Kutan respirasjon hos amfibier og andre dyr: definisjon, eksempler og tilpasning til miljøet

Som vi allerede vet, er alle levende vesener i verden ikke bare i stand, men vi trenger også å puste. Det er noe veldig viktig å bevare livet, og uansett om du er et menneske, et amfibie, et dyr eller en plante, trenger du på en eller annen måte å absorbere oksygen.

Pulmonal respirasjon er middels gjennom hvilke mennesker, og også de fleste dyr, de får oksygenet de trenger for å bli Med liv. Vi inhalerer og puster ut gasser fra omgivelsene ved å blåse opp lungene våre. Fotosyntetisk respirasjon er det vi kjenner gjennom planter, som etter å ha utført den, genererer noe av oksygenet vi trenger for å leve.

Hudånding er i mellomtiden ment for forskjellige typer amfibier og annelider. Og det er kjent som en prosess der gasser trenger inn i det indre av huden og tillate opptak av oksygenGjennom dette innlegget skal vi lære mer om denne typen respirasjon; hvilke dyr eller arter som kan ha den, hvordan den fungerer og hva dens viktigste egenskaper er: kutan respirasjon.

Hva er egentlig kutan respirasjon?

Som vi nevnte før, dette er en type respirasjon gjennom huden, som forekommer hos de fleste amfibier, av annelids og også av noen pighuder. For denne typen pust er det viktig å skille kroppens integrasjon, som konfigurerer luftveisstrukturen. Huden på sin side, som er det middel gassutvekslingen vil finne sted på, må være tynn, godt fuktig og samtidig vannes av miljøet til det aktuelle dyret.

Denne gassutvekslingen, som denne prosessen skjer gjennom, foregår via epidermis, forutsatt at den ytre kutikula er tilstrekkelig fuktet. I fysiologiske termer er kutan respirasjon basert på en prosess med diffusjon av gasser nedover gradientenOksygen passerer fra det ytre miljøet (vann eller luft) hvor konsentrasjonen er høyere, over i det oksygenfattige blodet, mens karbondioksid foretar den motsatte reisen.

Dyr som er i stand til kutan respirasjon lever vanligvis i fuktige omgivelser eller i vannmiljøer, siden denne respirasjonen bare vil være effektiv i disse miljøene.. Noen dyr som har denne typen respirasjon er maneter, Anemoner, noen padder og frosker, meitemark og noen få andre. I alle disse tilfellene fungerer huden som en slags... stor overflate ytre lunge som tillater gassutveksling uten komplekse indre strukturer.

I biologi anses kutan respirasjon å forekomme når:

• Huden fungerer som en primær eller komplementær overflate. av oksygen- og karbondioksidutveksling.
• Det er en tett nettverk av blodkarillærer rett under epidermis.
• Integumentet er tilpasset for å forbli permanent våtselv i luftmiljøer.

Hvordan utføres respirasjon av huden?

Kutan respirasjon, sammen med gjell, luftrør og lungepust, er en av de fire typer respirasjon som dyr kan utvikle. Dette pusten blir gitt i det øyeblikket når en gassutveksling finner sted gjennom av huden eller av visse områder som munnhulen eller i indre hulrom som, når de er fylt med vann, utgjør de såkalte vannlungene.

Den grunnleggende mekanismen er lik i nesten alle gruppene:

• Oksygen løses først opp i en film av vann eller slim som dekker huden.
• Siden den filmen har oksygen passert gjennom tynt integument ved enkel diffusjon.
• Når oksygenet er i kapillærene, transporteres det av blod eller hemolymfe mot alle vev.
• Karbondioksidet som produseres av cellene tar den motsatte veien og kommer ut i omgivelsene gjennom den samme hudoverflaten.

Amfibier, når de går gjennom tadpole-stadiet, har evnen til å puste under vann gjennom gjeller som de bare har i løpet av dette stadiet av deres utvikling.

Når de har gjort det modne gjeller begynner å forsvinne og amfibier utvikler lunger som lar dem puste på land. Likevel er de i stand til å utføre kutan respirasjon, siden de har en veldig tynn epidermis, samt en dermis som er godt vaskularisert og som gjør at de kan føre oksygen gjennom kroppen gjennom blodet.

Voksne amfibier kombinerer flere former for respirasjon: gjernete i larvestadiet, pulmonal, kutan og i noen tilfeller orofaryngealOrofaryngeal respirasjon skjer i hulrommet i munnen og svelget, hvor en sterkt vaskularisert membran tillater utveksling av en liten mengde gasser når dyret holder luften i munnen.

Hos mange frosker og salamandere fungerer kutan respirasjon som et supplement til lungene. Når de er i svært fuktige eller under vannHuden kan bidra med en betydelig del av det totale oksygenet, mens man i tørre områder er mer avhengig av lungeånding for å unngå dehydrering av huden.

I andre grupper, som annelider eller noen pigghuder, er kutan respirasjon praktisk talt den eneste måten å respirere på. unik respirasjonsmekanisme som de har, siden de mangler differensierte lunger eller gjeller. Hos disse dyrene fungerer hele kroppen som et åndedrettsorgan.

Faktorer som er nødvendige for at kutan respirasjon skal være effektiv

For at denne prosessen skal utføres effektivt, er det viktig at dyret har en gjennomtrengelig og tynn hud som gir oksygen tilgang til kroppen gjennom blodet. Mennesker og de fleste dyr klarer ikke å utføre denne typen respirasjon siden huden deres er mye tykkere enn nødvendig, og i noen tilfeller for tøff til å oppnå kutan respirasjon.

Dyrets hud må ha en stor andel overflate i kontakt med utsiden og lav metabolsk aktivitet. Basert på dette, hos noen amfibier, presenterer huden små rynker som gjør at de kan øke den eksponerte overflaten for å gjøre gassutvekslingen mer effektivt.

Hvis vi snakker om tilfeller av amfibier, dekker hudånding bare 2% av oksygeninngangen som produseres, mens i tilfelle flaggermus, kjent som flaggermus, dekker denne respirasjonen 20% av oksygenet de får. Siden huden er ganske omfattende og tynn og dekker brystbenene, derfor blir mengden eksponert hud maksimert.

Et interessant faktum er at i de fleste dyr som har denne typen respirasjon, forekommer det som en del av to åndedrag. Som i tilfelle amfibier og flaggermus, at selv om de kan utføre kutan respirasjon, har de også lungepuste.

Hvis vi oppsummerer de grunnleggende betingelsene for at kutan respirasjon skal kunne skje, kan vi fremheve:

• Veldig tynn hudHvis huden er tykk, er oksygenveien til kapillærene for lang, og diffusjonen er kraftig redusert.
• God blodsirkulasjonTilstedeværelsen av kapillærer rett under hudoverflaten er avgjørende for raskt å fange opp tilgjengelig oksygen.
• konstant fuktighetUten vann som dekker huden deres, kan ikke oksygen oppløses, og diffusjonen blir ineffektiv. Det er derfor disse dyrene må leve i fuktige eller akvatiske miljøer.
• Lav metabolsk hastighetJo lavere oksygenforbruket i vevet er, desto mer levedyktig er det å stole på en relativt begrenset respirasjonsflate som huden.

I tillegg viser mange dyr som puster gjennom huden spesifikk atferd for å fremme denne mekanismen: de unngår direkte sollys, oppsøker fuktige områder, De holder seg nær vannet eller til og med utskille slim for å holde huden hydrert.

Hudånding hos forskjellige arter

Det er arter i dag som mangler lunger, men som fremdeles er i stand til å puste gjennom denne respirasjonen. Samtidig er det arter som tar det som et supplement til et annet pust, da de er i stand til å gjennomføre begge deler for å overleve. Nå skal vi vite hvordan hudånding utføres hos forskjellige arter.

Amfibier

I de fleste amfibier er huden tilpasset denne typen respirasjon, og mange av dem de har ikke lunger som lar dem ta andre typer pust. Hvis vi for eksempel tar det ironisk kallte pulserende salamander Vi kan se at denne typen amfibier totalt mangler lunger; Imidlertid er den klassifisert som den mest tallrike arten av salamander på jorden.

Mens amfibier er helt nedsenket i vann, foregår åndedrett gjennom huden. Dette er en porøs membran ved hjelp av hvilken luften kan spre seg og bevege seg fra blodkarene til alt som omgir dem.

Det er også tilfeller av amfibier som puster gjennom gjeller, så vel som eksistensen av de såkalte ørken padder som har tørr hud. I disse tilfellene er denne typen puste umulig.

