Χαρακτηριστικά βράγχια, λειτουργίες, είδη και σημασία



Το βράγχια ή βράγχια είναι τα αναπνευστικά όργανα των υδρόβιων ζώων, έχουν τη λειτουργία της πραγματοποίησης της ανταλλαγής οξυγόνου του ατόμου με το περιβάλλον. Εκδηλώνονται από πολύ απλές μορφές σε ασπόνδυλα, έως σύνθετες δομές που εξελίχθηκαν σε σπονδυλωτά, αποτελούμενες από χιλιάδες εξειδικευμένα ελάσματα τοποθετημένα μέσα σε μια χαραγμένη κοιλότητα που αεριζόταν από συνεχή ροή νερού.

Τα κύτταρα απαιτούν ενέργεια για να λειτουργήσουν, η ενέργεια αυτή λαμβάνεται από τη διάσπαση σακχάρων και άλλων ουσιών στη μεταβολική διαδικασία που ονομάζεται κυτταρική αναπνοή. Στα περισσότερα είδη, το οξυγόνο που υπάρχει στον αέρα χρησιμοποιείται ως ενέργεια και το διοξείδιο του άνθρακα αποβάλλεται ως απόβλητο.

Ο τρόπος με τον οποίο οι οργανισμοί συμμορφώνονται με την ανταλλαγή αερίων με το περιβάλλον τους επηρεάζεται τόσο από το σχήμα του σώματος όσο και από το περιβάλλον στο οποίο ζει.

Τα υδάτινα περιβάλλοντα έχουν λιγότερο οξυγόνο από τα χερσαία περιβάλλοντα και η διάχυση του οξυγόνου είναι πιο αργή από ό, τι στον αέρα. Η ποσότητα του οξυγόνου που διαλύεται στο νερό μειώνεται καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται και το ρεύμα μειώνεται.

Τα λιγότερο αναπτυγμένα είδη δεν απαιτούν εξειδικευμένες αναπνευστικές δομές για να ικανοποιήσουν τις βασικές τους λειτουργίες. Ωστόσο, στα μεγαλύτερα, είναι ζωτικής σημασίας να υπάρχουν πιο πολύπλοκα συστήματα ανταλλαγής, ώστε να καλύπτουν επαρκώς τις μεταβολικές τους ανάγκες.

Τα βράγχια βρίσκονται σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά, μπορεί να έχουν τη μορφή νήματος, στρωματοειδούς ή πλαστικοποιημένης με πολλά τριχοειδή, τα παρατηρούμε επίσης εσωτερικά ή εξωτερικά.

Υπάρχουν ζώα που ζουν στην παράκτια περιοχή, όπως τα μαλάκια και τα καβούρια, τα οποία είναι σε θέση να αναπνέουν ενεργά με τα βράγχια στο νερό και στον αέρα, εφόσον παραμένουν υγρά. Σε αντίθεση με τους υπόλοιπους υδρόβιους οργανισμούς, που πνίγουν όταν φεύγουν από το νερό παρά την αφθονία του διαθέσιμου οξυγόνου.

Ευρετήριο

  • 1 Γενικά χαρακτηριστικά
  • 2 Λειτουργίες
  • 3 Πώς λειτουργούν?
  • 4 τύποι (εξωτερικοί και εσωτερικοί)
    • 4.1 Εξωτερικά βράγχια
    • 4.2 Εσωτερικά βράγχια
  • 5 Σημασία
  • 6 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Η ποσότητα οξυγόνου που υπάρχει στον αέρα είναι περίπου 21%, ενώ στο νερό διαλύεται μόνο σε αναλογία 1%. Αυτή η παραλλαγή ανάγκασε τους υδρόβιους οργανισμούς να δημιουργήσουν δομές όπως τα βράγχια, που προορίζονται αποκλειστικά για την εξαγωγή οξυγόνου.

Τα βράγχια μπορούν να είναι τόσο αποτελεσματικά ώστε να επιτυγχάνουν ποσοστά εξαγωγής οξυγόνου 80%, τρεις φορές υψηλότερα από αυτά που συμβαίνουν στον ανθρώπινο πνεύμονα από τον αέρα.

Ποικιλία υδρόβιων οργανισμών

Αυτά τα αναπνευστικά όργανα αναπτύχθηκαν σε μια ευρεία ποικιλία των υδρόβιων οργανισμών, μπορούμε να βρούμε διαφορετικά είδη βράγχια μαλάκια, σκουλήκια, καρκινοειδή, εχινόδερμα, τα ψάρια, ακόμα και ερπετά σε ορισμένες φάσεις του κύκλου ζωής τους.

Ποικιλία μορφών

Ως αποτέλεσμα, διαφέρουν σημαντικά στο σχήμα, το μέγεθος, τη θέση και την προέλευσή τους, με αποτέλεσμα συγκεκριμένες προσαρμογές σε κάθε είδος.

Για τα πιο εξελιγμένα υδρόβια ζώα, η αύξηση του μεγέθους και της κινητικότητας οδήγησε σε μεγαλύτερη ζήτηση οξυγόνου. Μία από τις λύσεις αυτού του προβλήματος ήταν η αύξηση της έκτασης των βράχων.

Τα ψάρια, για παράδειγμα, έχουν μεγάλο αριθμό πτυχώσεων που κρατούνται χωριστά το ένα από το άλλο με νερό. Αυτό τους δίνει μια μεγάλη επιφάνεια ανταλλαγής αερίων, η οποία τους επιτρέπει να φτάσουν στη μέγιστη απόδοση τους.

Ευαίσθητα όργανα

Τα βράγχια είναι πολύ ευαίσθητα όργανα, επιρρεπή σε σωματικές βλάβες και ασθένειες που προκαλούνται από παράσιτα, βακτήρια και μύκητες. Για το λόγο αυτό θεωρείται γενικά ότι τα λιγότερο ανεπτυγμένα βράγχια είναι εξωτερικού τύπου.

Τραυματισμοί

Στα οστεά ψάρια, τα βράγχια που αντιμετωπίζουν υψηλές συγκεντρώσεις χημικών ρύπων, όπως βαρέα μέταλλα, αιωρούμενα στερεά και άλλες τοξικές ουσίες, υφίστανται μορφολογικές βλάβες ή τραυματισμοί που ονομάζονται οίδημα..

Αυτά προκαλούν τη νέκρωση του ιστού των βράχων και σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί ακόμη και να προκαλέσει το θάνατο του οργανισμού με την αλλοίωση της αναπνοής.

Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, τα βράγχια των ψαριών χρησιμοποιούνται συχνά από τους επιστήμονες ως σημαντικούς βιοδείκτες μόλυνσης σε υδρόβια περιβάλλοντα.

Λειτουργίες

Η κύρια λειτουργία των βράχων, τόσο για τους ασπόνδυλους οργανισμούς όσο και για τα σπονδυλωτά, είναι να πραγματοποιηθεί η διαδικασία της ανταλλαγής αερίων του ατόμου με το υδάτινο περιβάλλον.

Επειδή η διαθεσιμότητα οξυγόνου είναι χαμηλότερη στο νερό, τα υδρόβια ζώα πρέπει να εργαστούν σκληρότερα για να συλλάβει ορισμένη ποσότητα οξυγόνου, η οποία αντιπροσωπεύει μια ενδιαφέρουσα κατάσταση, γιατί αυτό σημαίνει ότι ένα μεγάλο μέρος του οξυγόνου που λαμβάνονται θα χρησιμοποιηθούν στην έρευνα για νέα οξυγόνο.

Ο άνθρωπος χρησιμοποιεί 1 έως 2% του μεταβολισμού του όταν είναι σε ηρεμία για να επιτευχθεί εξαερισμός των πνευμόνων, ενώ τα ψάρια σε ανάπαυση απαιτούν περίπου 10 έως 20% για να πραγματοποιήσουν τον εξαερισμό των βράγχων.

Τα βράγχια μπορούν επίσης να αναπτύξουν δευτερεύουσες λειτουργίες σε ορισμένα είδη, για παράδειγμα σε μερικά μαλάκια αυτά τροποποιήθηκαν για να συμβάλουν στη σύλληψη των τροφίμων, αφού είναι όργανα που φιλτράρουν συνεχώς το νερό.

Σε διαφορετικά καρκινοειδή και ψάρια, εκτελούν επίσης την οσμωτική ρύθμιση της συγκέντρωσης των διαθέσιμων στο περιβάλλον ουσιών σε σχέση με το σώμα, βρίσκοντας περιπτώσεις όπου είναι υπεύθυνες για την έκκριση τοξικών στοιχείων.

