نفسر ما هي أنواع التنفس الموجودة وكيف يشبه التنفس الداخلي والخارجي. بالإضافة إلى تنفس النباتات.
ما هو التنفس؟
ال عمليه التنفس (أو التنفس الخارجي) هو عملية حيوية يتم فيها كائنات حية تبادل الغازات مع بيئةالسماح للأكسجين بالدخول إلى الكائن الحي وطرد البيئة ثاني أكسيد الكربون.
هذه العملية ضرورية لحياة الكائنات الهوائية ، لأنها تمنحهم الأكسجين اللازم للحفاظ على حياتهم الأيض المشي. ومع ذلك ، يمكن تنفيذها من خلال آليات مختلفة جدًا ، اعتمادًا على موطن لكل كائن حي.
التنفس هو المرحلة الأولية والملموسة لعملية فسيولوجية أكثر تعقيدًا ، تُعرف باسم التنفس الداخلي أو التنفس الخلوي ، حيث يتم توزيع الأكسجين المأخوذ من البيئة على الخلايا. الخلايا يشرع الجسم في أكسدة بعض السكريات (الجلوكوز) والحصول على الطاقة الكيميائية في المقابل ، في شكل جزيئات مفيدة من Adenosine Triphosphate (ATP).
تكمل كلتا العمليتين (التنفس الخارجي والتنفس الخلوي) بعضهما البعض ، ولكن لا ينبغي الخلط بينهما. أدناه سنرى أنواع التنفس الموجودة لكل من هاتين الدائرتين لالتقاط واستخدام الغازات الحيوية.
أنواع التنفس الداخلي
في المقام الأول ، يمكن أن يحدث التنفس الخلوي أو التنفس الداخلي بطريقتين مختلفتين ، اعتمادًا على ما إذا كانت الخلايا تستخدم الأكسجين أو عناصر أخرى لتحفيز عمليات التمثيل الغذائي التي تحصل منها على الطاقة. طاقة ضرورية للبقاء والنمو والتكاثر. وبالتالي ، يتم التمييز بين:
- التنفس الهوائي، الذي يستخدم ، كما قلنا من قبل ، الأكسجين المأخوذ من البيئة لأكسدة الجلوكوز أو السكريات المماثلة الأخرى. هذه العملية مربحة للغاية من حيث الطاقة (تنتج العديد من جزيئات ATP) ، لكنها لا تنتج الماء وثاني أكسيد الكربون. يتم التخلص من هذا الأخير من خلال التنفس الخارجي ، لأنه سام في الجسم. الحيوانات طوابق، أكثر من الفطر و الكائنات الدقيقة (الخلية) نتنفس بهذه الطريقة.
- التنفس اللاهوائي، الذي لا يستخدم الأكسجين ، ولكن بدلاً من ذلك النيتروجين أو الغازات الأخرى التي يتم الحصول عليها في صورة نترات أو كبريتات من البيئة. هذه الآلية ليست منتجة مثل التنفس الهوائي ، وتنتج مواد مختلفة مثل الكبريتيدات أو النتريت أو الميثان. إنها سمة معينة بكتيريا ص الخمائر (الفطريات) ، التي تعيش في مناطق قليلة أو معدومة وجود نباتي والأكسجين.
أنواع التنفس الخارجي
تجمع البرمائيات بين التنفس الرئوي وتنفس الجلد.
