28 § LÉGZÉS ÉS GÁZCSERE AZ ÁLLATOKNÁL. A LÉGZŐSZERVEK FUNKCIÓI ÉS SOKFÉLESÉGE
Megismerkedhettek azzal, hogyan megy végbe az állatoknál a
gézcsere és a légzés, valamint a légzőszervek felépítésének sokféleségével.
Tudod-e, miért életfontosságú a békának, hogy nedves maradjon
a bőre?
Amint azt már tudjátok a növények és az állatok többsége azt
az energiát hasznosítja, ami a szerves maradványok és oxigén kölcsönhatásakor
keletkezik. Az ilyen kémiai reakciók a sejtekben zajlanak és sok oxigén
szükséges hozzájuk. A szerves anyagok felbomlását szén-dioxid gáz
kiválasztódása kíséri, ami káros a szervezetre, ezért el kell onnan távolítani.
Tehát a legtöbb élő szervezet működéséhez folyamatos gázcserére van szükség a
környezettel.
A legtöbb állat aktívan mozog, ezért sok energiára, és ezzel
együtt több oxigénre van szüksége életfolyamatai biztosításához. Saját
tapasztalatból ismeritek, hogy futás közben gyakrabban lélegeztek.
A szervezet és a környezet közötti gázcsere megvalósulhat
erre szakosodott légzőszervekben, vagy a testfelületen át. Az oxigén, ami a
szervezetbe kerül a szövetekhez és sejtekhez továbbítódik (sok állatnál ezt a
funkciót a vér látja el). A sejten belül a mitikondriumokban történik a légzés – a glükóz kölcsönhatása az
oxigénnel, minek végtermékeként víz és szén-dioxid képződik, de lényegesen
fontosabb az energia keletkezése, ami „feltölti” az ATP-molekulákat.
A keletkező szén-dioxid gáz a sejtből a vérbe szivárog, ami
eljuttatja a légzőszervekhez vagy a testfelülethez, és kiválasztódik a
környezetbe.
A légző-szervrendszer – azon szervek együttese, amelyek a
szervezet és környezet közötti gázcserét biztosítják (az oxigén felvételét, a
szén-dioxid kijuttatását).
Az állatok az oxigént felvehetik a légkörből vagy oldott
állapotban a vízből. A kopoltyú a vízben oldott oxigén, a tüdő pedig
a légkörben levő oxigén felvételére alkalmas légzőszerv.
LÉGZÉS A VÍZBEN A vízben élő állatok többsége kopoltyúval lélegzik.
Primitív kopoltyúk már a megtelepedett életmódú soksertéjű férgeknél
kifejlődtek a feji rész tapogatóiból. A vízi puhatestűek többségénél a kopoltyú
nem más, mint köpenyüreg falának kitüremkedései, amik leginkább madártollra
emlékeztetnek (támasztóhúrból és két sor lemezből állnak). A vízzel való
gázcsere a lemezek vékony hámszövetében (epitéliumában) történik, ahol a vér a
vízből felvett oxigénnel telítődik.
A rákfélék
kopoltyúi a test két oldalán vagy a végtagokon helyezkednek el. A folyami rák 8
pár kopoltyúja a járólábak tövénél található és a kitinpáncél kinövései fedik
őket.
Kopoltyúi vannak sok más vízi élőlénynek is: lándzsahalaknak,
tengeri csillagoknak, tengeri sünöknek és még egyes rovarok lárváinak is. A
szitakötők lárvái testtakarójuk és bélrendszerük kinövéseivel vonják ki az
oldott oxigént a vízből.
A gerinceseknél a
kopoltyúk a garat résein keletkeztek. A legfejlettebbek a halak kopoltyúi. A víz a szájon át kerül a hal testébe, onnan a
garatba, a garat résein a kopoltyúkhoz áramlik és a kopoltyúréseken át
kivezetődik. Mindeközben körülmossa a kopoltyúlemezeket, amelyeket sűrűn
behálóznak a vérerek. Itt történik meg a gázcsere.
