Органы дыхания и газообмен

1. Введение

Цель  – об­су­дить тер­ми­ны «ды­ха­ние» и «га­зо­об­мен», а также рас­смот­реть ор­га­ны га­зо­об­ме­на жи­вот­ных.

2. Дыхание и газообмен

Мно­гим про­стей­шим и огром­но­му боль­шин­ству жи­вот­ных жиз­нен­но необ­хо­дим кис­ло­род. Толь­ко с его по­мо­щью эти ор­га­низ­мы могут мед­лен­но сжи­гать пи­та­тель­ные ве­ще­ства с по­лу­че­ни­ем энер­гии. Это мед­лен­ное сжи­га­ние, или окис­ле­ние ор­га­ни­че­ских ве­ществ, на­зы­ва­ет­ся ды­ха­ни­ем.

У тер­ми­на «ды­ха­ние» сразу два зна­че­ния. Ды­ха­ние в био­хи­ми­че­ском смыс­ле – это окис­ле­ние пи­та­тель­ных ве­ществ, про­хо­дя­щее с вы­де­ле­ни­ем энер­гии. Ды­ха­ние в фи­зио­ло­ги­че­ском смыс­ле – по­лу­че­ние кис­ло­ро­да и вы­де­ле­ние уг­ле­кис­ло­го газа. Имен­но по­след­нее мы будем рас­смат­ри­вать в нашем уроке.

Га­зо­об­мен – это обмен газов между ор­га­низ­мом и окру­жа­ю­щей сре­дой. В ор­га­низм по­сто­ян­но по­сту­па­ет кис­ло­род, ко­то­рый по­треб­ля­ет­ся всеми клет­ка­ми, ор­га­на­ми и тка­ня­ми. Из ор­га­низ­ма вы­де­ля­ет­ся уг­ле­кис­лый газ и неко­то­рое ко­ли­че­ство дру­гих про­дук­тов рас­па­да пи­та­тель­ных ве­ществ. Таким об­ра­зом, га­зо­об­мен – это ды­ха­ние и немно­го вы­де­ле­ния.

Неко­то­рые про­стей­шие – анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы, т. е. ор­га­низ­мы, не нуж­да­ю­щи­е­ся в кис­ло­ро­де. Анаэ­ро­бы бы­ва­ют фа­куль­та­тив­ны­ми и об­ли­гат­ны­ми. Фа­куль­та­тив­но анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, спо­соб­ные жить как в от­сут­ствии кис­ло­ро­да, так и при его при­сут­ствии. Об­ли­гат­ные анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, для ко­то­рых кис­ло­род ядо­вит. Они могут жить толь­ко в от­сут­ствии кис­ло­ро­да. Анаэ­роб­ным ор­га­низ­мам кис­ло­род для окис­ле­ния пи­та­тель­ных ве­ществ не нужен (рис. 1, 2).

Бра­чо­нел­ла – анаэ­роб­ная ин­фу­зо­рия

Рис. 1. Бра­чо­нел­ла – анаэ­роб­ная ин­фу­зо­рия

Ки­шеч­ная лямб­лия

Рис. 2. Ки­шеч­ная лямб­лия

Дру­гим про­стей­шим, а их все же боль­шин­ство, кис­ло­род нужен. По­ступ­ле­ние кис­ло­ро­да в их клет­ки осу­ществ­ля­ет­ся бла­го­да­ря про­ни­ца­е­мо­сти кле­точ­ных мем­бран и диф­фу­зии (про­цесс вы­рав­ни­ва­ния кон­цен­тра­ции кис­ло­ро­да внут­ри ор­га­низ­ма и в окру­жа­ю­щей его среде) (рис. 3–5).

