เหงือก: ลักษณะฟังก์ชั่นประเภทและความสำคัญ
เหงือก หรือเหงือกเป็นอวัยวะระบบทางเดินหายใจของสัตว์น้ำมีหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนออกซิเจนของแต่ละคนกับสิ่งแวดล้อม พวกเขาแสดงให้เห็นจากรูปแบบที่เรียบง่ายมากในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเพื่อโครงสร้างที่ซับซ้อนวิวัฒนาการในสัตว์มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยหลายพันของ lamellae พิเศษที่ตั้งอยู่ภายในโพรงเหงือกระบายอากาศโดยการไหลของน้ำอย่างต่อเนื่อง
เซลล์ต้องการพลังงานในการทำงานพลังงานนี้ได้มาจากการแยกน้ำตาลและสารอื่น ๆ ในกระบวนการเผาผลาญที่เรียกว่าการหายใจของเซลล์ ในสายพันธุ์ส่วนใหญ่ออกซิเจนที่อยู่ในอากาศจะถูกใช้เป็นพลังงานและคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกขับออกมาเป็นของเสีย
สภาพแวดล้อมทางน้ำมีออกซิเจนน้อยกว่าสภาพแวดล้อมทางบกและการแพร่ของออกซิเจนนั้นช้ากว่าอากาศ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและกระแสลดลง
สิ่งมีชีวิตที่มีการพัฒนาน้อยไม่ต้องการโครงสร้างทางเดินหายใจเฉพาะเพื่อตอบสนองการทำงานพื้นฐานของมัน อย่างไรก็ตามในระบบที่มีขนาดใหญ่ขึ้นสิ่งสำคัญคือต้องมีระบบการแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อให้สามารถครอบคลุมความต้องการด้านการเผาผลาญได้อย่างเพียงพอ
เหงือกที่พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลังสามารถอยู่ในรูปแบบของด้าย, ลามิเนตหรือ arborescent endowed กับเส้นเลือดฝอยจำนวนมากเรายังสังเกตพวกเขาทั้งภายในหรือภายนอก
มีสัตว์ที่อาศัยอยู่ในบริเวณชายฝั่งเช่นหอยและปูซึ่งสามารถหายใจด้วยเหงือกในน้ำและในอากาศได้ตราบใดที่ยังชื้น ต่างจากส่วนที่เหลือของสิ่งมีชีวิตในน้ำซึ่งทำให้หายใจไม่ออกเมื่อทิ้งน้ำไว้แม้จะมีออกซิเจนมากมาย
ลักษณะทั่วไป
ปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศประมาณ 21% ในขณะที่อยู่ในน้ำจะละลายในสัดส่วน 1% เท่านั้น รูปแบบนี้บังคับให้สิ่งมีชีวิตในน้ำเพื่อสร้างโครงสร้างเช่นเหงือกโดยเฉพาะสำหรับการสกัดออกซิเจน
เหงือกจะมีประสิทธิภาพมากถึงอัตราการสกัดออกซิเจน 80% สูงกว่าที่เกิดขึ้นในปอดมนุษย์สามเท่าจากอากาศ
ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในน้ำ
อวัยวะระบบทางเดินหายใจเหล่านี้พัฒนาขึ้นในสิ่งมีชีวิตในน้ำหลากหลายชนิดเราสามารถค้นหาเหงือกชนิดต่าง ๆ ในหอย, หอย, กุ้ง, ครัสเตเชีย, echinoderms, ปลาและสัตว์เลื้อยคลานในบางช่วงของวงจรชีวิต
หลากหลายรูปแบบ
เป็นผลให้พวกเขาแตกต่างกันอย่างมากในรูปร่างขนาดที่ตั้งและแหล่งกำเนิดในการปรับตัวที่เฉพาะเจาะจงในแต่ละชนิด
สำหรับสัตว์น้ำที่มีการพัฒนามากที่สุดการเพิ่มขนาดและความคล่องตัวนั้นเป็นตัวกำหนดความต้องการออกซิเจนที่มาก หนึ่งในวิธีแก้ไขปัญหานี้คือการเพิ่มพื้นที่เหงือก
ยกตัวอย่างเช่นปลามีจำนวนของรอยพับสูงที่แยกออกจากกันด้วยน้ำ สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีพื้นผิวการแลกเปลี่ยนก๊าซขนาดใหญ่ซึ่งช่วยให้พวกเขาถึงประสิทธิภาพสูงสุด
อวัยวะที่บอบบาง
เหงือกเป็นอวัยวะที่บอบบางมากมีความไวต่อการบาดเจ็บทางร่างกายและโรคที่เกิดจากปรสิตแบคทีเรียและเชื้อรา ด้วยเหตุนี้จึงถือว่าโดยทั่วไปแล้วเหงือกที่พัฒนาน้อยกว่านั้นเป็นประเภทภายนอก
ความเสียหาย
ในปลากระดูกปลาเหงือกจะพบสารมลพิษทางเคมีที่มีความเข้มข้นสูงเช่นโลหะหนักสารแขวนลอยและสารพิษอื่น ๆ ซึ่งได้รับความเสียหายทางสัณฐานวิทยาหรือการบาดเจ็บที่เรียกว่า
สิ่งเหล่านี้ทำให้เนื้อร้ายของเนื้อเยื่อเหงือกและในกรณีที่รุนแรงสามารถทำให้เกิดการตายของสิ่งมีชีวิตโดยการเปลี่ยนแปลงของการหายใจ
เนื่องจากลักษณะนี้นักวิทยาศาสตร์จึงใช้เหงือกปลาเป็นเครื่องมือกำจัดสิ่งปนเปื้อนทางชีวภาพที่สำคัญในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
ฟังก์ชั่น
หน้าที่หลักของเหงือกทั้งสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลังคือการทำให้เกิดกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซของแต่ละบุคคลกับสภาพแวดล้อมทางน้ำ
เนื่องจากความพร้อมของออกซิเจนต่ำในน้ำสัตว์น้ำต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อจับปริมาณออกซิเจนที่แน่นอนซึ่งแสดงถึงสถานการณ์ที่น่าสนใจเนื่องจากหมายความว่าออกซิเจนที่ได้รับจำนวนมากจะถูกใช้ในการค้นหาอีกครั้ง ออกซิเจน
ผู้ชายคนนี้ใช้เมตาบอลิซึมของ 1 ถึง 2% เมื่อเขาพักผ่อนเพื่อให้การระบายอากาศของปอดดีขึ้นในขณะที่ปลาที่เหลือต้องใช้ประมาณ 10 ถึง 20% ในการระบายอากาศที่เหงือก
เหงือกยังสามารถพัฒนาหน้าที่รองในบางสปีชีส์เช่นในหอยบางตัวถูกดัดแปลงเพื่อช่วยในการจับอาหารเนื่องจากเป็นอวัยวะที่กรองน้ำอย่างต่อเนื่อง
ในกุ้งและปลาต่าง ๆ พวกมันยังทำหน้าที่ควบคุมความเข้มข้นของสารที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมออสโมติกที่สัมพันธ์กับร่างกายค้นหากรณีที่พวกเขาต้องรับผิดชอบในการขับสารพิษออกมา
ในสิ่งมีชีวิตในน้ำแต่ละประเภทเหงือกจะมีหน้าที่เฉพาะซึ่งขึ้นอยู่กับระดับของวิวัฒนาการและความซับซ้อนของระบบทางเดินหายใจ
พวกเขาทำงานอย่างไร
โดยทั่วไปแล้วเหงือกจะทำหน้าที่เป็นตัวกรองที่ดักจับออกซิเจน O 2 ที่ พบในน้ำซึ่งจำเป็นต่อการทำหน้าที่ที่สำคัญและช่วยขับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากของเสียที่มีอยู่ในร่างกาย
เพื่อให้บรรลุการกรองนี้ต้องมีการไหลของน้ำอย่างต่อเนื่องซึ่งสามารถผลิตได้โดยการเคลื่อนไหวของเหงือกภายนอกในเวิร์มโดยการเคลื่อนไหวของบุคคลที่ดำเนินการโดยฉลามหรือโดยการสูบน้ำเพอคิวล่าเข้าไปในปลากระดูก
การแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายโดยการสัมผัสระหว่างน้ำและของเหลวในเลือดที่อยู่ในเหงือก
ระบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเรียกว่าการไหลเวียนแบบหมุนเวียนซึ่งเลือดที่ไหลผ่านเส้นเลือดฝอยแตกแขนงสัมผัสกับน้ำที่อุดมด้วยออกซิเจน การไล่ระดับความเข้มข้นถูกสร้างขึ้นที่ช่วยให้การเข้าสู่ออกซิเจนผ่านแผ่นเหงือกและการแพร่กระจายของพวกเขาไปยังของเหลวในเลือดในเวลาเดียวกันกับที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กระจายออกไปด้านนอก
