Oddychanie skóry jest formą oddychania, w której zachodzi wymiana gazów przez skórę, a nie poprzez płuca i skrzela. Proces ten zachodzi głównie u owadów, płazów, ryb, węży morskich, żółwi i niektórych ssaków (Jabde, 2005).
Skóra zwierząt, które stosują oddychanie skórne, jest wyjątkowa. Aby umożliwić wymianę gazową, musi być wilgotny, aby zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla mogły przez niego swobodnie przechodzić.
Ropucha. Przykład zwierzęcia z oddychaniem skórnym.
cechy
Proces oddychania skórnego odbywa się wyłącznie przez skórę. Z tego powodu u większości kręgowców stosujących ten rodzaj oddychania skóra jest silnie unaczyniona w celu ułatwienia procesu wymiany gazowej.
Ta wymiana jest bardzo ważna u płazów i żółwi o miękkich skorupach, które wykorzystują gruczoły śluzowe do zachowania wilgoci w skórze (Marshall, 1980).
Niektóre płazy mają wiele fałd na skórze, które pomagają zwiększyć częstość oddechów. Wiadomo, że ropuchy pobierają wodę i oddychają przez skórę. Mają trzy formy oddychania: skórną, płucną i przez wyściółkę ust. Ten ostatni rodzaj oddychania jest najczęściej używany, gdy są w stanie spoczynku.
Oddychanie przez skórę to rodzaj oddychania, który nie wymaga wykonywania czynności płuc. Z tego powodu istnieją gatunki, którym brakuje płuc i które mogą przetrwać dzięki wymianie gazowej zachodzącej przez skórę.
Istnieją gatunki, które mogą wywoływać zarówno oddychanie skórne, jak i oddechowe, jednak szacuje się, że u płazów oddychanie skórne jest odpowiedzialne za pobieranie 90% tlenu niezbędnego do życia.
Oddychanie skórne u różnych klas zwierząt
Płazy
Płazy są klasyfikowane jako organizmy wielokomórkowe i należą do klasy płazów, co po grecku oznacza „oba oznaczają”.
Skóra wszystkich gatunków płazów jest organem najczęściej używanym do oddychania. Niektóre gatunki, aby przetrwać, polegają wyłącznie na oddychaniu skóry.
Tak jest w przypadku salamandry pierzastej z rodziny Plethodontidae. Ta rodzina płazów jest całkowicie pozbawiona płuc, jednak stanowi największą grupę gatunków salamandry na świecie. (Zahn, 2012)
Podczas gdy płazy są całkowicie zanurzone w wodzie, przez ich skórę odbywa się oddychanie skórne. To porowata membrana, przez którą powietrze rozchodzi się między naczyniami krwionośnymi a wszystkim, co je otacza.
Chociaż u płazów dominuje oddychanie skórne, pomaga ropuchom przeżyć tylko w chłodniejszych porach roku.
Oddychanie skóry wymaga stałego nawilżania powierzchni skóry. Kiedy ropuchy są poza wodą, gruczoły śluzowe skóry nadal nawilżają skórę, co umożliwia proces wchłaniania tlenu z powietrza.
Istnieje kilka szczególnych przypadków oddychania płazów. Na przykład kijanki, które oddychają przez skrzela, i ropuchy pustynne, które mają tendencję do suchej skóry, co uniemożliwia oddychanie skórne (Bosch, 2016).
Gady
Łuski pokrywające ciało gadów uniemożliwiają w większości przypadków proces oddychania skóry. Istnieje jednak możliwość wymiany gazowej między wagami lub obszarami, w których gęstość łusek jest mniejsza.
W okresach hibernacji podwodnej niektóre żółwie potrzebują oddychania skóry wokół kloaki, aby przetrwać.
Podobnie, istnieją gatunki węży morskich, które pobierają przez skórę około 30% potrzebnego im tlenu. Staje się to niezbędne, gdy muszą nurkować pod wodą.
W przypadku węży morskich proces ten można przeprowadzić zmniejszając intensywność dopływu krwi do płuc i zwiększając ukrwienie naczyń włosowatych skóry. Z tego powodu skóra węża może czasami wydawać się różowa. (Feder i Burggren, 1985)
Ssaki
Wiadomo, że ssaki są gatunkami endotermicznymi lub „stałocieplnymi”. Na ogół mają większe zapotrzebowanie metaboliczne niż egzotermiczne lub tak zwane „zimnokrwiste” kręgowce.
Podobnie skóra ssaków jest grubsza i bardziej nieprzepuszczalna niż skóra innych gatunków kręgowców, co w znacznym stopniu zapobiega temu, by skóra była narządem wykorzystywanym do wymiany gazowej.
Jednak oddychanie skórne u ssaków istnieje, ale występuje w mniejszym odsetku. Przykładem są nietoperze, które pobierają tlen przez silnie unaczynione błony znajdujące się na ich skrzydłach. Nietoperze mogą pobierać przez skrzydła około 12% potrzebnego im tlenu.
Ludzie należą do gatunków ssaków, które pobierają najmniej tlenu z powietrza przez skórę. Człowiek może pobrać z powietrza średnio od 1% do 2% tlenu, z którym nie byłby w stanie zapewnić sobie egzystencji (Ernstene i Volk, 1932).
Owady
U owadów wymiana gazowa przez skórę jest zwykle obfita, ale nie jest głównym źródłem pobierania tlenu.
Większość owadów pobiera tlen i uwalnia dwutlenek węgla przez tkankę zwaną naskórkiem, która znajduje się w najbardziej zewnętrznej części naskórka bezkręgowców.
Istnieją rodziny owadów, które nie mają określonego układu oddechowego, więc transport hemolimfy (podobnie jak krew owadów) z powierzchni ciała do tkanek wewnętrznych zależy całkowicie od oddychania skóry.
Większość owadów lądowych wykorzystuje system tchawicy do przeprowadzenia wymiany gazowej. Jednak u owadów wodnych i endopasożytniczych niezbędne jest oddychanie skóry, ponieważ ich układ tchawicy nie jest w stanie sam dostarczyć niezbędnego tlenu (Chapman, 1998).
Ryby
Oddychanie skórne zachodzi u różnych gatunków ryb morskich i słodkowodnych. W przypadku oddychania w środowisku wodnym ryby wymagają głównie stosowania skrzeli.
Jednak oddychanie skóry stanowi od 5% do 40% całkowitego poboru tlenu z wody, chociaż wszystko to zależy od gatunku i temperatury środowiska.
Oddychanie skóry jest ważniejsze u gatunków pobierających tlen z powietrza, takich jak skaczące ryby lub koralowce. U tych gatunków pobór tlenu przez skórę stanowi 50% całkowitego oddychania.
Bibliografia
- Bosch, DL (7 z 2 z 2016). Wszystko, czego potrzebujesz, to biologia. Źródło z How To Breathe Without Lungs, Lissamphibian Style: allyouneedisbiology.wordpress.com.
- Chapman, RF (1998). Oddychanie Cutaneus. W RF Chapman, Owady: struktura i funkcja (s. 452). Nowy Jork: Cambridge University Press.
- Ernstene, AC i Volk, MC (1932). Wpływ zatorów żylnych na szybkość eliminacji dwutlenku węgla i wchłaniania tlenu. The Journal of Clinical Investigation, 387-390.
- Feder, ME i Burggren, WW (1985). Skórna wymiana gazów u kręgowców: projekt, wzorce, kontrola i konsekwencje. Biological Reviews, 1-45.
- Jabde, PV (2005). Respriation. W PV Jabde, Text Book Of General Physiology (str. 112). New Dehli: Discovery Publishing House.
- Marshall PT (1980). Respriation, Gas Exchange and Transport. W PT Marshall, Physiology of Mammals and Other Vertebrates (str. 88-89). Nowy Jork: Cambridge University Press.
- Zahn, N. (24 z 8 2012). Otrzymane z Salameandering Into Cutaneous Respiration: iheartungulate.com.