Amphibien haben zwei Arten von Atmungsorganen (ohne Haut): Kiemen und Lungen. Die Abschwächung der Kiemenatmung und das Auftreten der Lungenatmung werden bereits bei Dipnoi beobachtet; Änderungen in dieser Richtung sind bei Polypterus und Lepidosteus zu sehen. Bei Amphibien bleibt die Kiemenatmung vor allem bei Larven erhalten, dann bei jenen Urodelas, die ihr ganzes Leben im Wasser verbringen (Perennibranchiata in früheren Systemen). Kiemenschlitze werden von Amphibien von fischähnlichen Vorfahren geerbt. Kiemenbögen finden sich bei Stegocephaliern, bei Larven und bei einigen Erwachsenen (Branchiosauridae). Alle modernen Amphibien im Larvenzustand atmen mit Kiemen. Normalerweise haben sie 5 Eingeweidesäcke und der 6. ist unterentwickelt. Aber nicht alle öffnen sich nach außen: Es werden 4 oder noch weniger Kiemenschlitze gebildet. Manchmal gibt es viel weniger Schlitze als Bögen. Das Vorhandensein von Rissen und Bögen ist ein Beweis für die Herkunft von Amphibien aus Fischen. Interne Kiemen, homolog zu den Kiemen von Fischen, finden sich jedoch nur bei Anura-Larven in Form von kurzen Hautauswüchsen an den Bögen, die die Kiemenschlitze trennen. Ein weicher Kiemendeckel (Operculum), der seitlich aus dem Zungenbeinbogen wächst, bedeckt die Kiemenregion von außen. Die Kiemendeckel der rechten und linken Seite gehen von der Unterseite aus ineinander über und hinterlassen bei einigen Anuras paarige Öffnungen und bei den meisten Anuras eine unpaarige auf der linken Körperseite.
In den frühen Entwicklungsstadien haben die Larven von Anura und allen anderen Amphibien nur äußere Kiemen, die anscheinend homolog zu den äußeren Kiemen der Larven von Polypterini und Dipnoi sind. Bei Apoda und Anura existieren äußere Kiemen nur in der Larvenperiode, in den frühen Entwicklungsstadien, aber bei Urodela, die zum zweiten Mal ins Wasserleben zurückgekehrt ist, bleiben sie lebenslang bestehen. Daher ist der Name für diese Amphibien Dauerkieme (Perennibranchiata), obwohl dieser Name, wie gesagt wurde, Gruppen von Amphibien unterschiedlicher Herkunft umfasst. Die äußeren Kiemen werden wahrscheinlich von Amphibien von Lappenflossenfischen geerbt.
Leichte Amphibien sehen aus wie lange zylindrische Taschen mit dünnen Wänden (bei Urodela) oder kürzeren (bei Anura). Bei Beinlosen ist die rechte Lunge viel weiter entwickelt als die linke. Lungen tauchten bei den Vorfahren der Tetrapoden auf, lange bevor sie landeten. Wir sehen die gleichen Lungen in Lungenfischen. Sie traten offenbar als zusätzliches Atmungsorgan auf, bedingt durch unzureichend ausgebildete Kiemenatmung einerseits und möglicherweise ungünstige Atembedingungen in trockenen und verschmutzten Gewässern andererseits. Der hintere Teil der Kiemenhöhle entwickelte sich bei ihnen zu einem zusätzlichen Atmungsorgan. Dieses Organ, das wie ein zweilappiger Sack aussah, der sich an der Unterseite des Pharynx öffnete, war zunächst unvollkommen: Seine Wände mussten matschig sein, obwohl sie reichlich durchblutet waren, mit schlecht entwickelten oder fast unentwickelten Trennwänden. Wie alle Kiemenvorsprünge (Schlitze) hatte es glatte Eingeweidemuskeln und wurde zuerst vom Vagus innerviert.
Die Lungen der Amphibien haben sich dagegen kaum verändert: Bei aquatischen Urodela wirken die Lungen eher wie ein hydrostatischer Apparat und haben eine glatte Innenfläche; ihre Organisationshöhe ist sogar noch geringer als bei Dipnoi.Normalerweise ist bei Amphibien die innere Oberfläche der Lunge zellig, da ein Querbalkensystem in die Lungenhöhle hineinragt (Abb. 253). Es ist sehr interessant, dass je terrestrischer eine bestimmte Art ist, desto stärker sind die Querbalken in der Lunge entwickelt: Bei einer Kröte ist die Lunge zelliger als bei Fröschen. Bei der Gattung Ascaphus, die in Gebirgsbächen in sauerstoffreichem Wasser lebt, ist die Hautatmung hoch entwickelt, die Lungen dagegen klein und schlecht durchblutet. Eine Reihe von Amphibien aus der Unterordnung Salamandroidea (Salamandrina, Plethodon, Spelerpes, Batrachoseps etc.) verloren ihre Lunge vollständig, stattdessen entwickelte sich die Rachen- und Hautatmung stark. .