A csontos halaknak mozgatható kopoltyúfedőik vannak, amik betakarják
a kopoltyúréseket. Speciális izmok nyitják és zárják a kopoltyúfedőket, ezzel
vízáramlást hoznak létre, ami pótlólagosan mossa a kopoltyúkat. Ez az alkalmazkodás
teszi lehetővé, hogy a csontos halak álló vízben, mozdulatlanul is képesek lélegezni.
A tüdős halak, amelyek
olyan vizekben élnek, ahol az oxigén szintje időszakosan lecsökken úszóhólyageredetű „tüdő”-vel is lélegezhetnek
(ami a légköri oxigén hasznosítására szolgál).
A kétéltűek ebihalainál (lárváinál) is
kopoltyúk alakulnak ki. Náluk először 2-3 pár elágazó külső kopoltyú fejlődik,
később – kopoltyúrések lemezekkel.
A légköri LÉGZÉS vagy
tüdőlégzés a szárazföldi állatokra jellemző, valamint azokra az állatfajokra,
amelyek
visszatértek a vízi életmódhoz (cetek, bálnák, delfinek). A légköri levegővel való gázcserét a tracheák és a tüdők biztosítják.
A
legfejlettebb tracheális légzéssel a rovarok
rendelkeznek. A tracheális rendszer nagy mennyiségű tracheából áll. Ezek elágazó
csövecskék, amik behálózzák az egész testet és az oxigént közvetlenül a
szervekhez és a sejtekhez juttatják. A levegő a rovar potrohán található
légzőnyílásokon át jut a tracheákba.
A pókszabásúak légzőszervei a tracheák
vagy a légzsákok. A kullancsoknál például tracheák, míg a skorpióknál légzsákok
fejlődnek ki. A pókoknál viszont, mint a keresztes póknál, vannak tracheák és légzsákok
is.
A szárazföldi,
de sok édesvízi haslábú puhatestű (éti
csiga, mocsári csiga) légzőszerve szintén a tüdő, ami a köpenyüreg falából
alakul ki, és vérerek szövik át. A légzőnyíláson át a levegő bejut a zsákszerű
tüdőbe és az oxigén a vérbe szivárog.
 |
| A béka tüdeje |
A gerinceseknek páros tüdői fejlődnek,
ahová a levegő az orrlyukakon és a légutakon át juthat el. A kétéltűek tüdői leginkább egy vékonyfalú kissé redőzött zsákra hasonlítanak,
amit sűrű érhálózat sző át. A levegő úgy áramlik a légzőszerv felé, hogy
változik a szájüreg térfogata, a kilégzést pedig a tüdő falának összehúzódása
biztosítja. Mivel a gázcserének ez a módszere alacsony hatékonyságú, valamint a
kis légzőfelület miatt, a kétéltűek a tüdőlégzés mellett bőrlégzést is
alkalmaznak.
Érdekes
tudni! A békáknál a megfelelő oxigénellátás érdekében fontos szerepe van a bőrlégzésnek.
De közvetlenül a bőrön keresztül az oxigén nem tud bejutni a vérbe. A folyamat
úgy lehetséges, ha először az oxigén feloldódik a bőr felületére kiválasztott
nyálkában, és ilyen állapotban már át tud jutni az érfalon a vérbe.
 |
| A gyík tüdeje |
A hüllőknél a gázcsere (a ki- és belégzés) a
mellkas tágulása és összehúzódása által történik, amit a bordaközi izmok valósítanak
meg. Ez a módszer hatékony ventillációt (levegőáramlást) biztosít a tüdőben.
Fejlettek a légutak is (orrnyílások, száj, hörgők). A hüllők kültakarójának elszarusodása meggátolja a
bőrlégzést, így a gázcsere fő szerve a tüdő. A tüdő belső fala redőzött és kamrákkal tagolt, ami
jelentősen növeli a légzőfelületet.