Amfibier regnes som kaldblodige virveldyr som er avhengige av omgivelsestemperatur. De trenger varme eller tempererte miljøer for å fungere ordentlig. Det mest slående med dem er at deres Pustemåten endrer seg gjennom livet på grunn av metamorfoseprosessen.

Avhengig av gruppen finner vi:

• Anura (haleløs)Frosker og padder. De har glatt eller litt vortete hud, er svært permeable, og går fra gjelleånding i rumpetrollstadiet til lunge- og hudånding hos voksne.
• Urodela (med haler)Salamandere, salamandere og axolotler. I mange tilfeller kombinerer de lunge- og hudrespirasjon, og noen akvatiske arter beholder ytre gjeller gjennom hele livet.
• Apoder (uten lemmer)Caecilians eller gymnophions. De har en langstrakt, ormlignende kropp og er sterkt avhengige av hudånding takket være den fuktige, svært vaskulariserte huden.

Flere typer respirasjon kombineres i de ulike livsstadiene til en amfibie:

• Akvatisk larvestadiumGjelleånding dominerer, som hos fisk, selv om huden også deltar i gassutveksling.
• Overgang til livet på landUnder metamorfose utvikles lungene, gjellene reduseres eller forsvinner, og kutan respirasjon blir viktig for støtte.
• Terrestrisk eller semi-akvatisk voksenDe fleste anuraner og mange salamandere bruker pulmonal, kutan og i noen tilfeller orofaryngeal respirasjon. Lungene deres er relativt små, så huden kompenserer for mangelen på respirasjonskapasitet.

Når en voksen amfibie er i vann, skjer mesteparten av gassutvekslingen gjennom huden. I motsetning til dette skjer det på land. veksler mellom pulmonal og kutan respirasjon avhengig av graden av luftfuktighet i omgivelsene. Denne kombinasjonen av mekanismer gjør at den kan overleve i både akvatiske og terrestriske miljøer.

Pattedyr

Pattedyr er generelt endotermiske arter, også kjent som varmblodige. Disse dyrene har høyere metabolsk kapasitet enn de som kalles kaldblodige.

På samme måte er huden til disse dyrene, som allerede nevnt, et ganske hardt organ og i flere tilfeller fet, noe som ikke tillater i de fleste pattedyr, et hudpust er levedyktig. Imidlertid er det noen som er i stand til å gjennomføre det, men de utgjør faktisk en liten prosentandel av befolkningen.

Flaggermus er i stand til å ta inn 20% av oksygenet de trenger for å overleve gjennom huden, mens mennesker bare er i stand til å absorbere 1% av oksygenet som er nødvendig for å overleve, noe som ikke vil tillate dem å overleve med bare denne typen pust. .

Hos flaggermus fungerer vingemembranen som en stor respirasjonsflate. Den huden er veldig tynn, sterkt vaskularisert og er direkte eksponert for luft, slik at den kan delta betydelig i gassutveksling. Likevel forblir primærrespirasjon pulmonal.

Hos mennesker og andre pattedyr er hudens funksjon primært beskyttende, temperaturregulerende og sensorisk. Tilstedeværelsen av keratin, subkutant fett og, hos mange arter, tett hår Dette resulterer i minimal gassdiffusjon, og respirasjonssystemet kan ikke anses som funksjonelt.

krypdyr

Fordi huden deres nesten utelukkende består av skalaer, reduseres reptilers evne til å utføre denne typen respirasjon sterkt. Derimot, det kan være en slags gassutveksling mellom skalaene, eller i de områdene der tettheten på vekten er lavere.

I de periodene av dvalemodus under vann, er noen skilpadder avhengige av åndedrett i huden rundt cloacaen for å overleve denne perioden.

Noen sjøslanger er derimot i stand til å utføre gassutveksling gjennom huden, og absorberer omtrent 30 % av oksygenet kroppen trenger for å overleve. Dette blir avgjørende for dem hvis de trenger å dykke ned i vannet. De kan gjøre dette ved å redusere mengden blod som strømmer til lungene og lede det til kapillærene i huden.

Generelt puster reptiler primært gjennom lungene, men disse eksemplene viser hvordan de i spesielle situasjoner som langvarige dykk eller dvaleNoen arter har utviklet lokaliserte hudtilpasninger for å utfylle lungefunksjonen.