Амебы

Рис. 3. Амебы

Зе­ле­ная во­до­росль хло­рел­ла

Рис. 4. Зе­ле­ная во­до­росль хло­рел­ла

Ин­фу­зо­рия-ту­фель­ка

Рис. 5. Ин­фу­зо­рия-ту­фель­ка

Неболь­шие жи­вот­ные спо­соб­ны, как и про­стей­шие, ды­шать через всю по­верх­ность тела. Каж­дая клет­ка, к при­ме­ру, кро­шеч­ной тур­бел­ля­рии на­хо­дит­ся от по­верх­но­сти неда­ле­ко. Кис­ло­род ко всем тка­ням и ор­га­нам по­сту­па­ет путем про­стой диф­фу­зии. С воз­рас­та­ни­ем раз­ме­ра тела воз­ни­ка­ет необ­хо­ди­мость в транс­пор­те кис­ло­ро­да к клет­кам тела, рас­по­ло­жен­ным внут­ри ор­га­низ­ма, да­ле­ко от внеш­ней среды. В про­цес­се эво­лю­ции воз­ни­ка­ют ор­га­ны и си­сте­мы ор­га­нов, ко­то­рые поз­во­ля­ют этот транс­порт осу­ще­ствить.

3. Органы дыхания. Как осуществляется газообмен у животных различных систематических групп?

Губки – это филь­тра­то­ры. Через свое по­ри­стое тело они по­сто­ян­но про­пус­ка­ют ток воды. Все клет­ки губок так или иначе кон­так­ти­ру­ют с внеш­ней сре­дой и по­лу­ча­ют кис­ло­род от­ту­да (рис. 6).

Губка на мор­ском дне

Рис. 6. Губка на мор­ском дне

Ки­шеч­но­по­лост­ные имеют всего два кле­точ­ных слоя тела. На­руж­ный слой, эк­то­дер­ма, на­пря­мую кон­так­ти­ру­ет с окру­жа­ю­щей водой. Внут­рен­ний слой, эн­то­дер­ма, кон­так­ти­ру­ет с жид­ко­стью ки­шеч­ной по­ло­сти, ко­то­рая тоже, фак­ти­че­ски, окру­жа­ю­щая среда (рис. 7). И одни, и дру­гие клет­ки по­лу­ча­ют кис­ло­род из жид­ко­сти путем про­стой диф­фу­зии.

Стро­е­ние кож­но-му­скуль­но­го мешка гидры

Рис.7. Стро­е­ние кож­но-му­скуль­но­го мешка гидры

Сво­бод­но­жи­ву­щие плос­кие черви спе­ци­аль­ных ор­га­нов ды­ха­ния не имеют. Они, по­доб­но про­стей­шим, также дышат всей по­верх­но­стью тела. По­верх­но­стью много не на­ды­шишь, все клет­ки долж­ны быть от нее неда­ле­ко. Имен­но по­это­му круп­ные сво­бод­но­жи­ву­щие плос­кие черви могут быть тон­ки­ми, как бу­ма­га. Транс­порт кис­ло­ро­да осу­ществ­ля­ет­ся раз­ветв­лен­ным ки­шеч­ни­ком (рис. 8).

Плос­кий червь на дне моря

Рис. 8. Плос­кий червь на дне моря

Сво­бод­но­жи­ву­щие круг­лые черви – очень неболь­шие жи­вот­ные. Дышат они также всей по­верх­но­стью тела (рис. 9).

Круг­лый червь

Рис. 9. Круг­лый червь

А что ка­са­ет­ся па­ра­зи­тов плос­ких и круг­лых чер­вей, то они за­ча­стую анаэ­роб­ны (рис. 10).

Аска­ри­да

Рис. 10. Аска­ри­да

У мно­го­ще­тин­ко­вых чер­вей-по­ли­хет име­ют­ся спе­ци­аль­ные ор­га­ны ды­ха­ния – пе­ри­стые жабры. Пе­ри­стые жабры пред­став­ля­ют собой вы­ро­сты из стен­ки тела, рас­по­ла­га­ю­щи­е­ся на каж­дом сег­мен­те по обеим сто­ро­нам тела (рис. 11). 

По­ли­хе­та с жаб­ра­ми

Рис. 11. По­ли­хе­та с жаб­ра­ми

Ма­ло­ще­тин­ко­вые черви и пи­яв­ки (рис. 12) дышат через по­верх­ность кожи.

Пи­яв­ка

Рис. 12. Пи­яв­ка

У всех коль­ча­тых чер­вей в ды­ха­нии участ­ву­ет кровь, ко­то­рая обиль­но при­те­ка­ет к жаб­рам или к по­верх­но­сти кожи, где осво­бож­да­ет­ся от уг­ле­кис­ло­го газа и на­сы­ща­ет­ся кис­ло­ро­дом, ко­то­рый затем пе­ре­но­сит по всему ор­га­низ­му (рис. 13).

