Respirația organismelor vii
Inițial, oamenii au apelat la respirație doar prin inhalarea și expirarea aerului. De mult timp sa considerat chiar că o persoană nu schimba compoziția aerului în respirație și, în general, inhalează aerul, doar pentru a răci plămânii "supraîncălziți". Pentru a respinge această idee, naturalistul englez Robert Hooke a avut o experiență curioasă. invitați membri ai Societății Regale să respire aerul dintr-un pachet sigilat, din nou și din nou inhalând aerul folosit. În ciuda convingerii sale în rolul exclusiv de "răcire" al respirației, academicienii respectabili au încetat să mai experimenteze, plângându-se de "lipsa aerului".
Mai târziu a devenit cunoscut faptul că respirația organismelor vii necesită oxigenul conținut în aer. De ce am nevoie de aprovizionare continuă cu oxigen? Că în organism s-au alocat procesele de "ardere lentă" (sau, mai precis, oxidare) și energia necesară pentru viață.
Respirația apare în celule. Prin urmare, cel mai simplu tip de respirație este celular. O găsim în cele mai simple organisme acvatice, de exemplu, în pantofi infusoria și amoeba. Se dizolvă în apă, absorb oxigenul direct din apă, iar dioxidul de carbon este eliberat și acolo. Foarte similar, "respirația" se efectuează direct în unele multicelulare, de exemplu, coelenterate (meduze, hidra, polipi) și viermii plane.
În forme mai complexe, celulele care sunt departe de apă încep să "sufoc". Există o respirație indirectă - respirație prin organe speciale. Astfel de organe trebuie să rămână întotdeauna umed pentru a absorbi oxigenul: animalele diferite au ghimbir, plămân, trahee.
Animalele acvatice și terestre se confruntă cu diverse probleme de respirație. Există mult oxigen în aer - 21%. Dar este necesară menținerea constantă a unei suprafețe respiratorii umede.
În apă, suprafața respiratorie nu se poate usca, dar oxigenul dizolvat este de aproximativ 40 de ori mai mic decât în aer. Prin urmare, pentru a nu pierde de sufocare, de exemplu, viermii marini care trăiesc pe fundul lor ar trebui să se răstoarne neîntrerupt. Apoi, corpurile lor sunt spălate în mod constant de apă proaspătă. La rechini, ghimbirii sunt extrași din apă cu o jumătate de ori mai puțin oxigen decât în peștii osoși și, prin urmare, nu trebuie să fie sufocați, în mod constant în mișcare.
La animale terestre, a ales pentru el însuși tipul de piele de respirație (de exemplu, salamandra lungless, într-o mare măsură - în alte amfibieni și râme), din piele, secreta mucus în mod constant și de umiditate. "Uneori, când un râmân încearcă să se strecoare pe un sit pietonal sau pe o cale asfaltată pe vreme însorită," scrie biologii
K. Willie și V. Dietier, - organele sale care produc mucus nu sunt în măsură să compenseze pierderea de umiditate ca rezultat al evaporării; pielea devine uscată, viermele sufocă și moare. "
Apropo, iar persoana respira nu numai plamanii, dar, de asemenea, pielea, deși respirația pielii ușor (1-2% din volumul total al respirației). La unele mamifere, de exemplu, caii, respirația cutanată este mai importantă și proporția acesteia poate crește până la 8%. Deși pentru a merge complet la tipul de piele de respirație, așa cum pot face amfibienii, animalele sunt, desigur, incapabile. În insecte, corpul este acoperit cu o cochilie chitină, iar respirația cutanată este imposibilă pentru ei. Respiră într-un mod foarte special - traheal. Traheea insectelor este o rețea a celor mai fine tubuli ramificați care le permează întregul corp. Aproape pe fiecare segment al corpului, insectele au o pereche de spirale - găuri care duc la sistemul de trahee. Insectele mari, mișcând mușchii abdomenului, își ventilează în mod activ traheea. Încă de tip respirație traheală - nu cea mai perfectă, și cu atât mai insecta, cu atat mai greu aerul să curgă în adâncime corpul său. Acesta este unul dintre motivele pentru care mărimea insectelor are un "plafon" rigid definit. Majoritatea animalelor acvatice au ales tipul de respirație. Branhiile - un organism special ramificat excrescențe - externe (ca, să zicem, în Axolotl) sau interne (ca în mai multi pesti osoase sau crustacee). Pentru a nu sufoca, aceste animale trebuie să le spală în mod constant cu apă proaspătă. Pestele fac acest lucru: trage apa in gura si apoi, inchidandu-si gura, impinge-o prin fante. Tijele sunt permeabile dens cu vasele de sânge: sângele transportă oxigen în întregul corp.
