كيف تتنفس الحيوانات التي تعيش تحت الماء؟
من بين الحيوانات التي تمكنت من التنفس تحت الماء الثدييات والبرمائيات والحشرات والأسماك التي تعيش في ظل ظروف محددة تسمح لها بالامتثال لعملية التنفس.
طورت هذه الأنواع آليات للتكيف مع البيئة طوال وجودها. لذلك ، من المهم شرح كيفية عمل هذه الكائنات الحية في البيئة التي يعيشون فيها.
اعتمادًا على نوع الحيوان ، سنحلل كيف يتنفس العديد من هذه الأنواع التي يمكنها البقاء على قيد الحياة في ظل ظروف خاصة.
تنفس الأسماك والبرمائيات
بالنسبة لإدارة الأطفال والأسر بوزارة الصحة والخدمات الإنسانية بالولايات المتحدة الأمريكية ، يتم تعريف عملية التنفس للأسماك والبرمائيات على النحو التالي:
"يمكن أن تعيش الأسماك في شكل معين من الماء. على سبيل المثال ، لن تتمكن الأسماك التي تعيش في المياه المالحة في المحيط من العيش في المياه العذبة للبحيرة. مثل الكائنات الحية الأخرى ، الأسماك تتنفس الأكسجين. بدلاً من الحصول على الأكسجين من الهواء المحيط بهم ، فإنهم يمتصون الأكسجين من الماء المحيط بهم من خلال الخياشيم.
الخياشيم هي الأجهزة التنفسية للحيوانات المائية التي تتشكل من الأوراق التي تحمي جسمك وبعض الأعضاء الداخلية.
إنها تسمح لك بأخذ الأكسجين من الماء الذي يدخل عبر الفم والأوعية الدموية الموجودة في الخياشيم تنقل الأكسجين إلى الدم. تؤدي البرمائيات عملية التحول التي تتنفس منها أيضًا الرئتين.
الآن ، هناك اختلافات بين أشكال التنفس عن طريق الرئتين والخياشيم. على سبيل المثال ، تمتلك الحيتان والدلافين رئتين مثل البشر ، ولكنها ترتفع إلى السطح لتنفس لأنها تتنفس عبر الخياشيم الموجودة أعلى رؤوسها.
في حالة الأسماك ، لديهم خياشيم ويحدث التنفس عندما تفتح السمكة وتغلق فمها ؛ عندما تفتح فمك ، يدخل الماء أثناء إغلاقه ، يدفع الماء نحو الخياشيم.
يجب أن تقوم الثدييات المائية بإجراء عملية أخذ الأكسجين من السطح باستمرار ، حتى تعيش في البيئة المحيطة بها. تأخذ الأسماك من الماء - الحلو أو المالح - الأكسجين الذي تأخذه الخياشيم وتنقلها إلى بقية جسمها.
فيما يتعلق بوظيفة الخياشيم الداخلية للأسماك ، تحدث العملية على هذا النحو: عندما تتنفس الأسماك ، تأخذ قطعة من الماء على فترات منتظمة. ينتقل هذا باتجاه جانبي الحلق ، مما يضطر المياه عبر فتحات الخياشيم ، بحيث يمر عبر الخياشيم من الخارج.
بهذه الطريقة يمكن للأسماك أداء التنفس بشكل مستمر ، باستخدام الخياشيم الداخلية والخارجية بشكل دوري.
تنفس الحشرات المائية
بعض الحشرات تمر المراحل الأولى من تطورها في الماء. هناك الأنواع التي تحدث للعيش في الهواء.
بعض الأمثلة على هذا النوع من الحيوانات هي اليعسوب ، الحوريات ، وغيرها من الأنواع التي ولدت مثل اليرقات المائية.
مثل جميع الحيوانات ، تحتاج هذه الحشرات أيضًا إلى تحويل الأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون من أجل البقاء. تحدث عملية التنفس في هذه الحالة من خلال الثقوب الموجودة على جانبي أجسامهم ، والتي تسمى spiracles.
الفتحات هي فتحات لسلسلة من أنابيب جسم الحشرة التي تنقل الأكسجين إلى الأعضاء الأكثر أهمية. في الحشرات المائية ، حدث تكيف في هذا النظام ليتمكن من قضاء جزء من حياته تحت الماء.
على غمر الثدييات المائية
هناك نقطة رائعة حول استنشاق الثدييات المائية ، وهي الطريقة التي تتكيف بها الفقاريات البحرية مع الضغط الموجود على أجسامها عند غمرها ، وهو ما يتعارض تمامًا مع وجود اللافقاريات في الماء.
على الرغم من أن هذه الحيوانات لا تتنفس تحت الماء ، إلا أنها قادرة على حبس أنفاسها لفترات طويلة ، وهو موضوع دراسة للعلماء والباحثين.
من الواضح أن الرئتين والأعضاء الأخرى المرتبطة بالتنفس ، وكذلك الأعضاء الحساسة الأخرى ، تتأثر بالغمر في أعماق كبيرة ، حيث يتم "سحقها" تحت هذه الضغوط.
ومع ذلك ، فإن القدرة على التكيف مع هذه الظروف تمنع انهيار الرئة وتلف الأعضاء الأخرى ، وذلك بفضل التجويف الصدري وعلى وجه الخصوص. تمتلك الأذن الوسطى من هذه الأنواع البحرية فسيولوجيا متخصصة تحميها وتمنحها القدرة على البقاء تحت الماء لفترة طويلة.
الجدران الصدرية للثدييات البحرية قادرة على تحمل انهيار الرئة الكامل.
من ناحية أخرى ، تسمح الهياكل المتخصصة في رئتيهم للحويصلات الهوائية (الحويصلات الصغيرة التي تشكل جزءًا من الجهاز التنفسي وحيث يحدث تبادل الغاز بين الهواء المتنفس والدم) ، أولاً ، تليها الخطوط الجوية الطرفية.
يمكن أن تساعد هذه الهياكل أيضًا في إعادة تضخم الرئة بعد الغمر عن طريق مواد كيميائية تسمى السطحي .
بالنسبة إلى الأذن الوسطى ، فإن هذه الثدييات لها جيوب كهفية متخصصة في هذا العضو ، والتي يُفترض أن تظل مغمورة بالدم أثناء حدوث الغمر ، وبالتالي تملأ المجال الجوي
من المفاجئ أن تكون الأنواع المتنوعة قادرة على العمل بمفردها ، خاصة فيما يتعلق بعملية التنفس - استنشاق الأكسجين وزفير ثاني أكسيد الكربون - في بيئات متنوعة مثل الهواء والماء.
تعد الرئتان والخياشيم هياكل معقدة ، تتكيف مع ظروف مختلفة للغاية ، ولكنها في النهاية تحقق نفس الهدف: تزويد الجسم بالأكسجين الضروري لبقائه.