Зем­ля­ной червь

Рис. 13. Зем­ля­ной червь

У ра­ко­об­раз­ных и при­ми­тив­ных хе­ли­це­ро­вых ме­че­хво­стов ор­га­на­ми ды­ха­ния также яв­ля­ют­ся жабры (рис. 14). Жабры у них – это вы­ро­сты ко­неч­но­стей. Транс­порт кис­ло­ро­да осу­ществ­ля­ет­ся кро­вью.

Жабры ра­ко­об­раз­но­го

Рис. 14. Жабры ра­ко­об­раз­но­го

Ор­га­на­ми ды­ха­ния па­у­ко­об­раз­ных слу­жат тра­хеи, как, на­при­мер, у фа­ланг лож­но­скор­пи­о­нов и се­но­кос­цев, или лег­кие, как у скор­пи­о­нов и жгу­то­но­гих, а ино­гда и те и дру­гие вме­сте, как у па­у­ков (рис. 15, 16).

Лож­но­скор­пи­он

Рис. 15. Лож­но­скор­пи­он

Скор­пи­он

Рис. 16. Скор­пи­он

У неко­то­рых особо мел­ких па­у­ко­об­раз­ных, как, на­при­мер, у неко­то­рых кле­щей, во­об­ще не име­ет­ся обособ­лен­ных ор­га­нов ды­ха­ния. Они дышат через всю по­верх­ность тела (рис. 17).

Жел­тый клещ

Рис. 17. Жел­тый клещ

Ор­га­ны ды­ха­ния на­се­ко­мых – это тра­хеи, ко­то­рые про­ни­зы­ва­ют все тело. Тра­хеи вет­вят­ся и как бы оку­ты­ва­ют внут­рен­ние ор­га­ны. Кон­це­вые ветви тра­хеи за­кан­чи­ва­ют­ся тра­хей­ной клет­кой, от ко­то­рой от­хо­дят тон­чай­шие тра­хей­ные тру­боч­ки. Тра­хей­ные тру­боч­ки до­став­ля­ют кис­ло­род к каж­дой клет­ке тела на­се­ко­мо­го (рис. 18).

Тра­хеи – ор­га­ны ды­ха­ния на­се­ко­мых

Рис. 18. Тра­хеи – ор­га­ны ды­ха­ния на­се­ко­мых

Тра­хей­ная си­сте­ма на­се­ко­мых от­кры­тая, т. е. она сво­бод­но со­об­ща­ет­ся с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом (рис. 19).

От­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма

Рис. 19. От­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма

Од­на­ко у неко­то­рых ли­чи­нок на­се­ко­мых, жи­ву­щих в воде, име­ет­ся за­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма (рис. 20). В этом слу­чае кис­ло­род диф­фун­ди­ру­ет в тра­хеи через по­верх­ность саль­ных тра­хей­ных жабр.

За­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма

Рис. 20. За­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма

Пла­стин­ча­тые и пе­ри­стые жабры мол­люс­ков, рас­по­ло­жен­ные на­руж­но или в ман­тий­ной по­ло­сти, также слу­жат ор­га­на­ми ды­ха­ния (рис. 21).

Стро­е­ние мол­люс­ка

Рис. 21. Стро­е­ние мол­люс­ка

У на­зем­ных брю­хо­но­гих мол­люс­ков об­ра­зу­ют­ся лег­кие. Ин­те­рес­но, что кровь мол­люс­ков часто имеет ха­рак­тер­ный го­лу­бо­ва­тый цвет. Этот цвет про­ис­хо­дит от ге­ма­то­ци­а­ни­на – пиг­мен­та крови, вы­пол­ня­ю­ще­го функ­ции, сход­ные с функ­ци­я­ми ге­мо­гло­би­на в крови че­ло­ве­ка (рис. 22).

Го­ло­жа­бер­ный мол­люск

Рис. 22. Го­ло­жа­бер­ный мол­люск

Иг­ло­ко­жие осу­ществ­ля­ют га­зо­об­мен через тон­кие неж­ные участ­ки кож­ных по­кро­вов. Важ­ную роль в ды­ха­нии иг­ра­ет ам­бу­ла­краль­ная си­сте­ма (рис. 23).