Apropo, o persoană poate respira nu numai aerul, ci și lichidul. În experimente, mamiferele au perfuționat perfluorocarbon lichid timp de ore, fără să-și facă rău pentru ei înșiși. Potrivit pentru respirație și apă - ar avea suficient oxigen în el. Trebuie remarcat faptul că branhiile de pește sunt organe complet nepotrivite a respirației pe uscat se lipesc repede împreună și suprafața totală a lor este redusă, astfel încât peștele, în ciuda excesului de oxigen în atmosferă, începe să-l dor.
Vertebratele terestre utilizează tipul pulmonar de respirație. Ei au rezolvat inițial problema deja menționată de menținere a suprafeței respiratorii umede. Doar pune-l în interiorul corpului tău! În serii de la amfibieni și amfibieni până la amfibieni, suprafața interioară a plămânilor este în continuă creștere. Punga originală simplă este împărțită în mii de pungi izolate (alveole). Ca rezultat, suprafața internă totală a plămânilor unei persoane crește la 100 de metri pătrați. m.
Ar trebui să se menționeze în mod special sistemul respirator al păsărilor. Nu este surprinzător faptul că, adesea fluturând aripi în zbor, pasărea nu prezintă semne de "scurgere de respirație", nu sufocă? Se pare că în corpul ei, în afară de plămâni, există încă airbaguri speciale. Ele nu numai că facilitează greutatea totală a păsării. În timpul expirării, aerul din aceste pungi intră în plămâni. Astfel, pasarile respira atat prin inhalare, cat si prin expiratie.
3. Semnificația respirației și chimia procesului
În toate etapele dezvoltării sale, omul era strâns legat de natura înconjurătoare. Dar, din moment ce societatea puternic industrializat a apărut, interferența umană periculoase în natură a crescut dramatic, lărgit domeniul de aplicare al acestei intervenții, a fost să-și exprime diverse manifestări și acum amenință să devină o amenințare globală pentru omenire. Consumul de materii prime neregenerabile crește, terenuri mai mult și mai arabil este retras din economie, astfel încât au construit orașe și fabrici. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viața. Biosfera Pământului este în prezent supusă unui impact antropic în creștere. În acest caz, putem identifica câteva dintre cele mai semnificative procese, dintre care oricare dintre ele nu îmbunătățește situația ecologică a planetei. Cel mai mare și semnificativ este contaminarea chimică a mediului cu substanțe chimice care nu sunt naturale pentru el. Printre acestia - poluanti aerosoli si gazosi de origine industriala si gospodarie. Progrese și acumulare de dioxid de carbon în atmosferă. Dezvoltarea în continuare a acestui proces va intensifica tendința nedorită către o creștere a temperaturii medii anuale pe planetă. Toți poluanții aerului atmosferic într-o măsură mai mare sau mai mică au un impact negativ asupra sănătății umane.
Ecologiștii sunt, de asemenea, îngrijorați de poluarea continuă a Oceanului Mondial cu petrol și produse petroliere, care a atins deja 1/5 din suprafața totală. Poluarea cu ulei de astfel de dimensiuni poate provoca întreruperea semnificativă a schimbului de gaze și apă între hidrosfere și atmosferă. Nu există nicio îndoială cu privire la importanța contaminării chimice a solului cu pesticide și la aciditatea sa crescută, care duce la degradarea ecosistemului. În general, toți factorii considerați, care pot fi atribuiți efectului poluant, au un efect semnificativ asupra proceselor care apar în biosferă.