Varliagyviai turi dviejų tipų kvėpavimo organus (neskaitant odos): žiaunas ir plaučius. Dipnojuje jau pastebimas žiauninio kvėpavimo susilpnėjimas ir plaučių kvėpavimo atsiradimas; pokyčiai šia kryptimi pastebimi Polypterus ir Lepidosteus. Varliagyviams žiauninis kvėpavimas išsaugomas visų pirma lervose, o vėliau tose Urodelose, kurios visą gyvenimą praleidžia vandenyje (perennibranchiata ankstesnėse sistemose). Žiaunų plyšius varliagyviai paveldėjo iš į žuvis panašių protėvių. Žiaunų lankai randami tarp stegocefalijų, lervų ir kai kurių suaugusiųjų (Branchiosauridae). Visi šiuolaikiniai varliagyviai lervos būsenoje kvėpuoja žiaunomis. Paprastai jie turi 5 visceralinius maišelius, o 6-asis yra nepakankamai išvystytas. Tačiau ne visos atsidaro į išorę: susidaro 4 ar net mažiau žiaunų plyšių. Kartais yra daug mažiau lizdų nei lankų. Įtrūkimų ir lankų buvimas yra varliagyvių kilmės iš žuvų įrodymas. Tačiau vidinės žiaunos, homologiškos žuvų žiaunoms, aptinkamos tik Anura lervose trumpų žiaunų plyšius skiriančių lankų ataugų pavidalu. Minkšta žiauninė operkula (operculum), auganti iš hipoidinio lanko pusės, dengia žiaunų sritį iš išorės. Dešinės ir kairės pusės žiaunų dangteliai susilieja vienas su kitu iš apačios, palikdami porines angas kai kuriose Anurose ir vieną neporuotą kairėje kūno pusėje daugumoje Anurų.
Anuros ir visų kitų varliagyvių lervos ankstyvosiose vystymosi stadijose turi tik išorines žiaunas, kurios, matyt, yra homologiškos Polypterini ir Dipnoi lervų išorinėms žiaunoms. Apodoje ir Anuroje išorinės žiaunos egzistuoja tik lervų periodu, ankstyvosiose vystymosi stadijose, tačiau antrą kartą į vandens gyvybę sugrįžusioje Urodeloje jos išlieka visą gyvenimą. Taigi šių varliagyvių pavadinimas yra nuolatinės žiaunos (Perennibranchiata), nors šis pavadinimas, kaip minėta, apima skirtingos kilmės varliagyvių grupes. Išorines žiaunas varliagyviai tikriausiai paveldėjo iš skiltinių žuvų.
Lengvi varliagyviai atrodo kaip ilgi cilindriniai maišeliai plonomis sienelėmis (Urodeloje) arba trumpesni (Anuroje). Bekojų žmonių dešinysis plautis yra daug labiau išsivystęs nei kairysis. Plaučiai tetrapodų protėviams atsirado dar gerokai prieš jiems nusileidžiant. Plaučių žuvyse matome tuos pačius plaučius. Matyt, jie atsirado kaip papildomas kvėpavimo organas, viena vertus, dėl nepakankamo žiauninio kvėpavimo išsivystymo ir galbūt nepalankių sąlygų kvėpuoti sausame ir sugadintame vandenyje. Užpakalinė žiaunų ertmės dalis juose išsivystė į papildomą kvėpavimo organą. Iš pradžių šis organas, atrodęs kaip dviskiltis maišelis, atsivėręs apatinėje ryklės pusėje, buvo netobulas: jo sienelės turėjo būti purios, nors ir gausiai aprūpintos krauju, su menkai išsivysčiusiomis arba beveik neišsivysčiusiomis pertvaromis. Kaip ir visi žiaunų išsikišimai (plyšiai), ji turėjo lygius visceralinius raumenis ir pirmiausia buvo inervuota klajoklio.
Varliagyvių plaučiai, palyginti, pasikeitė nedaug: vandens Urodeloje plaučiai veikia labiau kaip hidrostatinis aparatas ir turi lygų vidinį paviršių; jų organizacijos aukštis net mažesnis nei Dipnoi.. Paprastai varliagyviams vidinis plaučių paviršius yra ląstelinis dėl to, kad į plaučių ertmę išsikiša skersinių strypų sistema (253 pav.). Labai įdomu, kad kuo konkretesnė rūšis yra sausumos, tuo labiau išsivysčiusios skersinės plaučiuose: rupūžės plaučiai yra ląsteliškesni nei varlių. Ascaphus genties, gyvenančios kalnų upeliuose, deguonies turtingame vandenyje, odos kvėpavimas yra labai išvystytas, o plaučiai, atvirkščiai, yra maži ir prastai aprūpinti krauju. Nemažai varliagyvių iš Salamandroidea pobūrio (Salamandrina, Plethodon, Spelerpes, Batrachoseps ir kt.) visiškai neteko plaučių, vietoj jų stipriai išsivystė ryklės ir odos kvėpavimas. .


