החיות הם מסוגלים כדי לנשום מתחת למים דרך הזימים, איברים מתמחים בדגים. ישנם זוחלים - כמו צבים - ויונקים - כמו לווייתנים או דולפינים - שמבלים את רוב זמנם מתחת למים, אם כי הם נאלצים לעלות לפני השטח כדי לקחת חמצן מהאוויר.
מינים אלה פיתחו מנגנוני הסתגלות לסביבה לאורך כל קיומם. לכן חשוב להסביר כיצד יצורים חיים אלה מתפקדים בסביבה בה הם חיים.
בהתאם לסוג החיה ננתח כיצד נשימה של רבים מהמינים האלה שמצליחים לשרוד בתנאים מיוחדים.
נושם דגים
עבור המינהל לילדים ולמשפחות במחלקה לבריאות ושירותי אנוש של ארצות הברית, תהליך ההנשמה של דגים ודו-חיים מוגדר באופן הבא:
"דגים יכולים לחיות בצורה מסוימת של מים. לדוגמה, דג שחי במי מלח באוקיאנוס לא יוכל לחיות במים מתוקים של אגם. כמו יצורים חיים אחרים, דגים נושמים חמצן. במקום לקבל חמצן מהאוויר סביבם, הם סופגים חמצן מהמים סביבם דרך הזימים שלהם.
הזימים הם אברי הנשימה של בעלי חיים ימיים הנוצרים על ידי סדינים המגנים על גופם ועל חלק מהאיברים הפנימיים.
הם מאפשרים לקחת חמצן מהמים שנכנסים דרך הפה וכלי הדם שבזימים מעבירים חמצן לדם. הדו-חיים מבצעים את תהליך המטמורפוזה שלו הם גם נושמים דרך הריאות.
כעת, ישנם הבדלים בין צורות הנשימה דרך הריאות והזימים. לדוגמא, לוויתנים ודולפינים יש ריאות כמו בני אדם, אך הם מתרוממים לפני השטח כדי לנשום מכיוון שהם נושמים דרך הנחיריים הממוקמים בחלק העליון של ראשם.
במקרה של דגים, יש להם זימים ונשימה מתרחשת כאשר הדג נפתח וסוגר את פיו; כאשר פותחים את הפה, המים נכנסים בזמן שסוגרים אותו, הם דוחפים את המים לכיוון הזימים.
יונקים ימיים חייבים לבצע תהליך זה של נטילת חמצן ללא הפסקה מפני השטח, על מנת לחיות בסביבה הסובבת אותם. הדגים לוקחים מהמים - טריים או מלח - את החמצן שלוקחות הזימים ואלה מעבירים אותם לשאר גופם.
לגבי תפקוד הזימים הפנימיים של הדג, התהליך קורה כך: כשהדג נושם, הוא נוגס במים בפרקי זמן קבועים. זה עובר לצדדי הגרון, מכריח את המים דרך פתחי הזימים, כך שהוא יעבור מעל הזימים מבחוץ.
בדרך זו הדגים יכולים לנשום באופן רציף, תוך שימוש מדי פעם בזימים החיצוניים והפנימיים.
נשימה של חרקים מימיים
יש חרקים המבלים בשלבים המוקדמים של התפתחותם במים. ישנם מינים שחיים במקרה באוויר.
כמה דוגמאות לסוג זה של בעלי חיים הם שפיריות, נימפות ומינים אחרים שנולדים כזחלים מימיים.
כמו כל בעלי החיים, גם חרקים אלה צריכים להמיר חמצן לפחמן דו חמצני כדי לשרוד. תהליך הנשימה במקרה זה מתרחש דרך חורים שנמצאים בצידי גופם, המכונים ספירקות.
הספירולות הן פתחים בסדרת צינורות בגוף החרק המובילים חמצן לאיברים החשובים ביותר. בחרקים מימיים התרחשה התאמה במערכת זו כדי להיות מסוגלת לבלות חלק מחייהם מתחת למים.
על טבילה של יונקים ימיים
נקודה מרתקת ביחס לנשימה של יונקים ימיים היא האופן בו חוליות ימיות מסתגלות ללחץ הקיים בגופם כאשר הם שקועים, בניגוד מאוד לזה של חסרי חוליות במים.
בעוד שבעלי חיים אלה אינם נושמים מתחת למים, הם מסוגלים לעצור את נשימתם במשך תקופות ארוכות, שהוא נושא המחקר עבור מדענים וחוקרים.
ברור שהריאות והאיברים האחרים המעורבים בנשימה, כמו גם איברים רגישים אחרים, מושפעים מהטבילה במעמקים גדולים, כשהם "נמחצים" תחת לחצים כאלה.
עם זאת, היכולת להסתגל למצבים אלו מונעת התמוטטות ריאות ופגיעה באיברים אחרים, בזכות חלל בית החזה ובמיוחד. לאוזן התיכונה של מינים ימיים אלה יש פיזיולוגיה מיוחדת המגנה עליהם ומעניקה להם את היכולת להישאר מתחת למים במשך זמן רב.
קירות החזה של יונקים ימיים מסוגלים לתמוך בקריסת ריאות מוחלטת.
מצד שני, מבנים ייעודיים בריאות שלך מאפשרים לאלביולי (שקיות קטנות הנמצאות במערכת הנשימה ובמקום שמתרחש חילוף גזים בין אוויר לנשימה לדם) לקרוס תחילה, ואחריה דרכי הנשימה הסופיות.
מבנים אלה יכולים גם לסייע בהפחתה מחדש של הריאה לאחר טבילה באמצעות כימיקלים הנקראים פעילי שטח.
ביחס לאוזן התיכונה, יונקים אלו מחזיקים בסינוסים קייברים המתמחים באיבר זה, אשר יש להניח שהם נשארים שקועים בדם בזמן הטבילה, ובכך ממלאים את חלל האוויר
מפתיע כיצד מינים שונים מסוגלים לתפקד בסביבות שלהם, במיוחד ביחס לתהליך הנשימה - שאיפת חמצן ונשיפה של פחמן דו חמצני - בסביבות שונות כמו אוויר ומים.
ריאות וזימים הם מבנים מורכבים המותאמים לתנאים שונים לחלוטין אך בסופו של דבר משיגים את אותה מטרה: לספק לגוף את החמצן הדרוש להישרדותו.
הפניות
- בעלי חיים I. פרווה, סנפירים, נוצות ועוד. מדריך המורה. התאושש מ- eclkc.ohs.acf.hhs.gov.
- הארווי. ש '(2007). ביילי גרזט יסודי: לנשום מתחת למים. התאושש מ: gatzertes.seattleschools.org.
- Kreitinger, L. (2013). שירות הבלוגים של אוניברסיטת קורל: חיים מתחת למים. התאושש מ blogs.cornell.edu.
- מערכות אקולוגיות מקומיות. התאושש מ- gw.govt.nz.
- קוסטה, פ (2007). המוזיאון לפלנטולוגיה של אוניברסיטת קליפורניה. פיזיולוגיה של צלילה של חוליות ים. התאושש מ- ucmp.berkeley.edu.