Стро­е­ние иг­ло­ко­жих

Рис. 23. Стро­е­ние иг­ло­ко­жих

Си­сте­ма ор­га­нов ды­ха­ния лан­цет­ни­ка пред­став­ле­на жа­бер­ны­ми ще­ля­ми, про­ни­зы­ва­ю­щи­ми стен­ку пе­ред­не­го от­де­ла ки­шеч­ни­ка – глот­ку. Жа­бер­ные щели от­кры­ва­ют­ся в осо­бую по­лость с частой сме­ной воды. Лю­бо­пыт­но, что жа­бер­ные щели у лан­цет­ни­ка есть, а жабр, как та­ко­вых, нет. Га­зо­об­мен идет через по­кро­вы глот­ки (рис. 24).

Стро­е­ние лан­цет­ни­ка

Рис. 24. Стро­е­ние лан­цет­ни­ка

У хря­ще­вых рыб име­ют­ся жа­бер­ные щели, а жа­бер­ных кры­шек нет. По­это­му хря­ще­вые рыбы не спо­соб­ны ак­тив­но ор­га­ни­зо­вы­вать ток воды через жабры. Имен­но по­это­му акулы и скаты долж­ны либо по­сто­ян­но плыть, либо на­хо­дить­ся на те­че­нии, ко­то­рое омы­ва­ло бы жабры, снаб­жая их кровь кис­ло­ро­дом (рис. 25).

Жабры хря­ще­вой рыбы

Рис. 25. Жабры хря­ще­вой рыбы

У кост­ных рыб под жа­бер­ны­ми крыш­ка­ми рас­по­ла­га­ют­ся жабры, со­сто­я­щие из жа­бер­ных дуг с жа­бер­ны­ми ле­пест­ка­ми (рис. 26).

Жабры кост­ных рыб

Рис. 26. Жабры кост­ных рыб

Жа­бер­ные ле­пест­ки (рис. 27) обиль­но про­ни­за­ны мель­чай­ши­ми кро­ве­нос­ны­ми со­су­да­ми. Вода, за­гла­ты­ва­е­мая рыбой, по­па­да­ет в ро­то­вую по­лость и про­хо­дит через жа­бер­ные ле­пест­ки на­ру­жу. Вода омы­ва­ет их и снаб­жа­ет кровь кис­ло­ро­дом.

Жа­бер­ные ле­пест­ки

Рис. 27. Жа­бер­ные ле­пест­ки

Ор­га­на­ми ды­ха­ния чет­ве­ро­но­гих жи­вот­ных яв­ля­ют­ся лег­кие. Лег­кие – это полые тон­ко­стен­ные мешки, опле­тен­ные гу­стой сетью мель­чай­ших кро­ве­нос­ных со­су­дов – ка­пил­ля­ров. Диф­фу­зия кис­ло­ро­да из воз­ду­ха в ка­пил­ля­ры про­ис­хо­дит на внут­рен­ней по­верх­но­сти лег­ких. Со­от­вет­ствен­но, чем это внут­рен­няя по­верх­ность боль­ше, тем ак­тив­нее идет диф­фу­зия.

Зем­но­вод­ные (рис. 28) дышат с по­мо­щью про­стых лег­ких и сли­зи­стой кожи. Доля кож­но­го ды­ха­ния у раз­ных зем­но­вод­ных может быть раз­лич­ной.

Са­ла­манд­ра

Рис. 28. Са­ла­манд­ра

Кро­ве­нос­ная си­сте­ма по­зво­ноч­ных

Рис. 29. Кро­ве­нос­ная си­сте­ма по­зво­ноч­ных

У пре­смы­ка­ю­щих­ся кожа сухая, га­зо­об­мен через нее прак­ти­че­ски не идет. Внут­рен­няя по­верх­ность лег­ко­го пре­смы­ка­ю­щих­ся имеет более слож­ное устрой­ство, чем у ам­фи­бий (рис. 29). В лег­ких по­яв­ля­ют­ся мно­го­чис­лен­ные вы­ро­сты и ле­гоч­ные пе­ре­го­род­ки, все это зна­чи­тель­но уве­ли­чи­ва­ет внут­рен­нюю по­верх­ность лег­ких (рис. 30).

