ДИХАННЯ ТВАРИН

ТЕМА 2 ПРОЦЕСИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТВАРИН

Жити – це значить дихати.

Жан-Жак Руссо

&36. ДИХАННЯ ТВАРИН

Основні поняття: ДИХАННЯ. ДИХАЛЬНА СИСТЕМА

Пригадайте! Які органи дихання є у тварин?

Поміркуйте

“Щоб жити, необхідна вміти десь діставати кисень, а потім надсилати його до кожної живої клітинки. Більшість організмів нашої 3емлі черпають цей газ із атмосфери або з води, де він перебуває в розчиненому стані”, – писав Б. Ф. Сергєєв у своїй книзі “Цікава фізіологія”.

А для його потрібен кисень живим організмам?

Яке

походження має кисень?

ЗМІСТ

Яке значення дихання для вивільнення енергії в клітинах тварин?

Цілісний процес дихання у тварин умовно поділяють на три етапи: зовнішнє дихання, транспорт газів і внутрішнє дихання. Зовнішнє дихання ще називають газообміном, оскільки відбувається обмін газів між організмом і зовнішнім середовищем. Завдяки цьому процесу, тварина отримує кисень і позбавляється від вуглекислого газу, що є кінцевим продуктом дихання. Другий етап – транспорт газів в організмі. Це забезпечують або спеціальні трубочки-трахеї або рідини

в середині тіла тварин. У більшості випадків такою рідиною є кров, що містить гемоглобін. Ця сполука прив’язує до себе кисень і транспортує його до клітин, подібним способом звільняє клітини від вуглекислого газу. Внутрішнє дихання відбувається вже в клітинах. Прості поживні речовини (амінокислоти, жирні кислоти, прості вуглеводи) за допомогою ферментів клітини розщеплюються, під пас цього вивільняється необхідна для життєдіяльності організму ЕНЕРГІЯ. 1 саме для цього потрібен КИСЕНЬ. Основне значення дихання полягає у вивільненні енергії з поживних речовин за допомогою кисню, який бере участь у реакціях окиснення.

Потрібно зауважити, що окиснення поживних речовин під час внутрішнього дихання може відбуватися й без участі кисню за допомогою інших реакцій, але тоді вихід енергії буде невеликим. Таке дихання називають анаеробним, а самих організмів – анаеробами. Анаеробне дихання властиве внутрішнім паразитам (сисунам, ціп’якам, аскаридам), глибоководним червам. Більшість тварин у своєму диханні використовують кисень атмосферного повітря чи кисень, розчинений у воді, і їх називають аеробами, а дихання – аеробним.

Отже, ДИХАННЯ ТВАРИН – сукупність процесів, що забезпечують надходження в організм із навколишнього середовища кисню, його використання клітинами для окиснення органічних речовин і виділення з організму вуглекислого газу.

Чим визначається тип дихання тварин?

Тварини, залежно від способу життя, мають органи водного дихання (зябра) та органи повітряного дихання (трахеї та легені). Окрім того, досить часто у тварин у процесі дихання беруть участь їхні покриви. Тому за способом дихання і будовою дихального апарата у тварин виділяють чотири типи дихання: шкірне, трахейне, зяброве й легеневе.

Шкірне дихання – це обмін кисню й вуглекислого газу через покриви тіла. В основі цього дихання найважливіший фізичний процес – дифузія. Гази лише в розчиненому стані можуть проникати через покриви неглибоко і з невисокою швидкістю. Тому шкірне дихання є основним у тих організмів, які мають невеликі розміри, зволожені покриви, ведуть водний спосіб життя. Цим вимогам відповідають губки, кишковопорожнинні, черви, амфібії та ін.

Трахейне дихання – це дихання, яке здійснюється за участю системи поєднаних трубочок-трахей, що пронизують усе тіло. З довкіллям їх сполучають спеціальні отвори – дихальця. Така система доставляє гази до клітин та органів без участі рідин. Швидке переміщення повітря в трахейній системі забезпечується лише на невелику відстань, тому організми з трахейним диханням теж мають невеликі розміри. Тварина не може бути більшою, ніж 2 см завтовшки, бо тоді її організму не вистачить кисню. Дихають за допомогою трахей не лише комахи, а й багатоніжки, павукоподібні.

Зяброве дихання – це дихання за допомогою спеціалізованих водних виростів із густою сіткою кровоносних судин. Ці вирости називаються зябрами. Добре розвинений цей тип дихання у водних тварин – ракоподібних, молюсків, голкошкірих, риб, певних видів амфібій. На різних ділянках тіла у безхребетних зябра зовнішні (перисті, гребінчасті чи нитчасті). У хордових тварин – внутрішні, із зябровими пелюстками на зябрових дужках або на перегородках. Кисень транспортується до таких зябер у розчиненому вигляді за допомогою води. У зв’язку з тим, що у воді в 30 разів менше кисню, аніж у повітрі, зябродихаючі організми мають додаткові форми дихання через шкіру, кишки, поверхню рота, плавальний міхур.

Легеневе дихання – це дихання за допомогою внутрішніх спеціалізованих органів, якими є легені. Такий тип дихання є найбільш досконалим, оскільки швидкість газообміну є високою, що забезпечує відповідно і високий рівень обміну речовин. Легенями дихають майже всі наземні хребетні – плазуни, птахи, ссавці, частина наземних безхребетних (павуки, скорпіони, легеневі молюски) і деякі водні тварини (дводишні риби). Повітря в легені надходить дихальними шляхами.

