СобакиКошкиПтицыРыбыЛошадиГрызуныАмфибииРептилииРастенияФОТОВопросы-ответы (FAQ)ОткрыткиЭнциклопедии


 
На сайте СбДиплом5 заказать реферат недорого.

Дыхание животных

Значение дыхания. Дыхание - жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей его внешней средой.

Без кислорода невозможны окислительные процессы, лежащие в основе обмена веществ, и для сохранения жизни необходимо его постоянное поступление в организм. Кислород поступает через органы дыхания в кровь и кровью доставляется к органам и тканям. В клетках и тканях в результате обмена веществ образуется углекислый газ. Он приносится кровью к органам дыхания и  удаляется из организма.

Эволюция органов дыхания. По мере усложнения организации животных возникали различные системы дыхательных органов. Несмотря на появление таких специализированных органов, у многих животных сохраняется и кожный тип дыхания, т. е. газообмен через поверхность тела. Он выражен хорошо у многих эмбрионов и личинок. У личинок насекомых, обладающих трахейной системой, около 25%   кислорода  поглощается через кожные покровы. Наблюдается кожное дыхание и у рыб. Лягушка может долго жить после удаления обоих легких, но погибает, если после операции исключить и кожное дыхание. Об участии кожи в дыхании лягушки можно судить по тому, что ее легко усыпить, приложив ватку с эфиром к коже брюшка. У высших позвоночных и человека кожное дыхание в связи с развитием легких не имеет существенного значения. Удалось, однако, заметить, что у лошади при усиленной мышечной нагрузке дыхание через кожу усиливается.

Насекомые обладают совершенно особой системой для доставки кислорода к клеткам. В каждом сегменте тела имеется пара отверстий, называемых дыхальцами, от которых внутрь тела идут трахеи - трубочки, многократно разветвляющиеся и подходящие ко всем клеткам организма. Стенки тела у насекомых пульсируют, втягивая воздух в трахеи при расширении тела и выжимая его при сжатии. У насекомых трахейная система проводит воздух вглубь организма, приближая его к каждой клетке настолько, что он может диффундировать в нее через стенки мельчайших разветвлений трахей.

Дыхание у большинства водных животных осуществляется при помощи жабр. Рыбы, моллюски, многие членистоногие (креветки, крабы) имеют жабры. Каждое животное, обладающее жабрами, имеет то или иное приспособление, обеспечивающее омывание их водой. У рыб вода поступает в рот, проходит над жабрами и выходит наружу через жаберные щели. Жабры имеют тонкие стенки, большую поверхность и обильно снабжены кровеносными капиллярами. Кислород, растворенный в воде; диффундирует через жаберный эпителий в капилляры, а углекислый газ - в обратном направлении. В стоячих водоемах, где в воде растворено мало кислорода, рыбы задыхаются.

Легкие животных прошли длинный путь развития. Первый намек на легкие мы встречаем у некоторых ископаемых рыб. У них возник вырост на переднем конце пищеварительного тракта; впоследствии этот вырост развился в легкое. У некоторых рыб вырост превратился в плавательный пузырь, который иногда несет и дыхательную функцию. В плавательном пузыре имеются клетки, способные выделять во внутреннюю полость кислород, получаемый из крови. Другая группа клеток плавательного пузыря переносит кислород из пузыря в кровь.

Легкие большинства примитивных земноводных представляют собой два простых длинных мешка, покрытых снаружи капиллярами. У лягушек и жаб внутри легочного мешка имеются складки, увеличивающие дыхательную поверхность. У лягушек нет ни диафрагмы, ни дыхательных мышц. У них в связи с этим особый механизм дыхания. Он основан на действии клапанов в  ноздрях и мышц в области дна ротовой полости. При открытых носовых клапанах дно ротовой полости опускается и в нее входит воздух. Затем носовые клапаны закрываются и мышцы горла, сокращаясь, вытесняют воздух в легкие. Лягушка не может дышать с открытым ртом.

