التنفس الجلدي: خصائص وأمثلة للحيوانات
التنفس الجلدي هو شكل من أشكال التنفس يحدث فيه التبادل الغازي من خلال الجلد وليس من خلال الرئتين أو الخياشيم. تحدث هذه العملية بشكل رئيسي في الحشرات والبرمائيات والأسماك والثعابين البحرية والسلاحف وبعض الثدييات (Jabde ، 2005).
جلد الحيوانات التي تستخدم التنفس الجلدي هو خاص جدا. للسماح بالتبادل الغازي ، يجب أن يكون رطبًا بحيث يمكن للأكسجين وثاني أكسيد الكربون المرور فيه بحرية.
ملامح
تتم عملية التنفس الجلدي فقط من خلال الجلد. لهذا السبب ، فإن معظم الحيوانات الفقارية التي تستخدم هذا النوع من التنفس ، يكون الجلد شديد التوعية من أجل تسهيل عملية تبادل الغازات.
هذا التبادل مهم للغاية في البرمائيات والسلاحف ذات القشرة الناعمة ، والتي تستخدم الغدد المخاطية للحفاظ على رطوبة الجلد (مارشال ، 1980).
بعض البرمائيات لها طيات عديدة في جلدها تساعدها على زيادة معدل التنفس. من المعروف أن الضفادع تأخذ الماء وتتنفس من خلال الجلد. لديهم ثلاثة أشكال للتنفس: جلدي ، رئوي ومن خلال بطانة الفم. هذا النوع الأخير من التنفس هو الأكثر استخدامًا عندما يكونون في حالة راحة.
التنفس الجلدي هو نوع من التنفس لا يحتاج إلى أداء الرئتين. لهذا السبب ، هناك أنواع تفتقر إلى الرئتين ولا تزال قادرة على البقاء بفضل التبادل الغازي المصنوع من الجلد.
هناك أنواع يمكنها ممارسة التنفس الجلدي والرئوي ، ومع ذلك ، يقدر أن التنفس الجلدي في البرمائيات مسؤول عن تناول 90٪ من الأكسجين الضروري للعيش.
التنفس الجلدي في أنواع مختلفة من الحيوانات
برمائي
الجلد من جميع الأنواع البرمائية هو العضو الأكثر استخدامًا لإجراء عملية التنفس. بعض الأنواع تعتمد فقط على التنفس الجلد للبقاء على قيد الحياة.
هذا هو حال السمندل المنبثق من عائلة Plethodontidae . تفتقر عائلة البرمائيات هذه تمامًا إلى الرئة ، إلا أنها تعد أكثر مجموعة من أنواع السمندل في العالم. (زان ، 2012)
في حين أن البرمائيات مغمورة بالكامل في الماء ، فإن تنفس الجلد يحدث من خلال بشرتهم. هذا غشاء مسامي ينتشر الهواء من خلاله بين الأوعية الدموية وكل شيء من حولهم.
على الرغم من أن التنفس الجلدي هو السائد في البرمائيات ، إلا أنه يساعد فقط على بقاء الضفادع خلال المواسم الباردة.
يتطلب التنفس الجلدي رطوبة ثابتة على سطح الجلد. عندما تكون الضفادع خارج الماء ، تستمر الغدد المخاطية في الجلد في ترطيبها ، مما يسمح بعملية امتصاص الأكسجين من الهواء.
هناك بعض الحالات الخاصة في التنفس من البرمائيات. على سبيل المثال ، الضفادع الصغيرة ، التي تتنفس من خلال الخياشيم ، وأحواض الصحراء ، التي تميل إلى أن تكون ذات بشرة جافة ، مما يجعل التنفس الجلدي غير ممكن (بوش ، 2016).
الزواحف
تمنع المقاييس التي تغطي جسم الزواحف ، في معظم الحالات ، حدوث عملية تنفس الجلد. ومع ذلك ، هناك إمكانية لإجراء تبادل غازي بين المقاييس أو المناطق التي تكون فيها كثافة المقاييس أقل.
