Зоологический форум / Типы дыхания и их эволюция

Crazy Zoologist · 24 November 2014 22:41:02

Эволюция типов дыхания

У одноклеточных организмов имеется диффузное дыхание — непосредственное проникновение газов через оболочку клетки. У низших многоклеточных, например у червей, низших насекомых, обмен газами происходит через клетки поверхности тела (кожное дыхание). Кожное дыхание играет большую роль и у низших позвоночных (рыб, амфибий, пресмыкающихся), у которых есть специальные органы дыхания. Эти органы развиваются в зависимости от среды обитания. Органами водного дыхания являются жабры, имеющие разнообразное строение (жаберное дыхание), а органами воздушного дыхания — трахеи и легкие (трахейное, легочное дыхание). У всех рыб жаберное дыхание, а у некоторых рыб, кроме жаберного, есть еще кожное и кишечное дыхание. Из кишечной трубки развивается плавательный пузырь, клетки которого активно поглощают кислород (секреция газа). Например, в плавательном пузыре щуки 35% кислорода, а морского окуня до 88%. Кроме того, плавательный пузырь участвует в координации движений.

У водных позвоночных бывают как наружные, так и внутренние жабры. У беспозвоночных органами воздушного дыхания нередко являются преобразованные жабры. У большинства насекомых существует трахейная система, состоящая из сложнейшей сети тончайших ветвей трахеи, через которые ткани снабжаются кислородом. У рептилий и амфибий газообмен осуществляется на 2/3 через кожу и на 1/3 — через легкие (легочное дыхание).
птиц органы дыхания имеют особенное устройство. У них, как и у рептилий, нет диафрагмы. Трахея делится на 2 бронха, проходящие сквозь легкие в воздушные мешки. Легкие невелики и сращены с ребрами. Воздух из легких поступает через пронизывающие их разветвления бронхов, бронхиол и воздушные капилляры в воздушные мешки. Небольшие воздушные мешки расположены в грудной, а большие — в брюшной полости. У всех воздушных мешков имеются отростки, некоторые из них проникают в трубчатые длинные кости конечностей. При вдохе происходит значительное увеличение объема грудной клетки в вертикальном направлении за счет увеличения угла между частями ребер. Газообмен осуществляется в легких и в воздушных капиллярах (обильно снабженных кровеносными капиллярами), через которые воздух проходит во время вдоха и выдоха дважды (в воздушные мешки и обратно).

Воздушные мешки — огромный резервуар воздуха — способствуют поддержанию тела птицы в полете, а также охлаждению тела и сохранению жизни при длительном отсутствии дыхания. У водоплавающих птиц они уменьшают плотность тела, вследствие чего птицы мало погружаются в воду.
http://www.polnaja-jenciklopedija.ru/bi … hanie.html

"У беспозвоночных органами воздушного дыхания нередко являются преобразованные жабры."
Это как?

* * *

Органы дыхания скорпионов

Органы дыхания помещаются в преабдомене и представлены лёгкими, имеющими вид 8 больших воздухоносных мешков, вдающихся в полость тела и открывающихся наружу при помощи узких косых щелей или отверстий, так называемых stigmata, или дыхалец. Последние расположены попарно на брюшной стороне преабдомена, с боков в 3—6 сегментах.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0 … 0.B8.D1.8F

"имеющими вид 8 больших воздухоносных мешков, вдающихся в полость тела и открывающихся наружу при помощи узких косых щелей или отверстий, так называемых stigmata, или дыхалец."
А где можно это посмотреть наглядно, чтоб было хорошо видно?

И еще такой вопрос. Из чего преобразовались легкие позвоночных?

Звероящер · 25 November 2014 03:59:39

Кот :
И еще такой вопрос. Из чего преобразовались легкие позвоночных?

http://forum.zoologist.ru/viewtopic.php?id=3381

Кот :
"У беспозвоночных органами воздушного дыхания нередко являются преобразованные жабры."
Это как?

Считается, что воздушные мешки паукообразных происходят от несущих жабры брюшных конечностей (такие конечности есть, например, у мечехвостов), при этом жаберные выросты превратились в перегородки воздушных мешков.
Некоторые наземные ракообразные (мокрицы, наземные амфиподы, сухопутные крабы), хотя и обитают на суше, продолжают использовать для дыхания настоящие жабры, которые должны оставаться покрытыми плёнкой воды. Дополнительно у них могут развиваться специальные дыхательные органы, не имеющие отношения к жабрам (псевдотрахеи у мокриц, "лёгкие" у сухопутных крабов).

Отредактировано Звероящер (25 November 2014 13:06:00)

Crazy Zoologist · 25 November 2014 15:26:18

А как происходит дыхание скорпионов? То есть как они дышат (процесс)? Написано:

Органы дыхания помещаются в преабдомене и представлены лёгкими, имеющими вид 8 больших воздухоносных мешков, вдающихся в полость тела и открывающихся наружу при помощи узких косых щелей или отверстий, так называемых stigmata, или дыхалец.

Но как они закачивают воздух?

Звероящер · 25 November 2014 21:09:11

Кот :
А как происходит дыхание скорпионов? То есть как они дышат (процесс)?
...
Но как они закачивают воздух?

Насколько я знаю, у паукообразных нет активной вентиляции и дыхательные движения не отмечены. Они не закачивают воздух в лёгочные мешки, он проникает туда через отверстия просто благодаря диффузии газов.

Кот :
А где можно это посмотреть наглядно, чтоб было хорошо видно?

Схема строения лёгочного мешка (лёгкого) паукообразных

Схема происхождения легочных мешков у паукообразных. А - стадия "мечехвоста" (жаберная конечность); Б - стадия "скорпиона" (лёгочный мешок): 1 - дыхательная щель легкого. Стрелки показывают токи крови и воздуха

Лёгочные мешки просвечивают в виде беловатых пятен по бокам четырёх сегментов, первая пара прикрыта гребневидными органами и плохо видна

lesha74 · 14 November 2019 18:23:02

В продолжение из https://forum.zoologist.ru/viewtopic.ph … 44#p515144

Crazy Zoologist :
Вот хорошая статья на эту тему (правда, не совсем):
Как возникли жаберные щели?
https://www.researchgate.net/publicatio … ernye_seli
Так?

Вполне научная статья. В "Элементах" у них была тогда же статья и за рубежом в одном научном журнале (ссылки - ниже).
По-моему, очень дельная мысль в статье высказывается о гомологии жаберных щелей и органов выделения.

Ястребов С. 2015. Жаберные мешки вторичноротых могли произойти от органов выделения. 14.09.2015, "Элементы", https://elementy.ru/novosti_nauki/43257 … vydeleniya .

Ezhova O. V., Malakhov V. V. 2015. The nephridial hypothesis of the gill slit origin. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution. Published online 30 July, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1 … 5/abstract ,
http://www.researchgate.net/profile/Vla … 4909c3.pdf .

lesha74 · 14 November 2019 18:38:33

Звероящер :
Кот :
А как происходит дыхание скорпионов? То есть как они дышат (процесс)?
...
Но как они закачивают воздух?
Насколько я знаю, у паукообразных нет активной вентиляции и дыхательные движения не отмечены. Они не закачивают воздух в лёгочные мешки, он проникает туда через отверстия просто благодаря диффузии газов.

Относительно недавно выяснилось, что современные насекомые дышат в прямом смысле этого слова, но только с высокой частотой, не заметной невооружённым глазом (http://en.wikipedia.org/wiki/Meganisoptera со ссылкой на Westneat M. W. et al. 2003).

Westneat M. W., Betz O, Blob R. W., Fezzaa K., Cooper W. J, Lee W. K. 2003. Tracheal respiration in insects visualized with synchrotron x-ray imaging. Science 299 (5606): 558–560, January.

Immortalgenius · 27 September 2021 12:27:11

В начале предыдущего десятилетия стало известно об особенностях функционирования лёгких крокодилов. Воздух в них циркулирует однонаправленно, подобная особенность присуща птицам.
Наглядно о механизме дыхания птиц http://www.people.eku.edu/ritchisong/554images/Respiration/Respiration-bird-mammal-insect.gif
И если механизм дыхания птиц может показаться несколько непонятным, ведь в нём нет ни единого клапана, то устройство лёгких крокодилов - ещё и неплохая задачка на развитие пространственного воображения. https://peerj.com/articles/60/
Увы, не могу найти наглядную анимационную или 3d модель визуализирующую этот процесс.
Позже "однонаправленное дыхание" было обнаружено и у варанов https://www.google.ru/amp/s/svpow.com/2013/12/11/unidirectional-airflow-in-the-lungs-of-birds-crocs-and-now-monitor-lizards/amp/?espv=1 Напомню, что вараны - лепидозавры и их общий предок с архозаврами должен быть близок к предкам всех диапсид.
В некоторых источниках так же утверждается о сложности устройства лёгких черепах, напоминающих бронхиальной системой крокодильи. Очень вероятно, что у ряда их представителей так же окажется такая особенность функционирования дыхательной системы.
Эти открытия могут пролить свет на вопрос, о причинах начала эры динозавров. Ведь более эффективное дыхание было критически важным в период пермско-триасового вымирания, и обладавшая им группа получала решающее преимущество в эволюционной гонке.

lesha74 · 27 September 2021 13:06:07

У меня что-то гифный рисунок, иллюстрирующий однонаправленное дыхание, не открылся. Первый раз слышу, что такое бывает ... Мне приходит в голову, что воздух в лёгких циркулирует как вода в системе водяного отоплления: всё время в одном направлении. Теряюсь в догадках ...

George · 27 September 2021 13:47:15

Именно, как в батарее отопления. У птиц бронхи проходят лёгкие насквозь (в воздушные мешки) и соединены между собой поперечными трубками. По верхней половине лёгких воздух идёт постоянно назад (при вдохе и при выдохе), а по нижней постоянно вперёд. Кровь же течёт по капиллярам ему навстречу. Такой противоточный обменник извлекает кислород эффективнее, чем наши лёгкие (и часто встречается в природе - в жабрах рыб тоже вода течёт в одну сторону, а кровь ей навстречу). Поэтому гуси могут лететь на зимовку на высоте шесть километров и по пути подниматься до десяти, перелетая Гималаи (там легче лететь, меньше сопротивление воздуха). Но вот обнаружилось, что у крокодилов тоже одностороннее движение. Есть гипотеза, что такой способ дыхания возник у архозавров (или даже всех диапсид) в триасе, когда содержание кислорода было меньше, чем сейчас.

Immortalgenius · 27 September 2021 13:58:43

У меня что-то гифный рисунок, иллюстрирующий однонаправленное дыхание, не открылся.

Я так понял, там сайт упал.

lesha74 · 27 September 2021 14:56:09

А в чём преимущество одностороннего дыхания?
У гусей, которые летают высоко, что-то с кровью (с эритроцитами что-ли) по-другому, если мне не изменяет память ...

George · 28 September 2021 06:11:35

Противоточный обменник! Подробности в книге Шмидт-Нильсен "Как работает организм животного". С эритроцитами у нас (млекопитающих) как раз лучше, чем у птиц, у нас они без ядер и поэтому мельче (у мелких эритроцитов относительная поверхность больше). Но человек не может сильно махать крыльями на высоте десять километров, а гусь может.

lesha74 · 28 September 2021 14:50:29

Ой, хотел спросить в чём преимущество двустороннего дыхания, а описался и спросил про одностороннее...

дима х · 13 December 2022 11:42:14

Кожное дыхание у позвоночных либо пригодно для для извлечения кислорода из воды, либо не пригодно полностью, или в какой-то слабой степени работает в воде всегда, пусть и не достаточно, чтобы не дать утонуть/повлиять на время пребывания под водой при нырянии (ну разве что на секунды или их доли?)?

lesha74 · 13 December 2022 13:46:08

Есть ящерицы (земноводные), у которых нет ни легких, ни жабр. Кажется, от нескольких сантиметров до сантиметров 15 в длину. Чем меньше размер - тем, пропорционально больше площади поверхности, приходится на единицу массы. Для размера человек кожное дыхание, практически, никакой роли играть уже не может. Впрочем, это ещё зависит от интенсивности метаболизма.

дима х · 13 December 2022 19:13:13

Нашел такие данные:

Люди относятся к числу млекопитающих, которые получают наименьший процент кислорода из воздуха через кожу. Человек может получать в среднем от 1 до 2% кислорода воздуха, что не может обеспечить его существование

https://ru.thpanorama.com/articles/biol … utnea.html
Что не может - согласен, просто интересно, работает ли оно вообще в воде, или нет? И насколько оно развито у китообразных и сирен (пусть, например, те же 2% или там 5%, это достаточно, чтобы влиять на время комфортного пребывания под водой по сравнению с ещё более слабовыраженным или нет?)?
И есть ли такое дыхание у крокодилов или чешуя не дает и потому отсутствует?

lesha74 · 13 December 2022 20:12:11

Чешуя - не пропускает, но есть брюхо... С конкретными исследованиями по развитости в конкретных соучаях - не сталкивался ...

дима х · 14 December 2022 01:00:41

На брюхе у крокодилов нет панциря, но чешуя тоже есть, если я не путаю. Или нет?

lesha74 · 14 December 2022 05:16:23

По-моему, кожа. Кожаные крокодильи сумки - из неё.

дима х · 14 December 2022 16:58:06

Кожа, а на коже все равно щитки/чешуя:

https://lenta.ru/news/2019/06/21/croc/
С другой стороны, у морских змей тоже чешуя, но кожное дыхание у них есть, насколько я понимаю, работающее и в воде, и в воздухе.

lesha74 · 14 December 2022 19:02:15

Мне что-то кажется, что это - и есть кожа в виде снгментов.

Объявление

#1 24 November 2014 22:41:02

Типы дыхания и их эволюция

#2 25 November 2014 03:59:39

Re: Типы дыхания и их эволюция

Кот :

Кот :

#3 25 November 2014 15:26:18

Re: Типы дыхания и их эволюция

#4 25 November 2014 21:09:11

Re: Типы дыхания и их эволюция

Кот :

Кот :

#5 14 November 2019 18:23:02

Re: Типы дыхания и их эволюция

Crazy Zoologist :

#6 14 November 2019 18:38:33

Re: Типы дыхания и их эволюция

Звероящер :

Кот :

#7 27 September 2021 12:27:11

Re: Типы дыхания и их эволюция

#8 27 September 2021 13:06:07

Re: Типы дыхания и их эволюция

#9 27 September 2021 13:47:15

Re: Типы дыхания и их эволюция

#10 27 September 2021 13:58:43

Re: Типы дыхания и их эволюция

#11 27 September 2021 14:56:09

Re: Типы дыхания и их эволюция

#12 28 September 2021 06:11:35

Re: Типы дыхания и их эволюция

#13 28 September 2021 14:50:29

Re: Типы дыхания и их эволюция

#14 13 December 2022 11:42:14

Re: Типы дыхания и их эволюция

#15 13 December 2022 13:46:08

Re: Типы дыхания и их эволюция

#16 13 December 2022 19:13:13

Re: Типы дыхания и их эволюция

#17 13 December 2022 20:12:11

Re: Типы дыхания и их эволюция

#18 14 December 2022 01:00:41

Re: Типы дыхания и их эволюция

#19 14 December 2022 05:16:23

Re: Типы дыхания и их эволюция

#20 14 December 2022 16:58:06

Re: Типы дыхания и их эволюция

#21 14 December 2022 19:02:15

Re: Типы дыхания и их эволюция

Board footer