Paprasčiausiu atveju plaučių maišeliai yra tarpusavyje sujungti priekyje, atsiveriantys tiesiai į ryklę išilginiu plyšiu, iš šonų paremtu kremzlinėmis juostelėmis. Šios kremzlinės juostelės prie jų prisitvirtinusių raumenų pagalba gali išplėsti ir susiaurinti gerklų plyšį.
Šios kremzlės yra iš paskutinės šakos lanko ir paprasčiausia forma randamos kai kuriose Urodelose. Iš šių kremzlių gali atsiskirti kremzlės, vadinamos kriokoidinėmis kremzlėmis. Juos galima palyginti su aukštesniųjų stuburinių gyvūnų arytenoidinėmis kremzlėmis (cartilagines arythenoidea). Kai kurios „Urodela“ ir „Apoda“ turi gana ilgą trapą, paremtą kremzliniais žiedais. Anuroje gerklų gleivinė sudaro balso stygas. Gerklos turi sudėtingus raumenis. Apačioje arba burnos kampučiuose yra rezonatoriai, kurie girgždėdami prisipučia.
Sausumos varliagyvių kvėpavimo mechanizmas yra pagrįstas žuvų ir vandens varliagyvių refleksais. Arčiausiai žuvų kvėpuoja Anuros lervos, turinčios vidines žiaunas, operkulinę raukšlę ir joms susiliejus susidariusią žiaunų ertmę, kuri viena anga atsiveria į išorę. Be to, varliagyvių lervose burnos ertmė gausiai aprūpinama krauju. Paimdamos vandenį į burną ir stumdamos per šnerves, pakeldamos žandikaulius, lervos padidina dujų apykaitą burnos ertmėje. Užaugusios lervos iškyla į paviršių, kur kaip keratodas praryja orą, o pakeldamos burnos ir ryklės ertmės dugną išstumia orą į plaučius. Panašus veiksmas stebimas vandens Urodeloje. Nuleidus burnos ir ryklės ertmės dugną ir užpakalyje uždarius žiaunų angas, vanduo įsiurbiamas į burnos ertmę per burną ar šnerves, arba per abu. Vėliau pakeliant burnos dugną uždaromis šnervėmis, vanduo išstumiamas pro žiaunų plyšius. Šių judesių dėka burnos ir ryklės gleivinė susiliečia su naujomis vandens masėmis, o žiaunos įgauna judesį, atnaujinantį kvėpavimo aplinką.
Sausumos varliagyvių kvėpavimo mechanizmas yra oro rijimas nuleidžiant raumeningą burnos dugną ir stumiant jį į plaučius dėl dugno pakilimo. Taigi, sausumos varliagyvių kvėpavimas yra veiksmas, atliekamas pagal slėgio siurblio tipą, kuris vyrauja žemesnėse žuvyse. Tiesioginis jo vystymosi pagrindas yra daugiamečių žiauninių varliagyvių kvėpavimo mechanizmas. Pavyzdžiui, pastarasis, matytas Necturus, turėjo išsivystyti iš tolimų varliagyvių protėvių, panašių į žuvis. Iš jo jau išsivystė sudėtingesnis sausumos kvėpavimo tipas - Anura.
Salamandrose be plaučių labai išvystyta burnos ir ryklės ertmių dujų apykaita, kuri vyksta dažnai, iki 120–170 burnos diafragmos svyravimų per minutę (varlių jų būna 30).
Apskritai reikėtų pasakyti, kad varliagyvių plaučių kvėpavimas apskritai yra pagalbinis kvėpavimo metodas. Tai taip pat rodo jo filogenetinę kilmę.
Šiuolaikinių varliagyvių kvėpavimas jokiu būdu negalėjo būti aukštesniųjų tetrapodų kvėpavimo (kvėpavimo pakeliant šonkaulius, plečiant krūtinę ir taip siurbiant orą) vystymosi šaltinis. Pastarasis tipas bet kuriuo atveju galėjo atsirasti tarp seniausių išnykusių varliagyvių, kurie turėjo ilgus šonkaulius.

Kvėpavimo sistemos evoliucija

Kvėpavimo proceso etapai

Kvėpavimas- procesų rinkinys, užtikrinantis deguonies tiekimą iš aplinkos į organizmą, reikalingą organinių medžiagų oksidacijai ląstelės mitochondrijose ir anglies dioksido išsiskyrimui.

Kvėpavimo tipai:



Kvėpavimo tipas:

Ląstelinis.
Organizmai: vienaląsčiai gyvūnai (ameba, žalioji euglena, infuzorijos šlepetė); koelenteratai (medūzos, koralų polipai); kai kurie kirminai.

Vienaląsčiai organizmai difuzijos būdu absorbuoja vandenyje ištirpusį deguonį visame kūno paviršiuje.

Deguonis dalyvauja skaidant sudėtingas organines medžiagas, todėl išsiskiria energija, būtina gyvūno gyvenimui.
Anglies dioksidas, susidaręs dėl kvėpavimo, taip pat išsiskiria per visą kūno paviršių.

Trachėjos kvėpavimas – tai kvėpavimas naudojant kombinuotų trachėjos vamzdelių sistemą, kuri persmelkia visą kūną.

Organizmai: vabzdžių klasė (vabalai, drugeliai, žiogai, musės)

Vabzdžio pilvas yra padalintas į 5–11 dalių (segmentų). Kiekvienas iš jų turi porą mažų skylučių - spiralė. Iš kiekvienos spiralės šakojasi kanalėliai tęsiasi į vidų - trachėjos kurios prasiskverbia per visą vabzdžio kūną. Stebint gaikštyną, matosi, kaip jo pilvas arba mažėja, arba didėja. Tai kvėpavimo judesiai. Įkvepiant spirale į organizmą patenka deguonies turintis oras, o iškvepiant palieka anglies dvideginio prisotintas oras.

