Интересни факти за земноводните. Филогенеза на дихателните органи - обща характеристика на типовете дишане. Еволюция на дихателната система

Намаляване на броя на хрилете.

Увеличаване на дихателната повърхност поради образуването на хрилни нишки.

Образуване на хрилни капиляри.

В ланцетата страничните стени на фаринкса са пробити от множество (до 150 двойки) наклонено разположени хрилни прорези. Аферентните бранхиални артерии се приближават до междубранхиалните прегради, а еферентните бранхиални артерии се отклоняват. Когато водата измива междубранхиалните прегради, се получава обмен на газ между преминаващата вода и кръвта, която тече през тънките съдове на преградите. Бранхиалните артерии не се разклоняват в капиляри. В допълнение, кислородът навлиза в тялото на животното през капилярите на кожата.

При протоводните гръбначни (безчелюстни и риби), както и при долните хордови се образуват хрилни процепи, които свързват фарингеалната кухина с външната среда. При циклостомите хрилните торбички се образуват от ендодермата, покриваща хрилните процепи (при рибите хрилете се развиват от ектодерма). Вътрешната повърхност на торбичките е покрита с множество гънки - хрилни нишки, в стените на които се разклонява гъста мрежа от капиляри. Торбата се отваря с вътрешен тесен канал във фаринкса (при възрастни миноги - в дихателната тръба), а с външен - на страничната повърхност на тялото на животното. Сексът има от 5 до 16 чифта хрилни торбички; в семейство bdellostomidae всеки от тях се отваря навън с независим отвор, а в семейството на миксрите всички външни хрилни проходи от всяка страна се сливат в един канал, който се отваря навън с един отвор разположен далеч отзад. Миногата има 7 чифта хрилни торбички, всяка от които се отваря навън с отделен отвор. Дишането се осъществява чрез ритмично свиване и отпускане на мускулната стена на хрилната област. При миноги, които не се хранят, водата навлиза в дихателната тръба от устната кухина, след това измива лобовете на хрилните торбички, осигурявайки обмен на газ и се отстранява през външните хрилни канали. При храненето на колоустите водата влиза и излиза през външните отвори на хрилните торбички.

Дихателната система на рибите има специализирани газообменни органи - ектодермални хриле, които са разположени или върху междубранхиалните прегради, както при хрущялните риби, или директно излизат от хрилните дъги, както при костните риби. Обменът на газове в хрилете на гръбначните животни е изграден според типа „противоточни системи“: по време на противотока кръвта влиза в контакт с богата на кислород вода, което осигурява нейното ефективно насищане. Увеличаването на повърхността на абсорбция на кислород поради образуването на хриле е придружено от намаляване на броя на хрилните прорези при гръбначните животни в сравнение с по-ниските хордови. При целоглавите риби (от хрущялните риби) се наблюдава намаляване на междубранхиалните прегради и образуване на кожена хрилна покривка, покриваща външната страна на хрилете. При костните риби в хрилния капак се появява костен скелет, а междухрилните прегради са намалени, което допринася за по-интензивно измиване на хрилните нишки с вода. Заедно с газообмена хрилете на рибите участват в обмена на вода и сол, в отстраняването на амоняк и урея от тялото. Кожата, плавателният мехур, супрафарингеалните лабиринти и специализираните участъци на чревната тръба функционират като допълнителни дихателни органи при определени групи риби. Белите дробове и рибите с много пера развиват органи за дишане на въздух - бели дробове. Белите дробове възникват като сдвоени израстъци на коремната част на фаринкса в областта на последната хрилна цепка и са свързани с хранопровода чрез къс канал. Стените на този израстък са тънки и обилно кръвоснабдени.


Посоки на еволюция на белодробния тип дишане

Поява и диференциация на респираторния тракт.

Диференциране на белия дроб и увеличаване на дихателната повърхност.

Развитие на спомагателни органи (гръден кош).