Fisk

Denne typen respirasjon finner også sted i forskjellige fiskearter over hele kloden, det være seg marine eller ferskvann. Når det gjelder å puste, som vi allerede vet, krever fisk utelukkende bruk av gjellene. Imidlertid er det noen fisk som er i stand til å utføre denne respirasjonen, og som kan absorbere mellom 5 og 50 prosent av oksygenet de trenger for å overleve gjennom huden. Selvfølgelig vil alt dette avhenge av typen miljø, temperaturen og fisken det gjelder.

For eksempel for fisk som tar oksygen fra luften, er en godt utført hudånding veldig viktig. I disse artene kan luften som absorberes gjennom huden bli 50% av det som er nødvendig for å leve. Hoppfisk og korallfisk er kjent i denne arten.

Hos fisk som hovedsakelig puster i vann, kan huden utfylle gjellenes funksjon, spesielt i områder der det er lite oppløst oksygen. Hos fisk med amfibiske vaner, som noen hoppende fisk som kan bevege seg på land For arter som tar oksygen fra luften, blir den fuktige, sterkt vaskulariserte huden en viktig vei for å opprettholde gassutveksling når gjellene ikke kan fungere optimalt.

Pighuder

I dette området kan vi finne kråkeboller, som tilhører denne familien og finnes i dypet. De har mange nåler som er deres forsvarsmidler mot rovdyr, og er i stand til å puste gjennom gjeller og også gjennom huden.

På samme måte kan sjø agurker også utføre denne respirasjonen. Selv om noen av dem har noen rør som lar dem puste, som er nær anusen, er de også i stand til å puste i huden.

Pigghuder er marine virvelløse dyr med et kalkholdig indre skjelett og radial symmetri. Hos mange av dem absorberes oksygen gjennom kroppsoverflate og små hudforlengelser som fungerer som kutane gjeller. Kutan respirasjon er integrert med dens vannkarsystem, slik at oksygenrikt vann kan sirkulere og gassutveksling kan skje.

Annelids

Selv om de er nevnt generelt i den innledende teksten, er lerormer en av gruppene der kutan respirasjon er mest utviklet. Lerormer er myke, segmenterte virvelløse dyr, som meitemark og igler. De har ikke lunger eller komplekse respiratoriske strukturerDerfor er de nesten utelukkende avhengige av gassutveksling gjennom huden.

Dens integument er dekket av et tynt lag med slim produsert av kjertlerDette opprettholder den nødvendige fuktigheten for at oksygen skal kunne oppløses og diffundere inn i de rikelige overflateblodårene. Denne hudutformingen lar arter som meitemark absorbere oksygen fra både luften og jordvannet, forutsatt at det forblir tilstrekkelig fuktig.

Innenfor annelidene skilles følgende:

• Marine polychaeterDe er for det meste akvatiske, og kan supplere kutan respirasjon med gjellestrukturer, men mye av gassutvekslingen foregår også gjennom kroppsoverflaten.
• Terrestriske og ferskvannsoligochaeterI likhet med meitemark er de nesten utelukkende avhengige av hudånding og trenger fuktig jord for å unngå uttørking.
• HirudineaIgler og beslektede arter, som kan være ferskvanns-, marine- eller landlevende, utfører også gassutveksling gjennom kutikula som dekker hele kroppen.

Insekter

Når vi snakker om insekter, kan vi si at selv om gassutveksling er sjenerøs, er det ikke det eneste middelet du må finne levebrødet ditt. Mest insekter absorberer nødvendig oksygen og frigjør karbondioksid gjennom et vev som kalles skjellaget, som ligger i den ytterste delen av overhuden til hvirvelløse dyr.

Det er noen insektsfamilier som trenger denne respirasjonen for å transportere hemolymfen inn i kroppen fordi de ikke har et definert åndedrettssystem. Hemolymph er lik blodet som insekter har.

De fleste av de jordbaserte insektene bruker et luftrørssystem for å utføre hva som vil være deres pusteprosess. For akvatiske, semi-akvatiske eller endoparasittiske insekter er det imidlertid ytterst viktig å utføre en kutan respirasjon, siden de ikke kan absorbere nødvendig oksygen gjennom luftrøret.

I disse spesielle tilfellene, direkte diffusjon av gasser gjennom kutikulaGjennom svært tynne og permeable strukturer når tilstrekkelig oksygen hemolymfen som bader vevet. Denne tilpasningen er vanlig hos undervannslarver, indre parasitter og små insekter som lever i vannfilmer.

Spesifikke eksempler på dyr med kutan respirasjon

For å bedre forstå omfanget av denne typen respirasjon, er det nyttig å se på noen eksempler der huden spiller en ledende rolle i gassutveksling:

1. Bløtdyr med supplerende kutan respirasjonSelv om mange bløtdyr har gjeller og velutviklede luftveier, er gjellene hos noen sterkt reduserte eller modifiserte. I disse tilfellene skjer gassutvekslingen i stor grad på kroppsoverflaten og mantelen, som fungerer som en ekstra respirasjonssone.
2. Sjøstjerne (pigghuder)Det finnes tusenvis av arter fordelt over verdenshavene. Armene deres, som strekker seg fra en sentral skive, er dekket av små hudstrukturer som oksygendiffusjon skjer gjennom. De fanger oksygen fra vannet ved direkte diffusjon inn i overflatevevet.
3. Frosk (amfibie)Sammen med padder tilhører den gruppen anuraner. De er svært smidige dyr, med lange bakbein for hopping og glatt, fuktig hud. Som rumpetroll puster de gjennom gjellene, og som voksne puster de med lungene. De kombinerer imidlertid stadig lungerespirasjon med hudrespirasjon, spesielt når de er i vann eller i svært fuktige omgivelser.
4. Sjøpigghud (pigghud)Med sin sfæriske kropp dekket av bevegelige pigger, lever den på havbunnen. Selv om mange arter puster hovedsakelig gjennom gjeller, deltar huden hos andre også i gassutveksling, og integrerer gjelle- og hudrespirasjon.
5. Meitemark (oligochaete annelid)Oksygen løses opp i slimet som dekker huden og diffunderer gjennom det tynne laget. Kapillærer fanger opp dette oksygenet og transporterer det til cellene; karbondioksid forlater igjen cellene og støtes ut gjennom de samme kapillærene, alltid gjennom huden.
6. Igle (hirudinsk annelid)Disse ormene, som kan bli flere titalls centimeter lange, lever hovedsakelig i ferskvannselver og lever av blod. De mangler et separat respirasjonssystem, så gassutveksling skjer utelukkende gjennom en tynn ytre kutikula.
7. Padde (amfibie)De er mer robuste enn frosker, med kornete hud og giftkjertler, og beveger seg ved å gå eller hoppe. Respirasjonen deres kombinerer en gjellefase når de er rumpetroll, en lungefase hos voksne, og en konstant tilførsel av hudrespirasjon, noe som er avgjørende i løpet av livet i fuktige miljøer.

Hvis vi setter alt det ovennevnte sammen, kan vi se at kutan respirasjon forekommer i svært forskjellige grupper: annelider, amfibier, pigghuder, noen fisker, visse reptiler og til og med en liten andel pattedyr. Selv om den grunnleggende mekanismen alltid er diffusjon av gasser gjennom et fuktig og godt vannet integumentHver gruppe har justert hudstrukturen og livsstilsvanene sine for å dra full nytte av denne fantastiske måten å puste på.

Konklusjon

Mange ganger kan vi i levebrødene rundt oss finne forskjellige måter som de forskjellige innbyggerne i nevnte midler må overleve. Fra å fly eller gå, jakte eller være vegetarianer, til å puste med lungene eller gjennom huden.

Det imponerende forskjeller over hele verden som vi kan finne i de forskjellige artene. I dette tilfellet snakker vi om å puste, som er en av de viktigste tingene vi trenger å leve, og selvfølgelig den mest presserende.

Å se hvordan det er forskjellige arter som på en eller annen måte har klart å holde seg i live, forteller oss at evolusjon er mulig, og at kanskje i noen nær fremtid mennesker kanskje kan få noen av disse hemmelighetene eller tilegne deg ferdigheter som gir oss større overlevelse. Det er fortsatt mye vi kan lære av dyr og deres tilpasningsevne, og kutan respirasjon er et fascinerende eksempel på hvordan livet utnytter til og med huden som en måte å skaffe seg oksygenet som er nødvendig for å fortsette å eksistere.