Vorų (Arachnids klasės) kvėpavimo organus atstovauja ne tik trachėjos, bet ir plaučių maišeliai, kurie per kvėpavimo angas susisiekia su išorine aplinka.

Kvėpavimas žiauniniu būdu – tai kvėpavimas specializuotų darinių, turinčių tankų kraujagyslių tinklą, pagalba.

Organizmai: daug vandens gyvūnų (žuvys, vėžiai, moliuskai)

Žuvys kvėpuoja vandenyje ištirpintu deguonimi specialių išsišakojusių odos ataugų, vadinamų, pagalba žiaunos. Žuvys nuolat ryja vandenį. Iš burnos ertmės vanduo praeina pro žiaunų plyšius, išplauna žiaunas ir išeina iš po žiaunų gaubtų. Žiaunos susideda iš žiaunų lankai ir žiauniniai siūlai kurias perveria daugybė kraujagyslių. Iš vandens, kuris plauna žiaunas, deguonis patenka į kraują, o anglies dioksidas pašalinamas iš kraujo į vandenį. Kūno viduje esančios žiaunos vadinamos vidinės žiaunos.
Kai kurių gyvūnų, pavyzdžiui, varliagyvių, kūno paviršiuje yra storų žiaunų kuokštelių. Tokios žiaunos vadinamos - lauke. Tokios struktūros yra Proteus, aklas urvinis gyvūnas iš vakarinių Jugoslavijos regionų, ir aksolotlai (kurie bendra išvaizda panašūs į tritonus) – jų tėvynė yra Meksika.

Dujų mainai, arba kvėpavimas, išreiškiami organizmo deguonies pasisavinimu iš aplinkos (vandens ar atmosferos) ir anglies dioksido, kaip galutinio audiniuose vykstančio oksidacinio proceso produkto, išskyrimu į ją, dėl kurios reikalinga energija. už gyvenimą paleistas. Deguonį organizmas pasisavina įvairiais būdais; juos iš esmės galima apibūdinti kaip: 1) difuzinį kvėpavimą ir 2) vietinį kvėpavimą, tai yra specialiais organais.

difuzinis kvėpavimas susideda iš deguonies absorbcijos ir anglies dioksido išskyrimo per visą išorinio apvalkalo paviršių - odos kvėpavimą - ir n ir e - ir virškinimo vamzdelio epitelio membraną - į ir gimdos kaklelio kvėpavimą, t. y. be organų, specialiai tam pritaikytų tikslas. Panašus dujų mainų metodas būdingas kai kurioms primityvių daugialąsčių gyvūnų rūšims, pavyzdžiui, kempinėms, koelenteratams ir plokščiosioms kirmėlėms, ir dėl to, kad jiems trūksta kraujotakos sistemos.

Savaime suprantama, kad difuzinis kvėpavimas būdingas tik tiems organizmams, kurių kūno tūris yra mažas, o jo paviršius yra gana platus, nes žinoma, kad kūno tūris didėja proporcingai spindulio kubui ir atitinkamas paviršius – tik iki spindulio kvadrato. Todėl esant dideliam kūno tūriui, šio kvėpavimo būdo nepakanka.

Tačiau net ir esant daugiau ar mažiau tinkamam tūrio ir paviršiaus santykiui, difuzinis kvėpavimas vis tiek ne visada gali patenkinti organizmus, nes kuo intensyviau pasireiškia gyvybinė veikla, tuo intensyviau turėtų vykti oksidaciniai procesai organizme.

Esant intensyvioms gyvybės apraiškoms, nepaisant mažo kūno tūrio, būtina padidinti jo sąlyčio su aplinka, kurioje yra deguonies, zoną ir specialius kvėpavimo takų vėdinimą pagreitinančius prietaisus. Dujų mainų ploto padidėjimas pasiekiamas kuriant specialius kvėpavimo organus.

Specialių kvėpavimo organų konstrukcija ir vieta kūne labai skiriasi. Vandens gyvūnams tokie organai yra žiaunos, sausumos gyvūnams – traksai ir bestuburiai, o stuburiniams – plaučiai.

Gilinis kvėpavimas.Žiaunos yra išorinės ir vidinės. Primityvios išorinės žiaunos – tai paprastas gaurelių odos palikuonių išsikišimas, gausiai aprūpintas kapiliarinėmis kraujagyslėmis. Tokios žiaunos kai kuriais atvejais mažai skiriasi savo funkcija nuo difuzinio kvėpavimo, būdamos tik aukštesnė jo stadija (332 pav.- A, 2). Paprastai jie susitelkę priekinėse kūno dalyse.

Vidinės žiaunos susidaro iš virškinamojo vamzdelio pradinės dalies gleivinės raukšlių tarp žiaunų plyšių (246-2-5 pav.; 332- 7). Greta jų esanti oda formuoja gausų išsišakojimą žiedlapių pavidalu su daugybe kapiliarinių kraujagyslių. Vidinės žiaunos dažnai yra padengtos specialia odos raukšle (žiaunų danga), kurios svyruojantys judesiai pagerina mainų sąlygas, padidina vandens tekėjimą ir pašalina jo panaudotas dalis.

Vidinės žiaunos būdingos vandens stuburiniams gyvūnams, o dujų mainų jose veiksmą apsunkina vandens porcijų patekimas į žiaunų plyšius per burnos ertmę ir žiaunų dangtelio judesiai. Be to, jų žiaunos yra įtrauktos į kraujotakos ratą. Kiekvienas žiaunų lankas turi savo kraujagysles, todėl tuo pačiu metu vyksta didesnė kraujotakos sistemos diferenciacija.

Žinoma, naudojant žiauninius dujų mainų metodus, odos kvėpavimas taip pat gali būti išsaugotas, tačiau toks silpnas, kad jis nukeliamas į antrą planą.

Apibūdinant virškinamojo trakto burnos ryklę, jau buvo pasakyta, kad žiaunų aparatas būdingas ir kai kuriems bestuburiams, pavyzdžiui, pusžiečiams ir chordatams.

Plaučių kvėpavimas- labai tobulas dujų mainų būdas, lengvai aptarnaujantis masyvių gyvūnų organizmus. Jis būdingas sausumos stuburiniams gyvūnams: varliagyviams (ne lervos būklės), ropliams, paukščiams ir žinduoliams. Nemažai organų, atliekančių kitas funkcijas, prisijungia prie dujų mainų, susitelkusių į plaučius, dėl to plaučių kvėpavimo metodas reikalauja labai sudėtingo organų komplekso.

Lyginant vandens ir sausumos kvėpavimo tipus stuburiniams gyvūnams, reikia turėti omenyje vieną svarbų anatominį skirtumą. Žiaunų kvėpavimo metu vandens porcijos viena po kitos patenka į primityvią burną ir išleidžiamos per žiaunų plyšius, kur iš jos žiaunų raukšlių indai ištraukia deguonį. Taigi stuburinių gyvūnų žiaunų kvėpavimo aparatas pasižymi įvadu ir daugybe išėjimo angų. Plaučių kvėpavimo metu tos pačios angos naudojamos oro įvedimui ir pašalinimui. Ši savybė, žinoma, yra susijusi su poreikiu paimti ir išstumti dalis oro, kad dujų mainų zona būtų greičiau išvėdinta, t.y., su būtinybe išplėsti ir susitraukti plaučius.

Galima daryti prielaidą, kad tolimi, primityvesni stuburinių protėviai turėjo savarankišką raumeninį audinį plaukimo pūslės sienelėse, transformuojančius į šviesą; periodiškai susitraukdamas oras buvo išstumiamas iš šlapimo pūslės, o dėl jos išsiplėtimo dėl šlapimo pūslės sienelių elastingumo buvo surenkamos šviežios oro porcijos. Elastinis audinys kartu su kremzle dabar dominuoja kaip atrama kvėpavimo sistemoje.


Ateityje, padidėjus gyvybinei organizmų veiklai, toks kvėpavimo judesių mechanizmas tapo jau netobulas. Vystymosi istorijoje ji buvo pakeista jėga, sutelkta arba burnos ertmėje ir priekinėje trachėjos dalyje (varliagyviai), arba krūtinės ir pilvo ertmių sienelėse (ropliai, žinduoliai) specialiai diferencijuota forma. dalis kamieno raumenų (kvėpavimo raumenų) ir galiausiai diafragma. Plaučiai paklūsta šio raumens judesiams, pasyviai plečiasi ir susitraukia, išsaugo tam reikalingą elastingumą bei mažą raumenų aparatą kaip pagalbinį įtaisą.

Odos kvėpavimas tampa toks nereikšmingas, kad jo vaidmuo sumažėja beveik iki nulio.

Dujų mainai sausumos stuburinių, taip pat ir vandens gyvūnų plaučiuose yra glaudžiai susiję su kraujotakos sistema, organizuojant atskirą kvėpavimo takų ar mažą kraujotakos ratą.

Visiškai aišku, kad pagrindiniai kūno struktūriniai pokyčiai plaučių kvėpavimo metu yra šie: 1) padidėjęs plaučių darbo srities kontaktas su oru ir 2) labai glaudus ir ne mažiau platus ryšys ši sritis su plonasieniais kraujotakos rato kapiliarais.

Kvėpavimo aparato funkcija – praleisti orą į daugybę dujų mainų kanalų – byloja apie jo konstrukcijos pobūdį – atvirą, tarpo vamzdelių sistemą. Jų sienelės, palyginti su minkštuoju žarnų vamzdeliu, yra sudarytos iš kietesnės laikančiosios medžiagos; vietomis kaulinio audinio pavidalu (nosies ertmė), o daugiausia kremzlinio audinio pavidalu ir lengvai lankstūs, bet greitai grįžtantys į normalų elastingą audinį.

Kvėpavimo takų gleivinė išklota specialiu blakstienuotu epiteliu. Tik keliose srityse ji pasikeičia į kitokią formą pagal kitas šių sričių funkcijas, pavyzdžiui, uoslės srityje ir pačiose dujų mainų vietose.

Visuose plaučių kvėpavimo takuose dėmesį patraukia trys savotiškos sritys. Iš jų pradinė - n ašinė juostelė su t - tarnauja suvokiamam orui, čia tiriama dėl kvapo. Antroji sekcija – gerklė – tai aparatas, skirtas atskirti kvėpavimo takus nuo virškinamojo trakto maisto komos metu per ryklę, skleidžiantis garsus ir galiausiai sukeliantis kosulio šokus, išstumiančius gleives iš kvėpavimo takų. Paskutinis skyrius, lёg ir e-atstovauja tiesioginio dujų mainų organui.

