- التنفس المباشر أو التنفس المنتشر
- انتشار الأكسجين
- قوانين فيك
- الكائنات الحية ذات التنفس المباشر
- التنفس عن طريق انتشار الدم
- المراجع
في التنفس المباشر يحدث بين الخلايا من كونه المعيشية والبيئة، من دون تنفس الجهاز الحاجة؛ وهذا يعني أن تبادل الغازات يحدث من خلال الغشاء. في هذه الكائنات الحية ، يحدث نقل الأكسجين عن طريق الانتشار البسيط ؛ نظرًا لحقيقة أن الأكسجين بكميات أكبر في الخارج ، فإنه ينتشر في الجسم.
التنفس المباشر هو أحد أنواع التنفس العديدة جنبًا إلى جنب مع انتشار الدم والتنفس الرغامي وتنفس الخياشيم وتنفس الرئة. يتم تصنيفها إلى تنفس بسيط أو معقد ، وفقًا للآليات المختلفة لاستخراج الأكسجين من بيئتها.
التنفس عملية لا إرادية. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في توصيل الأكسجين إلى خلايا الجسم وإزالة ثاني أكسيد الكربون. كل الكائنات الحية لديها آليات للقيام بهذه العملية.
في جميع الحالات ، يتم تبادل الغازات الذي يحدث بين الكائن الحي وبيئته عن طريق الانتشار ، وهي عملية فيزيائية تسمح بهذا التبادل.
في حالة البشر ، يحدث الانتشار في الرئتين وفي حالة الكائنات الحية الأبسط ، مثل الإسفنج أو قنديل البحر ، فإنه يحدث في جميع أنحاء سطح أجسامهم.
تعتمد أبسط الكائنات ، مثل الكائنات وحيدة الخلية ، كليًا على الانتشار لحركة الغازات وتبادلها.
مع زيادة تعقيد هذه الكائنات الحية ، تتحرك الخلايا بعيدًا عن طبقة الخلية حيث يحدث تبادل الغازات مع البيئة. بهذه الطريقة ، يصبح الحصول على الغازات والقضاء عليها بالانتشار أكثر صعوبة.
التنفس المباشر أو التنفس المنتشر
على الرغم من حقيقة أن الكائنات الحية المتخصصة لديها مجموعة كبيرة ومتنوعة من الخلايا ذات الوظائف المختلفة ، فإن بنية واحدة مشتركة بين جميع الخلايا: غشاء الخلية أو غشاء البلازما.
يشكل هذا الغشاء نوعًا من الحاجز حول الخلايا وينظم كل ما يدخل إليها ويخرج منها.
هيكل غشاء الخلية مهم للغاية. يتكون بشكل أساسي من صفحتين من الدهون الفسفورية والبروتينات التي تجعله يتحكم في ما يمر عبره.
الفوسفوليبيد هو جزيء يتكون من الأحماض الدهنية والكحول (الجلسرين) ومجموعة الفوسفات. هذه الجزيئات في حركة عشوائية ثابتة.
غشاء الخلية شبه منفذ ، مما يعني أن جزيئات صغيرة معينة يمكن أن تمر من خلاله. نظرًا لأن جزيئات الغشاء تتحرك دائمًا ، فإنها تسمح بتكوين فتحات مؤقتة تسمح للجزيئات الصغيرة بالعبور من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر.
هذه الحركة المستمرة ، والتركيز غير المتناسب للجزيئات داخل وخارج الخلية ، يجعل من السهل عليهم التحرك عبر الغشاء.
تساعد المواد الموجودة داخل الخلية أيضًا في تحديد مستوى التركيز بين الخلية ومحيطها.
في الداخل يمكنك العثور على العصارة الخلوية ، المكونة في الغالب من الماء ؛ العضيات والمركبات المختلفة مثل الكربوهيدرات والبروتينات والأملاح وغيرها.
انتشار الأكسجين
تتحرك الجزيئات تحت مستوى التركيز. أي أن حركتها تنتقل من منطقة تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل. هذه العملية تسمى البث.
يمكن لجزيء الأكسجين المرور عبر غشاء البلازما للخلية لأنه صغير بدرجة كافية وفي ظل الظروف المناسبة.
تستخدم معظم الكائنات الحية الأكسجين باستمرار في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في خلاياها. تشمل هذه العمليات الكيميائية التنفس الخلوي وإنتاج الطاقة.
لذلك ، فإن تركيز الأكسجين داخل الخلايا أقل بكثير من تركيز الأكسجين خارجها. لذلك تتحرك الجزيئات من الخارج إلى داخل الخلية.
وبالمثل ، تنتج الخلايا أيضًا ثاني أكسيد الكربون أكثر من بيئتها ، لذلك يوجد تركيز أعلى داخل الخلية من الخارج.
لذلك ينتقل ثاني أكسيد الكربون هذا من داخل الخلية إلى خارجها. تبادل الغازات هذا أمر حيوي للبقاء.
قوانين فيك
هناك كائنات لا تحتوي على أعضاء تنفسية متخصصة مثل البشر. لذلك ، يتعين عليهم تناول الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون من خلال جلدهم.
لكي يحدث هذا التبادل البسيط للغاز ، هناك حاجة إلى عدة شروط. تنص قوانين Fick على أن نسبة الانتشار عبر الغشاء تعتمد على مساحة السطح وفرق التركيز والمسافة.
لذلك ، يجب أن تكون أجسامهم رفيعة وطويلة (منخفضة الحجم ولكن مع مساحة سطحية كبيرة). بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تفرز بعض المواد الرطبة واللزجة التي تسهل التبادل (كما يحدث مع المخاط الموجود في الرئتين).
الكائنات الحية ذات التنفس المباشر
الكائنات الحية مثل الديدان الدبوسية (الديدان الخيطية) والديدان الشريطية (الديدان المفلطحة) وقنديل البحر (coelenterates) والإسفنج (porifers) التي تتنفس من خلال الانتشار ، ليس لديها جهاز تنفسي ، وتميل إلى أن تكون رقيقة وممتدة ، ودائمًا تفرز سوائل لزجة أو مخاط.
نظرًا لشكل هذه الكائنات وبساطتها ، فإن كل خلية في جسمك قريبة جدًا من البيئة الخارجية. يتم الاحتفاظ بخلاياها رطبة بحيث يتم نشر الغاز مباشرة.
قناديل البحر
الديدان الشريطية صغيرة ومسطحة. يزيد شكل جسمك من مساحة السطح ومنطقة الانتشار ، مما يضمن أن تكون كل خلية داخل الجسم قريبة من سطح الغشاء الخارجي للوصول إلى الأكسجين.
إذا كانت هذه الطفيليات أسطوانية الشكل ، فلن تتمكن الخلايا المركزية لجسمك من الحصول على الأكسجين.
أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن عملية الانتشار التي تسمح بالحصول على الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون هي عملية سلبية مثل أي آلية تنفسية أخرى. لا أحد يفعل ذلك بطريقة واعية ولا يمكنه السيطرة عليه.
التنفس عن طريق انتشار الدم
يتضمن شكل أكثر تعقيدًا من الانتشار نظامًا للدورة الدموية يسمح بإزاحة أكبر. يتكون من نقل الأكسجين عبر طبقة رطبة على السطح إلى مجرى الدم.
بمجرد دخول الأكسجين في الدم ، يمكن أن ينتشر عبر الجسم للوصول إلى جميع الخلايا والأنسجة. يتم استخدام هذا النظام من قبل البرمائيات والديدان والعلقات ، على سبيل المثال.
كما هو الحال مع الديدان الشريطية ، فإن ديدان الأرض لها جسم أسطواني ولكنه رقيق وله مساحة كبيرة وحجم صغير.
بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تحافظ على عظام الجسم عن طريق إفراز مخاط لزج في الغدد الظهارية ، مما يسمح لها بحبس الأكسجين من الهواء وتذويبه.
المراجع
- بيل ، لورين. "نجاح باهر! عجائب دودة الأرض. كيف يسمح الانتشار لدودة الأرض بالتنفس ". تم الاسترجاع 5 يونيو ، 2017 في sas.upenn.edu.
- أوضح العلم (2017). "التنفس - كيف يعمل". تم الاسترجاع 5 يونيو ، 2017 في موقع scienceclarified.com.
- رافين ، بي ، جونسون ، جي بي (2002) علم الأحياء ، الطبعة السادسة. ماكجرو هيل ، دوبوك ، 11053-1070 ص.
- موسوعة العلوم (2017). " التنفس - التنفس الخارجي ". تم الاسترجاع 5 يونيو ، 2017 في science.jrank.org.
- بلا حدود. "الجهاز التنفسي والانتشار المباشر". تم الاسترجاع 5 يونيو ، 2017 على الموقع الإلكتروني المحدودة.