Лег­кое пре­смы­ка­ю­ще­го­ся

Рис. 30. Лег­кое пре­смы­ка­ю­ще­го­ся

Птицы во время ак­тив­но­го по­ле­та тра­тят кис­ло­род с огром­ной ско­ро­стью, и га­зо­об­мен у них про­те­ка­ет в связи с этим наи­бо­лее слож­но. Лег­кие птиц пред­став­ля­ют собой плот­ные губ­ча­тые тела, их внут­рен­няя по­верх­ность очень ве­ли­ка, брон­хи силь­но раз­ветв­ле­ны. Часть от­ветв­ле­ний до­хо­дит до мно­же­ства мел­ких по­ло­стей, стен­ки ко­то­рых про­ни­за­ны ка­пил­ля­ра­ми кро­ве­нос­ной си­сте­мы. Дру­гая часть брон­хов про­хо­дит через лег­кие и за их пре­де­ла­ми об­ра­зу­ет боль­шие тон­ко­стен­ные воз­душ­ные мешки. Они рас­по­ла­га­ют­ся между внут­рен­ни­ми ор­га­на­ми, про­ни­ка­ют в полые кости, между мыш­ца­ми рас­по­ла­га­ют­ся почти под кожей (рис. 31, 32).

Ды­ха­тель­ная си­сте­ма птиц

Рис. 31. Ды­ха­тель­ная си­сте­ма птиц

Схема ды­ха­ния птиц

Рис. 32. Схема ды­ха­ния птиц

В покое ды­ха­ние птиц обес­пе­чи­ва­ет­ся дви­же­ни­я­ми груд­ной клет­ки. Опус­ка­ясь, гру­ди­на уве­ли­чи­ва­ет ее объем и рас­тя­ги­ва­ет воз­душ­ные мешки. Устрем­ля­ясь в них, воз­дух про­хо­дит через лег­кие, и про­ис­хо­дит вдох, а при под­ня­тии гру­ди­ны про­ис­хо­дит выдох. Ча­сто­та ды­ха­ния в спо­кой­ном со­сто­я­нии у птиц за­ви­сит от их раз­ме­ра – чем мель­че птица, тем более часто она дышит. В по­ле­те дви­же­ния груд­ной клет­ки ис­клю­че­ны, а ды­ха­ние осу­ществ­ля­ет­ся за счет дви­же­ние кры­льев. При под­ня­тии кры­льев воз­душ­ные мешки рас­тя­ги­ва­ют­ся, а при опус­ка­нии про­ис­хо­дит выдох.

При одном толь­ко вздо­хе усво­ить кис­ло­род из воз­ду­ха невоз­мож­но, в воз­душ­ные мешки по­сту­па­ет воз­дух еще от­но­си­тель­но бо­га­тый кис­ло­ро­дом, при вы­до­хе этот же воз­дух вто­рич­но про­хо­дит через лег­кие и от­да­ет еще немно­го кис­ло­ро­да. Такое яв­ле­ние по­лу­чи­ло на­зва­ние двой­но­го ды­ха­ния.

Мле­ко­пи­та­ю­щие также об­ла­да­ют до­ста­точ­но со­вер­шен­ной си­сте­мой ор­га­нов ды­ха­ния. Она со­сто­ит из тра­хеи, брон­хов и лег­ких, по тра­хее и брон­хам воз­дух про­хо­дит в лег­кие, где осу­ществ­ля­ет­ся га­зо­об­мен (рис. 33).

Лег­кое мле­ко­пи­та­ю­ще­го

Рис. 33. Лег­кое мле­ко­пи­та­ю­ще­го

Ветв­ле­ние брон­хов в лег­ких

Рис. 34. Ветв­ле­ние брон­хов в лег­ких

Лег­кие губ­ча­тые, в лег­ких брон­хи вет­вят­ся (рис. 34), по раз­ветв­ле­ни­ям воз­дух по­па­да­ет в ле­гоч­ные пу­зырь­ки, или аль­ве­о­лы. Аль­ве­о­лы опле­те­ны гу­стой сетью мель­чай­ших ка­пил­ля­ров. Вен­ти­ля­цию лег­ких обес­пе­чи­ва­ет дви­же­ние по­явив­шей­ся диа­фраг­мы. Диа­фраг­ма от­де­ля­ет брюш­ную по­лость от груд­ной, также ды­ха­нию спо­соб­ству­ет со­кра­ще­ние и рас­слаб­ле­ние меж­ре­бер­ных мышц. Вдох со­про­вож­да­ет­ся уве­ли­че­ни­ем объ­е­ма груд­ной клет­ки, а выдох при­во­дит к ее умень­ше­нию (рис. 35, 36).

