Plik skrzela lub skrzela są narządami oddechowymi zwierząt wodnych, pełnią funkcję wymiany tlenu między osobnikiem a środowiskiem. Przejawiają się one od bardzo prostych form u bezkręgowców do złożonych struktur wyewoluowanych u kręgowców, składających się z tysięcy wyspecjalizowanych blaszek znajdujących się w jamie skrzelowej wentylowanej ciągłym przepływem wody..
Komórki do funkcjonowania potrzebują energii, która jest pozyskiwana z rozkładu cukrów i innych substancji w procesie metabolicznym zwanym oddychaniem komórkowym. U większości gatunków tlen zawarty w powietrzu jest wykorzystywany do wytwarzania energii, a dwutlenek węgla jest wydalany jako odpad..
Środowiska wodne mają mniej tlenu niż środowiska lądowe, a dyfuzja tlenu jest wolniejsza niż w powietrzu. Ilość rozpuszczonego tlenu w wodzie spada wraz ze wzrostem temperatury i spadkiem prądu..
Mniej rozwinięte gatunki nie potrzebują wyspecjalizowanych struktur oddechowych, aby spełniać swoje podstawowe funkcje. Jednak w większych konieczne jest posiadanie bardziej złożonych systemów wymiany, aby mogły odpowiednio zaspokoić ich potrzeby metaboliczne..
Skrzela występują u bezkręgowców i kręgowców, mogą być nitkowate, laminarne lub drzewiaste, wyposażone w liczne naczynia włosowate, a także obserwujemy je wewnętrznie lub zewnętrznie..
Istnieją zwierzęta, które żyją w strefie przybrzeżnej, takie jak mięczaki i kraby, które są zdolne do aktywnego oddychania skrzelami w wodzie i powietrzu, o ile są wilgotne. W przeciwieństwie do innych organizmów wodnych, które wychodząc z wody duszą się pomimo obfitości dostępnego tlenu.
Indeks artykułów
Zawartość tlenu w powietrzu wynosi około 21%, podczas gdy w wodzie jest rozpuszczony tylko 1%. Ta odmiana zmusiła organizmy wodne do tworzenia struktur, takich jak skrzela, przeznaczonych wyłącznie do ekstrakcji tlenu..
Skrzela mogą być tak wydajne, że osiągają wskaźniki ekstrakcji tlenu na poziomie 80%, trzykrotnie wyższe niż to, które ma miejsce w ludzkich płucach z powietrza.
Te narządy oddechowe rozwinęły się w ogromnej różnorodności organizmów wodnych, możemy znaleźć różne rodzaje skrzeli u mięczaków, robaków, skorupiaków, szkarłupni, ryb, a nawet u gadów w określonych fazach ich cyklu życiowego.
W konsekwencji różnią się znacznie kształtem, rozmiarem, położeniem i pochodzeniem, co skutkuje specyficznymi adaptacjami u każdego gatunku..
W przypadku bardziej rozwiniętych zwierząt wodnych wzrost wielkości i mobilności determinował większe zapotrzebowanie na tlen. Jednym z rozwiązań tego problemu było zwiększenie powierzchni skrzeli..
Na przykład ryby mają dużą liczbę fałd, które są oddzielone od siebie wodą. Daje im to dużą powierzchnię wymiany gazowej, co pozwala im osiągnąć maksymalną wydajność..
Skrzela są narządami bardzo wrażliwymi, podatnymi na urazy fizyczne i choroby wywoływane przez pasożyty, bakterie i grzyby. Z tego powodu mniej rozwinięte skrzela są ogólnie uważane za zewnętrzne..
U ryb kostnych skrzela w obliczu wysokich stężeń zanieczyszczeń chemicznych, takich jak metale ciężkie, zawiesiny stałe i inne substancje toksyczne, ulegają uszkodzeniom morfologicznym lub urazom zwanym obrzękiem.
Powodują one martwicę tkanki skrzelowej, aw ciężkich przypadkach mogą nawet spowodować śmierć organizmu w wyniku zmiany oddychania..
Ze względu na tę cechę skrzela rybne są często wykorzystywane przez naukowców jako ważne biomarkery skażenia środowisk wodnych..
Główną funkcją skrzeli, zarówno dla organizmów bezkręgowych, jak i kręgowców, jest przeprowadzenie procesu wymiany gazowej osobnika ze środowiskiem wodnym.
Ponieważ dostępność tlenu w wodzie jest niższa, zwierzęta wodne muszą ciężej pracować, aby wychwycić określoną objętość tlenu, co stanowi interesującą sytuację, ponieważ oznacza, że duża część uzyskanego tlenu zostanie wykorzystana do poszukiwania nowego tlenu.
Człowiek zużywa od 1 do 2% swojego metabolizmu w stanie spoczynku, aby uzyskać wentylację płuc, podczas gdy ryby w spoczynku wymagają około 10 do 20% swojego metabolizmu, aby zapewnić wentylację skrzeli..
Skrzela mogą również pełnić funkcje drugorzędne u niektórych gatunków, na przykład u niektórych mięczaków zostały one zmodyfikowane, aby przyczyniać się do wychwytywania pożywienia, ponieważ są organami, które nieustannie filtrują wodę.
W różnych skorupiakach i rybach przeprowadzają również osmotyczną regulację stężenia substancji dostępnych w środowisku w stosunku do organizmu, znajdując przypadki, w jakim stopniu są one odpowiedzialne za wydalanie toksycznych pierwiastków.
W każdym organizmie wodnym skrzela pełnią określoną funkcję, która zależy od stopnia ewolucji i złożoności układu oddechowego..
Ogólnie rzecz biorąc, skrzela działają jak filtry zatrzymujące tlen O.dwa znajdujący się w wodzie, niezbędny do wypełniania jej funkcji życiowych i wydalający dwutlenek węgla COdwa odpady obecne w organizmie.
Aby osiągnąć tę filtrację, wymagany jest stały przepływ wody, który może być spowodowany ruchami zewnętrznych skrzeli u robaków, ruchami osobnika wykonywanymi przez rekiny lub pompowaniem fok w kościstych rybach..
Wymiana gazowa zachodzi poprzez dyfuzję kontaktową między wodą a płynem krwi zawartym w skrzelach.
Najbardziej efektywny system nazywany jest przepływem przeciwprądowym, w którym krew przepływająca przez naczynia włosowate skrzelowe wchodzi w kontakt z wodą bogatą w tlen. Wytwarzany jest gradient stężenia, który umożliwia tlenowi przedostanie się przez płytki skrzelowe i dyfuzję do krwiobiegu w tym samym czasie, gdy dwutlenek węgla dyfunduje na zewnątrz.
Gdyby przepływ wody i krwi odbywał się w tym samym kierunku, nie byłyby osiągane takie same szybkości poboru tlenu, ponieważ stężenia tego gazu szybko wyrównałyby się wzdłuż membran rozgałęzionych.
Skrzela mogą pojawić się w zewnętrznej lub wewnętrznej części organizmu. To zróżnicowanie jest głównie konsekwencją stopnia ewolucji, rodzaju siedliska, w którym się rozwija, oraz szczególnych cech każdego gatunku..
Skrzela zewnętrzne obserwuje się głównie u mało wyewoluowanych gatunków bezkręgowców oraz przejściowo w pierwszych stadiach rozwoju gadów, gdyż tracą je po przejściu metamorfozy.
Będąc w bezpośrednim kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym, są zwykle bardzo wrażliwe i łatwo mogą na nie wpływać niekorzystne czynniki środowiskowe, takie jak zła jakość wody lub obecność substancji toksycznych..
Jeśli skrzela są uszkodzone, jest bardzo prawdopodobne, że wystąpią infekcje bakteryjne, pasożytnicze lub grzybicze, które w zależności od ciężkości mogą prowadzić do śmierci.
Skrzela wewnętrzne, ponieważ są bardziej wydajne niż zewnętrzne, występują w większych organizmach wodnych, ale mają różne poziomy specjalizacji w zależności od tego, jak wyewoluował gatunek..
Są one na ogół zlokalizowane w komorach, które je chronią, ale potrzebują prądów, które pozwalają im na stały kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, aby dostosować się do wymiany gazów..
Ryba wykształciła również wapienne czapki zwane skrzelami, które służą jako ochrona skrzeli, pełniąc rolę wrót ograniczających przepływ wody, a także pompujących wodę..
Skrzela są niezbędne do przetrwania organizmów wodnych, ponieważ odgrywają niezastąpioną rolę we wzroście komórek.
Oprócz oddychania i będąc istotną częścią układu krążenia, mogą przyczyniać się do odżywiania niektórych mięczaków, funkcjonować jako układy wydalnicze substancji toksycznych i być regulatorami różnych jonów w organizmach tak ewoluujących jak ryby..
Badania naukowe pokazują, że osoby, które doznały uszkodzenia skrzelowego układu oddechowego, mają wolniejszy rozwój i są mniejsze, są bardziej podatne na infekcje, a czasem poważne obrażenia, może to prowadzić do śmierci.
Skrzela przystosowały się do najbardziej zróżnicowanych siedlisk i warunków środowiskowych, umożliwiając życie w praktycznie beztlenowych ekosystemach.
Stopień specjalizacji skrzeli jest bezpośrednio związany z fazą ewolucji gatunku i są one zdecydowanie najskuteczniejszym sposobem pozyskiwania tlenu w systemach wodnych..
Jeszcze bez komentarzy