При земноводните в усвояването на кислорода и отделянето на въглероден диоксид участват: при ларвите - кожата, външните и вътрешните хриле, при възрастните - белите дробове, кожата и лигавицата на орофарингеалната кухина. При някои видове опашати земноводни (сирени, протеи) и при възрастни хрилете са запазени, а белите дробове са недоразвити или редуцирани. Съотношението на белодробния и други видове газообмен не е същото: при видовете с влажни местообитания дишането на кожата доминира в газообмена; при жителите на сухи места по-голямата част от кислорода навлиза през белите дробове, но кожата играе значителна роля при отделянето на въглероден диоксид. Дихателната система на възрастните земноводни включва орофарингеална, ларингеално-трахеална кухини и торбовидни бели дробове, стените на които са преплетени с гъста мрежа от капиляри. Безопашатите земноводни имат обща ларингеално-трахеална камера, при опашните земноводни тя е разделена на ларинкса и трахеята. В ларинкса се появяват аритеноидните хрущяли, които поддържат стената му и гласните струни. Белите дробове на опашатите земноводни са две тънкостенни торбички без прегради. При безопашатите животни вътре в белодробните торбички има прегради по стените, които увеличават повърхността на газообмена (клетъчни бели дробове). Земноводните нямат ребра и актът на дишане се осъществява чрез изпомпване на въздух по време на вдишване (поради увеличаване и след това намаляване на обема на орофарингеалната кухина) и изтласкване на въздух по време на издишване (поради еластичността на стените на белите дробове и коремните мускули).

При влечугите има по-нататъшна диференциация на дихателните пътища и значително увеличаване на функционалната повърхност на газообмена в белите дробове. Дихателните пътища са разделени на носна кухина (тя е комбинирана с устната кухина, но при крокодилите и костенурките тези кухини са разделени от костното небце), ларинкс, трахея и два бронха. Стените на ларинкса се поддържат от чифтни аритеноидни и нечифтни перстни хрущяли. При гущерите и змиите вътрешните стени на белодробните торбички имат нагъната клетъчна структура. При костенурките и крокодилите сложна система от прегради стърчи във вътрешната кухина на белия дроб толкова дълбоко, че белият дроб придобива гъбеста структура. Оформя се гръдния кош: ребрата са подвижно свързани с гръбнака и гръдната кост, развиват се междуребрените мускули. Актът на дишане се осъществява поради промяна в обема на гръдния кош (ребрен тип дишане). Костенурките запазват орофарингеалния тип инжектиране на въздух. При водните костенурки във вода допълнителни дихателни органи са богатите на капиляри израстъци на фаринкса и клоаката (аналните мехури). Влечугите нямат кожно дишане.

При птиците дихателните пътища са представени от носната кухина, ларинкса, който се поддържа от аритеноидния и перстновидния хрущял, дългата трахея и бронхиалната система. Белите дробове са малки, плътни и слабо разтегливи, прикрепени към ребрата отстрани на гръбначния стълб. Първичните бронхи се образуват чрез разделяне на долната част на трахеята и навлизат в тъканта на съответния бял дроб, където се разпадат на 15–20 вторични бронха, повечето от които завършват сляпо, а някои комуникират с въздушните мехурчета. Вторичните бронхи са свързани помежду си с по-малки парабронхи, от които произлизат много тънкостенни клетъчни бронхиоли. Бронхиолите, преплетени с кръвоносни съдове, образуват морфофункционалната структура на белия дроб. С белите дробове на птиците са свързани въздушни торбички - прозрачни, еластични, тънкостенни израстъци на лигавицата на вторичните бронхи. Обемът на въздушните мехурчета е приблизително 10 пъти по-голям от обема на белите дробове. Те играят много важна роля в осъществяването на особения дихателен акт на птиците: въздух с високо съдържание на кислород навлиза в белите дробове както по време на вдишване, така и при издишване - „двойно дишане“. Освен че ускоряват дишането, въздушните възглавници предпазват тялото от прегряване при интензивно движение. Увеличаването на интраабдоминалното налягане по време на издишване насърчава дефекацията. Гмуркащите се птици, чрез увеличаване на налягането във въздушните торбички, могат да намалят обема и по този начин да увеличат плътността, което улеснява гмуркането във водата. При птиците няма кожно дишане.

При бозайниците се наблюдава по-нататъшна диференциация на дихателните пътища. Оформя се носната кухина, назофаринкса, входът на ларинкса е покрит от епиглотиса (при всички сухоземни гръбначни животни, с изключение на бозайниците, ларингеалната фисура е затворена от специални мускули), в ларинкса се появява тироиден хрущял, след което идва трахеята, която се разклонява в два бронха, отиващи в десния и левия бял дроб. В белите дробове бронхите се разклоняват многократно и завършват в бронхиоли и алвеоли (броят на алвеолите е от 6 до 500 милиона), което значително увеличава дихателната повърхност. Обменът на газ се извършва в алвеоларните канали и алвеолите, чиито стени са плътно преплетени с кръвоносни съдове. Морфофункционалната единица на белия дроб на бозайниците е белодробният ацинус, който се образува в резултат на разклоняването на крайната бронхиола. Оформя се гръдния кош, който е отделен от диафрагмата от коремната кухина. Броят на дихателните движения е от 8 до 200. Дихателните движения се извършват по два начина: поради промени в обема на гръдния кош (реберно дишане) и поради активността на диафрагмалния мускул (диафрагмално дишане). Висшите бозайници са развили кожно дишане чрез система от кожни капиляри, която играе важна роля в газообмена.