Отже, дихання у тварин визначається Тхнім способом життя та здійснюється за допомогою покривів, трахей, зябер і легень.

Iл. 141. Трахейна система комах

Якими с функції й органи дихальної системи тварин?

ДИХАЛЬНА СИСТЕМА – сукупність органів для проведення повітря чи води, що містять кисень, та газообміну між організмом і навколишніх середовищем. Розвиваються органи дихання як вирости зовнішніх покривів чи стінки кишкового тракту. До складу дихальної системи можуть входити дихальні шляхи та органи газообміну. Так, у хребетних дихальними шляхами є носова порожнина, гортань, трахея та бронхи, а органами газообміну – легені.

Таблиця 14. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНІВ ДИХАННЯ

Група	Характерні особливості органів дихання
Кишковопорожнинні. Плоскі черви. Круглі черви	Газообмін через усю поверхню тіла. Спеціальні органи дихання відсутні Паразитичні форми – анаероби (більшість)
Кільчасті черви	Зовнішні ля бра (багатощетинкові черви) і вся поверхня тіла (малощетинкові черви, п’явки)
Молюски	Зябра (двостулкові, головоногі) і легені (черевоногі)
Членистоногі	Зябра (ракоподібні), трахеї і легені (павукоподібні), трахеї (комахи]
Риби	Зябра. Додаткові органи для дихання: легені (дводишні риби), ділянки ротової порожними, глотки задньої кишки, плавальний міхур
Земноводні	Легені комірчасті, зябра (у личинок) і шкіра (з великою кількістю судин). Дихальні шляхи: ніздрі, рот, трахейно-гортанна камера
Плазуни	Легені комірчасті Дихальні шляхи: ніздрі гортань, трахея, бронхи
Птахи	Легені губчасті. Дихальні шляхи: ніздрі, носова порожнина, верхня гортань, трахея, нижня гортань із голосовим апаратом бронхи. Є повітрям мішки
Ссавці	Легені альвеолярні. Дихальні шляхи: ніздрі, носова порожнина, гортань із голосовим апаратом, трахея, бронхи

Основною функцією органів дихальної системи є доставка кисню, видалення вуглекислого газу та газообмін. Окрім того, органи дихання беруть участь у здійсненні інших важливих для організму функцій. Так, легені й дихальні шляхи беруть участь у регуляції температури тіла, оскільки здатні випаровувати воду через поверхню. Епітелій носової порожнини, трахей має війки й слизові залози для очищення і знезараження повітря, яке надходить із середовища. У носовій порожнині багатьох тварин містяться нюхові рецептори, що сприймають запахи, а у верхній гортані ссавців чи нижній гортані птахів міститься голосовий апарат, за допомогою якого утворюються звуки.

Отже, органи дихання у тварин різноманітні й виконують не лише функцію дихання, але й беруть участь у здійсненні теплорегуляції, захисті, сприйнятті інформації, утворенні звуків.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Біологія + Література

У романі О. Беляєва “Людина-амфібія” розповідається про юнака Іхтіандра, якому пересадили зябра акули, і він, завдяки цьому, жив під водою. Чи можна насправді створити таку напівлюдину-напіврибу, яка б мала зяброве й легеневе дихання та змогла б дихати під водою без спеціальних пристосувань? Хто із тварин має два типи дихання одночасно, які переваги це їм дає?

Навчаємося пізнавати

Лабораторне дослідження

СПОСОБИ ДИХАННЯ ТВАРИН

Мета: закріпити знання про етапи дихання й типи дихання в хребетних тварин: формувати вміння застосовувати знання й організовувати прості дослідження.

Обладнання й матеріали: лупа, пінцети, препарувальні голки, колекції комах, мокрі препарати риби, жабки в акваріумі, ящірки в тераріумі, таблиці.

Хід робота

1. Розгляньте зябра риб. Знайдіть зяброві пелюстки (1), зяброві дужки (2) й зяброві тичинки (3). Який тип дихання та який етап цього дихання пов’язаний із зябрами в риб?

2. Розгляньте жабку в акваріумі та зверніть увагу на коливання нижньої частини її голови, характер її покривів. Який тип дихання та який етап цього дихання пов’язаний із рухами дна ротоглоткової порожнини, вологими покривами в жаб?

3. Розгляньте ящірку (перегляньте відеофрагмент) і зверніть увагу на її дихальні рухи. Який тип дихання та який етап цього дихання пов’язаний із рухами грудної клітки в ящірок?

4. Розгляньте ілюстрацію “Еволюція дихання хребетних тварин” і визначте основні напрями еволюції органів газообміну та типів дихання.

5. Сформулюйте висновки.

Іл. 142. Зябра риби

Іл. 143. Еволюція дихання хребетних

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Запитання для самоконтролю
1-6	1. Що таке дихання? 2. Які основні етапи дихання? 3. Назвіть основні типи дихання тварин. 4. Наведіть приклади тварин, які дихають за допомогою шкіри, зябер, трахея й легень. 5. Що таке дихальна система? 6. Назвіть основні функції дихальної системи.
7-9	7. Яке значення дихання для вивільнення енергії в клітинах тварин? 8. Чим визначається тип дихання тварин? 9. Якими є функції й органи дихальної системи тварин?
10-12	10. Опишіть способи дихання хребетних тварин.