تعريف الجهاز التنفسي

تتمثل الوظيفة الرئيسية للجهاز التنفسي في جلب الهواء أو الماء من البيئة إلى الجسم وجعله يتلامس مع الدم. يحدث التلامس على طبقة رقيقة من الأنسجة تكون دائمًا رطبة ومليئة بالأوعية الدموية. تسمى هذه الطبقة من النسيج بالسطح التنفسي ، وهناك يحدث تبادل الغازات. يحتوي الدم على بروتينات مصممة لالتقاط الأكسجين عند تعرضه للهواء أو الماء الذي يحتوي على هذا الغاز. عندما تلتقط هذه البروتينات الأكسجين ، يُقال إن الدم قد أصبح مؤكسجًا.

وظيفة أخرى مهمة للأنظمة التنفسية هي طرد ثاني أكسيد الكربون من الجسموهي نفايات. يذهب هذا الغاز في الاتجاه المعاكس للأكسجين. يصل إلى سطح الجهاز التنفسي عن طريق الدورة الدموية ، ومن هناك يمر في الهواء أو الماء. هذه هي الوظيفة الإخراجية للجهاز التنفسي.

أحد الأنشطة الأساسية لحياة جميع الكائنات الحية هو التنفس الخلوي، وهو تفاعل كيميائي تحصل من خلاله الخلايا على الطاقة من الكربوهيدرات في النظام الغذائي. لكي يحدث التنفس ، هناك حاجة إلى الأكسجين ، ويولد التفاعل ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات. يجب أخذ الأكسجين من الوسط ، إما من الهواء أو مذابًا في الماء ، بينما يُزال ثاني أكسيد الكربون من الوسط. تُعرف هذه العملية باسم

تبادل الغازات وفي الحيوانات ، أجهزة الأعضاء المسؤولة معروفة باسم أنظمة التنفس. سيتم توزيع الدم المؤكسج في جميع أنحاء الجسم عن طريق الدورة الدموية.

أنواع أجهزة التنفس

تكيف التنفس عند الحيوانات مع طرق الحياة المختلفة ، وحتى مع البيئات المختلفة. وبالتالي ، هناك أجهزة تنفسية مفيدة لاستخراج الأكسجين من الماء وأخرى لاستنشاق الهواء.

في ال تنفس الجلد، السطح التنفسي هو جلد الجسم. يحدث هذا النوع من التنفس في بعض الحيوانات اللافقارية المائية والبرية ، مثل الإسفنج وقنديل البحر وديدان الأرض. تحتوي بعض الفقاريات البرمائية أيضًا على هذا النوع من التنفس ، على الرغم من أن أعضاء الجهاز التنفسي الرئيسية في الفقاريات هي الرئتان.

وميزة هذا النوع من التنفس أنه لا يحتاج إلى أعضاء متخصصة ، ولكن عيبه أنه فقط فعال في الحيوانات الصغيرة وأن الجلد يجب أن يكون رطبًا دائمًا ليعمل كسطح تنفسي. إذا جف الجلد ، يموت الحيوان من الاختناق.. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، مع ديدان الأرض ، التي تموت عند تعرضها لأشعة الشمس لأن جلدها يجف ولا يمكنه التنفس.

التنفس الجلدي مفيد في كل من الهواء والماء.

ال التنفس الخيشومي هو نموذجي الحيوانات المائية، مثل الأسماك والأخطبوط والحبار والضفادع الصغيرة (يرقات البرمائيات). يحدث تبادل الغازات في هياكل على شكل صفيحة أو شعر تسمى الخياشيم ، والتي تتلامس مع الماء.

ميزة الخياشيم هي أنها تسمح باستخدام الأكسجين المذاب في الماء ، ولكن عيبها أنها حساسة ويمكن أن تتلف بسهولة. إنهم يعملون فقط في الماء ، وأي حيوان لديه خياشيم غير قادر على تنفس الهواء..