Еволюцията на дишането.

1) Дифузно дишане- Това е процес на изравняване на концентрацията на кислород вътре в тялото и в околната среда. Кислородът прониква през клетъчната мембрана в едноклетъчните организми.

2) Кожно дишане- това е обмяната на газове през кожата при нисшите червеи и при гръбначните животни (риби, земноводни), които имат специални дихателни органи.

Хрилно дишане

PINUS GILLS(кожни израстъци от двете страни на тялото) се появяват в морските пръстеновидни, водните членестоноги и в мекотелите в мантийната кухина.

ХРИЛЕТЕ- дихателни органи на гръбначни животни, образувани като инвагинации на храносмилателната тръба.

В ланцетата хрилните процепи проникват във фаринкса и се отварят в околобранхиалната кухина с честа смяна на водата.

Рибите имат хриле от хрилни дъги с хрилни нишки, пробити от капиляри. Водата, погълната от рибата, навлиза в устната кухина, преминава през хрилните нишки навън, измива ги и снабдява кръвта с кислород.

4) Трахеално и белодробно дишане- по-ефективен, тъй като кислородът се абсорбира директно от въздуха, а не от водата. Характерен за сухоземни мекотели (торбовидни бели дробове), паякообразни, насекоми, земноводни, влечуги, птици и бозайници.

Паякообразниимат белодробни торбички (скорпиони), трахеи (кърлежи), а паяците имат и двете.

НАСЕКОМИимат трахеи - дихателните органи на сухоземните членестоноги - система от въздушни тръби, които се отварят с дихателни отвори (стигми) на страничните повърхности на гърдите и корема.

ЗЕМНОВОДНИТе имат 2/3 кожно дишане и 1/3 белодробно дишане. За първи път се появяват дихателните пътища: ларинкс, трахея, бронхиални зачатъци; белите дробове са торбички с гладки стени.

РЕПТИЛИимат развити дихателни пътища; белите дробове са клетъчни, няма кожно дишане.

ПТИЦИимат развити дихателни пътища, гъбести бели дробове. Някои от бронхите се разклоняват извън белите дробове и образуват въздушни торбички.

Въздушни възглавници- въздушни кухини, свързани с дихателната система, 10 пъти по-големи от обема на белите дробове, служещи за подобряване на обмена на въздух по време на полет, не изпълняват функцията на обмен на газ. Дишането в покой се осъществява чрез промяна на обема на гръдния кош.

Дишане по време на полет:

1. Когато крилата се издигат, въздухът се всмуква през ноздрите в белите дробове и задните въздушни торбички (I обмен на газ в белите дробове);

Предни въздушни възглавници ← светлина - задни въздушни възглавници

2. Когато крилата се спуснат, въздушните торбички се компресират и въздухът от задните въздушни торбички навлиза в белите дробове (II газообмен в белите дробове).

Предни въздушни възглавници - леки ← задни въздушни възглавници

Двойно дишане- Това е обменът на газове в белите дробове при вдишване и издишване.

БОЗАЙНИЦИ- газообменът е почти изцяло в белите дробове (през кожата и храносмилателния канал -2%)

Въздушни пътища: носна кухина → назофаринкс → фаринкс → ларинкс → трахея → бронхи (бронхите се разклоняват на бронхиоли, алвеоларни канали и завършват с алвеоли - белодробни везикули). Белите дробове имат гъбеста структура и се състоят от алвеоли, преплетени с капиляри. Дихателната повърхност се увеличава 50-100 пъти спрямо повърхността на тялото. Видът на дишането е алвеоларен. Диафрагмата, която разделя гръдната кухина от коремната кухина, както и междуребрените мускули осигуряват вентилация на белите дробове. Пълно разделяне на устната и носната кухина. Бозайниците могат да дишат и дъвчат едновременно.

