Дихання живих організмів

Спочатку люди називали диханням просто вдихання і видихання повітря. Довгий час вважали навіть, що людина ніяк не змінює склад повітря при диханні, і взагалі вдихає повітря, тільки щоб остудити «перегріті» легені. Щоб спростувати цю точку зору, англійський натураліст Роберт Гук провів цікавий досвід: пропонував членам Королівського товариства дихати повітрям з герметичного пакета, знову і знову вдихаючи використане повітря. Незважаючи на свою переконаність у виключно «охолоджуючої» ролі дихання, поважні академіки незабаром припиняли досвід, скаржачись на «недолік повітря».

Пізніше стало відомо, що для дихання живих організмів необхідний міститься в повітрі кисень. Для чого потрібна безперервна подача кисню? Щоб у організмі йшли процеси «повільного горіння» (або, точніше, окислення) і виділялася енергія, необхідна для життя.

Дихання відбувається в клітинах. Тому найпростіший тип дихання - клітинний. Його ми зустрічаємо у найпростіших водних організмів, наприклад, у інфузорії туфельки і амеби. Розчинений у воді кисень вони вбирають прямо з води, і туди ж виводиться вуглекислий газ. Дуже схоже, «прямо» здійснюється дихання і у деяких багатоклітинних, наприклад, у кишковопорожнинних (медуз, гідри, поліпів) і плоских хробаків.

У більш складних форм клітини, які знаходяться далеко від води, починають «задихатися». З'являється непряме дихання - дихання через особливі органи. Такі органи повинні завжди залишатися вологими, щоб вбирати кисень: у різних тварин це зябра, легені, трахеї.

Водні і наземні тварини зіткнулися з різними проблемами при диханні. У повітрі кисню досить багато - 21%. Зате необхідно постійно підтримувати вологою дихальну поверхню.

В воді дихальна поверхня пересохнути не може, зате розчиненого кисню тут міститься приблизно в 40 разів менше, ніж у повітрі. Тому, щоб не загинути від задухи, наприклад, що живуть на дні морські черв'яки повинні безперервно хвилеподібно захитався. Тоді їх тіла постійно омиває свіжа вода. У акул зябра витягають з води в півтора рази менше кисню, ніж у кісткових риб, і тому вони теж повинні, щоб не задихнутися, постійно бути в русі.

У сухопутних тварин, які обрали для себе шкірний тип дихання (наприклад, у безлегочних саламандр, значною мірою - у інших земноводних і у дощових черв'яків), шкіра, постійно виділяє слиз і вологу. «Іноді, коли дощовий черв'як намагається переповзти через кам'янистий ділянку або асфальтовану доріжку в суху сонячну погоду, - пишуть біологи

К. Віллі і В. Детье, - його органи, що виділяють слиз, виявляються не в змозі заповнити втрату вологи в результаті випаровування, шкіра стає сухою, черв'як задихається і гине ».

До речі, і людина дихає не тільки легенями, але й шкірою, хоча шкірне дихання незначно (1-2% загального обсягу дихання). У деяких ссавців, наприклад, коні, шкірне дихання має більше значення і його частка може зростати до 8%. Хоча перейти повністю на шкірний тип дихання, як це можуть робити земноводні, звірі, звичайно, нездатні. У комах тіло покрите хітиновим панциром, та шкіряну дихання для них неможливо. Дихають вони абсолютно особливим способом - трахейне. Трахеї комах це мережа найтонших розгалужених трубочок, які пронизують все їхнє тіло. Майже в кожному сегменті тіла у комах є пара дихальців - отворів, що ведуть в систему трахей. Великі комахи, рухаючи м'язами черевця активно вентилюють свої трахеї. Все-таки трахейне тип дихання - не самий досконалий, і чим більше комаха, тим важче повітрю надходити в глибину його тіла. Це одна з причин, чому розміри комах мають жорстко заданий «стеля». Більшість водних тварин обрали зябровий тип дихання. Зябра - це особливі розгалужені вирости тіла - зовнішні (як, скажімо, у Аксолотль) або внутрішні (як у кісткових риб або багатьох ракоподібних). Щоб не задихнутися, таким тваринам доводиться постійно обмивати їх свіжою водою. Риби роблять це так: набирають воду в рот, а потім, закривши рот, виштовхують її через зяброві щілини. Зябра густо пронизані кровоносними судинами: кров розносить кисень по всьому тілу.

Між іншим, людина теж може дихати не лише повітрям, але і рідиною. У дослідах ссавці без шкоди для себе годинами дихали рідким Перфторвуглеводні. Годиться для дихання і вода - було б у ній достатньо кисню. Слід зазначити, що зябра риб виявляються зовсім непридатним органом дихання на суші: вони швидко злипаються і їх загальна площа зменшується настільки, що рибі, незважаючи на надлишок кисню в атмосфері, починає його не вистачати.

Наземні хребетні користуються легеневим типом дихання. Вони дуже оригінально вирішили вже згадану проблему підтримки дихальної поверхні вологою. Просто розмістили її всередині свого тіла! У ряді від Дводишні риб та земноводних аж до ссавців внутрішня поверхня легень безперервно зростає. Початковий простий «мішок» дробиться на тисячі відокремлених мішечків (альвеол). В результаті у людини загальна внутрішня поверхня легень зростає до 100 кв. м.

Особливої згадки заслуговує дихальна система птахів. Чи не дивно, що, часто помахуючи крилами в польоті, птиця не виявляє жодних ознак «задишки», не задихається? Виявляється, в її тілі крім легенів є ще особливі повітряні мішки. Вони не тільки полегшують загальна вага птиці. У момент видиху повітря з цих мішків надходить в легені. Таким чином птахи дихають і на вдиху, і на видиху.

3. Значення дихання і хімізм процесу

На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов'язана з навколишнім його природою. Але з тих пір, як з'явилося високоіндустріальное суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширився обсяг цього втручання, воно стало висловлювати різноманітні прояви і зараз загрожує стати глобальною небезпекою для людства. Витрата непоправних видів сировини підвищується, все більше орних земель вибуває з економіки, так на них будуються міста і заводи. Людині доводиться все більше втручатися в господарство біосфери - тієї частини нашої планети, в якій існує життя. Біосфера Землі в даний час піддається наростаючого антропогенного впливу. При цьому можна виділити декілька найбільш істотних процесів, будь-який з яких не покращує екологічну ситуацію на планеті. Найбільш масштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - аерозольні й газоподібні забруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує та накопичення вуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу буде підсилювати небажану тенденцію убік підвищення середньорічної температури на планеті. Всі забруднюючі атмосферне повітря речовини більшою чи меншою мірою впливають на здоров'я людини.

Викликає тривогу в екологів і триваюче забруднення Світового океану нафтою і нафтопродуктами, що досягло вже 1/5 його загальної поверхні. Нафтове забруднення таких розмірів може викликати істотні порушення газо-і водообміну між гідросферою і атмосферою. Не викликає сумнівів і значення хімічного забруднення грунту пестицидами і її підвищена кислотність, що веде до розпаду екосистеми. В цілому всі розглянуті чинники, яким можна приписати забруднює ефект, роблять помітний вплив на процеси, що відбуваються в біосфері.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.ronl.ru/