Co to jest bezpośrednie oddychanie?
Bezpośrednie oddychanie jest jednym z różnych rodzajów oddychania wraz z oddychaniem przez dyfuzję krwi, oddychanie tchawicze, oddychanie za pomocą skrzeli i oddychanie płuc.
Są one klasyfikowane jako proste lub złożone oddychanie, zgodnie z różnymi mechanizmami ekstrakcji tlenu z ich otoczenia.
Oddychanie jest procesem mimowolnym. Jego główną funkcją jest dostarczanie tlenu do komórek ciała i usuwanie dwutlenku węgla. Wszystkie żywe istoty mają mechanizmy do przeprowadzenia tego procesu.
We wszystkich przypadkach ta wymiana gazów zachodząca między organizmem a jego środowiskiem odbywa się poprzez dyfuzję, proces fizyczny, który umożliwia tę wymianę.
W przypadku ludzi dyfuzja zachodzi w płucach, aw przypadku prostszych organizmów, takich jak gąbki lub meduzy, występuje na powierzchni ich ciał.
Najprostsze stworzenia, takie jak organizmy jednokomórkowe, zależą całkowicie od dyfuzji w celu przemieszczenia i wymiany gazów.
Wraz ze wzrostem złożoności tych organizmów komórki oddalają się od warstwy komórkowej, w której następuje wymiana gazów ze środowiskiem. W ten sposób coraz trudniej jest uzyskać i wyeliminować gazy przez dyfuzję.
Oddychaj bezpośrednio lub oddychaj przez dyfuzję
Chociaż wyspecjalizowane organizmy mają dużą różnorodność komórek o różnych funkcjach, struktura jest wspólna dla wszystkich komórek: błony komórkowej lub błony komórkowej.
Ta membrana tworzy rodzaj bariery wokół komórek i reguluje wszystko, co je wchodzi i opuszcza.
Struktura błony komórkowej jest niezwykle ważna. Składa się głównie z dwóch arkuszy fosfolipidów i białek, które sprawiają, że kontrolują to, co się przez nie przechodzi.
Fosfolipid jest cząsteczką złożoną z kwasów tłuszczowych, alkoholu (glicerolu) i grupy fosforanowej. Te cząsteczki są w ciągłym losowym ruchu.
Błona komórkowa jest półprzepuszczalna, co oznacza, że pewne małe cząsteczki mogą przez nią przejść. Ponieważ cząsteczki błony są zawsze w ruchu, umożliwiają tworzenie tymczasowych otworów, które umożliwiają małym cząsteczkom przechodzenie z jednej strony membrany na drugą.
Ten stały ruch i nieproporcjonalna koncentracja cząsteczek wewnątrz i na zewnątrz komórki ułatwia im poruszanie się przez błonę.
Substancje wewnątrz komórek pomagają również określić poziom koncentracji między komórką a otoczeniem.
W środku można znaleźć cytozol, złożony głównie z wody; organelle i różne związki, takie jak między innymi węglowodany, białka i sole.
Cząsteczki poruszają się poniżej poziomu stężenia. Oznacza to, że jego ruch przechodzi z obszaru o większej koncentracji do obszaru o mniejszej koncentracji. Ten proces nazywany jest transmisją.
Cząsteczka tlenu może przejść przez błonę plazmatyczną komórki, ponieważ jest wystarczająco mała i ma odpowiednie warunki.
Większość żywych istot stale wykorzystuje tlen w reakcjach chemicznych zachodzących w ich komórkach. Do tych procesów chemicznych należą oddychanie komórkowe i produkcja energii.
Dlatego stężenie tlenu w komórkach jest znacznie niższe niż stężenie tlenu na zewnątrz. Następnie cząsteczki przemieszczają się z zewnątrz do wnętrza komórki.
Podobnie, komórki wytwarzają również więcej dwutlenku węgla niż ich środowisko, więc wewnątrz komórki występuje wyższe stężenie niż na zewnątrz.
Następnie ten dwutlenek węgla przenosi się z wnętrza na zewnątrz komórki. Ta wymiana gazów ma kluczowe znaczenie dla przetrwania.
Istnieją organizmy, które nie mają wyspecjalizowanych narządów oddechowych, takich jak ludzie. Dlatego muszą pobierać tlen i wydalać dwutlenek węgla przez skórę.
Aby ta prosta wymiana gazowa miała miejsce, potrzebnych jest kilka warunków. Prawa Ficka ustalają, że proporcja dyfuzji przez membranę zależy od pola powierzchni, różnicy w stężeniu i odległości.
Dlatego ich ciała muszą być cienkie i długie (o małej objętości, ale z dużą powierzchnią). Ponadto powinny wydzielać pewną wilgotną i lepką substancję, która ułatwia wymianę (jak dzieje się w przypadku śluzu znajdującego się w płucach).
Organizmy, takie jak owsiki (nicienie), tasiemce (płazińce), meduzy (coelenteraty) i gąbki (porowate), które oddychają przez dyfuzję, nie mają układu oddechowego, mają zazwyczaj cienkie i rozległe formy i zawsze wydzielają lepkie płyny lub śluz.
Ze względu na kształt i prostotę tych organizmów każda komórka twojego ciała jest bardzo bliska środowisku zewnętrznemu. Twoje komórki są utrzymywane w stanie wilgotnym, tak że dyfuzja gazów odbywa się bezpośrednio.
Tasiemce są małe i spłaszczone. Kształt twojego ciała zwiększa powierzchnię i obszar dyfuzji, zapewniając, że każda komórka w ciele jest blisko powierzchni zewnętrznej błony, aby uzyskać dostęp do tlenu.
Gdyby pasożyty miały kształt cylindryczny, wówczas centralne komórki twojego ciała nie byłyby w stanie uzyskać tlenu.
Wreszcie warto wspomnieć, że proces dyfuzji, który pozwala na uzyskanie tlenu i wydalenie dwutlenku węgla, jest procesem pasywnym, jak każdy inny mechanizm oddechowy. Żaden organizm nie robi tego w świadomy sposób ani nie może go kontrolować.
Oddychanie przez dyfuzję krwi
Bardziej złożona forma dyfuzji zawiera układ krążenia, który umożliwia większe przemieszczanie. Polega na transportowaniu tlenu przez mokrą warstwę powierzchni do krwiobiegu.
Gdy tlen jest we krwi, może rozprzestrzeniać się po całym ciele, aby dotrzeć do wszystkich komórek i tkanek. Ten system jest używany na przykład przez płazy, dżdżownice i pijawki.
Podobnie jak w przypadku tasiemców, dżdżownice mają cylindryczny, ale cienki korpus, który ma dużo powierzchni i małej objętości.
Ponadto utrzymują swoje ciało kości ramiennej w wydzielaniu lepkiego śluzu w gruczołach nabłonkowych, co pozwala im uwięzić i rozpuścić tlen z powietrza.
