...

§30. ДИХАННЯ ТА ГАЗООБМІН У ТВАРИН

• У кишковопорожнинних, більшості червів дихання шкірне і нема спеціалізованих органів дихання; у амфібій шкірне завдяки вологій шкірі та легеневе дихання.

• У багатощетннкових кільчастих червів можуть утворюватись тонкостінні вирости покривів - зябра, у водних тварин значна кількість кисню потрапляє в організм також через покриви.

• У ракоподібних зябра - це тонкостінні вирости тіла або кінцівок. 

• У павукоподібних і комах органи, які забезпечують дихання атмосферним киснем – це трахеї (розгалужені трубочки, які складаються з одношарового епітелію і вистелені кутикулою, розгалужуючись, проникають до всіх органів і навіть клітин) та легеневі мішки (мішкоподібні вип'ячування зі складчастими стінками, які відкриваються назовні вузенькими щілинами - дихальцями, за походженням це видозмінені черевні кінцівки, кисень через дихальця потрапляє в порожнину легеневих мішків і далі через вип'ячуваня їхніх стінок - у гемолімфу). Більшість видів павуків мають одночасно і трахеї, і легеневі мішки.

• У черевоногих молюсків легеня - видозмінена ділянка мантії, де розгалужуються кровоносні судини. 

• У риб органи дихання – зябра. Вони розташовані з обох боків зябрових дуг. Ззовні кожного краю зябрової дути є два ряди зябрових пелюсток червоного кольору (вони пронизані кровоносними судини і відбувається газообмін), з  внутрішнього боку зябрової дуги розміщені біляві зяброві тичинки, які слугують своєрідним фільтруючим апаратом (запобігають потраплянню їжі та сторонніх часток з водою на зяброві пелюстки).

Завдяки рухам зябрових кришок вода проходить через ротовий отвір, глотку та зяброві щілини, омиваючи зяброві пелюстки, коли зяброві кришки повертаються у вихідне положення, вода виходить з-під них назовні. Хрящові риби зябрових кришок не мають: зяброві щілини в них відкриваються назовні самостійними отворами.

• Личинки амфібій (пуголовки) дихають також зябрами.

• Амфібії дихають атмосферним киснем за допомогою легень - парних комірчастих мішків. Парні ніздрі з клапанами ведуть до рото-глоткової порожнини, звідки повітря потрапляє до легень. Під час вдиху через ніздрі проходить повітря, опускається дно ротоглоткової порожнини та заповнюється повітрям. Потім це дно піднімається і проштовхує повітря в легені (клапани перешкоджають виходу повітря через ніздрі). Для шкірного дихання шкіра постійно зволожується слизом, бо суха шкіра не здатна пропускати гази.

• У рептилій легені мають складнішу будову (є система перетинок для збільшення поверхні газообміну). Дихальні шляхи складаються з послідовно з'єднаних гортані, трахея розгалужується на два бронхи. Механізм дихання завдяки скороченню міжреберних м'язів, які рухають ребра (якщо об'єм порожнини тіла збільшується - відбувається вдих, якщо зменшується – видих).

• У птахів дихальна система спрямована на ефективне забезпечення енергією організму птахів під час польоту та зменшення маси їхнього тіла. Дихальні шляхи починаються ніздрями, які відкриваються в носову порожнину;  звідти повітря потрапляє до верхньої гортані, що переходить у трахею, де в місці поділу на два бронхи розташовані голосові зв'язки (на відміну від інших тварин). Легені птахів мають губчасту будову, що збільшує їхню поверхню для газообміну. Бронхи, які входять у легені, розгалужуються, їхні головні відгалуження розширюються і поза легенями відкриваються в тонкостінні повітряні мішки, розташовані між внутрішніми органами птаха. Завдяки повітряним мішкам птахам притаманне подвійне дихання (під час вдиху повітря проходить через легені, де кисень надходить у кров, частина багатого на кисень повітря, минаючи легені, відразу спрямовується до задніх повітряних мішків, під час видиху це повітря проходить через легені, де кисень знову потрапляє у кров. Отже, у птахів кисень надходить у кров як під час вдиху, так і під час видиху.

• У ссавців дихальні шляхи починаються носовою порожниною, куди ведуть парні ніздрі, і включають носоглотку, гортань (де розташовані голосові зв'язки), трахею та парні бронхи. Бронхи заходять у губчасті легені і розгалужуються на дрібні бронхіоли. Бронхіоли закінчуються дрібними міхурцями - альвеолами, стінки яких обплутані капілярами. Завдяки великій кількості альвеол значно збільшується поверхня легенів, через яку відбувається газообмін. Дихальні рухи у ссавців здійснюються завдяки скороченню та розслабленню міжреберних м'язів, діафрагми (м'яз, що поділяє порожнину тіла на грудну та черевну) та м'язів стінки черевної порожнини.