Im einfachsten Fall sind die Lungensäcke vorn miteinander verbunden und münden direkt in den Pharynx mit einem seitlich von Knorpelstreifen gestützten Längsschlitz. Diese Knorpelstreifen können mit Hilfe der daran befestigten Muskeln die Kehlkopffissur erweitern und verengen.
Diese Knorpel stammen vom letzten Kiemenbogen und kommen in ihrer einfachsten Form bei einigen Urodela vor. Von diesen Knorpeln können sich Knorpel, Ringknorpel genannt, ablösen. Sie können mit den Stellknorpeln (cartilagines arythenoidea) höherer Wirbeltiere verglichen werden. Einige Urodela und auch Apoda haben eine ziemlich lange Luftröhre, die von knorpeligen Ringen getragen wird. Bei Anura bildet die Schleimhaut im Kehlkopf die Stimmbänder. Der Kehlkopf hat komplexe Muskeln. Unten oder an den Mundwinkeln befinden sich Resonatoren, die sich beim Quaken aufblasen.
Der Atmungsmechanismus von Landamphibien wurzelt in Reflexen, die bei Fischen und aquatischen Amphibien beobachtet werden. Der Atmung von Fischen am nächsten kommt die Atmung von Anura-Larven, die innere Kiemen, eine Deckelfalte und eine durch ihre Fusion gebildete Kiemenhöhle haben, die sich mit einer Öffnung nach außen öffnet. Außerdem wird bei Amphibienlarven die Mundhöhle reichlich durchblutet. Indem die Larven Wasser in den Mund nehmen und durch Anheben der Kiefer durch die Nasenlöcher drücken, erhöhen die Larven den Gasaustausch in der Mundhöhle. Wenn die Larven heranwachsen, steigen sie an die Oberfläche, wo sie wie ein Ceratod Luft schlucken, und indem sie den Boden der Mund-Rachen-Höhle anheben, drücken sie Luft in die Lunge. Ein ähnlicher Vorgang wird bei aquatischen Urodela beobachtet. Beim Absenken des Grundes der Mund-Rachen-Höhle und bei dahinter geschlossenen Kiemenöffnungen wird Wasser durch den Mund oder die Nasenlöcher oder durch beide in die Mundhöhle gesaugt. Durch anschließendes Anheben des Mundbodens bei geschlossenen Nasenlöchern wird Wasser durch die Kiemenschlitze herausgedrückt. Dank dieser Bewegungen kommt die Schleimhaut von Mund und Rachen mit neuen Wassermassen in Kontakt und die Kiemen erhalten eine Bewegung, die das Atemmilieu erneuert.
Bei terrestrischen Amphibien besteht der Atemmechanismus darin, Luft zu schlucken, indem der muskulöse Boden des Mundes abgesenkt und aufgrund des Anhebens des Bodens in die Lunge gedrückt wird. Somit ist das Atmen von Landamphibien ein Akt, der entsprechend der Art der Druckpumpe durchgeführt wird, die bei niederen Fischen vorherrscht. Die unmittelbare Grundlage, auf der es sich entwickelt, ist der Atmungsmechanismus bei mehrjährigen Kiemenamphibien. Letzteres, wie es beispielsweise bei Necturus zu sehen ist, muss sich bei den fernen fischähnlichen Vorfahren der Amphibien entwickelt haben. Daraus hat sich bereits eine komplexere Art der Erdatmung entwickelt – Anura.
Bei lungenlosen Salamandern ist der Gasaustausch der Mund- und Rachenhöhlen hoch entwickelt, was mit Hilfe von häufigen bis zu 120-170 Schwingungen pro Minute des Munddiaphragmas erfolgt (bei Fröschen sind es 30).
Generell ist zu sagen, dass die Lungenatmung bei Amphibien insgesamt eine Hilfsbeatmungsmethode ist. Diese enthält auch einen Hinweis auf ihre phylogenetische Herkunft.
Die Atmung moderner Amphibien konnte keineswegs die Quelle der Atmungsentwicklung bei den höheren Tetrapoda sein (Atmung durch Anheben der Rippen, Aufweiten des Brustkorbs und damit Einsaugen von Luft). Der letztere Typ konnte jedenfalls bei den ältesten ausgestorbenen Amphibien, die lange Rippen hatten, skizziert werden.

Evolution des Atmungssystems

Phasen des Atmungsprozesses

Atem- eine Reihe von Prozessen, die die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff aus der Umgebung sicherstellen, der für die Oxidation organischer Substanzen in den Mitochondrien der Zelle und die Freisetzung von Kohlendioxid erforderlich ist

Atemarten:



Atemtyp:

Mobilfunk.
Organismen: Einzeller (Amöbe, Grüne Euglena, Infusorien-Pantoffel); Hohltiere (Quallen, Korallenpolypen); einige Würmer.

Einzeller nehmen im Wasser gelösten Sauerstoff über die gesamte Körperoberfläche durch Diffusion auf.

Sauerstoff ist am Abbau komplexer organischer Substanzen beteiligt, wodurch Energie freigesetzt wird, die für das Leben des Tieres notwendig ist.
Durch die Atmung gebildetes Kohlendioxid wird ebenfalls über die gesamte Körperoberfläche nach außen abgegeben.

Trachealatmung ist das Atmen mit Hilfe eines Systems von kombinierten Trachealtuben, die den ganzen Körper durchdringen.

Organismen: Klasse Insekten (Käfer, Schmetterlinge, Heuschrecken, Fliegen)

Der Bauch eines Insekts ist in 5–11 Teile (Segmente) unterteilt. Jeder von ihnen hat ein Paar kleine Löcher - Spritzloch. Von jedem Spirakel erstrecken sich verzweigte Tubuli nach innen - Luftröhre die den gesamten Körper des Insekts durchdringen. Wenn Sie den Maikäfer beobachten, können Sie sehen, wie sein Bauch entweder an Volumen abnimmt oder zunimmt. Das sind Atembewegungen. Beim Einatmen gelangt sauerstoffhaltige Luft durch die Atemlöcher in den Körper, beim Ausatmen tritt mit Kohlendioxid gesättigte Luft aus.

