Solungaç - Gill

Diğer kullanımlar için bkz. Gill (belirsizliği giderme).
Bunun kırmızı solungaçları sazan balığı bir sonucu olarak görülebilir solungaç kanadı doğum kusuru.

Bir solungaç (/ɡɪl/ (Bu ses hakkındadinlemek)) bir solunum organı birçok yerde bulundu suda yaşayan çözünmüş olan organizmalar oksijen itibaren Su ve dışkılar karbon dioksit. Bazı türlerin solungaçları, örneğin keşiş yengeçleri nemli tutulmaları şartıyla karada solunuma izin verecek şekilde adapte olmuşlardır. Solungaçın mikroskobik yapısı, büyük yüzey alanı dış ortama. Branchia (pl. branchiae), zoologların solungaçları (Eski Yunanca βράγχια ).

Bazı sular hariç haşarat filamentler ve lameller (kıvrımlar) şunları içerir: kan veya koelomik sıvı, hangi gazların ince duvarlardan değiştirildiği. Kan, oksijeni vücudun diğer bölgelerine taşır. Karbondioksit, kandan ince solungaç dokusundan suya geçer. Vücudun farklı yerlerinde bulunan solungaçlar veya solungaç benzeri organlar, çeşitli suda yaşayan hayvan gruplarında bulunur. yumuşakçalar, kabuklular, böcekler, balık ve amfibiler. Yarı-bilimsel gibi deniz hayvanları Yengeçler ve çamur atlayanlar Karada bulunduklarında çözünmüş oksijeni kullanmalarına olanak tanıyan su depoladıkları solungaç odaları var.

Tarih

Galen balıkların çok sayıda açıklığı olduğunu gözlemledi (foramina), gazları kabul edecek kadar büyük, ancak suya geçiş için çok ince. Yaşlı Plinius balığın solungaçlarından solunduğunu düşündü, ancak Aristo başka bir görüşteydi.[1] Kelime Branchia dan geliyor Yunan βράγχια, "solungaçlar", çoğul βράγχιον (tekil olarak, anlamı a yüzgeç ).[2]

Fonksiyon

Pek çok mikroskobik suda yaşayan hayvan ve bazıları daha büyük ancak hareketsiz olanlar, vücutlarının tüm yüzeyinde yeterli oksijeni emebilir ve böylece solungaçları olmadan yeterince nefes alabilirler. Bununla birlikte, daha karmaşık veya daha aktif suda yaşayan organizmalar genellikle bir solungaç veya solungaç gerektirir. Birçok omurgasız ve hatta amfibiler gaz alışverişi için hem vücut yüzeyini hem de solungaçları kullanır.[3]

Solungaçlar genellikle ince liflerden oluşur. doku, lameller (plakalar), dallar veya ince, püsküllü süreçler arttırmak için oldukça katlanmış bir yüzeye sahip olan yüzey alanı. Solungaçların hassas doğası mümkündür çünkü çevreleyen su destek sağlar. Kan veya diğer vücut sıvısı, difüzyon kolaylığı için solunum yüzeyi ile yakın temas halinde olmalıdır.[3]

Yüksek yüzey alanı, gaz takası Su organizmalarının yalnızca küçük bir bölümünü içerdiğinden Çözünmüş oksijen o hava yapar. Bir metreküp hava yaklaşık 250 içerir gram oksijen STP. Sudaki oksijen konsantrasyonu havadakinden daha düşüktür ve daha yavaş yayılır. İçinde temiz su çözünmüş oksijen içeriği yaklaşık 8 cm3210 cm olan havaya kıyasla / L3/ L.[4] Su havadan 777 kat daha yoğun ve 100 kat daha viskozdur.[4] Oksijen, havada sudan 10.000 kat daha fazla difüzyon oranına sahiptir.[4] Sudan oksijeni çıkarmak için kese benzeri akciğerlerin kullanılması, yaşamı sürdürmek için yeterince verimli olmayacaktır.[4] Akciğerleri kullanmak yerine, "[g] aseous değişim, üzerinde özel bir pompalama mekanizması ile tek yönlü bir su akımının aktığı yüksek derecede vaskülarize solungaçların yüzeyinde gerçekleşir. Suyun yoğunluğu solungaçların çökmesini ve yatmasını önler. üst üste, bir balık sudan çıkarıldığında olan şey budur. "[4]

Genellikle su, akıntıyla, hayvanın su içindeki hareketi, kirpikler veya diğer uzantıların vurulmasıyla veya bir pompalama mekanizması aracılığıyla solungaçlar boyunca bir yönde hareket ettirilir. Balıklarda ve bazı yumuşakçalarda, solungaçların etkinliği büyük ölçüde artırılır. karşı akım değişimi suyun solungaçların üzerinden kan akışına ters yönde geçtiği mekanizma. Bu mekanizma çok etkilidir ve sudaki çözünmüş oksijenin% 90'ı geri kazanılabilir.[3]

Omurgalılar

Tatlı su balığı solungaçları 400 kat büyütülmüş

Solungaçları omurgalılar tipik olarak duvarların duvarlarında gelişir yutak, dışarıya açılan bir dizi solungaç yarıkları boyunca. Çoğu tür bir karşı akım değişimi kan ve su birbirine zıt yönlerde akan maddelerin solungaç içine ve dışına difüzyonunu arttıran sistem. Solungaçlar tarak benzeri filamentlerden oluşur. solungaç lamelleri, oksijen değişimi için yüzey alanlarını artırmaya yardımcı olur.[5]

Bir balık nefes aldığında, düzenli aralıklarla bir ağız dolusu su çeker. Daha sonra boğazının kenarlarını birbirine çekerek suyu solungaç açıklıklarından zorlayarak solungaçlardan dışarıya geçer. Balık solungaç yarıkları, balıkların evrimsel ataları olabilir. bademcikler, timus bezleri, ve Östaki tüpleri embriyonikten türetilen diğer birçok yapı gibi dal keseleri.[kaynak belirtilmeli ]

Balık

Ana makale: Balık solungaç

Balığın solungaçları, başın arkasında balığın her iki yanında yutağı hayvanın dışına bağlayan bir dizi yarık oluşturur. Başlangıçta birçok yarık vardı, ancak evrim sırasında sayı azaldı ve modern balıklar çoğunlukla beş çifte sahipti ve asla sekizden fazla olmadı.[6]

Kıkırdaklı balık

Köpekbalıkları ve ışınlar tipik olarak doğrudan vücudun dışına açılan beş çift solungaç yarığı vardır, ancak bazı ilkel köpek balıklarının altı çift vardır ve Broadnose sevengill köpekbalığı bu sayıyı aşan tek kıkırdaklı balıktır. Bitişik yarıklar bir kıkırdaklı solungaç kemerinden kıkırdak çıkıntı yapan solungaç ışını. Bu solungaç ışını, tabaka benzeri dallar arası için destektir. septum solungaçların tek tek lamellerinin her iki yanında yer aldığı. Kemerin tabanı da destekleyebilir solungaç tırmıkları, büyük döküntü parçalarının hassas solungaçlara zarar vermesini önlemeye yardımcı olan faringeal boşluğa çıkıntılar.[7]

Daha küçük bir açıklık, sivri uçlu, ilkinin arkasında yatıyor solungaç yarığı. Bu küçük sözde dal yapı olarak solungaçları andırır, ancak yalnızca gerçek solungaçlar tarafından oksijenlenmiş kanı alır.[7] Spiracle olduğu düşünülüyor homolog kulağa açılan yüksek omurgalılar.[8]

Çoğu köpekbalığı koç havalandırmasına güvenir, suyu ağza ve solungaçların üzerinden hızla ileriye doğru yüzerek zorlar. Yavaş hareket eden veya dipte yaşayan türlerde, özellikle paten ve vatozlar arasında, sivri uç genişleyebilir ve balık ağızdan değil bu açıklıktan suyu emerek nefes alır.[7]

Chimaeras hem spiracle hem de beşinci solungaç yarığını kaybetmiş olan diğer kıkırdaklı balıklardan farklıdır. Kalan yarıklar bir operkulum, ilk solungaç önündeki solungaç kemerinin septumundan gelişmiştir.[7]

Kemikli balık

Müstakil bir içindeki kırmızı solungaçlar Tuna baş (arkadan bakıldığında)

İçinde kemikli balık solungaçlar, kemikli bir operkulum ile kaplı dallı bir bölmede yer alır. Kemikli balık türlerinin büyük çoğunluğunda beş çift solungaç vardır, ancak birkaçı evrim sürecinde bir kısmını kaybetmiştir. Operkulum, solungaçların uygun şekilde havalandırılmasını sağlamak için farenksin içindeki su basıncını ayarlamada önemli olabilir, bu nedenle kemikli balıkların nefes almak için koç havalandırmasına (ve dolayısıyla neredeyse sabit harekete) güvenmesi gerekmez. Ağız içindeki vanalar suyun kaçmasını engeller.[7]

Kemikli balıkların solungaç kemerleri tipik olarak septuma sahip değildir, bu nedenle tek başına solungaçlar, tek tek solungaç ışınları tarafından desteklenen kemerden çıkıntı yapar. Bazı türler solungaç tırmıklarını tutar. En ilkel kemikli balıklar hariç hepsinde spiracles bulunmamakla birlikte, bunlarla ilişkili sözde dal genellikle operkülumun dibinde yer alır. Bununla birlikte, solungaç benzeri bir yapı kalıntısı kalmayan küçük bir hücre kütlesinden oluşan bu genellikle büyük ölçüde azalır.[7]

Deniz teleostlar ayrıca solungaçlarını osmolitleri salgılamak için kullanırlar (örn.−). Solungaçların geniş yüzey alanı, balıkları düzenlemeye çalışan balıklar için bir sorun yaratma eğilimindedir. ozmolarite iç sıvılarının Deniz suyu, balığın iç sıvısından daha fazla osmolit içerir, bu nedenle deniz balıkları ozmoz yoluyla doğal olarak solungaçlarından su kaybeder. Suyu geri kazanmak için deniz balıkları çok miktarda deniz suyu aynı anda dışarı atmak için enerji harcarken tuz içinden Na+/ K+-ATPase iyonositler (önceden mitokondri açısından zengin hücreler olarak biliniyor ve klorür hücreleri ).[9] Tersine, tatlı su, balığın iç sıvılarından daha az ozmolittir. Bu nedenle tatlı su balıkları, optimal kan ozmolaritesini korumak için çevrelerinden iyon elde etmek için solungaç iyonositlerini kullanmalıdır.[7][9]

Lampreys ve hagfish solungaç yarıkları yoktur. Bunun yerine, solungaçlar dışa doğru dairesel bir açıklık ile küresel keselerde tutulur. Daha yüksek balıkların solungaç yarıkları gibi, her kese iki solungaç içerir. Bazı durumlarda, açıklıklar bir araya getirilerek etkili bir şekilde bir operkül oluşturabilir. Lampreylerde yedi çift torba bulunurken, hagfishlerde türe bağlı olarak altı ila on dört tane olabilir. Tavşan balıklarında, keseler farenks ile içten bağlanır ve farinksin altında solunum dokusu olmayan ayrı bir tüp (faringokutanöz kanal) gelişir ve ön ucunda bir kapakçığı kapatarak yutulan kalıntıları dışarı atar.[7] Akciğer balığı larvalar da var dış solungaçlar ilkel gibi ışın yüzgeçli balık Polipterus ancak ikincisi amfibilerden farklı bir yapıya sahiptir.[7]

Amfibiler

Bir alpine newt larva gösteren dış solungaçlar başın hemen arkasında parıldayan

Kurbağa yavruları nın-nin amfibiler gerçek solungaçları içermeyen üç ila beş solungaç yarığı vardır. Çoğu türün operkulum benzeri yapıları olmasına rağmen, genellikle hiçbir spiracle veya gerçek operkül yoktur. İç solungaçlar yerine, solungaç kemerlerinin dış yüzeyinden büyüyen üç tüylü dış solungaç geliştirirler. Bazen yetişkinler bunları korurlar, ancak genellikle metamorfoz. Yetişkinliğe ulaştıktan sonra solungaçlarını koruyan semender örnekleri, olm ve çamurlu.

Yine de, soyu tükenmiş bazı tetrapod grupları gerçek solungaçları korudu. Üzerine bir çalışma Archegosaurus gerçek balıklar gibi iç solungaçlara sahip olduğunu gösterir.[10]

Omurgasızlar

Canlı Deniz salyangozu, Pleurobranchaea meckelii: Solungaç (veya ctenidium ), hayvanın sağ tarafının bu görünümünde görülebilir.

Kabuklular, yumuşakçalar ve bazı suda yaşayan böcekler vücutlarının yüzeylerinde püsküllü solungaçlara veya plaka benzeri yapılara sahiptir. Basit veya daha ayrıntılı, çeşitli tür ve tasarımlardaki solungaçlar, geçmişte aynı hayvan sınıfları arasında bile bağımsız olarak gelişti. Segmentleri polychaete solucanlar ayı parapodia çoğu solungaç taşır.[3] Süngerler özel solunum yapılarından yoksundur ve süngerimsi yapısından su çekildiği için hayvanın tamamı solungaç görevi görür.[11]

Sucul eklembacaklılar genellikle çoğu durumda modifiye edilmiş uzantılar olan solungaçlara sahiptir. Bazı kabuklularda bunlar doğrudan suya maruz kalırken, bazılarında solungaç odası içinde korunurlar.[12] At nalı yengeçleri Sahip olmak kitap solungaçları bunlar, her biri birçok ince yaprak benzeri zara sahip dış kanatlardır.[13]

Gibi birçok deniz omurgasızları çift ​​çenetli yumuşakçalar vardır Filtre besleyicileri. Gaz değişimi için solungaçlardan bir su akımı tutulur ve aynı zamanda yiyecek parçacıkları filtrelenir. Bunlar kapana kısılmış olabilir mukus ve kirpikleri döverek ağza doğru hareket etti.[14]

Solunum ekinodermler (gibi denizyıldızı ve Deniz kestaneleri ), papula adı verilen çok ilkel bir solungaç versiyonu kullanılarak gerçekleştirilir. Vücut yüzeyindeki bu ince çıkıntılar, divertikül of su damar sistemi.

Karayip keşiş yengeçleri nemli koşullarda yaşamalarına izin veren modifiye edilmiş solungaçları var.

Solungaçları suda yaşayan böcekler vardır trakeal ancak hava tüpleri sızdırmazdır, genellikle ince dış plakalara veya difüzyona izin veren püsküllü yapılara bağlanır. Bu tüplerdeki oksijen solungaçlardan yenilenir. İçinde larva yusufçuk kaudal ucunun duvarı sindirim sistemi (rektum ), rektal solungaç olarak trakea ile zengin bir şekilde beslenir ve rektuma pompalanan su, kapalı trakeaya oksijen sağlar.

Plastronlar

Bir plastron Suda yaşayan bazı eklembacaklılar (öncelikle böcekler) arasında meydana gelen bir tür yapısal adaptasyon, adı verilen küçük açıklıkları olan bir alanda ince bir atmosferik oksijen filmi tutan bir inorganik solungaç şeklidir spiracles trakeal sisteme bağlanan. Plastron tipik olarak yoğun hidrofobik kıl vücutta, spiracles içine su girişini engeller, ancak aynı zamanda kütikülden çıkıntı yapan pulları veya mikroskobik çıkıntıları da içerebilir. Sıkışan hava filmi ile çevreleyen su arasındaki ara yüzün fiziksel özellikleri, sanki böcek atmosferik havadaymış gibi, spiracles yoluyla gaz değişimine izin verir. Karbon dioksit yüksek olması nedeniyle çevredeki suya yayılır çözünürlük, film içindeki konsantrasyon azaldığı için oksijen filme yayılırken solunum ve nitrojen de gerilimi arttıkça yayılır. Oksijen hava filmine, nitrojenden daha yüksek bir oranda yayılır. Bununla birlikte, böceği çevreleyen su, eğer yoksa, oksijeni tüketebilir. su hareketi Durgun sudaki bu tür böceklerin çoğu vücutları üzerinde aktif olarak su akışını yönlendirir.