Легкие пресмыкающихся (рептилий), амфисбены, анаконды, гаттерии, варана, хамелеона, рисунок картинка

Дальнейшая эволюция органов дыхания происходила в направлении постепенного расчленения легкого на все более мелкие полости. Легкие некоторых ящериц (хамелеона) снабжены придаточными воздушными мешками, которые могут наполняться воздухом, при этом животное раздувается и отпугивает хищников.

У птиц подобного рода мешки отходят в нескольких местах от легких и распространяются по всему телу. Наибольшего развития легкие достигли у теплокровных животных. Обилием легочных пузырьков и их ячеистым строением обеспечивается большая поверхность, через которую происходит интенсивный газообмен. У лошади дыхательная поверхность легких составляет 500 м2.

Дыхательные движения. Благодаря ритмически совершающимся актам вдоха и выдоха происходит обмен между атмосферным и альвеолярным воздухом, находящимся в легочных пузырьках.
В легких нет мышечной ткани, и поэтому они не могут активно сокращаться или расслабляться. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит скелетным дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.

При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону. Объем грудной полости при этом увеличивается. Опускание диафрагмы вызывает увеличение объема грудной клетки в длину. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи.

Легкие снаружи покрыты тоненькой пленкой, из соединительной ткани - лёгочной плеврой. Внутренняя стенка грудной полости выстлана пристенной плеврой. Узкая щель между ними герметична, т. е. не имеет сообщения с окружающим воздухом, и заполнена плевральной жидкостью, уменьшающей трение легких о стенки грудной полости при дыхании. Так как легкое находится в грудной клетке в растянутом состоянии, то давление в плевральной полости ниже атмосферного, т, е. отрицательное. За счет отрицательного, давления в плевральной полости легкие следуют за грудной клеткой. Легкие при этом растягиваются. В растянутом легком давление снижается, и за счет, разницы давления атмосферный воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются легкие, тем глубже вдох.

При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а, следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы. Частота и величина дыхания. Частота дыхания у различных животных различна и связана с интенсивностью обмена веществ. Она возрастает при повышении внешней температуры, увеличении физической нагрузки, заболевании животного.

Количество воздуха, которое животное вдыхает при спокойном дыхании, называется  дыхательным, воздухом. У лошади или коровы он составляет 5-6 л. Величиной дыхания называют количество воздуха, вдыхаемого в течение 1 мин. Она меняется в зависимости от напряженности работы, кормления и других факторов. У лошадей в покое величина дыхания 40-50 л, при движении 80-90 л, а при перевозке  тяжестей 400-450 л.

Газообмен в легких и тканях. Для  уяснения механизма газообмена в легких и тканях сопоставим состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Производя попеременно вдох и выдох, животное вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Животные дышат атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низшим содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхают воздух, в котором кислорода 16,3%, а углекислого газа около 4%.

Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем значительно меньше кислорода (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).
Азот, входящий в состав воздуха, в дыхании участия не принимает, и его содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически не меняется.

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

Парциальное давление и напряжение газов. В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Переход газов из воздуха в жидкость и из жидкости в воздух происходит за счет разницы парциального давления этих газов в воздухе и жидкости. Парциальным давлением называется часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой  смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем соответственно выше его парциальное давление. Атмосферный воздух, как известно, является смесью газов. В этой смеси газов кислорода содержится 20,94%, углекислого газа - 0,03% и азота- 79-,03%. Эта смесь газов атмосферного воздуха имеет давление 760 мм рт. ст. Парциальное давление кислорода в атмосферном   воздухе  составляет   20,94%   от   760 мм рт. ст., т. е. 159  мм   рт. ст., азота - 79,03% от 760 мм рт. ст., т. е. около 600 мм рт. ст., углекислого газа в атмосферном воздухе мало - 0,03%, поэтому и парциальное давление его составляет 0,03% от 760 мм рт. ст. - 0,2 мм рт. ст.

Для газов, растворенных в жидкости, употребляется термин напряжение, соответствующий термину парциальное давление для свободных газов. Напряжение тазов выражается в тех же  единицах, что и давление (мм рт. ст.). Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100-110 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 60 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды, где парциальное давление высокое, в среду с меньшим давлением.    

 
 

 

Сейчас на форуме