ŽÁBRY: VLASTNOSTI, FUNKCE, TYPY A VÝZNAM - BIOLOGIE

Tyto žábry nebo žábry jsou dýchací orgány vodních živočichů, které mají funkci provádět výměnu kyslíku mezi jednotlivcem a životní prostředí. Vyskytují se od velmi jednoduchých forem u bezobratlých, až po složité struktury vyvinuté na obratlovcích, tvořené tisíci specializovaných lamel umístěných uvnitř žiabrových dutin větraných kontinuálním proudem vody.

Buňky vyžadují energii, aby fungovaly, tato energie se získává rozpadem cukrů a dalších látek v metabolickém procesu zvaném buněčné dýchání. Ve většině druhů je kyslík ve vzduchu používán pro energii a oxid uhličitý je vyloučen jako odpad.

Branchiální oblouky štiky evropské (Esox lucius). Uživatel: Uwe Gille, z Wikimedia Commons Způsob, jakým organismy provádějí výměnu plynů s jejich prostředím, je ovlivňován jak tvarem těla, tak prostředím, v němž žije.

Vodní prostředí má méně kyslíku než pozemní prostředí a difúze kyslíku je pomalejší než ve vzduchu. Množství rozpuštěného kyslíku ve vodě se snižuje s rostoucí teplotou a proudem.

Méně vyvinuté druhy nevyžadují ke splnění svých základních funkcí specializované respirační struktury. U větších je však nezbytné mít složitější systémy výměny, aby mohly adekvátně pokrýt své metabolické potřeby.

Žábry se vyskytují v bezobratlých a obratlovcích, mohou být ve tvaru nitě, laminární nebo arborescentní, vybavené četnými kapilárními cévami a také je sledujeme interně nebo externě.

Existují zvířata, která žijí v přímořské oblasti, jako jsou měkkýši a krabi, kteří jsou schopni aktivně dýchat svými žábry ve vodě a ve vzduchu, pokud jsou udržována vlhká. Na rozdíl od jiných vodních organismů, které se při opouštění vody dusí i přes dostatek kyslíku.

Obecné vlastnosti

Množství kyslíku přítomného ve vzduchu je přibližně 21%, zatímco ve vodě je rozpuštěno pouze 1%. Tato varianta nutila vodní organismy vytvářet struktury, jako jsou žábry, určené výhradně pro extrakci kyslíku.

Žábry mohou být tak účinné, že dosahují rychlosti extrakce kyslíku 80%, třikrát vyšší než u lidských plic ze vzduchu.

Různé vodní organismy

Tyto respirační orgány se vyvíjely v obrovském množství vodních organismů. V měkkýších, červech, korýšech, ostnokožcích, rybách a dokonce v plazech v určitých fázích jejich životního cyklu najdeme různé druhy žaber.

Různé tvary

V důsledku toho se velmi liší tvarem, velikostí, umístěním a původem, což vede ke specifickým úpravám u každého druhu.

V případě více vyvinutých vodních živočichů určoval nárůst velikosti a mobility vyšší spotřebu kyslíku. Jedním z řešení tohoto problému bylo zvětšení plochy žábrů.

Například ryby mají vysoký počet záhybů, které jsou od sebe odděleny vodou. To jim poskytuje velkou plochu pro výměnu plynu, což jim umožňuje dosáhnout maximální účinnosti.

Citlivé orgány

Žábry jsou velmi citlivé orgány, náchylné k fyzickému poškození a chorobám způsobeným parazity, bakteriemi a houbami. Z tohoto důvodu jsou méně vyvinuté žábry obecně považovány za vnější.

Zranění

U kostnatých ryb trpí žábry tváří v tvář vysokým koncentracím chemických znečišťujících látek, jako jsou těžké kovy, suspendované pevné látky a jiné toxické látky, morfologické poškození nebo zranění zvaná edém.

Ty způsobují nekrózu žáblové tkáně a ve vážných případech mohou dokonce způsobit smrt organismu v důsledku změny dýchání.

Díky této vlastnosti jsou vědci často používány jako důležité biomarkery kontaminace ve vodních prostředích.

Funkce

Hlavní funkcí žiabrů, jak u bezobratlých, tak u obratlovců, je provádění procesu výměny plynu jednotlivce s vodním prostředím.

Protože je dostupnost kyslíku ve vodě nižší, musí vodní živočichové usilovně pracovat na zachycení určitého objemu kyslíku, což představuje zajímavou situaci, protože to znamená, že velká část získaného kyslíku bude použita při hledání nových kyslík.

Člověk používá 1 až 2% svého metabolismu, když je v klidu, na ventilaci plic, zatímco ryby v klidu vyžadují přibližně 10 až 20%, aby ventilovaly žábry.

Žábry mohou u některých druhů rozvíjet také sekundární funkce, například u některých měkkýšů byly tyto modifikovány tak, aby přispívaly k zachycení potravy, protože jsou orgány, které nepřetržitě filtrují vodu.

U různých korýšů a ryb také provádějí osmotickou regulaci koncentrace látek dostupných v životním prostředí ve vztahu k tělu a hledají případy, do jaké míry jsou odpovědné za vylučování toxických prvků.

V každém typu vodního organismu mají žábry zvláštní funkci, která závisí na stupni vývoje a složitosti dýchacího systému.

Jak fungují?

Obecně platí, že žábry fungují jako filtry, které past kyslíku O ₂ nalezen ve vodě, která je nezbytná ke splnění svých životních funkcí, a vyhnat odpadní oxid uhličitý CO ₂, který je přítomen v těle.