ال تنفس القصبة الهوائية يتكون من تبادل الغازات عبر أنابيب تسمى القصبة الهوائية ، والتي تتواصل مع الخارج من خلال ثقوب تسمى الفتحات التنفسية. إنه مثل أنبوب طويل متفرع يحمل الهواء إلى الجسم.

يحدث هذا النوع من التنفس في الحشرات وبعض العناكب. في المفصليات الأرضية الأخرى ، يحدث التنفس من خلال رئتي الكتاب ، والتي تشبه الأكياس أو الأكياس الهوائية المفتوحة للخارج. داخل الكيس ، هناك أقسام يدور من خلالها الدملمف بحيث يتأكسج. المفصليات المائية تتنفس من خلال الخياشيم..

تتمثل ميزة التنفس الرغامي في أنه يسمح بإدخال الهواء مباشرة إلى الخلايا بدون الاعتماد على الدورة الدموية ، ولكن الجانب السلبي هو أنه يحد من حجم ونشاط الحيوانات. لا يمكن أن يكون الحيوان المصاب بالقصبة الهوائية كبيرًا جدًا ، وإلا فإن شبكة الأنابيب يجب أن تكون هائلة وستشغل جزءًا كبيرًا من جسمه.

ال تنفس الرئة، وهي من البرمائيات والزواحف والطيور والثدييات البالغة ، وتتكون من تبادل الغازات من خلال أعضاء تسمى رئتين. يُنقل الهواء إلى الرئتين من خلال أنبوب يسمى القصبة الهوائية.

يوجد في الثدييات رئتان. تحتوي الطيور على أكياس هوائية تسمح لها بتخزين الهواء وتسهيل تدفقه المستمر عبر الرئتين.

على عكس الفقاريات الأخرى ، التي تملأ رئتيها عندما تستنشقها وتفريغها عند الزفير ، تملأ الطيور رئتيها عندما تستنشق ، وكذلك الأكياس الهوائية. يتم "تخزين" هذا الهواء في الحقيبة. عندما يزفر الطائر ، يتم إفراغ الرئتين ، ولكن الهواء الذي تم تخزينه في الأكياس الهوائية يملأ الرئتين مرة أخرى.

وهكذا فإن رئتي الطائر دائمًا مليئة بالهواء النقي (هواء مع أكسجين). يساعد هذا التدفق المستمر للهواء النقي إلى الرئتين على إبقاء أكسجة الدم مرتفعة للحفاظ على معدل الأيض المرتفع (يستهلك الطيران طاقة أكثر بكثير من السباحة أو المشي). 0

بالإضافة إلى ذلك ، تواجه الطيور مشكلة أن كمية الأكسجين في الهواء تتناقص مع الارتفاع ، لذلك من الضروري استنشاق كمية أكبر من الهواء للحصول على نفس كمية الأكسجين عند الارتفاعات العالية مقارنة بمستوى سطح البحر. هذا ما يحدث مع متسلقي الجبال ، الذين لا تتكيف رئتهم مع التنفس الطول وعليهم أن يتدربوا كثيرًا لتحسين أدائهم البدني في المستوى المنخفض أكسجة. تعتبر الأكياس الهوائية للطيور تكيفًا ممتازًا لتحسين كفاءة الرئتين..

الأسماك هي الفقاريات المائية الوحيدة التي يمكنها أن تتنفس في الماء. يتنفس الباقون من خلال رئتيهم ، وبالتالي يحتاجون إلى السطح لاستنشاق الهواء. إذا لم يتمكنوا من الخروج من الماء للتنفس ، يغرقون.

عادة ، تقع الرئتان في وسط الجسم: في الصدر. لذلك ، من أجل وصول الدم المؤكسج إلى الجسم كله ، هناك حاجة إلى نظام دوري معقد.

مراجع

كورتيس وهيلينا وأدريانا شنيك وأليسيا ماساريني. "الفصل 35". علم الأحياء كورتيس ، الطبعة السابعة. بوينس آيرس: Pan American Medical ، 2008.