Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Шмидт-Ниельсен К. -> "Физиология животных. Приспособление и среда" -> 19

Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.

Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных. Приспособление и среда. Под редакцией Крепса Е. М. — М.: Мир, 1982. — 416 c.
Скачать (прямая ссылка): fizjuv1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 173 >> Следующая


I

Кислород

159 мм рт. ст.

Soda

24 мм рт. ст.

I

Рис. 2.2. Растениям трудно получать необходимое количество CO2 из атмосферы путем диффузии, не подвергая себя опасности огромной потери воды. Для животных получение кислорода без большой потери воды представляет меньшую проблему благодаря высокому парциальному давлению O2 в воздухе (оно в 700 раз больше, чем парциальное давление CO2).

составляет 159 мм рт. ст. При 25 °С направленная наружу движущая сила для отдачи воды в сухой воздух составляет 25 мм рт. ст., т. е. она в несколько раз меньше. Даже при высоких температурах, скажем при 37°С, давление водяных паров мало по сравнению с давлением, заставляющим кислород входить внутрь. Таким образом, мы имеем большой контраст между неблагоприятным водным балансом, который приходится преодолевать растениям, и благоприятной ситуацией с кислородом, которая выпала на долю животных (по крайней мере, надеемся, что это так).

ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ

У животных, дышащих воздухом, встречаются три главных типа дыхательных органов: жабры, легкие и трахеи. ._

Органы дыхания 47

Жабры. В целом жабры довольно плохо приспособлены для дыхания в воздушной среде и используются лишь немногими животными—главным образом теми, которые сравнительно недавно проникли в наземные местообитания и принесли с собой пережитки своего прежнего способа водного дыхания. Хорошим примером служат сухопутные крабы. Краб пальмовый вор (Birgus latro), почти полностью перешедший к наземной жизни (включая лазание по кокосовым пальмам), имеет достаточно жесткие жабры, пригодные и для дыхания в воздухе. Другой сухопутный краб, Cardiosoma, особенно интересен тем, что может неопределенно долго жить и на суше, и в воде, тогда как пальмовый вор через некоторое время погибает, если его держать погруженным в воду (Cameron, Mecklenburg, 1973). Еще одна группа воздуходышащих ракообразных с жабрами — это наземные равноногие (Isopoda), обычно называемые мокрицами; эти животные, как правило, предпочитают жить во влажных местах, и у видов, наиболее успешно приспособившихся к наземным местообитаниям, жабры заключены в полости, так что в функциональном плане их можно рассматривать как легкие.

У некоторых рыб, способных дышать воздухом (но не у всех), функционирующие жабры сохранились. Обыкновенный угорь (An-guilla vulgaris) хорошо выживает на воздухе, если ему обеспечить достаточное охлаждение и влажность. Тогда большая часть кислорода поступает через кожу и меньшая — через жабры, так как жаберные нити имеют тенденцию слипаться и в жаберной полости лишь небольшая часть их поверхности остается в контакте с воздухом. В результате угорь не получает своего обычного количества кислорода, и потребление O2 уменьшается примерно вдвое (Berg, Steen, 1965).

Легкие. Различают два типа легких: диффузионные и вентиляционные. Диффузионные легкие характеризуются тем, что обмен воздухом с окружающей атмосферой осуществляется только путем диффузии. Легкие этого типа встречаются у относительно небольших животных, таких, как легочные улитки, скорпионы и некоторые равноногие раки. Вентиляционные легкие имеются только у позвоночных. Значительное и регулярное обновление воздуха в легких необходимо при больших размерах тела, сочетающихся с высокой интенсивностью метаболизма. Дыхательные системы позвоночных вентилируются входящими и выходящими (приливно-отливными) потоками воздуха. Однако у птиц эти системы намного сложнее, чем у млекопитающих, и устроены таким образом, что и при вдохе, и при выдохе воздух может течь через легкие в одном направлении (см. ниже раздел о дыхании птиц). Трахеи. Этот тип органов дыхания характерен для насекомых. Он представляет собой систему трубочек, которые подводят кислород непосредственно к тканям, так что циркуляция крови для транспорта газов оказывается ненужной. Газообмен в трахейной

48 Глава 2. Дыхание в воздухе

системе может происходить только путем диффузии, но у многих крупных и особенно высокоактивных насекомых имеет место однонаправленное прокачивание воздуха через части трахейной си-

Ноздри

Рис. 2.3. Дыхательный цикл у лягушки (Rana). (Gans, 1969.)

А. Воздух набирается в ротовую полость путем опускания ее дна. Б. Воздух выпускается из легких через верхнюю часть ротовой полости. В. Ноздри закрываются, и воздух проталкивается в легкие. Г. Пока воздух удерживается в легких благодаря смыканию голосовой щели, цикл может быть повторен, начиная с нового набирания воздуха в рот.

стемы. Преимущество однонаправленного потока состоит в том, что он обеспечивает намного лучший газообмен, чем при поочередном всасывании и выталкивании воздуха.

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ

Легкие позвоночных вентилируются путем активного прокачивания воздуха. (Вентиляцию трахейной системы мы рассмотрим позже, так как насекомые отличаются от других животных в столь многих отношениях, что о них лучше говорить отдельно.) Вентиляция легких у позвоночных может осуществляться двумя способами: для наполнения легких используется либо нагнетательный насос, как у амфибий, либо всасывающий насос, как у большинства рептилий, птиц и млекопитающих.
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 173 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed