1. Для всех процессов жизнедеятельности нужна энергия. Поэтому основная масса питательных веществ, полученных организмов в результате питания, используется в качестве источника энергии. Энергия высвобождается в процессе дыхания при расщеплении некоторых высокоэнергетических соединений.
Дыхание – процесс, при котором окисление органических веществ ведет к выделению химической энергии. Когда этот процесс протекает в клетках, его называют тканевым или клеточным дыханием.
Если для дыхания требуется О2, то дыхание называют аэробным, если реакции идут в отсутствие кислорода, то такое дыхание называют анаэробным.
Дыхание
аэробное анаэробное
+О2 →Е1 Е1 > Е2 О2 →Е2
Большинство животных Круглые черви - паразиты
2. Для того, чтобы дыхание, газообмен мог происходить, дыхательная поверхность должна удовлетворять нескольким условиям:
Ø она должна быть проницаемой, чтобы газы могли сквозь нее проходить;
Ø образующий её слой должен быть тонким, потому что диффузия эффективна на расстоянии не более 1 см;
Ø она должна быть влажной, так как оба газа О2 и СО2 диффундируют в растворе;
Ø дыхательная поверхность должна быть большой, чтобы через неё могли обмениваться достаточные количества газов в соответствии с потребностями организма.
3. С увеличением размера тела отношение поверхности тела к объёму уменьшается. Простая диффузия теперь уже не может обеспечить достаточно приток О2 к тем клеткам, которые находятся в прямом контакте с внешней средой и потребность в О2 у таких более крупных животных оказывается выше.
Повышенная потребность в О2 привела в процессе эволюции к тому, что некоторые участки тела превратились в специализированные дыхательные поверхности. Обычно площадь дыхательной поверхности сильно увеличена и часто связана с какой - нибудь транспортной системой -кровеносной. Она обеспечивает дыхательной поверхности связь со всеми прочими тканями тела и делает возможным непрерывный обмен О2 и СО2 между дыхательной поверхностью и клетками. Присутствие дыхательного пигмента в крови еще больше повышает способность крови переносить О2.
4. Дыхательные пигменты:
| гемоциалин | Си |   синий бесцветный
| улитки, ракообразные |
| гемоэритрин | Fe |   красный бесцветный
| головоногие, некоторые кольчатые черви |
| хлорокруорин | Fe |   красный зеленый
| некоторые кольчатые черви |
| гемоглобин | Fe |   оранжевый красный
| черви, рыбы, амфибии |
5. Поступление кислорода в клетки тела осуществляется благодаря проницаемости клеточных мембран и диффузии – процессу выравнивания концентрации кислорода внутри клетки и за ее пределами. Организмы получают необходимый им кислород либо из атмосферы, либо из воды, в которой он растворен.
6. У низших многоклеточных животных (губки, кишечнополостные) специальных органов дыхания нет и газообмен происходит путём диффузии О2 и СО2 растворенных в воде между отдельными клетками организма и внешней средой. С развитием системы кожных покровов (у червей) газообмен стал осуществляться главным образом через покров (кожное дыхание). У высших многоклеточных дифференцируются специальные органы газообмена различного происхождения и строения.
7. У кольчатых червей есть гемоглобин. Расстояние между кровеносными сосудам поверхностью тела невелико, что обеспечивает быструю диффузию О2 в кровь. Дождевые черви практически ничем не защищены от высыхания и могут существовать только во влажной среде.
8. У морских кольчатых червей, водных членистоногих, моллюсков, есть перистые жабры, ктенидии, которые образуются из выростов кожи по обеим сторонам тела. Жаберные лепестки покрыты ресничками, которые создают непрерывный ток воды.
Членистоногие
жабродышащие хелицеровые трахейнодышащие
Водные Наземные Наземные
Жабры Легочные мешки Трахеи
Трахеи
9а. Членистоногие. Трахейный способ. Кислород из воздуха поступает прямо к тканям и необходимость в его транспортировке кровью отпадает. (Более быстрый способ, создаёт условия для высокой интенсивности метаболизма).
В состоянии покоя трахеолы наполнены жидкостью, а в активном состоянии жидкость всасывается в ткани и в трахеолы поступает больше О2.
Отверстие каждого дыхальца снабжено системой клапанов, укрепленными мелкими мышцами. Волоски предотвращают попадание чужеродных частиц. Вентиляционные движения тела, тело делается более плоским, воздух выталкивается, вдох происходит пассивно.
Грудные и брюшные дыхальца открываются и закрываются попеременно. Воздух входит через грудной отдел, а выходит через брюшной.
Диффузия эффективна только на малых расстояниях, а это накладывает жесткие ограничения на размеры, которые могут достигать насекомые. Толщина тела не превышает 1 см, поэтому если встречаются насекомые длиной до 18см их тело не должно при этом иметь толщину более 2см.
10. Моллюски, обитающие в водной среде, дышат растворимым в воде О2 при помощи перистых жабр. Наземные моллюски дышат кислородом воздуха. Функции органа дыхания у них выполняют легкое – особый карман мантии, стенки которого пронизаны кровеносными сосудами. Системы вентилирования нет.