A madarak légző-szervrendszere az egyik legösszetettebb
az állatvilágban. A repülés rengeteg energiát igényel, ehhez pedig jelentős
oxigénmennyiségre van szükség. A légző-szervrendszer ennek megfelelően
alkalmazkodott.
A madarak
tüdeje kevéssé rugalmas és nem nagy térfogatú. Ám a tüdejükhöz néhány pár
légzsák kapcsolódik, amik benyúlnak a szervek közé, de még az üreges csontokba
is.
Nyugalmi
állapotban a madarak a gázcsere (a ki- és belégzés) a mellkas tágulása és
összehúzódása által történik. Repülés közben a mellkas térfogata alig változik.
A levegő áramlását a szárny csapásai biztosítják.
A légzsákokról tudni kell:
v extra
levegőt tárolnak
v falaikat
nem hálózzák be vérerek tehát itt NEM zajlik gázcsere
v csökkentik
a madártest sűrűségét
v szerepet
tölt be a hőháztartásban is
Hogyan történik a légzés a madaraknál?
Ø Belégzés – a
szárny emelkedésével→ a bordák megemelkednek→ légzsákok kitágulnak→ elülsőkbe CO₂-s levegő, tüdőbe és
hátsókba O₂-s levegő kerül
× Kilégzés –
a szárny csukásával→ mellkas
térfogata szűkül→ a légzsákok
összepréselődnek, az elülsőkből CO₂-s levegő távozik, a hátsókból az O₂-s
levegő a tüdőbe préselődik.
Azaz a
madaraknál a tüdőben folyamatosan (ki- és belégzéskor is) van oxigéndús levegő.
Ezt a légzés-típust kettős légzésnek nevezzük. A fentiekből következik az
is, hogy minél gyakoribbak a szárnycsapások, annál intenzívebb a levegőáramlás
a tüdőben.
 |
| Emlős tüdeje |
Az emlősök
légzőszerve a millió léghólyagocskából (apró zsákocskából) álló tüdő. Az ilyen
felépítés nagyon nagy felületet biztosít a gázcserének. Az emlősöknél ez a
felület több tízszerese a testfelületnek. A léghólyagocskák vékony falát
hajszálerek hálózzák be. A tüdő tágulását és összehúzódásához nem csak a
bordaközi izmok, hanem a diafragma (rekeszizom) is hozzájárul, ami csak az
emlősökre jellemző.
Ellenőrző kérdések:
1.
Miért szükséges, hogy az állati szervezet folyamatos
oxigén-utánpótlást kapjon a környezetből?
2.
Hozz példákat olyan állatokra akik a következő módokon
biztosítják a gázcserét: a) a teljes
testfelületen át, b) kopoltyúkkal, c) tüdővel,
d) tracheákkal.
3.
Mely vízi állatok lélegeznek tüdővel?
4.
Miben különbözik a kétéltűek és hüllők légzése?
5.
Milyen jellegzetességei vannak a madarak légzőszerveinek?
6.
Milyen állatokra jellemző, hogy lárvaállapotban más
légzőszervekkel rendelkeznek, mint kifejlett állapotban? Milyen összefüggésben
áll ez életfeltételeikkel?
Feladat: töltsd
ki a táblázatot, tegyél „+” jelet a megfelelő négyzetekbe.
|
Állatfaj
|
A gázcsere módja
|
Légzőszervek
|
|||||
|
vízben való légzés
|
légköri légzés
|
nincs légzőszerv
|
kopoltyúk
|
légzsákok
|
tracheák
|
páros tüdők
|
|
|
Közönséges hidra
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Földigiliszta
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Folyami rák
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Keresztes pók
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cserebogár
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Éti csiga
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Folyami sügér
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fürge gyík
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kék bálna
|
|
|
|
|
|
|
|
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése