การหายใจโดยตรงคืออะไร

การหายใจโดยตรง เป็นหนึ่งในการหายใจประเภทต่าง ๆ พร้อมกับการหายใจโดยการแพร่ของเลือดการหายใจทางหลอดลมการหายใจด้วยเหงือกและการหายใจของปอด

สิ่งเหล่านี้จัดว่าเป็นการหายใจที่ง่ายหรือซับซ้อนตามกลไกต่าง ๆ ในการแยกออกซิเจนออกจากสิ่งแวดล้อม

การหายใจเป็นกระบวนการที่ไม่สมัครใจ หน้าที่หลักคือการส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ร่างกายและกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีกลไกในการทำกระบวนการนี้

ในทุกกรณีการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมนั้นกระทำผ่านการแพร่กระจายซึ่งเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนนี้

ในกรณีของมนุษย์การแพร่กระจายเกิดขึ้นในปอดและในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายเช่นฟองน้ำหรือแมงกะพรุนมันเกิดขึ้นทั่วพื้นผิวของร่างกาย

สิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดเช่นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายสำหรับการกำจัดและการแลกเปลี่ยนก๊าซ

เมื่อความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เพิ่มขึ้นเซลล์จะย้ายออกจากชั้นเซลล์ที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซกับสิ่งแวดล้อมเกิดขึ้น ด้วยวิธีนี้มันเป็นเรื่องยากมากขึ้นที่จะได้รับและกำจัดก๊าซโดยการแพร่กระจาย

หายใจโดยตรงหรือหายใจโดยการแพร่

แม้ว่าสิ่งมีชีวิตชนิดพิเศษจะมีเซลล์จำนวนมากที่มีฟังก์ชั่นต่างกัน แต่โครงสร้างเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับเซลล์ทั้งหมด: เยื่อหุ้มเซลล์หรือเยื่อหุ้มพลาสมา

เมมเบรนนี้ก่อให้เกิดสิ่งกีดขวางรอบเซลล์และควบคุมทุกสิ่งที่เข้าและออกจากเซลล์

โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์มีความสำคัญอย่างยิ่ง มันประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดและโปรตีนสองแผ่นเป็นหลักซึ่งทำให้ควบคุมสิ่งที่ผ่านมันได้

ฟอสโฟลิปิดเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยกรดไขมันแอลกอฮอล์ (กลีเซอรอล) และกลุ่มฟอสเฟต โมเลกุลเหล่านี้อยู่ในการเคลื่อนไหวแบบสุ่มอย่างต่อเนื่อง

เยื่อหุ้มเซลล์นั้นเป็นแบบกึ่งสังเคราะห์ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลขนาดเล็กบางอันสามารถผ่านเข้าไปได้ เมื่อโมเลกุลของพังผืดเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาจะช่วยให้เกิดช่องเปิดชั่วคราวที่ทำให้โมเลกุลขนาดเล็กข้ามจากด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังอีกด้านหนึ่ง

การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องนี้และความเข้มข้นของโมเลกุลที่ไม่เหมาะสมในและนอกเซลล์ทำให้พวกมันเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ง่ายขึ้น

สารภายในเซลล์ยังช่วยกำหนดระดับความเข้มข้นของเซลล์และสิ่งที่ล้อมรอบ

ข้างในคุณสามารถพบไซโตโซลที่ประกอบด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่ ออร์แกเนลล์และสารประกอบต่าง ๆ เช่นคาร์โบไฮเดรตโปรตีนและเกลือเป็นต้น

โมเลกุลเคลื่อนที่ต่ำกว่าระดับความเข้มข้น นั่นคือการเคลื่อนไหวของมันไปจากพื้นที่ที่มีความเข้มข้นมากขึ้นเพื่อหนึ่งในความเข้มข้นที่ต่ำกว่า กระบวนการนี้เรียกว่าการออกอากาศ

โมเลกุลออกซิเจนสามารถผ่านเมมเบรนพลาสม่าของเซลล์เพราะมันมีขนาดเล็กพอและมีเงื่อนไขที่เหมาะสม

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มักใช้ออกซิเจนในปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ของพวกเขา ในกระบวนการทางเคมีเหล่านี้มีการหายใจของเซลล์และการผลิตพลังงาน

ดังนั้นความเข้มข้นของออกซิเจนภายในเซลล์จึงต่ำกว่าความเข้มข้นของออกซิเจนภายนอก จากนั้นโมเลกุลจะเคลื่อนที่จากภายนอกสู่ภายในเซลล์

ในทำนองเดียวกันเซลล์ยังผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าสภาพแวดล้อมดังนั้นจึงมีความเข้มข้นภายในเซลล์สูงกว่าภายนอก

จากนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะเคลื่อนจากด้านในสู่ด้านนอกเซลล์ การแลกเปลี่ยนก๊าซนี้มีความสำคัญต่อการอยู่รอด

มีสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีอวัยวะของระบบทางเดินหายใจเช่นมนุษย์ ดังนั้นพวกเขาจะต้องใช้ออกซิเจนและขับไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านผิวหนังของพวกเขา

เพื่อให้การแลกเปลี่ยนก๊าซง่าย ๆ เกิดขึ้นต้องมีเงื่อนไขหลายประการ กฎของ Fick ระบุว่าสัดส่วนของการแพร่กระจายผ่านเมมเบรนขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวความแตกต่างของความเข้มข้นและระยะทาง

ดังนั้นร่างกายของพวกเขาจะต้องผอมและยาว (มีปริมาตรน้อย แต่มีพื้นผิวเยอะมาก) นอกจากนี้พวกเขาควรหลั่งสารที่มีความหนืดและเปียกซึ่งช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยน (เช่นเกิดขึ้นกับเมือกที่พบในปอด)

สิ่งมีชีวิตเช่น pinworms (ไส้เดือนฝอย) พยาธิตัวตืด (flatworms), แมงกะพรุน (coelenterates) และฟองน้ำ (poriferous) ที่หายใจผ่านการแพร่กระจายไม่มีระบบทางเดินหายใจมีแนวโน้มที่จะมีรูปแบบบางและกว้างขวางและหลั่งของเหลวหนืดหรือเมือกเสมอ

เนื่องจากรูปร่างและความเรียบง่ายของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้แต่ละเซลล์ในร่างกายของคุณจึงอยู่ใกล้กับสภาพแวดล้อมภายนอกมาก เซลล์ของคุณยังคงความชุ่มชื้นเพื่อให้การแพร่กระจายของก๊าซเกิดขึ้นโดยตรง

พยาธิตัวตืดมีขนาดเล็กและแบน รูปร่างของร่างกายของคุณเพิ่มพื้นที่ผิวและพื้นที่การแพร่กระจายเพื่อให้แน่ใจว่าทุกเซลล์ภายในร่างกายอยู่ใกล้กับพื้นผิวของเยื่อหุ้มชั้นนอกเพื่อเข้าถึงออกซิเจน

หากปรสิตเหล่านี้มีรูปร่างรูปทรงกระบอกเซลล์กลางของร่างกายของคุณจะไม่สามารถรับออกซิเจนได้

ในที่สุดมันเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่ากระบวนการแพร่กระจายที่ช่วยให้ได้รับออกซิเจนและการขับไล่ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นกระบวนการที่ไม่หยุดนิ่งเช่นกลไกการหายใจอื่น ๆ ไม่มีสิ่งมีชีวิตทำอย่างมีสติและไม่สามารถควบคุมได้

หายใจโดยการกระจายเลือด

รูปแบบการกระจายที่ซับซ้อนมากขึ้นนั้นรวมถึงระบบไหลเวียนที่ช่วยให้การกระจัดมากขึ้น มันเกี่ยวข้องกับการขนส่งออกซิเจนผ่านชั้นที่เปียกของพื้นผิวไปยังกระแสเลือด

เมื่อออกซิเจนอยู่ในเลือดมันสามารถแพร่กระจายไปทั่วร่างกายเพื่อไปยังเซลล์และเนื้อเยื่อทั้งหมด ยกตัวอย่างเช่นระบบนี้ถูกใช้โดยสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำไส้เดือนและปลิง

เช่นเดียวกับพยาธิตัวตืดไส้เดือนดินมีร่างกายทรงกระบอก แต่บางที่มีพื้นผิวจำนวนมากและมีปริมาณเล็กน้อย

นอกจากนี้พวกเขายังรักษาร่างกายของกระดูกต้นแขนหลั่งเมือกหนืดในต่อมเยื่อบุผิวที่ช่วยให้พวกเขาสามารถดักจับและละลายออกซิเจนจากอากาศ