Σε κάθε τύπο υδρόβιου οργανισμού τα βράγχια έχουν ιδιαίτερη λειτουργία, η οποία εξαρτάται από τον βαθμό εξέλιξης και την πολυπλοκότητα του αναπνευστικού συστήματος.

Πώς λειτουργούν?

Γενικά, τα βράγχια λειτουργούν ως φίλτρα που παγιδεύουν οξυγόνο Ή2 που βρίσκεται στο νερό, απαραίτητο για την εκπλήρωση των ζωτικών λειτουργιών του, και αποβάλλει το διοξείδιο του άνθρακα CO2 των αποβλήτων που υπάρχουν στο σώμα.

Για την επίτευξη αυτού φιλτραρίσματος απαιτεί μια σταθερή ροή του νερού, η οποία μπορεί να παραχθεί από την κίνηση των εξωτερικών σκουλήκια βράγχια, δια μετατοπίσεως του ατόμου επιδόσεις ως καρχαρίες, ή με την άντληση του cappings στην οστεώδη ψάρια.

Η ανταλλαγή αερίων πραγματοποιείται μέσω της διάχυσης επαφής μεταξύ νερού και υγρού αίματος που περιέχεται στα βράγχια.

Το πιο αποτελεσματικό σύστημα ονομάζεται ροή αντίθετης ροής, όπου το αίμα που ρέει διαμέσου των τριχοειδών αγγείων έρχεται σε επαφή με πλούσιο σε οξυγόνο νερό. Κατασκευάζεται βαθμίδωση συγκέντρωσης που επιτρέπει την είσοδο οξυγόνου μέσω των πλακών διήθησης και τη διάχυσή τους στο υγρό του αίματος, ταυτόχρονα με το διοξείδιο του άνθρακα να διαχέεται προς τα έξω.

Αν η ροή του νερού και του αίματος ήταν προς την ίδια κατεύθυνση, τα ίδια ποσοστά πρόσληψης οξυγόνου δεν θα επιτυγχανόταν, επειδή οι συγκεντρώσεις του αερίου θα ήταν ίση με ταχέως κατά μήκος των βραγχίων μεμβράνες.

Τύποι (εξωτερικοί και εσωτερικοί)

Τα βράγχια μπορούν να εμφανιστούν στο εξωτερικό ή στο εσωτερικό μέρος του οργανισμού. Η διαφοροποίηση αυτή είναι κυρίως συνέπεια του βαθμού εξέλιξης, του είδους του οικοτόπου όπου αναπτύσσεται και των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών κάθε είδους.

Εξωτερικά βράγχια

Τα εξωτερικά βράγχια αποδίδεται κυρίως στην κακή εξελίχθηκε είδη ασπόνδυλων και προσωρινά στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης των ερπετών, όπως τα χάσετε αφού υποβληθούν σε μεταμόρφωση.

Αυτού του είδους τα βράγχια έχουν ορισμένα μειονεκτήματα, πρώτα επειδή είναι ευαίσθητα εξαρτήματα είναι επιρρεπή σε υποτροπές και προσέλκυση αρπακτικών. Στους οργανισμούς που έχουν κίνηση, παρεμποδίζουν τη μετακίνηση τους.

Όταν βρίσκονται σε άμεση επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον, είναι συνήθως πολύ ευαίσθητα και μπορούν να επηρεαστούν εύκολα από δυσμενείς περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η κακή ποιότητα των υδάτων ή η παρουσία τοξικών ουσιών..

Εάν τα βράγχια έχουν υποστεί ζημιά, είναι πολύ πιθανό να εμφανιστούν βακτηριακές, παρασιτικές ή μυκητιασικές λοιμώξεις, οι οποίες ανάλογα με τη σοβαρότητα μπορούν να οδηγήσουν σε θάνατο..

Εσωτερικά βράγχια

Τα εσωτερικά βράγχια, επειδή είναι πιο αποτελεσματικά από τα εξωτερικά βράγχια, εμφανίζονται σε μεγαλύτερους υδρόβιους οργανισμούς, αλλά έχουν διαφορετικά επίπεδα εξειδίκευσης ανάλογα με το πώς εξελίχθηκε το είδος..

Αυτά βρίσκονται συνήθως σε κάμερες που τα προστατεύουν, αλλά χρειάζονται ρεύματα που τους επιτρέπουν να έχουν σταθερή επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον για να συμμορφώνονται με την ανταλλαγή αερίων.