من جانبه ، يتم تصنيف التنفس الخارجي وفقًا لنوع الإجراء الميكانيكي المستخدم لالتقاط الغازات من البيئة ، وبالتالي يختلف إذا كان الكائن الحي من الموائل الأرضية أو المائية. وبالتالي يمكننا التمييز بين:
- التنفس الرئوي ، أي ما يتم من خلال الرئتين ، والأعضاء المتخصصة للحياة الأرضية ، تمامًا مثل تلك التي لدينا البشر. يتكون من التقاط الأكسجين المذاب في أَجواءمما يجعلها تدخل الجسم من خلال آلية تفريغ شبيهة بآلية المنفاخ أو مضخات الشفط. عند الاستنشاق ، فإن كتلة الغازات الموجودة في هواء يدخل من خلال الأنف (أو ما يعادله من الحيوانات) ومن خلال القصبة الهوائية يصل إلى الرئتين.في الداخل ، يمر عبر القصبات الهوائية إلى الحويصلات الرئوية ، وهي هياكل تشبه الكيس ترشح الأكسجين ، مما يسمح له بدخول مجرى الدم. هناك ، يتم جمع ثاني أكسيد الكربون لاتخاذ المسار المعاكس ، أثناء الزفير ، ويتم طرده أخيرًا من الجسم عبر الأنف أو الفم.
- التنفس الخيشومي ، كما يشير اسمه ، هو التنفس من خلال الخياشيم ، وهي أعضاء تتكيف مع الحياة تحت الماء ، مثل تلك التي تمتلكها الأسماك. المبدأ مماثل لمبدأ التنفس الرئوي ، باستثناء أنه يحدث في الماء: تمرر الحيوانات هذا السائل عبر هذه الأعضاء على شكل صفائح ، مليئة بخلايا الدم الحمراء الجاهزة لالتقاط الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون.
- التنفس الرغامي ، وهو التنفس الذي يتطلب القصبة الهوائية ، أي القنوات أو القنوات المفتوحة التي يمكن للهواء من خلالها أن يدخل الجسم. هذا النوع من الهيكل هو نموذجي الحيوانات اللافقارية، مثل الحشرات ، وعادة ما توجد موزعة في جميع أنحاء الجسم ، وبلغت ذروتها في فتحات تسمى الفتحات التنفسية. عندما تفتح الفتحات ، يدخل الهواء الجسم ويذوب الأكسجين في سائل القصبة الهوائية المتخصص ، بينما يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى خارج الجسم. في وقت لاحق ، تمتص الأنسجة هذا السائل الغني بالأكسجين ويمكن إعادة فتح الفتحات التنفسية لإعادة العملية.
- التنفس الجلدي ، والذي يحدث من خلال طبقات جلد الكائن الحي (على وجه التحديد البشرة). إنه نموذجي للحيوانات الحلقية وشوكيات الجلد ، وهي حيوانات بدائية ، تتمتع بجلود ناعمة تحاول الحفاظ عليها رطبة باستمرار ؛ ولكن أيضًا معظم الزواحف ص البرمائيات، والتي تجمعها مع التنفس الرئوي أو الخياشيم (في مراحل حياتها المبكرة).يحدث التنفس الجلدي من خلال أنسجة الجسم عالية الأوعية الدموية ، أي الغنية بفروع مجرى الدم ، والتي يحدث من خلالها تبادل الغازات مباشرة مع البيئة.
هل تتنفس النباتات أيضًا؟
النباتات الكائنات ذاتية التغذية، قادرة على إنتاج طعامهم ، من خلال عملية معقدة تسمى البناء الضوئي، حيث يستخدمون الماء وثاني أكسيد الكربون و ضوء الشمس لتجميع السكريات العضوية الغنية الطاقة الكيميائية. تستهلك هذه العملية ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين في البيئة ، لذلك يمكن اعتبارها آلية معاكسة ومكملة للتنفس.
ومع ذلك ، تستفيد النباتات أيضًا من التنفس. خلاف ذلك ، خلال الليل ، فإن غياب الشمس سيقتل النباتات. لذلك ، تتنفس النباتات الليلية بنفس الطريقة التي يتنفس بها البشر: نفس الثغور والعدس التي تسمح لثاني أكسيد الكربون بدخول الجسم أثناء النهار ، وتلتقط الأكسجين في الليل وتستخدمه لأكسدة السكريات والحصول على الطاقة.