Tarp nosies ertmės ir gerklų yra ryklės ertmė, bendra su virškinimo aparatu, o tarp gerklų ir plaučių – kvėpavimo

gerklės, arba trachėjos. Taigi, praeinantis oras yra naudojamas aprašytose besiplečiančiose srityse trimis skirtingomis kryptimis: a) jaučiami kvapai, b) prietaisai garsams skleisti ir, galiausiai, in) dujų mainai, iš kurių pastaroji yra pagrindinė.

Žiaunų skaičiaus mažinimas.

Kvėpavimo paviršiaus padidėjimas dėl žiaunų gijų susidarymo.

Žiaunų kapiliarų susidarymas.

Lancelete šonines ryklės sienas perveria daugybė (iki 150 porų) įstrižai išsidėsčiusių žiaunų plyšių. Aferentinės šakinės arterijos artėja prie tarpšakinių pertvarų, o eferentinės šakinės arterijos nukrypsta. Kai vanduo išplauna tarpšakines pertvaras, tarp tekančio vandens ir kraujo, tekančio per plonus pertvarų indus, vyksta dujų mainai. Žiaunų arterijos nesišakoja į kapiliarus. Be to, deguonis į gyvūno organizmą patenka per odos kapiliarus.

Pirminiuose vandens stuburiniuose gyvūnuose (be žandikaulių ir žuvyse), kaip ir apatiniuose chordatuose, susidaro žiaunų plyšiai, jungiantys ryklės ertmę su išorine aplinka. Ciklostomose iš endodermos, išklojančios žiaunų plyšius, susidaro žiaunų maišeliai (žuvyse žiaunos išsivysto iš ektodermos). Maišelių vidinis paviršius padengtas daugybe raukšlių – žiaunų gijų, kurių sienelėse šakojasi tankus kapiliarų tinklas. Krepšys su vidiniu siauru kanalu atsidaro į ryklę (suaugusiems nėgiams - į vėjo vamzdį), o su išoriniu - ant šoninio gyvūno kūno paviršiaus. Paprastosios žuvys turi nuo 5 iki 16 porų žiauninių maišelių, bdellostomatoe šeimoje kiekvienas iš jų atsidaro į išorę su atskira anga, o spygliuočių šeimoje visi išoriniai žiaunų praėjimai abiejose pusėse susilieja į vieną kanalą, kuris atsiveria į išorę su viena anga, esančia toli. už nugaros. Žirgai turi 7 poras žiaunų maišelių, kurių kiekviena atsidaro į išorę su atskira anga. Kvėpavimas vyksta ritmiškais susitraukimais ir žiaunų srities raumenų sienelės atsipalaidavimu. Nemaitinantiems žiobriams vanduo iš burnos ertmės patenka į kvėpavimo vamzdelį, tada nuplauna žiaunų maišelių žiedlapius, užtikrindamas dujų mainus, ir pašalinamas per išorinius žiaunų kanalus. Maitinantis ciklostomas, vanduo patenka ir išeina per išorines žiaunų maišelių angas.

Žuvų kvėpavimo sistema turi specializuotus dujų mainų organus – ektodermines žiaunas, kurios arba išsidėsčiusios tarpžiauninėse pertvarose, kaip kremzlinėse žuvyse, arba išsikišusios tiesiai iš žiaunų lankų, kaip kaulinėse žuvyse. Dujų apykaita stuburinių gyvūnų žiaunose vyksta pagal „priešsrovių sistemų“ tipą: artėjant judėjimui kraujas liečiasi su deguonies turtingu vandeniu, kuris užtikrina efektyvų jo prisotinimą. Padidėjus deguonies absorbcijos paviršiui dėl žiaunų susidarymo, stuburiniams gyvūnams sumažėjo žiaunų plyšių skaičius, palyginti su apatinėmis chordatomis. Visagalvių žuvų (iš kremzlinių žuvų) ryškėja tarpžiauninių pertvarų sumažėjimas ir susidaro odinis žiaunų dangalas, dengiantis žiaunų išorę. Kaulinėse žuvyse žiaunų dangtelyje atsiranda kaulo griaučiai, sumažėja tarpžiaunų pertvaros, o tai prisideda prie intensyvesnio žiaunų siūlų plovimo vandeniu. Kartu su dujų mainais žuvų žiaunos dalyvauja vandens ir druskų apykaitoje, amoniako ir karbamido pašalinime iš organizmo. Oda, plaukimo pūslė, viršstempliniai labirintai ir specializuoti žarnyno vamzdelio skyriai tam tikrose žuvų grupėse veikia kaip papildomi kvėpavimo organai. Plaučiais kvėpuojančiose ir daugiaplunksnėse žuvyse atsiranda oro-kvėpavimo organai – plaučiai. Plaučiai atsiranda kaip suporuotos ryklės pilvinės dalies ataugos paskutinio šakos plyšio srityje ir yra sujungti su stemple trumpu kanalu. Šios ataugos sienelės plonos ir gausiai aprūpintos krauju.


Plaučių kvėpavimo tipo evoliucijos kryptys

Kvėpavimo takų atsiradimas ir diferenciacija.

Plaučių diferenciacija ir kvėpavimo paviršiaus padidėjimas.

Pagalbinių organų (krūtinės ląstos) vystymasis.

Varliagyviams deguonies absorbcijoje ir anglies dioksido išsiskyrime dalyvauja: lervose - oda, išorinės ir vidinės žiaunos, suaugusiems - plaučiai, oda ir burnos ir ryklės ertmės gleivinė. Kai kurių rūšių uodeguotųjų varliagyvių (sirenų, proteų) ir suaugusiųjų žiaunos išsaugomos, o plaučiai neišsivystę arba susilpnėję. Plaučių ir kitų dujų mainų santykis nevienodas: drėgnų buveinių rūšyse dujų mainuose dominuoja odos kvėpavimas, sausų vietų gyventojams didžioji dalis deguonies patenka per plaučius, tačiau oda vaidina svarbų vaidmenį. anglies dioksido išsiskyrime. Suaugusių varliagyvių kvėpavimo sistema apima burnos ir ryklės, gerklų-trachėjos ertmes ir maišelinius plaučius, kurių sienelės yra apipintos tankiu kapiliarų tinklu. Beuodegiai varliagyviai turi bendrą gerklų ir trachėjos kamerą, uodeginėse ji yra padalinta į gerklas ir trachėją. Gerklose atsiranda aritenoidinės kremzlės, kurios palaiko jos sienelę ir balso stygas. Uodeginių varliagyvių plaučiai yra du plonasieniai maišai, neturintys pertvarų. Plaučių maišelių viduje esantys anuranai turi pertvaras ant sienelių, kurios padidina dujų mainų paviršių (plaučiai yra ląsteliniai). Varliagyviai neturi šonkaulių, o kvėpavimas vyksta įkvėpus prispaudžiant orą (dėl burnos ir ryklės ertmės tūrio padidėjimo, o vėliau sumažėjimo) ir išstumiant orą iškvėpimo metu (dėl plaučių sienelių elastingumo). ir pilvo raumenis).

Ropliuose pastebima tolesnė kvėpavimo takų diferenciacija ir reikšmingas dujų mainų plaučių funkcinio paviršiaus padidėjimas. Kvėpavimo takai suskirstyti į nosies ertmę (ji derinama su burnos ertme, tačiau krokodilams ir vėžliams šias ertmes skiria kaulinis gomurys), gerklas, trachėją ir du bronchus. Gerklų sienelės palaiko suporuotas aritenoidines ir neporines krioidines kremzles. Driežų ir gyvačių plaučių maišelių vidinės sienelės turi sulankstytą ląstelių struktūrą. Vėžliams ir krokodilams sudėtinga pertvarų sistema išsikiša į vidinę plaučių ertmę taip giliai, kad plaučiai įgauna kempinę struktūrą. Susiformuoja krūtinės ląsta: šonkauliai judriai susijungia su stuburu ir krūtinkauliu, vystosi tarpšonkauliniai raumenys. Kvėpavimo veiksmas atliekamas pasikeitus krūtinės ląstos tūriui (šoninis kvėpavimo tipas). Vėžliai išlaiko burnos ir ryklės oro įpurškimo tipą. Vandens vėžliams vandenyje papildomi kvėpavimo organai yra kapiliarų turtingos ryklės ir kloakijos ataugos (išangės pūslės). Ropliai neturi odos kvėpavimo.

Paukščių kvėpavimo takus vaizduoja nosies ertmė, gerklos, kurias palaiko aritenoidinės ir kriokoidinės kremzlės, ilgoji trachėja ir bronchų sistema. Plaučiai yra maži, tankūs ir šiek tiek besitęsiantys, pritvirtinti prie šonkaulių stuburo šonuose. Pirminiai bronchai susidaro padalijus apatinę trachėjos dalį ir patenka į atitinkamo plaučių audinį, kur suskyla į 15–20 antrinių bronchų, kurių dauguma baigiasi aklinai, o dalis susisiekia su oro maišeliais. Antrinius bronchus jungia mažesni parabronchiai, iš kurių išsiskiria daug plonasienių ląstelinių bronchiolių. Kraujagyslėmis apipinti bronchai sudaro morfofunkcinę plaučių struktūrą. Su paukščių plaučiais jungiasi oro maišeliai – skaidrios elastinės plonasienės antrinių bronchų gleivinės ataugos. Oro maišelių tūris yra maždaug 10 kartų didesnis už plaučių tūrį. Jie atlieka labai svarbų vaidmenį įgyvendinant savotišką paukščių kvėpavimo veiksmą: tiek įkvėpus, tiek iškvepiant, oras su dideliu deguonies kiekiu patenka į plaučius - „dvigubas kvėpavimas“. Be kvėpavimo intensyvinimo, oro maišeliai neleidžia kūnui perkaisti intensyvaus judėjimo metu. Vidaus pilvo slėgio padidėjimas iškvėpimo metu skatina tuštinimąsi. Nardantys paukščiai, padidindami slėgį oro maišeliuose, gali sumažinti tūrį ir taip padidinti tankį, o tai palengvina nardymą į vandenį. Paukščių oda nekvėpuoja.

Žinduoliams stebima tolesnė kvėpavimo takų diferenciacija. Susidaro nosies ertmė, nosiaryklė, įėjimą į gerklas dengia antgerklis (visiems sausumos stuburiniams gyvūnams, išskyrus žinduolius, gerklų plyšys uždaromas specialiais raumenimis), gerklose atsiranda skydliaukės kremzlė, tada ateina trachėja, kuris išsišakoja į du bronchus, einančius į dešinįjį ir kairįjį plaučius. Plaučiuose bronchai daug kartų šakojasi ir baigiasi bronchiolėmis bei alveolėmis (alveolių skaičius nuo 6 iki 500 mln.), tai žymiai padidina kvėpavimo paviršių. Dujų mainai vyksta alveoliniuose kanaluose ir alveolėse, kurių sienelės yra tankiai supintos kraujagyslėmis. Žinduolių plaučių morfofunkcinis vienetas yra plaučių acinusas, susidarantis išsišakojus galinei bronchiolei. Susiformuoja krūtinė, kurią nuo pilvo ertmės skiria diafragma. Kvėpavimo judesių skaičius – nuo ​​8 iki 200. Kvėpavimo judesiai atliekami dviem būdais: pasikeitus krūtinės ląstos tūriui (kvėpavimas šonkauliu) ir dėl diafragminio raumens veiklos (diafragminis kvėpavimas). Aukštesnieji žinduoliai sukūrė odos kvėpavimą per odos kapiliarų sistemą, kuri atlieka svarbų vaidmenį dujų mainuose.

Gyvūno kvėpavimas – procesų rinkinys, kuris suteikiapataikyti į organizmą iš aplinkosdeguonies , jisląstelių naudojimas organinių medžiagų oksidacijai irveisimas iš anglies dioksido kūno.Šis kvėpavimas vadinamasaerobinis , ir organizmaiaerobai .

GERAI. Nr 28. Biologija.

žaliųjų dumblių chlorella

Infusoria batai

Gyvūnų kvėpavimo procesas sąlygiškai skirstomas į trys etapai :

Išorinis kvėpavimas = dujų mainai. Per šį procesą gyvūnas gauna deguonies ir atsikrato anglies dioksido, kuris yra galutinis metabolizmo produktas.

Dujų pernešimas organizme- šis procesas vyksta specialiais trachėjos vamzdeliais arba vidiniais kūno skysčiais (krauju hemoglobino- pigmentas, galintis prijungti deguonį ir pernešti jį į ląsteles, taip pat išnešti iš ląstelių anglies dioksidą).

vidinis kvėpavimas- atsiranda ląstelėse. Ląstelių fermentų pagalba oksiduojamos ir skaidomos paprastos maistinės medžiagos (aminorūgštys, riebalų rūgštys, paprastieji angliavandeniai), kurių metu išsiskiria organizmo gyvybei reikalinga ENERGIJA.

Pagrindinė kvėpavimo reikšmė yra energijos išskyrimas iš maistinių medžiagų deguonies pagalba, kuris dalyvauja oksidacijos reakcijose.

Kai kurie iš paprasčiausių anaerobiniai organizmai t.y. organizmai, nereikalaujantis deguonies. Anaerobai yra neprivalomi ir privalomi. Fakultatyviniai anaerobiniai organizmai – tai organizmai, galintys gyventi tiek nesant deguonies, tiek jam esant. Privalomi anaerobiniai organizmai yra organizmai, kuriems deguonis yra nuodingas. Jie gali gyventi tik be deguonies. Anaerobiniams organizmams maistinėms medžiagoms oksiduoti nereikia deguonies.

Brachonella – anaerobinė infuzorija

Žarnyno giardija

žmogaus apvaliosios kirmėlės

Autorius kvėpavimo būdas ir gyvūnų kvėpavimo aparato sandara, išskiriami 4 kvėpavimo tipai:

Odos kvėpavimas yra deguonies ir anglies dioksido mainai per kūno dalis. Šis procesas pagrįstas svarbiausiu fiziniu procesu – difuzija . Dujos patenka tik ištirpusios per dangčius negiliai ir mažu greičiu. Toks kvėpavimas organizmais, kurie yra maži, turi šlapią dangą, veda į vandens gyvenimo būdą. tai - kempinės, koelenteratai, kirminai, varliagyviai.

Trachėjos kvėpavimas –

atliekami su pagalba

sujungtų sistemų

kanalėliai - trachėjos , kuris

prasiskverbti per visą kūną

skysčių dalyvavimas. Su

jų aplinka

prijungti specialų

skylės - spiralės.

Organizmai su trachėja

kvėpavimas taip pat yra mažas (ne daugiau kaip 2 cm, kitaip organizmas neturės pakankamai deguonies). tai - vabzdžiai, šimtakojai, voragyviai.

žiauninis kvėpavimas - naudojant specializuotas formacijas su tankiu kraujagyslių tinklu. Šios ataugos vadinamos žiaunos . Vandens gyvūnuose daugiašakės kirmėlės, vėžiagyviai, moliuskai, žuvys, tam tikros varliagyvių rūšys. Bestuburiai paprastai turi išorines žiaunas, o chordatai turi vidines žiaunas. Žiaunomis kvėpuojantys gyvūnai turi papildomų kvėpavimo formų per odą, žarnyną, burnos paviršių, plaukimo pūslę.

Daugiašakės su žiaunomis

Vėžiagyvių žiaunos

Nudibranch moliuskas

Plaučių kvėpavimas - tai kvėpavimas specializuotų vidaus organų pagalba - plaučiai.

