ЖАБРЫ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, ВИДЫ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2026

В жабрах или жабры органы дыхания водных животных, они имеют функцию проведения обмена кислорода между индивидом и окружающей средой. Они появляются от очень простых форм у беспозвоночных до сложных структур, возникших у позвоночных, состоящих из тысяч специализированных пластинок, расположенных внутри жаберной полости, вентилируемой непрерывным потоком воды.

Клеткам требуется энергия для функционирования, эта энергия получается в результате расщепления сахаров и других веществ в процессе метаболизма, который называется клеточным дыханием. У большинства видов кислород в воздухе используется для получения энергии, а углекислый газ выбрасывается как отходы.

Жаберные дуги европейской щуки (Esox lucius). Автор: Уве Гилле, из Wikimedia Commons. Способ, которым организмы осуществляют обмен газов с окружающей средой, зависит как от формы тела, так и от среды, в которой они обитают.

В водной среде меньше кислорода, чем в земной среде, а диффузия кислорода происходит медленнее, чем в воздухе. Количество растворенного кислорода в воде уменьшается с увеличением температуры и уменьшением силы тока.

Менее развитым видам не требуются специальные дыхательные структуры для выполнения своих основных функций. Однако в больших из них жизненно важно иметь более сложные системы обмена, чтобы они могли адекватно покрывать свои метаболические потребности.

Жабры встречаются у беспозвоночных и позвоночных, они могут быть нитевидными, ламинарными или древовидными, наделены многочисленными капиллярными сосудами, и мы также наблюдаем их внутри или снаружи.

В прибрежной зоне обитают животные, такие как моллюски и крабы, которые способны активно дышать своими жабрами в воде и в воздухе, пока они остаются влажными. В отличие от других водных организмов, которые задыхаются, покидая воду, несмотря на обилие доступного кислорода.

Общие характеристики

Количество кислорода в воздухе составляет примерно 21%, тогда как в воде он растворен только на 1%. Этот вариант заставил водные организмы создать такие структуры, как жабры, предназначенные исключительно для извлечения кислорода.

Жабры могут быть настолько эффективными, что достигают 80% степени извлечения кислорода, что в три раза выше, чем у легких человека из воздуха.

Разнообразие водных организмов

Эти органы дыхания развиты у огромного множества водных организмов, мы можем найти различные типы жабр у моллюсков, червей, ракообразных, иглокожих, рыб и даже у рептилий на определенных этапах их жизненного цикла.

Разнообразие форм

Как следствие, они сильно различаются по форме, размеру, местоположению и происхождению, что приводит к специфической адаптации у каждого вида.

Для более развитых водных животных увеличение размера и подвижности обусловило более высокую потребность в кислороде. Одним из решений этой проблемы было увеличение площади жабр.

У рыб, например, много складок, которые отделены друг от друга водой. Это дает им большую поверхность газообмена, что позволяет им достичь максимальной эффективности.

Чувствительные органы

Жабры - очень чувствительные органы, подверженные физическим травмам и заболеваниям, вызываемым паразитами, бактериями и грибами. По этой причине менее развитые жабры обычно считаются внешними.

Раны

У костистых рыб жабры при воздействии высоких концентраций химических загрязнителей, таких как тяжелые металлы, взвешенные твердые частицы и другие токсичные вещества, претерпевают морфологические повреждения или травмы, называемые отеками.

Они вызывают некроз жаберной ткани, а в тяжелых случаях могут даже привести к гибели организма из-за нарушения дыхания.

Из-за этой характеристики жабры рыб часто используются учеными в качестве важных биомаркеров загрязнения водной среды.

Характеристики

Основная функция жабр как для беспозвоночных, так и для позвоночных организмов - осуществлять процесс газообмена человека с водной средой.

Поскольку доступность кислорода в воде ниже, водные животные должны усерднее работать, чтобы захватить определенный объем кислорода, что представляет интересную ситуацию, поскольку это означает, что большая часть полученного кислорода будет использоваться для поиска новых кислород.

Человек использует от 1 до 2% своего метаболизма в состоянии покоя для вентиляции легких, тогда как рыбе в состоянии покоя требуется примерно 10-20% для вентиляции жабр.

У некоторых видов жабры также могут развивать вторичные функции, например, у некоторых моллюсков они были модифицированы, чтобы способствовать захвату пищи, поскольку они являются органами, которые непрерывно фильтруют воду.

У различных ракообразных и рыб они также осуществляют осмотическое регулирование концентрации веществ, доступных в окружающей среде, по отношению к телу, обнаруживая случаи, в которых они ответственны за выделение токсичных элементов.

У каждого типа водных организмов жабры выполняют определенную функцию, которая зависит от степени развития и сложности дыхательной системы.

Как они работают?

В общем, жабры функционируют как фильтры, которые задерживают кислород O _2, содержащийся в воде, необходимый для выполнения его жизненно важных функций, и выводят отработанный углекислый газ CO ₂ , присутствующий в организме.

Для достижения этой фильтрации требуется постоянный поток воды, который может создаваться движениями наружных жабр у червей, движениями особи, которые выполняются акулами, или качанием жабр у костистых рыб.

Газообмен происходит за счет контактной диффузии между водой и жидкостью крови, содержащейся в жабрах.

Самая эффективная система - это противоточная система, при которой кровь, протекающая через жаберные капилляры, контактирует с богатой кислородом водой. Создается градиент концентрации, который позволяет кислороду проникать через жаберные пластинки и диффундировать в кровоток, в то время как углекислый газ диффундирует наружу.

Если бы потоки воды и крови были в одном направлении, одинаковые скорости поглощения кислорода не были бы достигнуты, потому что концентрации этого газа быстро уравнялись бы вдоль жаберных мембран.

Типы (внешний и внутренний)

Жабры могут появляться как во внешней, так и во внутренней части организма. Эта дифференциация в основном является следствием степени эволюции, типа среды обитания, в которой она развивается, и конкретных характеристик каждого вида.

Наружные жабры

Наружные жабры наблюдаются в основном у малоэволюционирующих видов беспозвоночных и временно на первых стадиях развития рептилий, так как они теряют их после метаморфоза.

Мексиканский аксолотль (Ambystoma mexicanum). Автор Александр Баранов из Монпелье, Франция (.), Via Wikimedia Commons У этих типов жабр есть определенные недостатки, во-первых, потому, что они являются тонкими придатками, они склонны к ссадинам и привлекают хищников. У организмов, у которых есть движение, они затрудняют их передвижение.

Находясь в прямом контакте с внешней средой, они обычно очень восприимчивы и могут легко пострадать от неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как плохое качество воды или присутствие токсичных веществ.

Если жабры повреждены, весьма вероятно, что возникнут бактериальные, паразитарные или грибковые инфекции, которые в зависимости от степени тяжести могут привести к смерти.

Внутренние жабры

Внутренние жабры, поскольку они более эффективны, чем внешние, встречаются у более крупных водных организмов, но они имеют разные уровни специализации в зависимости от того, насколько развит вид.

Как правило, они расположены в камерах, которые их защищают, но им нужны токи, которые позволяют им иметь постоянный контакт с внешней средой, чтобы обеспечить обмен газов.

У рыб также образовались известковые шляпки, называемые жабрами, которые выполняют функцию защиты жабр, выступая в качестве ворот, ограничивающих поток воды, а также перекачивая воду.

значение

Жабры необходимы для выживания водных организмов, потому что они играют незаменимую роль в росте клеток.

Помимо дыхания и неотъемлемой части системы кровообращения, они могут способствовать питанию определенных моллюсков, функционировать как система выделения токсичных веществ и быть регуляторами различных ионов в организмах, развившихся как рыба.

Научные исследования показывают, что люди с повреждением жаберной респираторной системы, имеют более медленное развитие и меньшие размеры, более подвержены инфекциям, а иногда и серьезным травмам, которые могут привести к смерти.

Жабры адаптировались к самым разнообразным средам обитания и условиям окружающей среды, что позволило установить жизнь в практически бескислородных экосистемах.

Уровень специализации жабр напрямую связан с фазой эволюции вида, и они, безусловно, являются наиболее эффективным способом получения кислорода в водных системах.

Ссылки

1. Арельяно, Дж. И К. Сараскете. (2005). Гистологический атлас сенегальской подошвы Solea senegalensis (Kaup, 1858). Андалузский институт морских наук, ассоциированный отдел качества окружающей среды и патологии. Мадрид, Испания. 185 стр.
2. Bioinnova. Газообмен у животных и газообмен у рыб. Инновационная группа по обучению биологическому разнообразию. Получено с: innovabiologia.com
3. Крус, С. и Родригес, Э. (2011). Амфибии и глобальные изменения. Севильский университет. Восстановлено с bioscripts.net
4. Фанжул М. и М. Хириарт. (2008). Функциональная биология животных I. Под ред. XXI века. 399 с.
5. Хансон П., М. Спрингер и А. Рамирес. (2010) Введение в группы водных макробеспозвоночных. Rev. Biol. Trop. Том 58 (4): 3-37.
6. Хилл, Р. (2007). Сравнительная физиология животных. От редакции Reverté. 905 с.
7. Люке, К. (1997). Жаберная гистология: дыхание, ионная регуляция и кислотно-щелочной баланс краба Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); со сравнительными примечаниями у Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Университет Буэнос-Айреса. 187 стр.
8. Роа, И., Р. Кастро и М. Рохас. (2011). Деформация жабр у лососевых: макроскопический, гистологический, ультраструктурный и элементный анализ. Int. J. Morphol. Том 29 (1): 45-51.
9. Э. Рупперт и Р. Барнс. (тысяча девятьсот девяносто шесть). Зоология беспозвоночных. McGraw - Hill Interamericana. 1114 с.
10. Торрес, Г., С. Гонсалес и Э. Пенья. (2010). Анатомическое, гистологическое и ультраструктурное описание жабр и печени тилапии (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Том 28 (3): 703-712.