§ 35. Газообмін

• 1. Навіщо потрібен газообмін? Ви вже знаєте, що більшість тварин належить до аеробів (рис. 31.2, с. 124). Для їхньої життєдіяльності потрібен кисень. Він використовується при вивільненні енергії органічних речовин, які розкладаються до неорганічних, зокрема до вуглекислого газу. Отже, більшості тварин треба транспортувати кисень із середовища до клітин тіла, а вуглекислий газ — від клітин тіла назовні.

• 2. Чим газообмін відрізняється від дихання? На перший погляд, ці два поняття є подібними, однак потрібно навчитися їх розрізняти. Газообмін — це обмін тіла тварини киснем і вуглекислим газом із навколишнім середовищем. Дихання — це біохімічний процес, що відбувається в клітинах, точніше, у мітохондріях (органелах клітин; рис. 3.3, с.14). Дихання — це перетворення складних органічних молекул під дією кисню на воду й вуглекислий газ із виділенням значної кількості енергії. Ця енергія накопичується в спеціальних молекулах.

На жаль, уявлення про газообмін і дихання значною мірою переплутані. Наприклад, систему, функцією якої є газообмін, називають дихальною. У побуті диханням називають і газообмін, і переміщення повітря повітроносними шляхами дихальної системи, і навіть рухи тварин, що забезпечують газообмін. Але ми вживатимемо ці слова саме у вказаних вище значеннях.

• 3. Газообмін водних тварин. У невеликих за розміром тварин, як-от планарія чи гідра з уявного ставка, газообмін здійснюється через покриви. Якщо тварина дрібна, то таке переміщення газів може повністю забезпечити всі її потреби: кисень надходитиме до тіла, а вуглекислий газ — виходитиме назовні.

Чому під час газообміну гази переходять туди, куди потрібно організму?

Через проникну для них перепону гази переходять звідти, де їх більше, туди, де їх менше (рис. 35.1).

Для великих тварин газообміну через поверхню тіла замало, і в них з’являється спеціальна система газообміну. У водяних тварин — це зябра (рис. 35.2, с. 140) — розростання покривів, у яких добре розвинена транспортна система. Газообмін відбувається між навколишнім середовищем і транспортною речовиною (наприклад, кров’ю). Зябра є і в деяких дорослих амфібій, що повторно повернулися до життя у воді.

Рис. 35.1. Схема газообміну в легенях ссавців. Зверніть увагу: гази переходять туди, де їх відносно менше.

Рис. 35.2. Зябра черепашої п’явки (а); хвостатої амфібії протея (б); голозябрового молюска (в): пуголовка (г) та риби (ґ)

• 4. Газообмін наземних тварин. Чи існують наземні тварини, що дихають зябрами? Так, але їхнє життя обмежене вологим середовищем. Мокриці (див. табл. 11.1, с. 46) мешкають у вологих схованках, а пальмовий крадій (тропічний рак-самітник), що дихає зябрами на суходолі, активний переважно вночі.

У більшості наземних тварин виникають спеціалізовані органи газообміну з повітрям. У них газообмін також відбувається через вологу поверхню. Саме тому пі органи мають вигляд камер чи ходів, де підтримується висока вологість. До них належать легені та трахеї.

Легені можуть мати різне походження в різних груп (рис. 35.3, 35.4). Вони зазвичай мають вигляд однієї чи декількох комірок, до яких ведуть отвори або досить складно побудовані повітроносні шляхи. У черевоногих молюсків легеня має вигляд мішечка, що відкривається назовні отвором у верхній частині тіла біля устя черепашки (рис. 35.3). У павукоподібних у середині легені часто є книжкоподібні вирости, що збільшують поверхню газообміну (рис. 35.4).

Парні легені хребетних утворюються як випинання передньої частини стравоходу. Вони з’явилися ще в риб як орган газообміну з повітрям із води та стали в пригоді під час заселення суходолу. В амфібій, для яких велике значення має газообмін через шкіру, легені прості за своєю будовою (рис. 35.5).

Рис. 35.3. У цього слимака добре видно отвір легені

Рис. 35.4. Легені павука нагадують книжку з багатьма сторінками

Рис. 35.5. Ускладнення будови легень у ряді від амфібій до ссавців

У повністю наземних хребетних дихальна система ускладнюється. Виникають складні повітроносні шляхи, у яких повітря охолоджується або нагрівається та зволожується. Ускладнюється й внутрішня будова легенів. У легенях рептилій з’являються перегородки, що збільшують поверхню газообміну. У легенях ссавців утворюється безліч комірок — альвеол.

Ефективність газообміну в легенях птахів підвищилася інакше, ніж у ссавців. Завдяки наявності системи повітряних міхурів птахи забезпечують безперервний потік свіжого повітря через легені (рис. 35.6).

Особливими є органи газообміну комах — трахеї. Вони мають вигляд трубочок, що розгалужуються в тілі. Трахеями кисень надходить до всіх органів і тканин. Трахеї відкриваються парними отворами на сегментах тіла комахи (рис. 35.7).

Рис. 35.6. Система газообміну птахів

Рис. 35.7. Схема будови трахей у комах

Дихальна система з’являється для газообміну у великих тварин. У дрібних тварин газообмін здійснюється крізь покриви. У водних організмів дихальна система — це зябра різної будови та походження. У наземних тварин виникають легені або трахеї.

Газообмін; дихання; зябра; легені; альвеоли; трахеї.

• 1. Як ви вважаєте, чому легеня молюсків має більш просту будову, ніж у павуків?
• 2. Поясніть, чому з виходом на суходіл у хребетних тварин зябра перетворилися на легені.
• 3. Чому в амфібій немає повітроносних шляхів, а в рептилій, птахів і ссавців вони добре розвинені?
• 4*. Розгляньте схему подвійного дихання птахів (рис. 35.6, 35.8). Спробуйте пояснити, чому в легенях птахів постійно є насичене киснем повітря.

• 5. Подвійне дихання птахів. Найдосконалішу систему газообміну мають птахи (рис. 35.6, 35.8). Їхні легені відносно невеликі й не розтягуються. Зате вони пов’язані бронхами із системою повітряних міхурів (три передніх і чотири задніх), що здатні змінювати свій об’єм. Під час вдиху міхури наповнюються, причому в передні міхури повітря проходить через легені, а в задні — надходить напряму. Під час видиху свіже повітря із задніх міхурів проходить через легені, а з передніх — виходить назовні. Тобто як на вдиху, так і на видиху через легені проходить потік свіжого повітря. Ефективність обміну газів у легенях птахів є вищою, ніж у будь-якої іншої групи тварин.

• 6. Зміна способу газообміну протягом життя. Ви вже знаєте, що в пуголовків газообмін забезпечують зябра, а в дорослих безхвостих амфібій — легені. Це не єдиний приклад. Личинки бабок, одноденок і деяких інших комах, що розвиваються у воді, мають трахейні зябра. Це тонкі листоподібні вирости тіла, куди заходять трахеї, які не відкриваються отвором назовні (рис. 35.9). Газообмін відбувається крізь їх стінку.

Зміна органа газообміну може відбуватися і в дорослих особин. Наприклад, болотні черепахи (див. табл. 24.1, с. 95) за нормальних умов дихають легенями. Під час зимівлі у воді газообмін у них відбувається через слизові оболонки ротової порожнини й клоаки.

Рис. 35.8. Схема подвійного дихання птахів

Рис. 35.9. Вирости на кінці черевця личинки бабки — трахейні зябра

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Біологія 7 клас Остапченко Шабанов, Кравченко", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)