Plaučiai– tai tuščiaviduriai plonasieniai maišeliai, apipinti tankiu smulkių kraujagyslių – kapiliarų tinklu. Deguonies difuzija iš oro į kapiliarus vyksta vidiniame plaučių paviršiuje. Atitinkamai, kuo didesnis šis vidinis paviršius, tuo aktyviau vyksta difuzija.

Beveik visi sausumos stuburiniai gyvūnai kvėpuoja plaučiais. ropliai, paukščiai, kai kurie sausumos bestuburiai – vorai, skorpionai, plaučių moliuskai ir kai kurie vandens gyvūnai – plaučių žuvys. Oras pro plaučius patenka Kvėpavimo takai.

Žinduolių plaučiai


roplių plaučiai

Paukščių kvėpavimo sistema

Gyvūnų kvėpavimas priklauso nuo jų gyvenimo būdo ir atliekamas naudojant odą, trachėją, žiaunas ir plaučius.

Kvėpavimo sistema – organų rinkinys, pernešantis orą ar vandenį, kuriame yra deguonies, ir dujų mainams tarp kūno ir aplinkos.

Kvėpavimo organai vystosi kaip išorinio dangalo ar žarnyno trakto sienelių ataugos. Kvėpavimo sistema apima kvėpavimo takus ir dujų mainų organus. Stuburiniai gyvūnai Kvėpavimo takai – nosies ertmė, gerklos, trachėja, bronchai ; a Kvėpavimo sistema -plaučiai .

Lyginamosios kvėpavimo organų charakteristikos.

Grupė

Būdingi kvėpavimo sistemos bruožai

Coelenterates

Dujų mainai per visą kūno paviršių. Specialių kvėpavimo organų nėra.

anelidai

Išorinės žiaunos (daugiašakės kirmėlės) ir visas kūno paviršius (oligochaetinės kirmėlės, dėlės)

vėžiagyviai

Žiaunos (dvigeldžiai, galvakojai) ir plaučiai (skrajokojai)

nariuotakojų

Žiaunos (vėžiagyviai), trachėjos ir plaučiai (voratinkliai), trachėjos (vabzdžiai)

Žuvys

Žiaunos. Papildomi kvėpavimo organai: plaučiai (plaučių žuvys), burnos ertmės dalys, ryklė, žarnos, plaukimo pūslė

Varliagyviai

Plaučiai yra ląsteliniai, žiaunos (lervose), oda (su daugybe kraujagyslių). Kvėpavimo takai: šnervės, burna, trachėjos-gerklų kamera

ropliai

Lengvas korio. Kvėpavimo takai: šnervės, gerklos, trachėja, bronchai

Paukščiai

Lengvai kempinė. Kvėpavimo takai: šnervės, nosies ertmė, viršutinė gerklos, trachėja, apatinė gerklos su balso aparatu, bronchai. Yra oro pagalvės.

žinduoliai

Lengvas alveolinis. Kvėpavimo takai: šnervės, nosies ertmė, gerklos su balso aparatu, trachėja, bronchai.

Kvėpavimo sistemos funkcijos:

    Deguonies tiekimas į organizmo ląsteles ir anglies dioksido pašalinimas iš organizmo ląstelių bei dujų mainai(pagrindinė funkcija).

    Kūno temperatūros reguliavimas(kadangi vanduo gali išgaruoti per plaučių ir kvėpavimo takų paviršių)

    Įeinančio oro valymas ir dezinfekavimas(nosies gleivės)

Klausimai savikontrolei.

Įvertinimas

Klausimai savikontrolei

1. Kas yra kvėpavimas?

2. Pagrindiniai kvėpavimo etapai?

3. Įvardykite pagrindinius gyvūnų kvėpavimo tipus.

4. Pateikite pavyzdžius gyvūnų, kurie kvėpuoja oda, žiaunomis, vėjaraupiais ir plaučiais.

5. Kas yra kvėpavimo sistema?

6. Įvardykite pagrindines kvėpavimo sistemos funkcijas.

7. Kokia kvėpavimo svarba gyvūnų ląstelių energijos išsiskyrimui?

8. Kas lemia gyvūnų kvėpavimo tipą?

9. Kokios yra kvėpavimo sistemos funkcijos?

10. Apibūdinkite, kaip stuburiniai kvėpuoja.

Lyginamosios gyvūnų kvėpavimo organų charakteristikos.

Kvėpavimo sistema

Struktūrinės savybės

Funkcijos

Pavyzdžiai

Žiaunos

Išorinis(šukos, siūlinis ir plunksninis) arba vidinis(visada siejama su rykle) plonasienės kūno ataugos, kuriose yra daug kraujagyslių

Dujų mainai vandens aplinkoje

Žuvyse, beveik visose anuranų lervose, daugumoje moliuskų, kai kurių kirmėlių ir nariuotakojų

Trachėja

Šakotieji kanalėliai, kurie prasiskverbia per visą kūną ir atsiveria į išorę su skylutėmis (stigmos)

Dujų mainai ore

Daugumoje nariuotakojų

Plaučiai

Plonasieniai krepšiai, turintys platų laivų tinklą

Dujų mainai ore

Kai kuriuose moliuskuose ir žuvyse, sausumos stuburiniuose