 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Газообмен в воздушной среде
Обитатели воздушной среды не лимитированы количеством кислорода в составе воздуха: кислород составляет в нем 20,95 %. Соответственно велико и его парциальное давление. Фактором, лимитирующим газообмен в воздушной среде, является сухость воздуха. Процесс непосредственного обмена газов между кровью и внешней средой у наземных животных в принципе не отличается от водного типа: в кровь поступает кислород, предварительно растворенный в пленке воды, которая покрывает поверхность дыхательного эпителия. Как и водных организмов, диффузия идет по градиенту концентрации О2 и СО2 в крови и этой водной пленке. Поэтому важнейшее биологическое условие осуществления устойчивого газообмена в воздушной среде заключается в поддержании дыхательной поверхности во влажном состоянии.
Принципы воздушного дыхания 1. Морфологические принципы газообмена в воздушной среде основываются на том, что поверхность газообмена размещается внутри тела и не граничит непосредственно с окружающим воздухом. Высокую влажность в дыхательной полости поддерживает большое число слизистых клеток, а в дыхательных путях – слизистый эпителий, который способствует увлажнению воздуха, поступающего в органы дыхания. У позвоночных эта система представлена в виде легких, расположенных в грудной полости и соединенных с наружной средой воздухоносными путями – трахеей и бронхами (рис.7). Внутренняя поверхность этих путей выстлана слизистым эпителием.
Рис. 7. Бронхиальное дерево бурого медведя: 1 – трахея, 2 – ее мембранная часть, 3 – главные бронхи, 4 – ветвление бронхов. У птиц с легкими связаны воздушные мешки – прозрачные эластичные тонкостенные выросты слизистой оболочки вторичных бронхов (рис.8).
Рис. 8. Схема воздушных мешков птиц; вид с брюшной стороны: 1 – трахея, 2 – легкое, 3 – шейный мешок, 4 – межключичный мешок, 5, 6, 7, 8 – выросты межключичного мешка, 9 – переднегрудной мешок, 10 – заднегрудной мешок, 11 – брюшной воздушный мешок.
Объем воздушных мешков примерно в 10 раз превышает объем легких. При вдохе воздух из легких насасывается в передние воздушные мешки, а воздух из внешней среды по трахее, бронхам и их разветвлениям идет в легкие и задние воздушные мешки – заднегрудные и брюшные. При выдохе содержащий много кислорода воздух из задних воздушных мешков нагнетается в легкие, а воздух из передних мешков, содержащих уже мало кислорода, но много углекислого газа, проталкивается в трахею и выводится наружу. Таким образом, насыщенный кислородом воздух практически непрерывно, при вдохе и выдохе, проходит через легкие, обогащая кровь кислородом. У беспозвоночных структуры органов воздушного дыхания очень разнообразны, но во всех случаях выдерживается принцип удаления газообенной поверхности от соприкосновения с воздушной средой и увлажнения воздуха, поступающего к месту газообмена. 2. Физиологические принципы газообмена у большинства наземных животных связаны с чередующимися фазами вдоха и выдоха. Такой тип дыхания, вероятно, также связан с задачей сохранения влажности в дыхательной системе: однонаправленный поток сухого воздуха неминуемо приводил бы к подсыханию дыхательного эпителия и нарушению газообмена. Принципиальные пути интенсификации газообмена, а, следовательно,и общего уровня метаболизма связаны с увеличением дыхательной поверхности и активизацией вентиляции легких.
Поиск по сайту: |