خلال فترات السبات تحت الماء ، تعتمد بعض السلاحف على التنفس الجلدي حول العباءة لتعيش.
وبالمثل ، هناك أنواع من الثعابين البحرية تستهلك حوالي 30٪ من الأكسجين الذي تحتاجه عبر الجلد. يصبح هذا ضروريًا عندما يحتاجون إلى الغوص تحت الماء.
بالنسبة للثعابين البحرية ، يمكن إجراء هذه العملية عن طريق تقليل الكثافة التي يروي بها الدم الرئتين وزيادة إمداد الدم في الشعيرات الدموية في الجلد. لهذا السبب ، يمكن أن تعطي جلد الثعابين أحيانًا مظهرًا ورديًا. (فيدر وبرجرين ، 1985)
الثدييات
من المعروف أن الثدييات من النوع الماص للحرارة أو "ذوات الدم الحار". لديهم عادة طلب أيضي أعلى من الفقاريات الطاردة للحرارة أو ما يسمى بالحيوانات "بدم بارد".
وبالمثل ، يكون جلد الثدييات أكثر ثخانة وكتيمًا من جلد أنواع الفقاريات الأخرى ، مما يعيق بشكل كبير الجلد كونه العضو المستخدم لإجراء عملية تبادل الغازات.
ومع ذلك ، يوجد تنفس في الجلد في الثدييات ، لكنه يحدث بنسبة أقل. مثال على ذلك الخفافيش ، التي تأخذ الأكسجين من خلال الأغشية الوعائية للغاية الموجودة على أجنحتها. يمكن أن تأخذ الخفافيش حوالي 12 ٪ من الأكسجين الذي تحتاجه من خلال أجنحتها.
البشر هم من بين أنواع الثدييات التي تأخذ أقل نسبة من الأكسجين من الهواء عبر الجلد. يمكن للإنسان أن يأخذ في المتوسط ما بين 1 ٪ و 2 ٪ من الأوكسجين من الهواء ، والتي لا يمكن أن تضمن عيشهم (Ernstene & Volk ، 1932).
الحشرات
في الحشرات ، يكون التبادل الغازي عبر الجلد سخيًا ، لكنه لا يمثل المصدر الرئيسي لاستيعاب الأكسجين.
تأخذ معظم الحشرات الأكسجين وتطلق ثاني أكسيد الكربون من خلال نسيج يُعرف باسم بشرة ، والذي يقع في أقصى الجزء الخارجي من بشرة اللافقاريات.
هناك بعض عائلات الحشرات التي ليس لديها نظام تنفسي محدد ، لذلك تعتمد كليا على التنفس الجلد لنقل الدم (على غرار الدم في الحشرات) من سطح الجسم إلى الأنسجة الداخلية.
تستخدم معظم الحشرات الأرضية نظام القصبة الهوائية لإجراء تبادل الغازات. ومع ذلك ، في الحشرات المائية والطفيلية الداخلية ، يعد التنفس الجلدي أمرًا حيويًا ، حيث لا يستطيع نظام القصبة الهوائية توفير الأكسجين الضروري من تلقاء نفسه (شابمان ، 1998).
سمك
يحدث التنفس الجلدي في أنواع مختلفة من أسماك المياه العذبة والبحرية. للتنفس المائي ، تتطلب الأسماك بشكل رئيسي استخدام الخياشيم.
ومع ذلك ، يمثل التنفس الجلد ما بين 5 ٪ و 40 ٪ من إجمالي كمية الأوكسجين من الماء ، على الرغم من أن كل هذا يعتمد على الأنواع ودرجة حرارة الوسط.
يعد تنفس الجلد أكثر أهمية في الأنواع التي تأخذ الأكسجين من الهواء ، مثل القفز على الأسماك أو الأسماك المرجانية. في هذه الأنواع ، يمثل امتصاص الأكسجين عبر الجلد 50٪ من إجمالي التنفس.
