زیست؛ تنفس در موجودات مختلف چگونه است؟
دنیای جدید، دنیای اینترنت است که به عنوان منبعی برای همه و به ویژه دانش‌آموزان تبدیل شده است که با استفاده از آن هم می‌توانند پاسخ بسیاری از پرسش‌های خود را پیدا کنند و هم درس‌های خود را بهتر یاد بگیرند.
تحریریۀ مدرسه آنلاین تلاش می‌کند تا در این بخش اطلاعات به روز و مستندی را پیرامون موضوعات درسی تهیه و در اختیار کاربران فضای مجازی قرار دهد.
امروز بحث تنفس در درس زیست دهم را با هم می‌خوانیم.
تنفس در انسان
تنفس ششی در پستانداران ازجمله انسان، با ورود هوا از راه سوراخ‌های بینی به بدن شروع می‌شود. تمام مجاری سیستم تنفسی در این موجودات برای کمک به گرم و مرطوب شدن هوا، با غشا و ترشحات مخاطی پوشیده می‌شود. مسیر عبور هوا در سیستم تنفسی پستانداران از مجراهای زیر می‌گذرد.
حفره بینی
حلق و حنجره
نای
نايژه اول
نايژه دوم
نایژه سوم
نایژک
نای در مسیر خود به شاخه‌های مختلف تقسیم و کوچک‌تر می‌شود. در انسان کوچک‌ترین انشعاب نای که در ریه‌ها قرار دارد، نايژه‌های تنفسی هستند. این مجاری غضروف ندارند و شکل آن‌ها وابسته به هوای ورودی است. هر یک از این ساختارها به چند «مجرای آلوئولی» تقسیم و با مجموعه آلوئول‌ها با آرایشی شبیه به خوشۀ انگور احاطه می‌شوند. سطح تبادلات گازی در پستانداران غشای آلوئول‌ها است که با مویرگ‌های خونی ارتباط دارند. در این بخش اکسیژن به مویرگ‌ها انتشار می‌یابد و دی‌اکسید کربن حاصل از فعالیت‌های تمامی سلول‌های بدن برای خروج، به آلوئول تحویل داده می‌شود.
تنفس در حلزون
حلزون جانوری بی‌مهره و نرم‌تن است که پوستی نازک و نفوذپذیر به آب دارد. این جاندار شامل دو گروه خشکی‌زی و آبزی می‌شود و بر اساس محل زندگی راه‌های تنفسی متفاوتی را انتخاب می‌کند.
تنفس آبششی
تنفس ششی
تنفس آبششی در حلزون
این تنفس در گونه‌های متفاوت حلزون ازجمله حلزون آب شیرین، حلزون آب شور و حتی حلزون خشکی‌زی وجود دارد. ساختار آبشش حلزون شبیه به ماهی است و از دو ردیف «رشته شبیه به شانه» متصل به ساختاری شبیه به ساقه و زائده‌های شبیه به مو تشکیل می‌شود. تبادل گازها بین محیط آبی و بدن جاندار به‌کمک سیستم گردش خون انجام می‌گیرد.
تنفس ششی در حلزون
گروهی از حلزون‌ها برای سازگاری با محیط آبشش را از دست می‌دهند و تنفس ششی دارند. شش در این جانداران تنها یک دهانه در سمت راست بدن است که به آن «دهانه ششی» می‌گویند. سقف شش، شبکه رگی وسیعی دارد که تبادلات گازی در سطح آن انجام می‌شود. اگرچه این سیستم بیشتر در گونه خشکی‌زی این جانداران وجود دارد، تعداد کمی از گونه‌های آبزی هم از آن بهره می‌برند. این گونه‌ها برای تنفس به سطح آب می‌آیند.
اندام‌های تنفسی در بی‌مهرگان
اندام‌های تنفسی بی‌مهرگان شامل نای، آبشش و در بعضی بی‌مهرگانی کوچک از جمله حلزون‌های خشکی، «شش‌های انتشاری» هستند.
نای
این اندام‌ها از ویژگی‌های اختصاصی سیستم تنفسی حشرات هستند. سیستم نایی یا نایدیسی از شبکه منظم لوله‌هایی تشکیل می‌شود که در کنار بافت‌های مختلف بدن قرار می‌گیرند و امکان تبادلات گازی برای تک تک سلول‌ها را فراهم و موجود را از کمک سیستم گردش خون برای تبادل گازها بی‌نیاز می‌کنند. تعداد منافذ انتهای لوله‌ها که با خارج از بدن جاندار در ارتباط هستند معمولا جفت است و باز و بسته شدن برنامه‌ریزی شده آن‌ها، حشرات را در برابر کمبود اکسیژن و آب محافظت می‌کند.