Ды­ха­тель­ная си­сте­ма че­ло­ве­ка

Рис. 35. Ды­ха­тель­ная си­сте­ма че­ло­ве­ка

Вдох и выдох

Рис. 36. Вдох и выдох

4. Анаэ­роб­ные жи­вот­ные

Как вы уже зна­е­те, мно­гие про­стей­шие анаэ­роб­ны. Среди жи­вот­ных анаэ­роб­ный обмен ве­ществ встре­ча­ет­ся реже, но все же встре­ча­ет­ся. Так, спо­соб­ны об­хо­дить­ся без кис­ло­ро­да со­саль­щи­ки (рис. 37), лен­точ­ные черви (рис. 38) и па­ра­зи­ти­че­ские круг­лые черви, на­при­мер ас­ка­ри­да. Как ни стран­но это зву­чит, но анаэ­роб­ный обмен ве­ществ иг­ра­ет важ­ную роль в ра­бо­те неко­то­рых наших тка­ней.

Со­саль­щик

Рис. 37. Со­саль­щик

Лен­точ­ный червь

Рис. 38. Лен­точ­ный червь

На­при­мер, при ак­тив­ной ра­бо­те, когда кис­ло­ро­да не хва­та­ет, по­пе­реч­но­по­ло­са­тая му­ску­ла­ту­ра жи­вот­ных фак­ти­че­ски осу­ществ­ля­ет сбра­жи­ва­ние глю­ко­зы до мо­лоч­ной кис­ло­ты. Мы­шеч­ная боль, ко­то­рую мы чув­ству­ем после ин­тен­сив­ной фи­зи­че­ской ра­бо­ты, свя­за­на как раз с об­ра­зо­ва­ни­ем в мыш­цах мо­лоч­ной кис­ло­ты.

5. Про­стей­шие и кис­ло­род

Около 3 млрд лет тому назад на земле по­яви­лись фо­то­син­те­зи­ру­ю­щие бак­те­рии, ко­то­рые на­ча­ли вы­де­лять кис­ло­род. Кис­ло­род для живых ор­га­низ­мов того вре­ме­ни был непри­вы­чен и обыч­но ядо­вит. Пер­вые эу­ка­ри­о­ты, в от­ли­чие от бак­те­рий, не могли ис­поль­зо­вать кис­ло­род для окис­ле­ния пи­та­тель­ных ве­ществ и по­лу­че­ния энер­гии.

Зато пред­ки со­вре­мен­ных эу­ка­ри­от могли по­едать аэроб­ных бак­те­рий, не все клет­ки бак­те­рий при этом пе­ре­ва­ри­ва­лись. Неко­то­рые оста­ва­лись жить внут­ри эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ки. Имен­но от этих вы­жив­ших аэроб­ных бак­те­рий, ско­рее всего, про­изо­шли ми­то­хон­дрии (рис. 39).

Стро­е­ние клет­ки

Рис. 39. Стро­е­ние клет­ки

В клет­ках со­вре­мен­ных про­стей­ших кис­ло­род ис­поль­зу­ет­ся в ос­нов­ном ми­то­хон­дри­я­ми. Ми­то­хон­дрии (рис. 40) – это как бы энер­ге­ти­че­ские стан­ции клет­ки. У анаэ­роб­ных про­стей­ших ми­то­хон­дрии часто могут ис­че­зать или силь­но ви­до­из­ме­нять­ся. 

Ми­то­хон­дрия

Рис. 40. Ми­то­хон­дрия

6. Кож­ное ды­ха­ние ам­фи­бий

Как мы уже го­во­ри­ли, вклад кож­но­го ды­ха­ния у раз­лич­ных ам­фи­бий может быть очень раз­ным. У жаб (рис. 41), ко­то­рые могут оби­тать в от­но­си­тель­но сухой среде, кожа оро­го­ве­ва­ет, и кож­ное ды­ха­ние через нее осу­ществ­ля­ет­ся слабо.