Земноводните имат два вида дихателни органи (без да се брои кожата): хрилете и белите дробове. Отслабването на хрилното дишане и появата на белодробно дишане се наблюдава вече при Dipnoi; промени в тази посока се наблюдават при Polypterus и Lepidosteus. При земноводните хрилното дишане се запазва предимно в ларвите, а след това в тези Urodela, които прекарват целия си живот във вода (Perennibranchiata в предишни системи). Хрилните прорези са наследени от земноводните от рибоподобни предци. Хрилните дъги се срещат при стегоцефалите, ларвите и някои възрастни (Branchiosauridae). Всички съвременни земноводни в състояние на ларви дишат чрез хрилете. Обикновено те развиват 5 висцерални торбички и 6-та недоразвита. Но не всички от тях се отварят навън: образуват се 4 или дори по-малко хрилни прорези. Понякога има значително по-малко пропуски от дъгите. Наличието на пукнатини и дъги е доказателство за произхода на земноводните от риби. Вътрешни хриле, хомоложни на хрилете на рибите, обаче се срещат само в ларвите на Anura под формата на къси израстъци на обвивката върху дъгите, разделящи хрилните процепи. Хрилната област е покрита отвън с мека хрилна капачка, израстваща от страната на хиоидната дъга. Хрилните капаци на дясната и лявата страна се сливат помежду си от долната страна, оставяйки чифтни отвори при някои Anura и един нечифтен от лявата страна на тялото при повечето.
В ранните етапи на развитие ларвите на Anura и всички други земноводни имат само външни хриле, очевидно хомоложни на външните хриле на ларвите на Polypterini и Dipnoi. При Apoda и Anura външни хриле съществуват само в ларвния период, в ранните стадии на развитие, докато при Urodela, които са се върнали във водния живот за втори път, те остават през целия живот. Оттук и името на тези земноводни е Perennibranchiata, въпреки че това име, както беше казано, обхваща групи от земноводни от различен произход. Външните хриле вероятно са наследени от земноводните от риби с лопатови перки.
Леките земноводни изглеждат като дълги цилиндрични торби с тънки стени (при Urodela) или по-къси (при Anura). При хората без крака десният бял дроб е много по-развит от левия. Белите дробове са се появили при предците на тетраподите много преди да стъпят на сушата. Виждаме същите бели дробове при белите дробове. Те очевидно са се появили като допълнителен дихателен орган поради недостатъчното развитие на хрилното дишане, от една страна, и вероятно неблагоприятните условия за дишане в сухи и развалени води, от друга. Задната част на хрилната кухина се е превърнала в допълнителен дихателен орган. Първоначално този орган, който имаше вид на двуустна торбичка, която се отваряше от долната страна на фаринкса, беше несъвършен: стените му трябваше да са тънки, макар и обилно кръвоснабдени, със слабо развити или почти неразвити прегради. Подобно на всички хрилни издатини (цепки), той имаше гладки висцерални мускули и беше инервиран първо от вагуса.
Белите дробове на земноводните са се променили малко в сравнение: при водните Urodela белите дробове служат по-скоро като хидростатичен апарат и имат гладка вътрешна повърхност; тяхната височина на организация е дори по-ниска от тази на Dipnoi.Обикновено при земноводните вътрешната повърхност на белите дробове е клетъчна поради факта, че система от напречни греди се издава в белодробната кухина (фиг. 253). Много интересно е, че колкото по-наземен е определен вид, толкова по-развити са напречните ленти в белите дробове: при жабата белият дроб е по-клетъчен, отколкото при жабата. При рода Ascaphus, живеещ в планински потоци, във вода, богата на кислород, кожното дишане е силно развито, докато белите дробове, напротив, са малки и слабо кръвоснабдени. Редица земноводни от подразред Salamandroidea (Salamandrina, Plethodon, Spelerpes, Batrachoseps и др.) напълно са загубили белите си дробове, на чието място са силно развити фарингеалното и кожно дишане. .


В най-простия случай белодробните торбички са свързани помежду си отпред, отваряйки се директно във фаринкса с надлъжен процеп, поддържан отстрани от хрущялни ивици. Тези хрущялни ивици, с помощта на прикрепени към тях мускули, могат да разширяват и стесняват ларингеалния отвор.
Тези хрущяли произхождат от последната хрилна дъга и се намират в най-простата си форма в някои Urodela. Хрущялите, наречени крикоидни хрущяли, могат да се отделят от тези хрущяли. Те могат да бъдат сравнени с аритеноидните хрущяли (cartilagines arythenoidea) на висшите гръбначни животни. Някои Urodela, както и Apoda, имат доста дълга трахея, поддържана от хрущялни пръстени. При анура лигавицата в ларинкса образува гласните струни. Ларинксът има сложни мускули. На дъното или в ъглите на устата има резонатори, които се надуват при грачене.
Дихателният механизъм на сухоземните земноводни се корени в рефлексите, наблюдавани при рибите и водните земноводни. Най-близо до дишането на рибите е дишането на ларвите Anura, които имат вътрешни хриле, оперкуларна гънка и хрилна кухина, образувана от тяхното сливане, която се отваря навън с един отвор. Освен това при ларвите на земноводните устната кухина е обилно кръвоснабдена. Поемайки вода в устата и изтласквайки я чрез повдигане на челюстите през ноздрите, ларвите увеличават газообмена в устната кухина. Когато ларвите растат, те се издигат на повърхността, където поглъщат въздух като цератоди и чрез повдигане на дъното на орофарингеалната кухина избутват въздух в белите дробове. Подобен акт се наблюдава и при водните Urodela. Когато дъното на орофарингеалната кухина е спуснато и хрилните отвори са затворени отзад, водата се всмуква в устната кухина през устата или ноздрите или и двете. Чрез последващо повдигане на дъното на устата със затворени ноздри водата се изтласква през хрилните процепи. Благодарение на тези движения лигавицата на устата и фаринкса влиза в контакт с нови маси вода, а хрилете изпитват движение, което обновява дихателната среда.
При сухоземните земноводни дихателният механизъм е актът на поглъщане на въздух поради спускането на мускулния под на устната кухина и изтласкването му в белите дробове поради повдигането на пода. По този начин дишането на сухоземните земноводни е акт, извършван според типа помпа под налягане, който преобладава при по-ниските риби. Непосредствената основа, върху която се развива, е дихателният механизъм на постоянните клонови земноводни. Това последно, наблюдавано например при Нектур, трябва да е еволюирало в далечните рибоподобни предшественици на земноводните. От него вече се е развил по-сложен тип земно дишане - Анура.
При саламандрите без бели дробове газообменът в интраоралните и фарингеалните кухини е силно развит, което се осъществява с помощта на чести, до 120-170 вибрации в минута на диафрагмата на устата (при жабите има 30).
Като цяло трябва да се каже, че белодробното дишане при земноводните като цяло е спомагателен метод на дишане. Това също показва неговия филогенетичен произход.
Дишането на съвременните земноводни по никакъв начин не може да бъде източник на развитие на дишането при висшите Tetrapoda (дишане чрез повдигане на ребрата, разширяване на гърдите и по този начин всмукване на въздух). Последният тип може да е възникнал или поне да се е появил сред най-древните изчезнали земноводни, които са имали дълги ребра.

Обменът на газове или дишането се изразява в усвояването от тялото на кислород от околната среда (вода или атмосфера) и отделянето на въглероден диоксид в последната като краен продукт на протичащия в тъканите окислителен процес, поради което се освобождава необходимата за живота енергия. Кислородът се възприема от тялото по различни начини; те могат да се характеризират главно като: 1) дифузно дишане и 2) локално дишане, т.е. от специални органи.

Дифузно дишанесе състои в абсорбиране на кислород и отделяне на въглероден диоксид от цялата повърхност на външната обвивка - кожа и епителна мембрана на храносмилателната тръба - чревно дишане, т.е. без специално пригодени за тази цел органи. Този метод на газообмен е характерен за някои видове примитивни многоклетъчни животни, като гъби, червеи и плоски червеи, и се дължи на липсата на кръвоносна система.

От само себе си се разбира, че дифузното дишане е присъщо само на организми, при които обемът на тялото е малък, а повърхността му е относително голяма, тъй като е известно, че обемът на тялото нараства пропорционално на куба на радиуса и съответната повърхност - само до квадрата на радиуса. Следователно, при голям обем на тялото, този метод на дишане се оказва недостатъчен.

Въпреки това, дори при повече или по-малко подходящи съотношения обем-повърхност, дифузното дишане все още не винаги може да задоволи организмите, тъй като колкото по-енергично се проявява жизнената активност, толкова по-интензивни окислителни процеси трябва да се появят в тялото.

При интензивни прояви на живот, въпреки малкия обем на тялото, е необходимо да се увеличи площта му на контакт със средата, съдържаща кислород, и специални устройства за ускоряване на вентилацията на дихателните пътища. Увеличаването на площта на обмен на газ се постига чрез развитието на специални дихателни органи.