İnorganik solungaç mekanizması, plastronlu suda yaşayan böceklerin sürekli su altında kalmasını sağlar. Örnekler arasında birçok böcekler ailede Elmidae, suda yaşayan kurtlar, ve gerçek hatalar ailede Aphelocheiridae en az bir türün yanı sıra risinuleid eklembacaklı.[15] Biraz benzer bir mekanizma, dalış çanı örümceği, bir plastron gibi gazı değiştiren bir su altı baloncuğu tutan. Diğer dalış böcekleri (örneğin yüzücüler, ve hidrofilik böcekler ) sıkışmış hava kabarcıkları taşıyabilir, ancak oksijeni daha hızlı tüketir ve bu nedenle sürekli yenilenmesi gerekir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Bu makale şu anda web sitesinde bulunan bir yayından metin içermektedir. kamu malı: Chambers, Ephraim, ed. (1728). Cyclopædia veya Evrensel Sanat ve Bilim Sözlüğü (1. baskı). James ve John Knapton, vd. Eksik veya boş | title = (Yardım)
  2. ^ "Branchia". Oxford ingilizce sözlük. Oxford University Press. 2. Baskı 1989.
  3. ^ a b c d Dorit, R. L .; Walker, W. F .; Barnes, R.D. (1991). Zooloji. Saunders Koleji Yayınları. pp.273-276. ISBN  978-0-03-030504-7.
  4. ^ a b c d e M. b. v. Roberts; Michael Reiss; Grace Monger (2000). İleri Biyoloji. Londra, İngiltere: Nelson. s. 164–165.
  5. ^ Andrews, Chris; Adrian Exell; Neville Carrington (2003). Balık Sağlığı El Kitabı. Ateşböceği Kitapları.
  6. ^ Hughes, George Morgan (1963). Omurgalı Solunumunun Karşılaştırmalı Fizyolojisi. Harvard Üniversitesi Yayınları. pp.8 –9. ISBN  978-0-674-15250-2.
  7. ^ a b c d e f g h ben Romer, Alfred Sherwood; Parsons, Thomas S. (1977). Omurgalı Vücut. Philadelphia, PA: Holt-Saunders Uluslararası. s. 316–327. ISBN  0-03-910284-X.
  8. ^ Laurin M. (1998): Dört ayaklı evrimin anlaşılmasında küresel cimrilik ve tarihsel önyargının önemi. Bölüm I-sistematiği, orta kulak gelişimi ve çene süspansiyonu. Annales des Sciences Naturelles, Zoologie, Paris, 13e Série 19: sayfa 1-42.
  9. ^ a b Evans, David H .; Piermarini, Peter M .; Choe, Keith P. (Ocak 2005). "Çok Fonksiyonlu Balık Izgarası: Gaz Değişimi, Osmoregülasyon, Asit-Baz Düzenlemesi ve Azotlu Atıkların Boşaltılmasının Hakim Yeri". Fizyolojik İncelemeler. 85 (1): 97–177. doi:10.1152 / physrev.00050.2003. ISSN  0031-9333.
  10. ^ Florian Witzmann; Elizabeth Brainerd (2017). "Sucul temnospondyl Archegosaurus decheni'nin fizyolojisinin modellenmesi erken Permiyen of Germany ". Fosil Kaydı. 20 (2): 105–127. doi: 10.5194 / fr-20-105-2017.
  11. ^ Choudhary, S. Biyoloji Öğretimi. APH Yayıncılık. s. 269. ISBN  978-81-7648-524-1.
  12. ^ Saxena, Amita (2005). Crustacea Metin Kitabı. Discovery Yayınevi. s. 180. ISBN  978-81-8356-016-0.
  13. ^ Sekiguchi, K. (1988). At Nalı Yengeçlerinin Biyolojisi.サ イ エ ン ス ハ ウ ス. s. 91. ISBN  978-4-915572-25-8.
  14. ^ Roberts, M.B.V. (1986). Biyoloji: İşlevsel Bir Yaklaşım. Nelson Thornes. s. 139. ISBN  978-0-17-448019-8.
  15. ^ Joachim Adis, Benjamin Messner ve Norman Platnick (1999). "Topraktaki morfolojik yapılar ve dikey dağılım, bölgedeki fakültatif plastron solunumunu gösterir. Cryptocellus adisi (Arachnida, Ricinulei) Orta Amazonia ". Neotropikal Fauna ve Çevrede Çalışmalar. 34 (1): 1–9. doi:10.1076 / snfe.34.1.1.8915.

Dış bağlantılar