Го­лу­бой дре­во­лаз

Рис. 41. Го­лу­бой дре­во­лаз

У взрос­лых осо­бей боль­шин­ства видов ам­фи­бий име­ют­ся лег­кие не очень боль­шо­го объ­е­ма и с неболь­шой внут­рен­ней по­верх­но­стью. Дышат они и через кожу, и лег­ки­ми (рис. 42).

Лег­кие ля­гуш­ки

Рис. 42. Лег­кие ля­гуш­ки

У без­ле­гоч­ных са­ла­мандр и неко­то­рых ля­гу­шек (рис. 43, 44) лег­ких во­об­ще нет, дышат они толь­ко через по­кро­вы и сли­зи­стые рта. И, на­ко­нец, ли­чин­ки ам­фи­бий дышат, как вы пом­ни­те, при по­мо­щи жабр.

Без­ле­гоч­ная са­ла­манд­ра

Рис. 43. Без­ле­гоч­ная са­ла­манд­ра

Без­ле­гоч­ная ля­гуш­ка

Рис. 44.Без­ле­гоч­ная ля­гуш­ка

7. Ла­бо­ра­тор­ная ра­бо­та по теме: «Изу­че­ние спо­со­бов ды­ха­ния жи­вот­ных»

Про­ве­ди­те на­блю­де­ние за жи­вот­ны­ми: до­ступ­ны­ми пред­ста­ви­те­ля­ми кост­ных рыб, ам­фи­бий, реп­ти­лий, птиц и мле­ко­пи­та­ю­щих. Если про­ве­сти на­блю­де­ние за жи­вы­ми жи­вот­ны­ми со­вер­шен­но невоз­мож­но, по­смот­ри­те со­от­вет­ствен­ные ви­део­за­пи­си.

От­меть­те, с какой ча­сто­той от­кры­ва­ют­ся жа­бер­ные крыш­ки рыб, как свя­за­ны дви­же­ния рта и жа­бер­ных кры­шек. Есть ли ви­ди­мые ды­ха­тель­ные дви­же­ния у ам­фи­бий, реп­ти­лий птиц и мле­ко­пи­та­ю­щих. За­ставь­те жи­вот­ных 2–3 ми­ну­ты ак­тив­но по­дви­гать­ся. От­меть­те, из­ме­нил­ся ли ин­тер­вал и ча­сто­та ды­ха­тель­ных дви­же­ний, не из­ме­нил­ся ли их ха­рак­тер. Ре­зуль­та­ты на­блю­де­ния за­пи­ши­те.

8. Зна­е­те ли вы, что...

Несмот­ря на ин­тен­сив­ное ле­гоч­но­го ды­ха­ния у на­зем­ных по­зво­ноч­ных, они все еще не окон­ча­тель­но утра­ти­ли спо­соб­ность к ды­ха­нию через кожу. Пол­но­стью ли­ше­ны этой спо­соб­но­сти лишь самые бро­ни­ро­ван­ные из чет­ве­ро­но­гих, на­при­мер че­ре­па­хи и бро­не­нос­цы.

У че­ло­ве­ко­об­раз­ной обе­зья­ны пло­щадь внут­рен­ней по­верх­но­сти лег­ких в 40–50 раз боль­ше, чем пло­щадь всей кожи. Усло­вия для ды­ха­ния очень раз­лич­ны, на­при­мер, в 1 л воды со­дер­жит­ся кис­ло­ро­да в 20 раз мень­ше, чем в 1 литре воз­ду­ха.

Вопросы к конспектам

1. В чем био­ло­ги­че­ский смысл ды­ха­ния и га­зо­об­ме­на? Какие ор­га­ны ды­ха­ния и га­зо­об­ме­на вам из­вест­ны? Для каких жи­вот­ных они ха­рак­тер­ны?

2. Какие аэроб­ные и анаэ­роб­ные жи­вот­ные вам из­вест­ны?

3. Что об­ще­го у раз­ных спо­со­бов га­зо­об­ме­на? Чем они от­ли­ча­ют­ся друг от друга?

4. Какие си­сте­мы ор­га­нов эво­лю­ци­о­ни­ро­ва­ли вме­сте с си­сте­мой га­зо­об­ме­на?

5. Об­су­ди­те с дру­зья­ми и близ­ки­ми, как ор­га­ны ды­ха­ния и га­зо­об­ме­на вли­я­ют на образ жизни жи­вот­ных.

Последнее изменение: Вторник, 27 Март 2018, 15:02