Специалните дихателни органи се различават значително в детайлите на тяхната конструкция и местоположение в тялото. За водните животни такива органи са хрилете, за сухоземните са трахеите и при безгръбначните, а за гръбначните са белите дробове.

Хрилно дишане.Хрилете са външни и вътрешни. Примитивните външни хриле са прости издатини на вилозни издънки на кожата, изобилно снабдени с капилярни съдове. В някои случаи такива хриле по своята функция се различават малко от дифузното дишане, като са само по-високо ниво от него (фиг. 332- А, 2).Те обикновено са концентрирани в предните части на тялото.

Вътрешните хриле се образуват от гънките на лигавицата на началния участък на храносмилателната тръба между хрилните прорези (фиг. 246-2-5; 332- 7). Кожата в съседство с тях образува изобилни разклонения под формата на венчелистчета с голям брой капилярни кръвоносни съдове. Вътрешните хриле често са покрити със специална гънка на кожата (operculum), чиито осцилаторни движения подобряват условията на обмен, увеличават потока на водата и премахват използваните порции.

Вътрешните хриле са характерни за водните гръбначни животни и актът на обмен на газ в тях се усложнява от преминаването на порции вода към хрилните процепи през устната кухина и движенията на хрилния оперкулум. Освен това хрилете им се включват в кръвообращението. Всяка хрилна дъга има свои собствени съдове и по този начин в същото време се постига по-висока диференциация на кръвоносната система.

Разбира се, при хрилните методи на газообмен може да се запази и кожното дишане, но толкова слабо, че остава на заден план.

При описването на орофаринкса на храносмилателния тракт вече беше казано, че хрилният апарат е характерен и за някои безгръбначни, като хемихордови и хордови.

Белодробно дишане- много напреднал метод за обмен на газ, който лесно обслужва организмите на масивни животни. Характерен е за сухоземните гръбначни животни: земноводни (не в ларвно състояние), влечуги, птици и бозайници. Към акта на газообмен, концентриран в белите дробове, се присъединяват редица органи с други функции, в резултат на което белодробният метод на дишане изисква развитието на много сложен набор от органи.

Когато сравнявате водния и сухоземния тип дишане на гръбначните животни, трябва да имате предвид една важна анатомична разлика. По време на хрилното дишане порции вода една след друга навлизат в примитивната уста и се освобождават през хрилните процепи, където кислородът се извлича от нея чрез съдовете на хрилните гънки. По този начин хрилният дихателен апарат на гръбначните животни се характеризира с вход и редица изходни отвори. По време на белодробно дишане едни и същи отвори се използват за въвеждане и отстраняване на въздух. Тази особеност естествено се свързва с необходимостта от поемане и изтласкване на порции въздух за по-бърза вентилация на газообменната зона, т.е. с необходимостта от разширяване и свиване на белите дробове.

Може да се предположи, че далечните, по-примитивни предци на гръбначните животни са имали независима мускулна тъкан в стените на плавателния мехур, която се е трансформирала в бял дроб; Неговите периодични контракции изтласкваха въздуха от мехура и в резултат на изправянето му, поради еластичността на стените на мехура, се събираха свежи порции въздух. Еластичната тъкан, наред с хрущялната, все още доминира като опора в дихателните органи.


Впоследствие, с увеличаването на жизнената активност на организмите, този механизъм на дихателните движения става несъвършен. В историята на развитието тя е заменена от сила, концентрирана или в устната кухина и предната част на трахеята (амфибии), или в стените на гръдната и коремната кухина (влечуги, бозайници) под формата на специално диференцирана част от мускулите на багажника (дихателни мускули) и накрая диафрагмата. Белият дроб се подчинява на движенията на тези мускули, като се разширява и свива пасивно и запазва необходимата за това еластичност, както и малък мускулен апарат като спомагателно устройство.

Кожното дишане става толкова незначително, че ролята му се свежда почти до нула.

Газообменът в белите дробове на сухоземните гръбначни животни, както и във водните, е тясно свързан с кръвоносната система чрез организирането на отделна, дихателна или белодробна циркулация.

Съвсем ясно е, че основните структурни промени в тялото по време на белодробното дишане се свеждат до: 1) увеличаване на контакта на работната зона на белите дробове с въздуха и 2) много тясна и не по-малко обширна връзка на това област с тънкостенни капиляри на кръвообращението.