หากน้ำและการไหลของเลือดอยู่ในทิศทางเดียวกันอัตราการดูดซึมของออกซิเจนจะไม่สามารถทำได้เนื่องจากความเข้มข้นของก๊าซนี้จะทำให้เท่ากันอย่างรวดเร็วตามเยื่อหุ้มเหงือกปลา
ประเภท (ภายนอกและภายใน)
เหงือกสามารถปรากฏในส่วนภายนอกหรือภายในของสิ่งมีชีวิต ความแตกต่างนี้เป็นผลมาจากระดับวิวัฒนาการส่วนใหญ่ชนิดของที่อยู่อาศัยที่มันพัฒนาและลักษณะเฉพาะของแต่ละชนิด
เหงือกภายนอก
เหงือกภายนอกนั้นส่วนใหญ่พบในสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลังชนิดที่มีการพัฒนาน้อยและชั่วคราวในช่วงแรกของการพัฒนาสัตว์เลื้อยคลานเนื่องจากพวกมันสูญเสียมันไปหลังจากที่ได้รับการเปลี่ยนแปลง
การสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอกนั้นมักจะมีความอ่อนไหวมากและสามารถได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางสภาพแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์เช่นคุณภาพน้ำไม่ดีหรือจากสารพิษ
หากเหงือกเสียหายอาจเป็นไปได้ว่ามีการติดเชื้อแบคทีเรียปรสิตหรือเชื้อราซึ่งขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่อาจนำไปสู่การเสียชีวิต
เหงือกภายใน
เหงือกภายในเนื่องจากมีประสิทธิภาพมากกว่าเหงือกภายนอกเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตในน้ำขนาดใหญ่ แต่มีระดับความเชี่ยวชาญที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการวิวัฒนาการของสายพันธุ์
เหล่านี้มักจะอยู่ในกล้องที่ปกป้องพวกเขา แต่พวกเขาต้องการกระแสที่ช่วยให้พวกเขามีการติดต่ออย่างต่อเนื่องกับสภาพแวดล้อมภายนอกเพื่อให้สอดคล้องกับการแลกเปลี่ยนก๊าซ
ปลายังได้พัฒนาแผ่นยางที่เรียกว่าเพอคิวลัมที่ทำหน้าที่ปกป้องเหงือกทำหน้าที่เป็นประตูที่ จำกัด การไหลของน้ำและยังสูบน้ำ
ความสำคัญ
เหงือกเป็นพื้นฐานของการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตในน้ำเพราะมีบทบาทสำคัญต่อการเจริญเติบโตของเซลล์
นอกเหนือจากการหายใจและการเป็นส่วนพื้นฐานของระบบไหลเวียนเลือดพวกมันยังสามารถนำไปสู่การให้อาหารของหอยบางชนิดทำหน้าที่เป็นระบบขับถ่ายของสารพิษและควบคุมไอออนที่แตกต่างกันในสิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการมาเหมือนปลา
การศึกษาทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าผู้ที่ได้รับความเสียหายต่อระบบทางเดินหายใจ Branchial มีการพัฒนาช้าลงและมีขนาดเล็กลงมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อและบางครั้งได้รับบาดเจ็บสาหัสก็สามารถเกิดขึ้นได้ถึงความตาย
เหงือกได้รับการปรับให้เข้ากับแหล่งที่อยู่อาศัยและสภาพแวดล้อมที่หลากหลายที่สุดทำให้เกิดการสร้างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่เป็นพิษ
ระดับความเชี่ยวชาญของเหงือกเกี่ยวข้องโดยตรงกับช่วงวิวัฒนาการของสายพันธุ์และเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรับออกซิเจนในระบบน้ำ