ЗЯБРА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ, ВИДИ ТА ЗНАЧЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2024

В зябрах або зябра органи дихання водних тварин, вони мають функцію проведення обміну кисню між індивідом і навколишнім середовищем. Вони з'являються від дуже простих форм у безхребетних, до складних структур, що складаються у хребетних, що складаються з тисяч спеціалізованих ламелей, розташованих всередині зябрової порожнини, вентильованої безперервним потоком води.

Клітини вимагають енергії, щоб функціонувати, ця енергія отримується при розпаді цукрів та інших речовин у метаболічному процесі, який називається клітинним диханням. У більшості видів кисень у повітрі використовується для енергії, а вуглекислий газ виводиться як відходи.

Бранчіальні дуги щуки європейської (Esox lucius). Користувач: Уве Гіл, Вікімедія. На спосіб, яким організми здійснюють обмін газами з навколишнім середовищем, впливає як форма тіла, так і навколишнє середовище, де вони живуть.

Водні середовища мають менше кисню, ніж земні, і дифузія кисню відбувається повільніше, ніж у повітрі. Кількість розчиненого кисню у воді зменшується зі збільшенням температури та зменшенням струму.

Менш еволюціонуючі види не потребують спеціалізованих органів дихання для виконання своїх основних функцій. Однак у більших системах важливо мати більш складні системи обміну, щоб вони могли адекватно покривати свої метаболічні потреби.

Зябра зустрічаються у безхребетних і хребетних, вони можуть бути ниткоподібними, ламінарними або дендропарцевими, наділені численними капілярними судинами, ми також спостерігаємо їх всередині або зовні.

Є тварини, які мешкають у прибережній зоні, такі як молюски та краби, які здатні активно дихати своїми зябрами у воді та повітрі, доки вони утримуються вологими. На відміну від інших водних організмів, які задихаються при виході з води, незважаючи на велику кількість доступного кисню.

Загальна характеристика

Кількість кисню, присутнього в повітрі, становить приблизно 21%, тоді як у воді він розчинений лише 1%. Ця варіація змусила водні організми створювати структури, такі як зябра, призначені виключно для видобутку кисню.

Зябра можуть бути настільки ефективними, що вони досягають швидкості вилучення кисню в 80%, втричі вищої, ніж у легенів людини з повітря.

Різноманітність водних організмів

Ці органи дихання, розвинені у величезній кількості різноманітних водних організмів, ми можемо знайти різні види зябер у молюсків, червів, ракоподібних, голкошкірих, риб і навіть у плазунів у певні фази їх життєвого циклу.

Різноманітність форм

Як наслідок, вони сильно різняться за формою, розміром, місцем розташування та походженням, що призводить до конкретних пристосувань у кожного виду.

Для більш розвинених водних тварин збільшення розміру та рухливості визначало більш високу потребу в кисні. Одним із рішень цієї проблеми було збільшення площі зябер.

Наприклад, риби мають велику кількість складок, які тримаються відокремленими один від одного водою. Це дає їм велику газообмінну поверхню, що дозволяє досягти максимальної ефективності.

Чутливі органи

Зябра є дуже чутливими органами, схильними до фізичних травм і захворювань, викликаних паразитами, бактеріями та грибками. З цієї причини менш розвинені зябра зазвичай вважаються зовнішніми.

Травми

У кісткової риби зябра, що стикаються з високими концентраціями хімічних забруднюючих речовин, таких як важкі метали, зважені тверді речовини та інші токсичні речовини, зазнають морфологічних пошкоджень або травм, званих набряками.

Вони викликають некроз зябрової тканини, а у важких випадках навіть можуть спричинити загибель організму через зміну дихання.

Завдяки цій характеристиці рибні зябра часто використовуються вченими як важливі біомаркети забруднення у водному середовищі.

Особливості

Основна функція зябер, як для безхребетних, так і для хребетних організмів, - це здійснювати процес газообміну особини з водним середовищем.

Оскільки у воді доступність кисню нижча, водні тварини повинні працювати більше, щоб захопити певний об'єм кисню, що представляє цікаву ситуацію, оскільки це означає, що значна частина одержаного кисню буде використана для пошуку нового кисень.

Людина використовує від 1 до 2% свого метаболізму в спокої для провітрювання легенів, тоді як рибі в спокої потрібно провітрювати зябра.

Зябра можуть також розвивати вторинні функції у певних видів, наприклад, у деяких молюсків вони були модифіковані, щоб сприяти захопленню їжі, оскільки вони є органами, які постійно фільтрують воду.

У різних ракоподібних та риб вони також здійснюють осмотичну регуляцію концентрації речовин, наявних у навколишньому середовищі по відношенню до організму, виявляючи випадки, в якій мірі вони відповідають за виведення токсичних елементів.

У кожному типі водного організму зябра мають певну функцію, яка залежить від ступеня еволюції та складності дихальної системи.

Як вони працюють?

Взагалі, зябра функціонують як фільтри, які захоплюють кисень O _{2, який} знаходиться у воді, необхідний для виконання його життєдіяльності та викидає відхід вуглекислого газу CO _2, який присутній в організмі.

Для досягнення цієї фільтрації необхідний постійний потік води, який може бути вироблений рухами зовнішніх зябер у черв'яків, рухами особини, здійсненими акулами, або накачуванням тюленів у кісткових риб.

Обмін газами відбувається за рахунок контактної дифузії між водою та кров’ю, що міститься в зябрах.

Найефективнішою системою називається протиточний потік, коли кров, що протікає через гіллясті капіляри, контактує з водою, багатою киснем. Створюється градієнт концентрації, який дозволяє кисню потрапляти через зяброві пластини і дифундувати в кров, одночасно, коли вуглекислий газ дифундується зовні.

Якби потік води та крові йшов у одному напрямку, однакові показники поглинання кисню не були б досягнуті, оскільки концентрація цього газу швидко вирівнялася б уздовж гіллястих мембран.

Типи (зовнішні та внутрішні)

Зябра можуть з’являтися у зовнішній або внутрішній частині організму. Ця диференціація в основному є наслідком ступеня еволюції, типу середовища існування, де він розвивається, та особливості кожного виду.

Зовнішні зябра

Зовнішні зябра спостерігаються в основному у мало розвинених видів безхребетних і тимчасово на перших стадіях розвитку плазунів, оскільки вони втрачають їх після метаморфозу.

Мексиканський аксолотль (Ambystoma mexicanum). Автор Олександра Баранова з Монпельє, Франція (.), Via Wikimedia Commons Ці види зябер мають певні недоліки, по-перше, тому що вони є ніжними придатками, вони схильні до потертостей і приваблюють хижаків. У організмах, які мають рух, вони перешкоджають їх руху.

Знаходячись у прямому контакті із зовнішнім середовищем, вони, як правило, дуже сприйнятливі і на них легко впливати несприятливі фактори навколишнього середовища, наприклад, погана якість води або наявність токсичних речовин.

Якщо зябра пошкоджені, велика ймовірність виникнення бактеріальних, паразитарних або грибкових інфекцій, що залежно від ступеня тяжкості може призвести до смерті.

Внутрішні зябра

Внутрішні зябра, оскільки вони ефективніші, ніж зовнішні, зустрічаються у великих водних організмів, але вони мають різний рівень спеціалізації залежно від того, наскільки розвинений вид.

Вони, як правило, розташовані в камерах, що захищають їх, але їм потрібні струми, які дозволяють їм постійно контактувати із зовнішнім середовищем, щоб забезпечити обмін газами.

Риба також розробила вапняні кришки, які називаються зябрами, які служать для захисту зябер, діють як ворота, що обмежують потік води, а також перекачують воду.

Важливість

Зябра важливі для виживання водних організмів, оскільки вони виконують незамінну роль для росту клітин.

Крім того, що дихають і є важливою частиною кровоносної системи, вони можуть сприяти живленню певних молюсків, функціонувати як видільна система токсичних речовин і бути регуляторами різних іонів в організмах, що розвиваються як риби.

Наукові дослідження показують, що особи, які зазнали пошкодження гіллячної дихальної системи, мають повільний розвиток і мають менші розміри, більш схильні до зараження, а іноді і серйозних травм, які можуть призвести до смерті.

Зябра досягли адаптації до найрізноманітніших місць існування та умов навколишнього середовища, що дозволяє налагодити життя в практично аноксичних екосистемах.

Рівень спеціалізації зябер безпосередньо пов'язаний з еволюційною фазою виду, і вони, безумовно, є найбільш ефективним способом отримання кисню у водних системах.

Список літератури

1. Ареллано, Ж. та К. Сараскете. (2005). Гістологічний атлас сенегальської підошви, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Андалузький інститут морських наук, асоційований підрозділ з якості та патології навколишнього середовища. Мадрид, Іспанія. 185 с.
2. Біоіннова. Газообмін у тварин та газообмін у рибі. Інноваційна група з викладання біологічного різноманіття. Відновлено з :novabiologia.com
3. Крус, С. та Родрігес, Е. (2011). Земноводні та глобальні зміни. Університет Севільї. Відновлено з bioscripts.net
4. Фанджул, М. та М. Хіріарт. (2008). Функціональна біологія тварин І. Редактори XXI століття. 399 с.
5. Гансон, П., М. Спрингер та А. Рамірес. (2010) Вступ до груп водних макрохребетних. Преподобний Біол. Троп. Т. 58 (4): 3-37.
6. Хілл, Р. (2007). Порівняльна фізіологія тварин. Редакційна реверте. 905 pp.
7. Luquet, C. (1997). Бранхіальна гістологія: дихання, іонна регуляція та кислотно-лужний баланс у краба Chasmagnathus granulata Dana, 1851 р. (Decapoda, Grapsidae); із порівняльними записками у Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Буенос-Айресський університет. 187 с.
8. Роа, І., Р. Кастро та М. Рохас. (2011 р.). Зяброва деформація в сальмонідах: макроскопічний, гістологічний, ультраструктурний та елементний аналіз. Інт. Дж. Морфол. Випуск 29 (1): 45–51.
9. Рупперт, Е. та Р. Барнс. (дев'ятнадцять дев'яносто шість). Зоологія безхребетних. McGraw - Hill Interamericana. 1114 pp.
10. Торрес, Г., С. Гонсалес та Е. Пенья. (2010). Анатомічний, гістологічний та ультраструктурний опис зябра та печінки тилапії (Oreochromis niloticus). Інт. Дж. Морфол. Том 28 (3): 703-712.