Bei Spinnen (Klasse Spinnentiere) werden die Atmungsorgane nicht nur durch Luftröhren dargestellt, sondern auch durch Lungensäcke, die durch Atmungsöffnungen mit der äußeren Umgebung kommunizieren.

Kiemenatmung atmet mit Hilfe spezialisierter Formationen mit einem dichten Netzwerk von Blutgefäßen.

Organismen: viele Wasserlebewesen (Fische, Krebse, Weichtiere)

Fische atmen im Wasser gelösten Sauerstoff mit Hilfe von speziellen verzweigten Hautauswüchsen, den sogenannten Hautauswüchsen Kiemen. Fische schlucken ständig Wasser. Aus der Mundhöhle fließt Wasser durch die Kiemenschlitze, wäscht die Kiemen und tritt unter den Kiemendeckeln aus. Kiemen besteht aus Kiemenbögen und Kiemenfäden die von vielen Blutgefäßen durchzogen sind. Aus dem Wasser, das die Kiemen wäscht, gelangt Sauerstoff in das Blut und Kohlendioxid wird aus dem Blut in das Wasser entfernt. Die Kiemen im Inneren des Körpers werden genannt innere Kiemen.
Einige Tiere, wie Amphibien, haben dicke Kiemenbüschel auf der Körperoberfläche. Solche Kiemen heißen - draussen. Dies ist die Struktur von Proteus, einem blinden Höhlentier aus den westlichen Regionen Jugoslawiens, und Axolotls (die im allgemeinen Aussehen Molchen ähneln) - ihre Heimat ist Mexiko.

Der Gasaustausch oder die Atmung drückt sich in der Aufnahme von Sauerstoff aus der Umgebung (Wasser oder Atmosphäre) durch den Körper und der Freisetzung von Kohlendioxid in letztere als Endprodukt des oxidativen Prozesses aus, der in den Geweben auftritt, wodurch die erforderliche Energie entsteht denn das Leben ist freigegeben. Sauerstoff wird vom Körper auf verschiedene Weise aufgenommen; sie können im Wesentlichen charakterisiert werden als: 1) diffuse Atmung und 2) lokale Atmung, dh durch spezielle Organe.

diffuse Atmung besteht in der Aufnahme von Sauerstoff und der Abgabe von Kohlendioxid durch die gesamte Oberfläche der äußeren Haut - Hautatmung - und n und e - und die Epithelmembran des Verdauungsschlauchs - zur und zervikalen Atmung, d.h. ohne speziell dafür angepasste Organe Zweck. Eine ähnliche Methode des Gasaustauschs ist charakteristisch für einige Arten primitiver vielzelliger Tiere, wie Schwämme, Hohltiere und Plattwürmer, und ist auf das Fehlen eines Kreislaufsystems zurückzuführen.

Es versteht sich von selbst, dass die diffuse Atmung nur Organismen eigen ist, bei denen das Körpervolumen klein und seine Oberfläche relativ groß ist, da bekannt ist, dass das Körpervolumen proportional zur dritten Potenz des Radius zunimmt und die entsprechende Fläche - nur zum Quadrat des Radius. Daher ist diese Atemmethode bei einem großen Körpervolumen unzureichend.

Aber auch bei mehr oder weniger geeigneten Volumen-Oberflächen-Verhältnissen kann die diffuse Atmung den Organismus nicht immer befriedigen, da die oxidativen Prozesse im Körper um so intensiver ablaufen sollten, je stärker die vitale Aktivität zum Ausdruck kommt.

Bei intensiven Lebensmanifestationen ist es trotz des geringen Körpervolumens erforderlich, die Kontaktfläche mit der sauerstoffhaltigen Umgebung und spezielle Geräte zur Beschleunigung der Belüftung der Atemwege zu vergrößern. Eine Vergrößerung des Bereiches des Gasaustausches wird durch die Entwicklung spezieller Atmungsorgane erreicht.

Spezielle Atmungsorgane unterscheiden sich erheblich in Einzelheiten des Aufbaus und der Lage im Körper. Bei Wassertieren sind solche Organe die Kiemen, bei Landtieren Traxae und Wirbellose und bei Wirbeltieren die Lunge.

Kiemen atmen. Kiemen sind extern und intern. Primitive äußere Kiemen stellen einen einfachen Vorsprung von Zottennachkommen der Haut dar, die reichlich mit Kapillargefäßen versorgt sind. Solche Kiemen unterscheiden sich teilweise in ihrer Funktion kaum von der diffusen Atmung, da sie nur deren höhere Stufe sind (Abb. 332- A, 2). Normalerweise sind sie in den vorderen Teilen des Körpers konzentriert.

Die inneren Kiemen werden aus den Schleimhautfalten des Anfangsabschnitts des Verdauungskanals zwischen den Kiemenschlitzen gebildet (Abb. 246-2-5; 332- 7). Die ihnen benachbarte Haut bildet reichlich Verzweigungen in Form von Blütenblättern mit einer großen Anzahl kapillarer Blutgefäße. Die inneren Kiemen sind oft mit einer speziellen Hautfalte (Kiemendeckel) bedeckt, deren oszillierende Bewegungen die Austauschbedingungen verbessern, den Wasserfluss erhöhen und seine verbrauchten Teile entfernen.

Innere Kiemen sind charakteristisch für aquatische Wirbeltiere, und der Gasaustausch bei ihnen wird durch den Durchgang von Wasserportionen zu den Kiemenschlitzen durch die Mundhöhle und die Bewegungen des Kiemendeckels erschwert. Außerdem sind ihre Kiemen in den Kreislauf einbezogen. Jeder Kiemenbogen hat seine eigenen Gefäße, wodurch gleichzeitig eine höhere Differenzierung des Kreislaufsystems erfolgt.

Natürlich kann mit Kiemengasaustausch auch die Hautatmung erhalten bleiben, aber so schwach, dass sie in den Hintergrund tritt.

Bei der Beschreibung des Oropharynx des Verdauungstraktes wurde bereits gesagt, dass der Kiemenapparat auch für einige wirbellose Tiere charakteristisch ist, wie beispielsweise Hemi- und Chordaten.

Lungenatmung- eine sehr perfekte Art des Gasaustauschs, die den Organismen massiver Tiere problemlos dient. Es ist charakteristisch für Landwirbeltiere: Amphibien (nicht im Larvenstadium), Reptilien, Vögel und Säugetiere. An dem in der Lunge konzentrierten Gasaustausch nehmen eine Reihe von Organen mit anderen Funktionen teil, wodurch die Lungenatmung die Entwicklung eines sehr komplexen Organkomplexes erfordert.

Beim Vergleich aquatischer und terrestrischer Atmungsarten bei Wirbeltieren sollte ein wichtiger anatomischer Unterschied beachtet werden. Bei der Kiemenatmung dringen Wasserportionen nach und nach in das Primitivmaul ein und werden durch die Kiemenschlitze freigesetzt, wo ihm durch die Gefäße der Kiemenfalten Sauerstoff entzogen wird. So ist der Kiemenatmungsapparat von Wirbeltieren durch einen Eingang und mehrere Ausgänge gekennzeichnet. Bei der Lungenatmung werden die gleichen Öffnungen für die Zufuhr und Entfernung von Luft verwendet. Dieses Merkmal ist natürlich mit der Notwendigkeit verbunden, Luftportionen für eine schnellere Ventilation des Gasaustauschbereichs aufzunehmen und auszustoßen, d. h. mit der Notwendigkeit, die Lunge auszudehnen und zusammenzuziehen.

Es ist anzunehmen, dass die entfernteren, primitiveren Vorfahren der Wirbeltiere eigenständiges Muskelgewebe in den Wänden der Schwimmblase hatten, das sich in Licht verwandelte; mit ihren periodischen Kontraktionen wurde Luft aus der Blase herausgedrückt und durch ihre Expansion wurden aufgrund der Elastizität der Blasenwände neue Luftportionen gesammelt. Elastisches Gewebe dominiert heute zusammen mit Knorpel als Stütze im Atmungssystem.


In Zukunft wurde mit zunehmender Vitalaktivität von Organismen ein solcher Mechanismus der Atembewegungen bereits unvollkommen. In der Entwicklungsgeschichte wurde es durch Kraft ersetzt, die entweder in der Mundhöhle und im vorderen Teil der Luftröhre (Amphibien) oder in den Wänden der Brust- und Bauchhöhle (Reptilien, Säugetiere) in Form einer speziell differenzierten konzentriert war Teil der Rumpfmuskulatur (Atemmuskulatur) und schließlich das Zwerchfell. Die Lunge gehorcht den Bewegungen dieser Muskulatur, dehnen und kontrahieren passiv und behält die dafür notwendige Elastizität sowie einen kleinen Muskelapparat als Hilfsmittel.

Die Hautatmung wird so unbedeutend, dass ihre Rolle fast auf Null reduziert wird.

Der Gasaustausch in der Lunge ist sowohl bei Landwirbeltieren als auch bei Wasserwirbeltieren eng mit dem Kreislaufsystem durch die Organisation eines separaten Atmungs- oder kleinen Blutkreislaufs verbunden.

Es ist ziemlich klar, dass die wichtigsten strukturellen Veränderungen im Körper während der Lungenatmung auf Folgendes zurückzuführen sind: 1) eine Zunahme des Kontakts des Arbeitsbereichs der Lunge mit Luft und 2) eine sehr enge und nicht weniger ausgedehnte Verbindung von dieser Bereich mit den dünnwandigen Kapillaren des Kreislaufs.

Die Funktion des Atmungsapparates, Luft in seine vielen Kanäle zum Gasaustausch zu leiten, spricht für seine Konstruktion in Form eines offenen, klaffenden Röhrensystems. Ihre Wände bestehen im Vergleich zum weichen Darmschlauch aus einem härteren Stützmaterial; stellenweise in Form von Knochengewebe (Nasenhöhle) und hauptsächlich in Form von Knorpelgewebe und leicht biegsam, aber schnell zu normalem elastischem Gewebe zurückkehrend.

Die Schleimhaut der Atemwege ist mit einem speziellen Flimmerepithel ausgekleidet. Nur in wenigen Bereichen verändert es sich entsprechend anderen Funktionen dieser Bereiche in eine andere Form, wie zB im Riechbereich und an den Stellen des Gasaustausches selbst.

