл.