Tieto zvieratá sú schopní sa dýchať pod vodou cez žiabre, špecializované orgány nájdené v rybách. Existujú plazy - ako sú korytnačky - a cicavce - ako sú veľryby alebo delfíny - ktoré trávia väčšinu času pod vodou, aj keď musia vystúpiť na povrch, aby zo vzduchu mohli čerpať kyslík.
Tieto druhy vyvinuli mechanizmy adaptácie na životné prostredie počas celej svojej existencie. Preto je dôležité vysvetliť, ako tieto živé bytosti fungujú v prostredí, v ktorom žijú.
V závislosti od typu zvieraťa budeme analyzovať, ako je dýchanie mnohých z týchto druhov, ktoré dokážu prežiť za osobitných podmienok.
Dýchanie rýb
V rámci Správy pre deti a rodiny Ministerstva zdravotníctva a sociálnych služieb Spojených štátov amerických je proces dýchania rýb a obojživelníkov definovaný takto:
„Ryby môžu žiť v určitej forme vody. Napríklad ryba, ktorá žije v slanej vode v oceáne, by nemohla žiť v sladkej vode jazera. Rovnako ako iné živé veci, ryby dýchajú kyslík. Namiesto toho, aby získavali kyslík zo vzduchu okolo nich, absorbujú kyslík z vody okolo nich pomocou svojich žiabrov.
Žiabre sú dýchacie orgány vodných živočíchov tvorené plachtami, ktoré chránia ich telo a niektoré vnútorné orgány.
Umožňujú odoberať kyslík z vody, ktorá vstupuje cez ústa, a krvné cievy v žiabroch prenášajú kyslík do krvi. Obojživelníci vykonávajú metamorfózový proces, ktorý tiež dýchajú pľúcami.
Teraz existujú rozdiely medzi formami dýchania cez pľúca a žiabre. Napríklad veľryby a delfíny majú pľúca ako ľudia, ale stúpajú na povrch, aby dýchali, pretože dýchajú cez nosné dierky umiestnené na hornej časti ich hláv.
V prípade rýb majú žiabre a dýchanie nastáva, keď sa ryba otvorí a zavrie ústa; pri otváraní úst vstúpi voda, zatiaľ čo pri zatváraní tlačí vodu smerom k žiabrám.
Vodné cicavce musia uskutočňovať tento proces neustáleho odberu kyslíka z povrchu, aby mohli žiť v prostredí, ktoré ich obklopuje. Ryby berú z vody - čerstvú alebo soľ - kyslík, ktorý žiabre berú a tieto ich prenášajú do zvyšku tela.
Pokiaľ ide o funkciu vnútorných žiabier rýb, proces prebieha takto: keď ryby dýchajú, v pravidelných intervaloch pohryznú vodu. To sa posúva po stranách hrdla a núti vodu cez žiabre otvory, takže prechádza cez žiabre na vonkajšej strane.
Týmto spôsobom môžu ryby dýchať nepretržite a pravidelne používať vonkajšie a vnútorné žiabre.
Dýchanie vodného hmyzu
Niektorý hmyz trávi prvé štádiá svojho vývoja vo vode. Existujú druhy, ktoré žijú vo vzduchu.
Príkladmi tohto druhu zvierat sú vážky, víly a iné druhy, ktoré sa rodia ako vodné larvy.
Tak ako všetky zvieratá, aj tento hmyz musí previesť kyslík na oxid uhličitý, aby prežil. Dýchací proces v tomto prípade nastáva cez diery, ktoré sa nachádzajú na stranách ich tela, nazývané špirály.
Špirály sú otvory v sérii rúrok v tele hmyzu, ktoré prenášajú kyslík do najdôležitejších orgánov. U vodného hmyzu došlo v tomto systéme k adaptácii, aby bolo možné stráviť časť svojho života pod vodou.
O ponorení vodných cicavcov
Fascinujúcim bodom, pokiaľ ide o dýchanie vodných cicavcov, je spôsob, akým sa morské stavovce prispôsobujú tlaku na svoje telá, keď sú ponorené, čo je veľmi v rozpore so situáciou bezstavovcov vo vode.
Aj keď tieto zvieratá nedýchajú pod vodou, sú schopné dlhodobo zadržiavať dych, čo je predmetom vedcov a výskumníkov.
Je zrejmé, že pľúca a iné orgány zapojené do dýchania, ako aj iné vnímavé orgány, sú postihnuté ponorením do veľkých hĺbok, ktoré sú pod takým tlakom „rozdrvené“.
Schopnosť prispôsobiť sa týmto podmienkam však zabraňuje kolapsu pľúc a poškodeniu iných orgánov, najmä vďaka hrudnej dutine. Stredné ucho týchto morských druhov má špecializovanú fyziológiu, ktorá ich chráni a dáva im možnosť zostať dlho pod vodou.
Hrudné steny morských cicavcov sú schopné podporovať úplné zlyhanie pľúc.
Na druhej strane, špecializované štruktúry v pľúcach umožňujú, aby sa alveoly (malé vaky, ktoré sú súčasťou respiračného systému a kde dochádza k výmene plynov medzi vdychovaným vzduchom a krvou), najprv zhroutili a potom terminálne dýchacie cesty.
Tieto štruktúry môžu tiež pomôcť pri opätovnom nafúknutí pľúc po ponorení pomocou chemikálií nazývaných povrchovo aktívne látky.
Pokiaľ ide o stredné ucho, majú tieto cicavce duté dutiny špecializované na tento orgán, o ktorých sa predpokladá, že počas ponorenia zostanú ponorené v krvi, čím zaplnia vzduchový priestor.
Je prekvapujúce, ako rôzne druhy sú schopné fungovať vo svojom vlastnom prostredí, najmä s ohľadom na proces dýchania - vdýchnutie kyslíka a výdych oxidu uhličitého - v prostredí odlišnom od vzduchu a vody.
Pľúca a žiabre sú zložité štruktúry prispôsobené extrémne odlišným podmienkam, ktoré však nakoniec dosahujú rovnaký cieľ: poskytnúť telu kyslík potrebný na jeho prežitie.
Referencie
- Zvieratá I. Kožušiny, plutvy, perie a ďalšie. Príručka pre učiteľov. Získané z eclkc.ohs.acf.hhs.gov.
- Harvey. S. (2007). Bailey Gartzet Elementary: Dýchanie pod vodou. Obnovené z: gatzertes.seattleschools.org.
- Kreitinger, L. (2013). Corell University Blog Service: Život pod vodou. Obnovené z blogs.cornell.edu.
- Natívne ekosystémy. Získané z gw.govt.nz.
- Costa, P (2007). Palentologické múzeum University of California. Fyziológia potápania morských stavovcov. Obnovené z ucmp.berkeley.edu.