Im gesamten Lungenatemtrakt ziehen drei besondere Bereiche die Aufmerksamkeit auf sich. Von diesen dient der erste - n axiale Streifen mit t - der empfundenen Luft, die hier auf Geruch untersucht wird. Der zweite Abschnitt - der Rachen - ist eine Vorrichtung zur Isolierung der Atemwege vom Verdauungstrakt während des Durchgangs des Nahrungskoma durch den Rachen, zur Erzeugung von Geräuschen und schließlich zur Erzeugung von Hustenschocks, die Schleim aus den Atemwegen ausstoßen. Der letzte Abschnitt, lёg und e-repräsentiert das Organ des direkten Gasaustauschs.

Zwischen der Nasenhöhle und dem Kehlkopf befindet sich die mit dem Verdauungsapparat gemeinsame Höhle des Rachens und zwischen Kehlkopf und Lunge die Atemwege

Rachen oder Luftröhre. Somit wird die vorbeiströmende Luft durch die beschriebenen Ausdehnungsbereiche in drei verschiedene Richtungen genutzt: a) wahrgenommene Gerüche, b) Geräte zur Erzeugung von Geräuschen und schließlich in) Gasaustausch, von denen letzterer der wichtigste ist.

Verringerung der Anzahl der Kiemen.

Eine Vergrößerung der Atemoberfläche durch die Bildung von Kiemenfäden.

Bildung von Kiemenkapillaren.

In der Lanzette sind die Seitenwände des Pharynx von zahlreichen (bis zu 150 Paaren) schräg angeordneten Kiemenschlitzen durchbohrt. Die zuführenden Kiemenarterien nähern sich den Zwischenzweigsepten, und die efferenten Kiemenarterien verlassen sie. Wenn Wasser die Septen zwischen den Zweigen wäscht, findet ein Gasaustausch zwischen dem vorbeiströmenden Wasser und dem Blut statt, das durch die dünnen Gefäße der Septen fließt. Kiemenarterien verzweigen sich nicht in Kapillaren. Außerdem gelangt Sauerstoff durch die Kapillaren der Haut in den Körper des Tieres.

Bei primären aquatischen Wirbeltieren (kieferlose und Fische) werden wie bei den unteren Akkordaten Kiemenschlitze gebildet, die die Rachenhöhle mit der äußeren Umgebung verbinden. Bei Cyclostomen bilden sich aus dem Endoderm, das die Kiemenschlitze auskleidet, Kiemensäcke (bei Fischen entwickeln sich die Kiemen aus dem Ektoderm). Die Innenfläche der Taschen ist mit zahlreichen Falten bedeckt - Kiemenfäden, in deren Wänden sich ein dichtes Netz von Kapillaren verzweigt. Der Beutel mit einem inneren schmalen Kanal mündet in den Rachen (bei erwachsenen Neunaugen - in die Luftröhre) und mit einem äußeren - an der Seitenfläche des Tierkörpers. Schleimaale haben 5 bis 16 Paar Kiemensäcke, bei der Familie der Bdellostomatoen öffnet sich jeder von ihnen mit einer unabhängigen Öffnung nach außen, und bei der Familie der Schleimaale münden alle äußeren Kiemengänge auf jeder Seite in einen Kanal, der sich mit einer weit entfernten Öffnung nach außen öffnet hinter. Neunaugen haben 7 Paar Kiemensäcke, von denen sich jeder mit einer unabhängigen Öffnung nach außen öffnet. Die Atmung erfolgt durch rhythmische Kontraktionen und Entspannungen der Muskelwand der Kiemenregion. Bei nicht fressenden Neunaugen tritt Wasser aus der Mundhöhle in den Atemschlauch ein, wäscht dann die Blütenblätter der Kiemensäcke, sorgt für einen Gasaustausch und wird durch die äußeren Kiemengänge entfernt. Beim Füttern von Cyclostomen tritt Wasser durch die äußeren Öffnungen der Kiemensäcke ein und aus.

Das Atmungssystem von Fischen verfügt über spezialisierte Gasaustauschorgane - ektodermale Kiemen, die sich entweder wie bei Knorpelfischen an den Zwischenkiemensepten befinden oder wie bei Knochenfischen direkt von den Kiemenbögen ausgehen. Der Gasaustausch in den Kiemen von Wirbeltieren ist nach Art von „Gegenstromsystemen“ aufgebaut: Bei der Annäherung kommt das Blut mit sauerstoffreichem Wasser in Kontakt, das für seine effektive Sättigung sorgt. Eine Zunahme der Sauerstoffaufnahmefläche durch Kiemenbildung ging bei Wirbeltieren im Vergleich zu niederen Chordatieren mit einer Abnahme der Zahl der Kiemenschlitze einher. Bei Ganzkopffischen (von Knorpelfischen) wird die Reduzierung der Zwischenkiemensepten umrissen und es bildet sich ein ledriger Kiemendeckel, der die Außenseite der Kiemen bedeckt. Bei Knochenfischen erscheint ein Knochenskelett im Kiemendeckel und die Zwischenkiemensepten werden reduziert, was zu einer intensiveren Auswaschung der Kiemenfäden mit Wasser beiträgt. Neben dem Gasaustausch sind die Kiemen von Fischen am Wasser- und Salzstoffwechsel beteiligt, an der Entfernung von Ammoniak und Harnstoff aus dem Körper. Haut, Schwimmblase, supraösophageale Labyrinthe und spezielle Abschnitte des Darmkanals fungieren bei bestimmten Fischgruppen als zusätzliche Atmungsorgane. Bei Lungenatmung und mehrgefiederten Fischen treten Luftatmungsorgane auf - die Lunge. Die Lungen entspringen als paarige Auswüchse des abdominalen Teils des Pharynx im Bereich des letzten Kiemenschlitzes und sind durch einen kurzen Kanal mit der Speiseröhre verbunden. Die Wände dieses Auswuchses sind dünn und reich mit Blut versorgt.


