זימים: מאפיינים, פונקציות, סוגים וחשיבות - ביולוגיה - 2025

הזימים או הזימים הם אברי הנשימה של בעלי חיים ימיים, יש להם את הפונקציה של ביצוע חילופי חמצן בין הפרט לבין הסביבה. הם מופיעים מצורות פשוטות מאוד בחסדי חוליות, וכלה במבנים מורכבים שהתפתחו בחוליות, המורכבים מאלפי למללות מתמחות הממוקמות בתוך חלל זימים המאוורר בזרימת מים רציפה.

תאים דורשים אנרגיה לתפקוד, אנרגיה זו מתקבלת מפירוק סוכרים וחומרים אחרים בתהליך המטבולי שנקרא נשימה תאית. ברוב המינים, חמצן באוויר משמש לאנרגיה ופחמן דו חמצני גורש כפסולת.

קשתות ענף של חוטם אירופי (Esox lucius). מאת משתמש: Uwe Gille, מתוך Wikimedia Commons האופן בו אורגניזמים מבצעים חילופי גזים עם סביבתם מושפעים הן מצורת הגוף והן מהסביבה בה הוא חי.

בסביבות מימיות יש פחות חמצן מסביבות יבשתיות והפיזור של חמצן איטי יותר מאשר באוויר. כמות החמצן המומס במים יורדת ככל שהטמפרטורה עולה והזרם יורד.

מינים פחות מפותחים אינם דורשים מבני נשימה מיוחדים כדי למלא את תפקידיהם הבסיסיים. עם זאת, אצל גדולים יותר חיוני שיהיו מערכות החלפה מורכבות יותר, כך שתוכלו לכסות את הצרכים המטבוליים שלהם בצורה מספקת.

הזימים נמצאים בחסרי חוליות וחוליות, הם יכולים להיות בצורת חוט, למינרי או ארבורסנט, ניחן בכלי שיט נימיים ואנו גם מתבוננים בהם פנימית או חיצונית.

ישנם בעלי חיים החיים באזור הקצה החוף, כמו רכיכות וסרטנים, המסוגלים לנשום באופן פעיל עם הזימים שלהם במים ובאוויר, כל עוד הם נשמרים לחים. שלא כמו אורגניזמים מימיים אחרים, שנחנקים בזמן היציאה מהמים למרות שפע החמצן הזמין.

מאפיינים כלליים

כמות החמצן הקיימת באוויר היא כ- 21% ואילו במים היא מומסת רק 1%. שונות זו אילצה אורגניזמים מימיים ליצור מבנים כמו זימים, המיועדים אך ורק למיצוי חמצן.

הזימים יכולים להיות יעילים עד כדי כך שהם משיגים שיעורי שאיבת חמצן בשיעור של 80%, גבוהים פי שלושה מזו של ריאות האדם מהאוויר.

מגוון אורגניזמים מימיים

איברי נשימה אלה התפתחו במגוון עצום של אורגניזמים מימיים, אנו יכולים למצוא סוגים שונים של זימים ברכיים, תולעים, סרטנים, שרירנים, דגים ואפילו בזוחלים בשלבים מסוימים של מחזור חייהם.

מגוון צורות

כתוצאה מכך הם משתנים מאוד בצורה, בגודל, במיקום ובמוצא, וכתוצאה מכך הם מסתגלים ספציפיים בכל מין.

עבור בעלי החיים המימיים המתפתחים יותר, הגידול בגודל ובניידות קבע דרישת חמצן גבוהה יותר. אחד הפתרונות לבעיה זו היה הגדלת שטח הזימים.

לדגים, למשל, יש מספר גבוה של קפלים המוחזקים מופרדים זה מזה על ידי המים. זה נותן להם משטח חילופי גז גדול, המאפשר להם להגיע ליעילות המרבית שלהם.

איברים רגישים

הזימים הם איברים רגישים מאוד, רגישים לפגיעה גופנית ומחלות הנגרמות על ידי טפילים, חיידקים ופטריות. מסיבה זו, הזימים הפחות מפותחים נחשבים לרוב כחיצוניים.

פציעות

אצל דגים גרמיים, הזימים מול ריכוזים גבוהים של מזהמים כימיים כמו מתכות כבדות, מוצקים תלויים וחומרים רעילים אחרים, סובלים מנזק מורפולוגי או מפגיעות הנקראות בצקת.

אלה גורמים לנמק של רקמת הזימים, ובמקרים חמורים הם אף יכולים לגרום למוות של האורגניזם כתוצאה משינוי הנשימה.

בשל מאפיין זה, גרדי דגים משמשים לעתים קרובות על ידי מדענים כסמנים ביולוגיים חשובים לזיהום בסביבות מימיות.

מאפיינים

תפקידם העיקרי של הזימים, הן עבור אורגניזמים חסרי חוליות והן עבור חוליות חוליות, הוא לבצע את תהליך החלפת הגזים של האדם עם הסביבה המימית.

מכיוון שהזמינות של חמצן נמוכה יותר במים, על בעלי חיים ימיים להתאמץ יותר בכדי לתפוס נפח מסוים של חמצן, המייצג סיטואציה מעניינת, מכיוון שזה אומר שחלק ניכר מהחמצן המתקבל ישמש בחיפוש אחר חדש חַמצָן.

האדם משתמש ב- 1 עד 2% מהמטבוליזם שלהם במנוחה כדי לאוורר את הריאות, בעוד שדגים במנוחה זקוקים לכ -10 עד 20% כדי לאוורר את הזימים.

הזימים יכולים גם לפתח פונקציות משניות במינים מסוימים, למשל, בחלק מכמות רכיכות אלו שונו לתרום ללכידת מזון, מכיוון שהם איברים המסננים מים באופן רציף.

בסרטנים ודגים שונים הם מבצעים גם את הוויסות האוסמוטי של ריכוז החומרים הקיימים בסביבה ביחס לגוף, ומוצאים מקרים עליהם הם אחראים להפרשת יסודות רעילים.

בכל סוג של אורגניזם מימי, לזימים יש תפקיד מסוים, התלוי במידת ההתפתחות ובמורכבות מערכת הנשימה.

איך הם עובדים?

באופן כללי, הזימים מתפקדים כמסננים המלוכדים את O ₂ החמצן הנמצא במים, חיוניים למילוי תפקידיו החיוניים ומגרשים את הפסולת הפחמן הדו-חמצני CO ₂ שנמצא בגוף.

כדי להשיג סינון זה נדרשת זרימה קבועה של מים, אותם ניתן לייצר על ידי תנועות של הזימים החיצוניים בתולעים, על ידי תנועות של הפרט המתבצעות על ידי כרישים, או על ידי שאיבת כלבי הים בדגים גרמיים.

חילופי גז מתרחשים באמצעות דיפוזיציית מגע בין מים לנוזל הדם הכלול בזימים.

המערכת היעילה ביותר נקראת זרימת נגד זרם, כאשר הדם הזורם דרך נימי הענפים בא במגע עם מים עשירים בחמצן. מפיק שיפוע ריכוז שמאפשר לחמצן להיכנס דרך צלחות הזימים ולהתפזר לזרם הדם, במקביל להתפשטות דו תחמוצת הפחמן בחוץ.

אם זרימת המים והדם היו באותו כיוון, לא היו מושגים אותם שיעורי ספיגת חמצן, מכיוון שריכוזי הגז הזה היו משתווים במהירות לאורך קרומי הענף.

סוגים (חיצוניים ופנימיים)

הזימים יכולים להופיע בחלק החיצוני או הפנימי של האורגניזם. הבחנה זו היא בעיקר תוצאה של מידת ההתפתחות, סוג בית הגידול בו הוא מתפתח והמאפיינים הספציפיים של כל מין.

זימים חיצוניים

הזימים החיצוניים נצפים בעיקר אצל מינים חסרי חוליות מפותחים מעט, ובאופן זמני בשלבים הראשונים של התפתחות זוחלים, מכיוון שהם מאבדים אותם לאחר שעברו מטמורפוזה.

אקסולוט מקסיקני (Ambystoma mexicanum). מאת אלכסנדר ברנוב ממונפלייה, צרפת (.), באמצעות ויקימילון. לסוגים של זימים יש חסרונות מסוימים, ראשית בגלל היותם נספחים עדינים, הם מועדים לשחיקות ומושכים טורפים. באורגניזמים שיש להם תנועה הם פוגעים בתנועתם.

במגע ישיר עם הסביבה החיצונית, הם בדרך כלל רגישים מאוד ויכולים להיות מושפעים בקלות מגורמים סביבתיים שליליים, כמו איכות מים ירודה, או נוכחות של חומרים רעילים.