K dosažení této filtrace je nutný konstantní průtok vody, který může být produkován pohyby vnějších žábrů v červech, pohyby jednotlivců prováděných žraloky nebo čerpáním žiabrů v kostnatých rybách.

K výměně plynu dochází prostřednictvím kontaktní difúze mezi vodou a krevní tekutinou obsaženou v žábrách.

Nejúčinnějším systémem je tzv. Protiproudý tok, kdy krev protékající kapilárami větví přichází do styku s vodou bohatou na kyslík. Vytváří se koncentrační gradient, který umožňuje kyslíku vniknout skrz žiabrové destičky a difundovat do krevního řečiště, zatímco oxid uhličitý difunduje ven.

Pokud by proud vody a krve byl ve stejném směru, nebylo by dosaženo stejných rychlostí absorpce kyslíku, protože koncentrace tohoto plynu by se rychle vyrovnávaly podél větvích membrán.

Typy (externí a interní)

Žábry se mohou objevit ve vnější nebo vnitřní části organismu. Tato diferenciace je hlavně důsledkem stupně vývoje, typu stanoviště, kde se vyvíjí, a zvláštních charakteristik každého druhu.

Vnější žábry

Vnější žábry jsou pozorovány hlavně u málo vyvinutých druhů bezobratlých a dočasně v prvních fázích vývoje plazů, protože je ztratí po podstoupení metamorfózy.

Mexický axolotl (Ambystoma mexicanum). Alexander Baranov z Montpellier, Francie (.), Via Wikimedia Commons Tyto typy žábrů mají určité nevýhody, zaprvé proto, že jsou to choulostivé přívěsky, jsou náchylné k otěru a přitahují dravce. U organismů, které mají pohyb, brání jejich lokomoce.

Protože jsou v přímém kontaktu s vnějším prostředím, jsou obvykle velmi citlivé a mohou být snadno ovlivněny nepříznivými faktory prostředí, jako je špatná kvalita vody nebo přítomnost toxických látek.

Pokud jsou žáby poškozené, je velmi pravděpodobné, že se objeví bakteriální, parazitární nebo plísňové infekce, které mohou v závislosti na závažnosti vést ke smrti.

Vnitřní žábry

Vnitřní žábry, protože jsou účinnější než vnější, se vyskytují ve větších vodních organismech, ale mají různé úrovně specializace v závislosti na tom, jak se vyvinul druh.

Obvykle jsou umístěny v komorách, které je chrání, ale potřebují proudy, které jim umožňují neustálý kontakt s vnějším prostředím, aby vyhověly výměně plynů.

Ryba také vyvinula vápnité čepice zvané žábry, které slouží k ochraně žábrů, působí jako brány, které omezují průtok vody, a také pumpují vodu.

Důležitost

Žábry jsou nezbytné pro přežití vodních organismů, protože plní nepostradatelnou roli pro růst buněk.

Kromě dýchání a toho, že jsou nezbytnou součástí oběhového systému, mohou přispívat ke krmení některých měkkýšů, fungovat jako vylučovací systém toxických látek a být regulátory různých iontů v organismech vyvinutých jako ryby.

Vědecké studie ukazují, že jednotlivci, kteří utrpěli poškození dýchacího systému, mají pomalejší vývoj a jsou menší, jsou náchylnější k infekci a někdy i vážnému zranění, které může vést k úmrtí.

Žábry dosáhly přizpůsobení nejrůznějším stanovištím a podmínkám prostředí, což umožnilo založení života v prakticky anoxických ekosystémech.

Úroveň specializace žiabrů přímo souvisí s vývojovou fází druhu a jsou rozhodně nejúčinnějším způsobem, jak získat kyslík ve vodních systémech.

Reference

Arellano, J. a C. Sarasquete. (2005). Histologický atlas soleje senegalské, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Andaluský institut mořských věd, přidružená jednotka pro kvalitu životního prostředí a patologii. Madrid, Španělsko. 185 pp.
Bioinnova. Výměna plynu u zvířat a výměna plynu u ryb. Inovační skupina pro výuku biologické rozmanitosti. Obnoveno z: innovabiologia.com
Cruz, S. a Rodríguez, E. (2011). Obojživelníci a globální změny. Sevilla University. Obnoveno z bioscripts.net
Fanjul, M. a M. Hiriart. (2008). Funkční biologie zvířat I. editory XXI. Století. 399 pp.
Hanson, P., M. Springer a A. Ramírez. (2010) Úvod do skupin vodních makrobytů. Biol. Trop. Vol. 58 (4): 3-37.
Hill, R. (2007). Srovnávací fyziologie zvířat. Redakční reverté. 905 pp.
Luquet, C. (1997). Branchiální histologie: dýchání, iontová regulace a acidobazická rovnováha v krabi Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); se srovnávacími poznámkami v Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Univerzita v Buenos Aires. 187 pp.
Roa, I., R. Castro a M. Rojas. (2011). Deformace žáby u lososů: makroskopická, histologická, ultrastrukturální a elementární analýza. Int. J. Morphol. Vol. 29 (1): 45-51.
Ruppert, E. a R. Barnes. (devatenáctset devadesát šest). Zoologie bezobratlých. McGraw - Hill Interamericana. 1114 pp.
Torres, G., S. González a E. Peña. (2010). Anatomický, histologický a ultrastrukturální popis žábry a jater tilapie (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Vol. 28 (3): 703-712.

ŽÁBRY: VLASTNOSTI, FUNKCE, TYPY A VÝZNAM - BIOLOGIE - 2025