Entwicklungsrichtungen der Lungenatmung

Die Entstehung und Differenzierung der Atemwege.

Differenzierung der Lunge und Vergrößerung der Atemfläche.

Entwicklung von Hilfsorganen (Thorax).

Bei Amphibien sind an der Aufnahme von Sauerstoff und der Freisetzung von Kohlendioxid beteiligt: ​​bei Larven - Haut, äußere und innere Kiemen, bei Erwachsenen - Lunge, Haut und Schleimhaut der Mund-Rachen-Höhle. Bei einigen Arten von Amphibien mit Schwanz (Sirenen, Proteas) und bei Erwachsenen sind die Kiemen erhalten und die Lungen sind unterentwickelt oder reduziert. Das Verhältnis von Lungen- und anderen Arten des Gasaustauschs ist nicht dasselbe: Bei Arten mit feuchten Lebensräumen dominiert die Hautatmung beim Gasaustausch, bei Bewohnern trockener Orte tritt der größte Teil des Sauerstoffs durch die Lunge ein, aber die Haut spielt eine wichtige Rolle bei der Freisetzung von Kohlendioxid. Das Atmungssystem erwachsener Amphibien umfasst die oropharyngealen, laryngeal-trachealen Hohlräume und die sackförmige Lunge, deren Wände mit einem dichten Netzwerk von Kapillaren geflochten sind. Schwanzlose Amphibien haben eine gemeinsame Kehlkopf-Tracheal-Kammer, die bei Caudates in Kehlkopf und Luftröhre unterteilt ist. Im Kehlkopf erscheinen Aryknorpel, die seine Wand und Stimmbänder stützen. Die Lungen von Amphibien mit Schwanz sind zwei dünnwandige Beutel, die keine Trennwände haben. Anurane in den Lungensäcken haben Trennwände an den Wänden, die die Oberfläche des Gasaustauschs vergrößern (Lunge ist zellular). Amphibien haben keine Rippen, und der Atemvorgang erfolgt durch Erzwingen von Luft während des Einatmens (aufgrund einer Zunahme und dann einer Abnahme des Volumens der Mund-Rachen-Höhle) und Ausstoßen von Luft während des Ausatmens (aufgrund der Elastizität der Lungenwände). und Bauchmuskeln).

Bei Reptilien wird eine weitere Differenzierung der Atemwege und eine signifikante Zunahme der funktionellen Oberfläche des Gasaustauschs in der Lunge festgestellt. Die Atemwege sind unterteilt in die Nasenhöhle (sie ist mit der Mundhöhle kombiniert, aber bei Krokodilen und Schildkröten sind diese Höhlen durch den knöchernen Gaumen getrennt), den Kehlkopf, die Luftröhre und zwei Bronchien. Die Wände des Kehlkopfes stützen den gepaarten Aryknorpel und den ungepaarten Ringknorpel. Bei Eidechsen und Schlangen haben die Innenwände der Lungensäcke eine gefaltete Zellstruktur. Bei Schildkröten und Krokodilen ragt ein komplexes System von Trennwänden so tief in die innere Höhle der Lunge hinein, dass die Lunge eine schwammige Struktur annimmt. Der Brustkorb wird gebildet: Die Rippen sind beweglich mit der Wirbelsäule und dem Brustbein verbunden, die Zwischenrippenmuskeln entwickeln sich. Die Atmung erfolgt aufgrund einer Volumenänderung des Brustkorbs (Kostenart der Atmung). Schildkröten behalten die oropharyngeale Art der Luftinjektion bei. Bei Wasserschildkröten im Wasser sind zusätzliche Atmungsorgane kapillarreiche Auswüchse des Rachens und der Kloake (Analblase). Reptilien haben keine Hautatmung.

Bei Vögeln werden die Atemwege durch die Nasenhöhle, den Kehlkopf, der von den Aryknorpeln und Ringknorpeln gestützt wird, die lange Luftröhre und das Bronchialsystem repräsentiert. Die Lungen sind klein, dicht und leicht dehnbar und an den Rippen an den Seiten der Wirbelsäule befestigt. Primärbronchien entstehen durch Durchtrennung des unteren Teils der Trachea und treten in das Gewebe der entsprechenden Lunge ein, wo sie in 15–20 Sekundärbronchien aufbrechen, von denen die meisten blind enden und teilweise mit den Luftsäcken kommunizieren. Die sekundären Bronchien sind durch kleinere Parabronchien miteinander verbunden, von denen viele dünnwandige zelluläre Bronchiolen abgehen. Mit Blutgefäßen geflochtene Bronchiolen bilden die morphofunktionelle Struktur der Lunge. Luftsäcke sind mit den Lungen von Vögeln verbunden - transparente, elastische, dünnwandige Auswüchse der Schleimhaut der sekundären Bronchien. Das Volumen der Luftsäcke beträgt etwa das 10-fache des Lungenvolumens. Sie spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Umsetzung eines besonderen Atmungsakts von Vögeln: Sowohl beim Einatmen als auch beim Ausatmen gelangt Luft mit hohem Sauerstoffgehalt in die Lunge - „doppeltes Atmen“. Neben der Intensivierung der Atmung verhindern Luftsäcke eine Überhitzung des Körpers bei intensiver Bewegung. Ein Anstieg des intraabdominalen Drucks während der Ausatmung fördert die Defäkation. Tauchvögel können durch Erhöhung des Drucks in den Luftsäcken das Volumen verringern und dadurch die Dichte erhöhen, was das Eintauchen ins Wasser erleichtert. Bei Vögeln gibt es keine Hautatmung.