سیستم نایی در حشرات آبزی
اگرچه ساختار نایدیسی بیشتر برای موجودات خشکی طراحی شده است، تغییرات آن در حشراتی ازجمله سوسک آبی، تبادل گاز در آب را نیز ممکن می‌کند. این موجودات قبل از زیر آب رفتن، حباب آب پر از اکسیژن را زیر بال و نزدیک به منافذ تنفسی نگه می‌دارند. پس از زیر آب رفتن حشره، تبادلات گازی ادامه پیدا می‌کند. زمانی که اکسیژن داخل حباب تمام شود، اکسیژن آب اطراف به دلیل اختلاف فشار وارد آن خواهد شد. دی‌اکسید کربن حاصل از فعالیت‌های بدن نیز از راه حباب‌ها خارج می‌شود. در واقع حباب مثل آبشش عمل می‌کند.
این روش یک محدودیت مهم دارد. خالی شدن حباب از اکسیژن، فشار نسبی گاز نیتروژن را بالا میبرد و سبب انتشار نیتروژن به آب اطراف می‌شود. خروج نیتروژن از حباب اندازه آن را کوچک‌تر می‌کند و موجود مجبور است برای حمل میزان بهینه اکسیژن یک بار دیگر به سطح برود.
آبشش
آبشش‌ها بیرون‌زدگی‌های سطح بدن هستند. این اندام‌ها در بعضی موجودات با محیط اطراف ارتباط مستقیم دارند و در بعضی ازجمله ماهی‌ها در حفره‌هایی پوشیده قرار می‌گیرند. در بسیاری از بی‌مهرگان آبشش اندام اصلی تنفسی است. در واقع هر ساختار با دیواره نازک، که از سطح بدن خارج و تبادلات گازی در آن انجام می‌شود را می‌توان آبشش در نظر گرفت.
تنفس در مهره‌داران
مهره‌داران گروه بسیار متنوعی از جانوران را در خود جای می‌دهند. سیستم تنفسی این جانوران بر اساس محل زندگی و فعالیت‌های بدن جاندار از بخش‌های متفاوتی تشکیل می‌شود. ویژگی مشترک همه این مسیرها، وجود رگ‌های خونی برای تبادل گازها در کنار غشاهای تبادل گازی است. در این بخش به بررسی سیستم تنفسی جانوران زیر می‌پردازیم.
پرندگان
دوزیستان
خزندگان
تنفس در پرندگان
مصرف اکسیژن پرندگان در زمان استراحت بسیار بیشتر از دیگر مهره‌دارانی است که تنفس ششی دارند. حجم شش پرندگان نسبت به پستانداران کمتر است اما شش در آن‌ها تعداد زیادی کیسه هوایی دارد. این کیسه‌ها حجم تنفسی کل در پرندگان را به دوبرابر بیشتر از پستاندار هم‌اندازه خود افزایش می‌دهند. تقسیمات نای در این حیوانات شامل قسمت‌های زیر می‌شود.
«نایژه اول»: هر کدام از نایژه‌ها از یک شش عبور می‌کند و به سمت کیسه‌های هوایی جفت شده با آن شش می‌روند.
«نایژه دوم»: از شاخه شدن نایژه‌های اول ایجاد می‌شوند و با کیسه‌های هوایی در ارتباط هستند.
«نایژه سوم»: نایژه‌های سوم به دیواره شش ریه نفوذ می‌کنند و مویرگ‌های هوایی از دیواره آن‌ها منشعب می‌شوند.
مویرگ‌های هوایی، مساحت سطح زیادی دارند و مویرگ‌های خونی مرتبط با قلب در دیواره آن‌ها قرار می‌گیرند. تبادل گازها بین مویرگ‌های خونی و مویرگ‌های هوایی انجام می‌شود. این سطح همتای آلوئول در پستانداران است.
تفاوت‌های تهویه ششی بین پرندگان و سایر مهره‌داران
تفاوت‌های مهمی بین تهویه ششی در پرندگان و دیگر مهره‌دارانی که تنفس ششی دارند وجود دارد.
ریۀ پرندگان با باز و بسته شدن تغییر حجم نمی‌دهد و تقریبا حجم ثابتی دارد.
جریان هوای شش در پرندگان به جای دوطرفه و «موجی»، یک‌طرفه است. برای حفظ این جریان یک‌طرفه، کیسه‌های هوایی با نظمی مشخص باز و بسته می‌شوند.
«دَم» سبب ورود هوا به کیسه‌های هوایی می‌شود که با کشیده شدن قفسه سینه و حفره شکمی همراه است. «استخوان سینه» به سمت جلو و پایین، دنده‌ها و دیواره قفسه سینه به چپ و راست حرکت می‌کنند.
«بازدم» با فشرده شدن کیسه‌های هوایی به‌وسیله ماهیچه‌های اسکلتی انجام می‌شود.
در نتیجه جریان یک‌طرفه و پیوسته هوا در پرندگان، تهویه ششی در این موجودات کامل‌تر از پستانداران انجام می‌شود. جریان گاز و خون در ریه پرندگان برای تبادل گازی حداکثری سازمان‌دهی دقیقی دارد.
منبع: فرادرس