Функцията на дихателния апарат - да пропуска въздух в многобройните си канали за газообмен - говори за характера на конструкцията му под формата на отворена, зейнала система от тръби. Техните стени, в сравнение с меката чревна тръба, са съставени от по-твърд поддържащ материал; на места под формата на костна тъкан (носна кухина), и главно под формата на хрущялна тъкан и лесно гъвкава, но еластична тъкан, която бързо се връща към нормалното.

Лигавицата на дихателните пътища е облицована със специален ресничест епител. Само в няколко области той се променя в различна форма в съответствие с други функции на тези области, като например в обонятелната област и в местата на самия газообмен.

По дължината на белодробния респираторен тракт три отличителни области привличат вниманието. От тях началната кухина, носната кухина, служи за приемане на въздух, който тук се изследва за миризма. Вторият участък, ларинксът, е устройство за изолиране на дихателните пътища от храносмилателния тракт, когато хранителна кома преминава през фаринкса, за издаване на звуци и накрая за производство на импулси за кашлица, които изхвърлят слуз от дихателните пътища. Последният участък - l e g k и e - представлява органът за директен обмен на газове.

Между носната кухина и ларинкса има кухина, обща с храносмилателния апарат на фаринкса, а между ларинкса и белите дробове има дихателен канал.

гърлото на тялото или трахеята. По този начин преминаващият въздух се използва от описаните разширяващи се секции в три различни посоки: а) възприемани миризми, б) устройства за издаване на звуци и накрая, V)газообмен, от които последният е основен.

Дишане на животнитенабор от процеси, които осигуряватудари в тялото от околната средакислород , неговиятизползване на клетката за окисляване на органични вещества иекскреция въглероден диоксид от тялото.Този вид дишане се наричааеробика , а организмите -аероби .

ДОБРЕ. № 28. Биология.

Зелени водорасли хлорела

Реснички чехъл

Процесът на дишане при животните условно се разделя на три етапа :

Външно дишане = газообмен. Благодарение на този процес животното получава кислород и се отървава от въглеродния диоксид, който е крайният продукт на метаболизма.

Транспорт на газове в тялото– този процес се осигурява или от специални трахеални тръби, или от вътрешни телесни течности (съдържащи кръв хемоглобин- пигмент, който може да свързва кислород и да го транспортира в клетките, както и да пренася въглероден диоксид извън клетките).

Вътрешно дишане- среща се в клетките. Простите хранителни вещества (аминокиселини, мастни киселини, прости въглехидрати) с помощта на клетъчни ензими се окисляват и разграждат, при което се освобождава необходимата за живота на тялото ЕНЕРГИЯ.

Основното значение на дишането е освобождаването на енергия от хранителни вещества с помощта на кислород, който участва в окислителни реакции.

Някои протозои - анаеробни организми, т.е. организми, без нужда от кислород. АнаеробиИма факултативни и задължителни. Факултативно анаеробните организми са организми, които могат да живеят както в отсъствието на кислород, така и в неговото присъствие. Облигатно анаеробните организми са организми, за които кислородът е токсичен. Те могат да живеят само при липса на кислород. Анаеробните организми не се нуждаят от кислород, за да окисляват хранителните вещества.

Brachionella е анаеробна ресничеста

Чревна лямблия

Човешки кръгъл червей

от начин на дишанеи устройството на дихателния апарат при животните има 4 вида дишане:

Кожно дишане - Това е обмяната на кислород и въглероден диоксид през обвивката на тялото. Този процес се основава на най-важния физически процес - дифузия . Газовете влизат само в разтворено състояние през капаците плитко и с ниска скорост. Такова дишане се среща при организми с малки размери, влажни кожи и воден начин на живот. Това - гъби, кишечнополови, червеи, земноводни.

Трахеално дишане

извършено с помощта на

свързани системи

тръби – трахеята , който

проникват в цялото тяло, без

участие на течности. СЪС

тяхната среда

свържете специални

дупки – спирали.

Организми с трахея

дишането също е с малък размер (не повече от 2 см, в противен случай тялото няма да има достатъчно кислород). Това - насекоми, стоножки, паякообразни.

Хрилно дишане – с помощта на специализирани образувания с плътна мрежа от кръвоносни съдове. Тези израстъци се наричат хрилете . При водните животни - полихети, ракообразни, мекотели, риби, някои видове земноводни. При безгръбначните животни хрилете обикновено са външни, докато при хордовите са вътрешни. Дишащите с хриле животни имат допълнителни форми на дишане през кожата, червата, повърхността на устата и плувния мехур.