Bei Säugetieren wird eine weitere Differenzierung der Atemwege beobachtet. Die Nasenhöhle, der Nasopharynx werden gebildet, der Eingang zum Kehlkopf wird von der Kehldeckel bedeckt (bei allen Landwirbeltieren außer Säugetieren wird die Kehlkopfspalte durch spezielle Muskeln geschlossen), der Schildknorpel erscheint im Kehlkopf, dann kommt die Luftröhre, die sich in zwei Bronchien verzweigt, die zur rechten und linken Lunge führen. In der Lunge verzweigen sich die Bronchien mehrfach und enden mit Bronchiolen und Alveolen (die Anzahl der Alveolen beträgt 6 bis 500 Millionen), dies vergrößert die Atemoberfläche erheblich. Der Gasaustausch findet in den Alveolarpassagen und Alveolen statt, deren Wände dicht mit Blutgefäßen geflochten sind. Die morphofunktionelle Einheit der Säugetierlunge ist der Lungenacinus, der durch Verzweigung der terminalen Bronchiole entsteht. Es entsteht der Brustkorb, der durch das Zwerchfell vom Bauchraum getrennt ist. Die Anzahl der Atembewegungen liegt zwischen 8 und 200. Atembewegungen werden auf zwei Arten ausgeführt: aufgrund einer Änderung des Brustvolumens (Rippenatmung) und aufgrund der Aktivität des Zwerchfellmuskels (Zwerchfellatmung). Höhere Säugetiere haben über das System der Hautkapillaren eine Hautatmung entwickelt, die eine wichtige Rolle beim Gasaustausch spielt.

Tierischer Atem – Reihe von Prozessen, die bereitstellenSchlag aus der Umgebung in den KörperSauerstoff , seineZelle verwenden zur Oxidation von organischen Stoffen uZucht aus dem Körper von Kohlendioxid.Diese Atmung wird genanntaerob , und die OrganismenAerobier .

OK. Nr. 28. Biologie.

Grünalge Chlorella

Infusorien-Schuh

Der Atmungsprozess bei Tieren ist bedingt unterteilt in drei Stufen :

Äußere Atmung = Gasaustausch. Durch diesen Prozess erhält das Tier Sauerstoff und scheidet Kohlendioxid aus, das das Endprodukt des Stoffwechsels ist.

Transport von Gasen im Körper- Dieser Vorgang wird entweder durch spezielle Trachealtuben oder durch innere Körperflüssigkeiten (bluthaltiges Hämoglobin- ein Pigment, das Sauerstoff binden und in die Zellen transportieren sowie Kohlendioxid aus den Zellen transportieren kann).

innere Atmung- kommt in Zellen vor. Einfache Nährstoffe (Aminosäuren, Fettsäuren, einfache Kohlenhydrate) werden mit Hilfe von Zellenzymen oxidiert und abgebaut, wobei die für das Leben des Körpers notwendige ENERGIE freigesetzt wird.

Die Hauptbedeutung der Atmung ist die Freisetzung von Energie aus Nährstoffen mit Hilfe von Sauerstoff, der an Oxidationsreaktionen teilnimmt.

Einige der einfachsten Anaerobe Organismen, also Organismen, keinen Sauerstoff benötigen. Anaerobier sind optional und obligatorisch. Fakultativ anaerobe Organismen sind Organismen, die sowohl in Abwesenheit als auch in Anwesenheit von Sauerstoff leben können. Obligatorische Anaerobier sind Organismen, für die Sauerstoff giftig ist. Sie können nur in Abwesenheit von Sauerstoff leben. Anaerobe Organismen benötigen keinen Sauerstoff, um Nährstoffe zu oxidieren.

Brachonella - anaerobe Infusorien

Giardien im Darm

menschlicher Spulwurm

Durch Art zu atmen und dem Aufbau des Atemapparates bei Tieren werden 4 Arten der Atmung unterschieden:

Hautatmung ist der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid durch die Haut des Körpers. Dieser Vorgang basiert auf dem wichtigsten physikalischen Vorgang - Diffusion . Gase treten nur in gelöstem Zustand flach und mit geringer Geschwindigkeit durch die Abdeckungen ein. Solche atmenden Organismen, die klein sind, nasse Hüllen haben, führen einen aquatischen Lebensstil. Das - Schwämme, Hohltiere, Würmer, Amphibien.

Luftröhrenatmung –

mit Hilfe durchgeführt

vernetzte Systeme

Tubuli - Luftröhre , die

den ganzen Körper durchdringen

Beteiligung von Flüssigkeiten. AUS

ihre Umwelt

Besonderes verbinden

Löcher - Spiralen.

Organismen mit Luftröhre

die Atmung ist auch klein (nicht mehr als 2 cm, sonst hat der Körper nicht genug Sauerstoff). Das - Insekten, Tausendfüßler, Spinnentiere.

Kiemenatmung - mit Hilfe spezialisierter Formationen mit einem dichten Netzwerk von Blutgefäßen. Diese Auswüchse werden genannt Kiemen . Bei Wassertieren Polychaetenwürmer, Krebstiere, Mollusken, Fische, bestimmte Amphibienarten. Wirbellose haben normalerweise äußere Kiemen, während Chordaten innere Kiemen haben. Kiemen atmende Tiere haben zusätzliche Atmungsformen durch die Haut, den Darm, die Mundoberfläche, die Schwimmblase.