Τα ψάρια επίσης ανέπτυξαν ασβεστολιθικά καλύμματα που ονομάζονται opercula που εκπληρώνουν τη λειτουργία της προστασίας των βράχων, λειτουργούν ως πύλες που περιορίζουν τη ροή του νερού και αντλούν επίσης το νερό.

Σημασία

Τα βράγχια είναι θεμελιώδη για την επιβίωση των υδρόβιων οργανισμών, επειδή παίζουν έναν απαραίτητο ρόλο για την ανάπτυξη των κυττάρων.

Εκτός από την αναπνοή και το ζωτικό μέρος του κυκλοφορικού συστήματος, μπορούν να συμβάλουν στη διατροφή ορισμένων μαλακίων, λειτουργούν ως συστήματα αποβολής των τοξικών ουσιών και ρυθμίζουν διαφορετικά ιόντα σε οργανισμούς που εξελίσσονται ως ψάρια..

Επιστημονικές μελέτες δείχνουν ότι τα άτομα που έχουν υποστεί βλάβες στο αναπνευστικό σύστημα βρογχικού εμφανίζουν πιο αργή ανάπτυξη και είναι μικρότερα, είναι πιο επιρρεπείς σε μολύνσεις και μερικές φορές σοβαρό τραυματισμό, μπορεί να συμβεί σε θάνατο.

Τα βράγχια έχουν επιτύχει προσαρμογές στους πιο ποικίλους οικοτόπους και περιβαλλοντικές συνθήκες, επιτρέποντας την καθιέρωση της ζωής σε πρακτικά ανόξια οικοσυστήματα.

Το επίπεδο εξειδίκευσης των βράχων συνδέεται άμεσα με την εξελικτική φάση του είδους και είναι σίγουρα ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να ληφθεί οξυγόνο στα υδάτινα συστήματα.

Αναφορές

  1. Arellano, J. και C. Sarasquete. (2005). Ιστολογικός άτλας της Σενεγάλης, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Ινστιτούτο Θαλάσσιων Επιστημών της Ανδαλουσίας, συνδεδεμένη μονάδα περιβαλλοντικής ποιότητας και παθολογίας. Μαδρίτη, Ισπανία 185 σελίδες.
  2. Bioinnova. Η ανταλλαγή αερίων στα ζώα και η ανταλλαγή αερίων στα ψάρια. Ομάδα καινοτομίας για τη διδασκαλία της βιολογικής ποικιλομορφίας. Ανάκτηση από: innovabiologia.com
  3. Cruz, S. και Rodriguez, Ε. (2011). Τα αμφίβια και η παγκόσμια αλλαγή. Πανεπιστήμιο της Σεβίλλης. Ανακτήθηκε από το bioscripts.net
  4. Fanjul, Μ. Και Μ. Hiriart. (2008). Λειτουργική βιολογία των ζώων I. συντάκτες του XXI αιώνα. 399 σελ.
  5. Hanson, Ρ., Μ. Springer και Α. Ramirez. (2010) Εισαγωγή στις ομάδες υδρόβιων μακροασπίδων. Rev. ΒίοΙ. Trop. Τόμος 58 (4): 3-37.
  6. Hill, R. (2007). Συγκριτική φυσιολογία των ζώων. Συντακτική αναστροφή. 905 σελ.
  7. Luquet, C. (1997). Ιστορική διακλάδωση: αναπνοή, ιοντική ρύθμιση και ισορροπία όξινης βάσης στα καβούρια Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae). με συγκριτικές σημειώσεις στο Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Πανεπιστήμιο του Μπουένος Άιρες. 187 σελ.
  8. Roa, Ι., R. Castro και M. Rojas. (2011). Παραμόρφωση βράχων σε σολομοειδή: μακροσκοπική, ιστολογική, υπερδομική και ανάλυση στοιχείων. Int. J. Morphol. Τόμος 29 (1): 45-51.
  9. Ruppert, Ε. Και R. Barnes. (1996). Ζωολογία ασπονδύλων. McGraw - διαμερικανικός λόφος. 1114 σελ.
  10. Torres, G., S. González και Ε. Peña. (2010). Ανατομική, ιστολογική και υπερδομική περιγραφή του τρυπίας και του ήπατος (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Τόμος 28 (3): 703-712.