1. Яке біологічне значення процесу дихання? 

Дихання - важливий фізіологічний процес, завдяки якому організм тварин забезпечується необхідною енергією. Під час дихання організми вбирають кисень і виділяють назовні вуглекислий газ.

У мітохондріях клітини відбувається дихання — взаємодія кисню й глюкози, в результаті якої утворюються вода і вуглекислий газ, а також вивільняється енергія, що накопичується у молекулах АТФ, а вуглекислий газ, що утворюється в клітинах, потрапляє в кров і через органи дихання чи поверхню тіла виводиться з організму.

2. У яких тварин газообмін відбувається лише через покриви? 

У найпростіших одноклітинних, кишковопорожнинних, плоских червів, нематодів, круглих червів, кільчастих червів, дрібних членистоногих.

3. Які органи дихання характерні для мешканців водойм? 

Зябра забезпечують поглинання кисню, розчиненого у воді. Кисень у зябра, так само, як і через покриви, надходить шляхом дифузії - процес проникнення молекул або атомів з ділянки, де їхня концентрація вища, туди, де їхня концентрація нижча. У багатощетинкових червів, молюсків, риб.

4. Які органи дихання трапляються у тварин - мешканців наземного середовища? 

Трахеї (комахи, багато представників павукоподібних), легеневі мішки (більшість павуків, скорпіони), легені (наземні черевоногі молюски, земноводні, плвзуни, птахи, ссавці).

5. Яке значення має процес подвійного дихання у птахів?

Постійно надходить кисень. 

6. Які спостерігають ускладнення дихальної системи в безхребетних (І група) та хребетних (II група) тварин.

Поява трахей або легень.

7. Чим можна пояснити, що в деяких черевоногих молюсків - мешканців водойм - орган дихання легеня?

 

8. Охарактеризуйте особливості будови дихальної системи різних груп тварин (членистоногі, молюски, риби, амфібії, рептилії, птахи, ссавці) за такими ознаками: середовище життя, особливості будови дихальної системи. Відповідь оформіть у вигляді таблиці.

Назва Середовище життя Особливості дихальної системи
членистоногі Водне і наземне, інші організми Ракоподібні мають зябра, комахи – трахеї, павукоподібні – трахеї і легеневі мішки
молюски Водне і наземне Черевоногі – легені, двостулкові та головоногі – зябра 
риби Водне Зябра
Амфібії Водно-наземне Легені та шкірне дихання через зволожену шкіру
рептилії Водно-наземне Легені
птахи Наземно-водно-повітряне Трахеї, бронхи, легені, повітряні мішки
ссавці Водне, наземне, ґрунтове Трахеї, бронхи, легені

 

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ. Способи дихання тварин (на прикладі хребетних)

Обладнання, матеріали та об'єкти дослідження: вологі препарати з внутрішніми органами риб. амфібій, рептилій, птахів, ссавців: малюнки органів дихання різних тварин; пінцет, ручна лупа.

Хід роботи

1. Розгляньте вологий препарат риби (або живу, свіжу чи заморожену рибу). За допомогою лупи дослідіть зябра (у свіжої риби пінцетом підіжміть зяброву кришку). Знайдіть зяброві пелюстки.

2. Розгляньте волотй препарат жаби. Знайдіть невеликі мішкоподібні легені. Зверніть увагу на вологу шкіру, яка також бере участь у газообміні жаби.

3. Дослідіть внутрішню будову ящірки на вологому препараті. Знайдіть легені, зверніть увагу на їхйй розмір порівняно з легенями жаби.

4. Дослідіть вологий препарат внутрішньої будови птаха. Знайдіть дихальні шляхи, легені та повітряні мішки.

5. Дослідіть вологий препарат внутрішньої будови ссавця. Знайдіть дихальні шляхи та легені. Порівняйте легені ссавця з легенями жаби та ящірки.

Отже, для тварин характерні два типи органів дихання тварин: одні з них, притаманні мешканцям водойм, дають змогу вбирати кисень з води. Це зябра. Органи мешканців повітряно-наземного чи ґрунтового середовища (трахеї, легеневі мішки, легені) забезпечують вбирання кисню з атмосферного повітря (оскільки вміст кисню у воді значно нижчий, ніж в атмосферному повітрі, тому мешканцям водойм доводиться здійснювати більш інтенсивну вентиляцію органів дихання, ніж наземним видам).

  

...