אם הזרמים נפגעים, סביר מאוד להתרחש זיהומים חיידקיים, טפיליים או פטרייתיים, אשר בהתאם לחומרתם עלול להוביל למוות.

זימים פנימיים

הזימים הפנימיים, מכיוון שהם יעילים יותר מאלו החיצוניים, מתרחשים באורגניזמים מימיים גדולים יותר, אך יש להם רמות התמחות שונות בהתאם להתפתחותו של המין.

אלה ממוקמים בדרך כלל בתאים המגנים עליהם, אך הם זקוקים לזרמים המאפשרים להם מגע מתמיד עם הסביבה החיצונית כדי לעמוד בחילופי הגזים.

הדגים פיתחו גם כובעים רעילים המכונים זימים המשמשים להגנה על הזימים, משמשים כשערים המגבילים את זרימת המים וגם משאבים את המים.

חֲשִׁיבוּת

הזימים חיוניים להישרדותם של אורגניזמים מימיים, מכיוון שהם ממלאים תפקיד חיוני לצמיחת תאים.

בנוסף לנשימה ולהיות חלק חיוני ממערכת הדם, הם יכולים לתרום להזנת רכיכות מסוימות, לתפקד כמערכות הפרשה של חומרים רעילים ולהיות מווסתים של יונים שונים באורגניזמים המתפתחים כמו דגים.

מחקרים מדעיים מראים כי אנשים שסבלו מפגיעה במערכת הנשימה הענפית, הם בעלי התפתחות איטית יותר והם קטנים יותר בגופם, מועדים יותר לזיהום ולעיתים לפגיעה קשה, מה שעלול להוביל למוות.

הזימים השיגו התאמות לבתי הגידול והתנאים הסביבתיים המגוונים ביותר, ומאפשרים הקמת חיים במערכות אקולוגיות אנוקסיות כמעט.

רמת ההתמחות של הזימים קשורה ישירות לשלב האבולוציוני של המין, והם בהחלט הדרך היעילה ביותר להשיג חמצן במערכות מימיות.

הפניות

1. Arellano, J. ו- C. Sarasquete. (2005). האטלס ההיסטולוגי של הסוליה הסנגלית, Solea senegalensis (Kaup, 1858). המכון האנדלוסי למדעי הים, היחידה המשויכת לאיכות סביבה ופתולוגיה. מדריד, ספרד. 185 עמ '.
2. ביואנובה. חילופי גזים בבעלי חיים והחלפת גז בדגים. קבוצת חדשנות בנושא הוראה במגוון ביולוגי. התאושש מ: innovabiologia.com
3. קרוז, ש 'ורודריגז, א' (2011). דו-חיים ושינוי גלובלי. אוניברסיטת סביליה. התאושש מ- bioscripts.net
4. פנג'ול, מ 'ומ' הירייארט. (2008). ביולוגיה פונקציונאלית של בעלי חיים. עורכי המאה ה- XXI. 399 עמ '.
5. הנסון, פ., מ. שפרינגר, וא 'רמירז. (2010) מבוא לקבוצות מקרב חסרי החוליות המיים. הכמרית ביול טרופ. כרך 58 (4): 3-37.
6. היל, ר '(2007). פיזיולוגיה בהשוואה לבעלי חיים. הערכה Reverté. 905 עמ '.
7. Luquet, C. (1997). היסטולוגיה ענף: נשימה, ויסות יוניים ואיזון בסיס חומצה בסרטן Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); עם הערות השוואה ב- Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). אוניברסיטת בואנוס איירס. 187 עמ '.
8. רועה, אני, ר 'קסטרו ומ' רוג'אס. (2011). דפורמציה של זרע בסלמונים: ניתוח מקרוסקופי, היסטולוגי, אולטרה-תשתיתי ואלמנטי. הבמאי ג'יי מורפול. כרך 29 (1): 45-51.
9. רופרט, א 'ור' ברנס. (תשע עשרה תשעים ושש). זואולוגיה חסרת חוליות. מקגרו - היל אינטרמריקנה. 1114 עמ '.
10. טורס, ג ', ש' גונזאלז וא 'פינה. (2010). תיאור אנטומי, היסטולוגי ואולטרה-תשתיתי של הזרמים והכבד של tilapia (Oreochromis niloticus). הבמאי ג'יי מורפול. כרך 28 (3): 703-712.