Polychaete mit Kiemen

Kiemen von Krebstieren

Nacktschnecken

Lungenatmung - das ist Atmen mit Hilfe von inneren spezialisierten Organen - Lunge.

Lunge– Dies sind hohle, dünnwandige Beutel, die mit einem dichten Netzwerk winziger Blutgefäße - Kapillaren - geflochten sind. Die Diffusion von Sauerstoff aus der Luft in die Kapillaren findet an der inneren Oberfläche der Lunge statt. Je größer diese innere Oberfläche ist, desto aktiver findet dementsprechend eine Diffusion statt.

Fast alle Landwirbeltiere atmen mit Lungen. Reptilien, Vögel, einige wirbellose Landtiere - Spinnen, Skorpione, Lungenmollusken und einige Wassertiere - Lungenfische. Luft tritt durch die Lungen ein Atemwege.

Lunge eines Säugetiers


reptil lunge

Atmungssystem von Vögeln

Die Atmung bei Tieren ist durch ihre Lebensweise bestimmt und erfolgt mit Hilfe von Haut, Luftröhre, Kiemen und Lunge.

Atmungssystem – eine Reihe von Organen zum Transport von sauerstoffhaltiger Luft oder Wasser und zum Gasaustausch zwischen dem Körper und der Umgebung.

Atmungsorgane entwickeln sich als Auswüchse der äußeren Haut oder der Wände des Darmtrakts. Das Atmungssystem umfasst die Atemwege und die Gasaustauschorgane. Wirbeltiere Atemwege – Nasenhöhle, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien ; a Atmungssystem -Lunge .

Vergleichende Merkmale der Atmungsorgane.

Gruppe

Charakteristische Merkmale des Atmungssystems

Coelenterate

Gasaustausch über die gesamte Körperoberfläche. Es gibt keine speziellen Atmungsorgane.

Anneliden

Äußere Kiemen (Polychaetenwürmer) und gesamte Körperoberfläche (Oligochätenwürmer, Blutegel)

Schaltier

Kiemen (Muscheln, Kopffüßer) und Lungen (Schnecken)

Arthropoden

Kiemen (Krebstiere), Luftröhren und Lungen (Arachnoiden), Luftröhren (Insekten)

Fische

Kiemen. Zusätzliche Atmungsorgane: Lunge (Lungenfisch), Teile der Mundhöhle, Rachen, Darm, Schwimmblase

Amphibien

Lungen sind zellulär, Kiemen (in Larven), Haut (mit einer großen Anzahl von Gefäßen). Atemwege: Nasenlöcher, Mund, Tracheo-Kehlkopf-Kammer

Reptilien

Leichte Waben. Atemwege: Nasenlöcher, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien

Vögel

Leicht schwammig. Atemwege: Nasenlöcher, Nasenhöhle, oberer Kehlkopf, Luftröhre, unterer Kehlkopf mit Stimmapparat, Bronchien. Es gibt Airbags.

Säugetiere

Leicht alveolar. Atemwege: Nasenlöcher, Nasenhöhle, Kehlkopf mit Stimmapparat, Luftröhre, Bronchien.

Funktionen des Atmungssystems:

    Zufuhr von Sauerstoff zu den Körperzellen und Entfernung von Kohlendioxid aus den Körperzellen und Gasaustausch(Hauptfunktion).

    Regulierung der Körpertemperatur(da Wasser durch die Oberfläche der Lungen und Atemwege verdunsten kann)

    Reinigung und Desinfektion der einströmenden Luft(Nasenschleim)

Fragen zur Selbstkontrolle.

Klasse

Fragen zur Selbstkontrolle

1. Was ist Atmen?

2. Die Hauptphasen der Atmung?

3. Nennen Sie die Hauptarten der Tieratmung.

4. Nennen Sie Beispiele von Tieren, die mit Haut, Kiemen, Luftröhre und Lunge atmen.

5. Was ist das Atmungssystem?

6. Nennen Sie die Hauptfunktionen des Atmungssystems.

7. Welche Bedeutung hat die Atmung für die Freisetzung von Energie in tierischen Zellen?

8. Was bestimmt die Art der Atmung von Tieren?

9. Welche Funktionen hat das Atmungssystem?

10. Beschreiben Sie, wie Wirbeltiere atmen.

Vergleichende Merkmale der Atmungsorgane von Tieren.

Atmungssystem

Strukturelle Eigenschaften

Funktionen

Beispiele

Kiemen

Extern(Kamm, fadenförmig und gefiedert) oder intern(immer dem Pharynx zugeordnet) dünnwandige Auswüchse des Körpers, die viele Blutgefäße enthalten

Gasaustausch in der aquatischen Umwelt

In Fischen, in fast allen Larven von Anuren, in den meisten Weichtieren, einigen Würmern und Arthropoden

Luftröhre

Verzweigte Tubuli, die den gesamten Körper durchziehen und sich mit Löchern (Stigmas) nach außen öffnen

Gasaustausch in der Luft

Bei den meisten Arthropoden

Lunge

Dünnwandige Beutel, die über ein umfangreiches Netzwerk von Gefäßen verfügen

Gasaustausch in der Luft

In einigen Weichtieren und Fischen, Landwirbeltieren