Полихети с хриле

Ракообразни хриле

Голоклонка

Белодробно дишане – това е дишане с помощта на вътрешни специализирани органи – бели дробове.

Бели дробовеТова са кухи тънкостенни торбички, оплетени с гъста мрежа от малки кръвоносни съдове - капиляри.Дифузията на кислород от въздуха в капилярите се извършва на вътрешната повърхност на белите дробове. Съответно, колкото по-голяма е вътрешната повърхност, толкова по-активна е дифузията.

Почти всички сухоземни гръбначни животни дишат с белите си дробове. влечуги, птици, някои сухоземни безгръбначни - паяци, скорпиони, белодробни мекотели и някои водни животни - белодробни риби.Въздухът навлиза в белите дробове през Въздушни пътища.

Бели дробове на бозайник


Бял дроб на влечуги

Дихателна система на птици

Дишането при животните се определя от техния начин на живот и се осъществява с помощта на обвивката, трахеята, хрилете и белите дробове.

Дихателната система набор от органи за провеждане на въздух или вода, които съдържат кислород и обмен на газове между тялото и околната среда.

Дихателните органи се развиват като израстъци на външната обвивка или стените на чревния тракт. Дихателната система включва дихателните пътища и газообменните органи. При гръбначните животни Въздушни пътищаносна кухина, ларинкс, трахея, бронхи ; А дихателната система -бели дробове .

Сравнителна характеристика на дихателните органи.

Група

Характеристики на дихателната система

Коелентерати

Газообмен по цялата повърхност на тялото. Няма специални дихателни органи.

Анелиди

Външни хриле (многочехетни червеи) и цялата повърхност на тялото (олигохетни червеи, пиявици)

Миди

Хриле (двучерупчести, главоноги) и бели дробове (коремоноги)

Членестоноги

Хриле (ракообразни), трахеи и бели дробове (паякообразни), трахеи (насекоми)

Риба

Хриле. Допълнителни органи за дишане: бели дробове (дробни риби), части от устната кухина, фаринкс, черва, плувен пикочен мехур

Земноводни

Белите дробове са клетъчни, хрилете (при ларвите), кожата (с голям брой съдове). Дихателни пътища: ноздри, уста, трахеално-ларингеална камера

Влечуги

Лека клетъчна. Дихателни пътища: ноздри, ларинкс, трахея, бронхи

Птици

Белите дробове са гъбести. Дихателни пътища: ноздри, носна кухина, горен ларинкс, трахея, долен ларинкс с гласова кутия, бронхи. Има въздушни възглавници.

Бозайници

Алвеоларни бели дробове. Дихателни пътища: ноздри, носна кухина, ларинкс с гласов апарат, трахея, бронхи.

Функции на дихателната система:

    Доставяне на кислород до клетките на тялото и отстраняване на въглероден диоксид от клетките на тялото и обмен на газ(Главна функция).

    Регулиране на телесната температура(тъй като водата може да се изпари през повърхността на белите дробове и дихателните пътища)

    Пречистване и дезинфекция на входящия въздух(назална слуз)

Въпроси за самоконтрол.

Степен

Въпроси за самоконтрол

1.Какво е дишането?

2. Основните етапи на дишането?

3. Назовете основните видове дишане на животните.

4. Дайте примери за животни, които дишат с помощта на кожата, хрилете, трахеята и белите дробове.

5. Какво представлява дихателната система?

6. Назовете основните функции на дихателната система.

7. Колко важно е дишането за освобождаването на енергия в животинските клетки?

8. Какво определя вида на дишането на животните?

9. Какви функции изпълнява дихателната система?

10. Опишете дихателните методи на гръбначните животни.

Сравнителна характеристика на дихателните органи на животните.

Дихателната система

Конструктивни особености

Функции

Примери

Хриле

Външен(гребеновидни, нишковидни и перести) или вътрешни(винаги свързани с фаринкса) тънкостенни израстъци на тялото, които съдържат много кръвоносни съдове

Газообмен във водна среда

При рибите почти всички ларви на безопашати земноводни, при повечето мекотели, някои червеи и членестоноги

Трахеята

Разклонени тръби, които проникват в цялото тяло и се отварят навън с отвори (стигми)

Обмен на газ във въздуха

При повечето членестоноги

Бели дробове

Чанти с тънки стени, които имат широка мрежа от съдове

Обмен на газ във въздуха

При някои мекотели и риби, сухоземни гръбначни животни