เหงือก: ลักษณะหน้าที่ประเภทและความสำคัญ - ชีววิทยา - 2026

เหงือกหรือเหงือกเป็นอวัยวะระบบทางเดินหายใจของสัตว์น้ำที่พวกเขามีฟังก์ชั่นในการดำเนินการแลกเปลี่ยนออกซิเจนระหว่างบุคคลและสิ่งแวดล้อม พวกมันปรากฏจากรูปแบบที่เรียบง่ายมากในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังไปจนถึงโครงสร้างที่ซับซ้อนที่วิวัฒนาการมาในสัตว์มีกระดูกสันหลังซึ่งประกอบด้วยลาเมลเลียพิเศษหลายพันตัวที่อยู่ภายในช่องเหงือกซึ่งระบายอากาศได้อย่างต่อเนื่อง

เซลล์ต้องการพลังงานในการทำงานพลังงานนี้ได้มาจากการสลายน้ำตาลและสารอื่น ๆ ในกระบวนการเผาผลาญที่เรียกว่าการหายใจของเซลล์ ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ออกซิเจนในอากาศถูกใช้เป็นพลังงานและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกขับออกเป็นของเสีย

กิ่งก้านของหอกยุโรป (Esox lucius) โดยผู้ใช้: Uwe Gille จาก Wikimedia Commons วิธีที่สิ่งมีชีวิตแลกเปลี่ยนก๊าซกับสิ่งแวดล้อมได้รับอิทธิพลจากทั้งรูปร่างของร่างกายและสภาพแวดล้อมที่มันอาศัยอยู่

สภาพแวดล้อมทางน้ำมีออกซิเจนน้อยกว่าสภาพแวดล้อมบนบกและการแพร่กระจายของออกซิเจนช้ากว่าในอากาศ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและกระแสไฟฟ้าลดลง

สิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการน้อยไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างทางเดินหายใจพิเศษเพื่อตอบสนองการทำงานพื้นฐานของพวกมัน อย่างไรก็ตามในระบบที่ใหญ่กว่านั้นจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีระบบแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อให้สามารถครอบคลุมความต้องการในการเผาผลาญได้อย่างเพียงพอ

เหงือกพบได้ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังพวกมันอาจเป็นรูปเกลียวลามินาร์หรือ arborescent ประกอบไปด้วยเส้นเลือดฝอยจำนวนมากและเรายังสังเกตเห็นพวกมันทั้งภายในหรือภายนอก

มีสัตว์ที่อาศัยอยู่ในบริเวณนอกปากเช่นหอยและปูซึ่งมีความสามารถในการหายใจด้วยเหงือกในน้ำและในอากาศตราบเท่าที่พวกมันยังชื้นอยู่ ต่างจากสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่น ๆ ที่หายใจไม่ออกเมื่อออกจากน้ำแม้จะมีออกซิเจนเหลืออยู่มากก็ตาม

ลักษณะทั่วไป

ปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศจะอยู่ที่ประมาณ 21% ในขณะที่ในน้ำจะละลายได้เพียง 1% การเปลี่ยนแปลงนี้บังคับให้สิ่งมีชีวิตในน้ำสร้างโครงสร้างเช่นเหงือกซึ่งมีไว้สำหรับการสกัดออกซิเจนโดยเฉพาะ

เหงือกมีประสิทธิภาพมากจนได้อัตราการดึงออกซิเจน 80% ซึ่งสูงกว่าปอดของมนุษย์ถึงสามเท่าจากอากาศ

สิ่งมีชีวิตในน้ำหลากหลายชนิด

อวัยวะในระบบทางเดินหายใจเหล่านี้พัฒนาขึ้นในสิ่งมีชีวิตในน้ำหลากหลายชนิดเราสามารถพบเหงือกประเภทต่างๆในหอยหนอนกุ้งหอยแมลงภู่ปลาและแม้แต่ในสัตว์เลื้อยคลานในบางช่วงของวงจรชีวิต

รูปทรงที่หลากหลาย

ด้วยเหตุนี้จึงมีความแตกต่างกันอย่างมากทั้งรูปร่างขนาดที่ตั้งและแหล่งกำเนิดทำให้เกิดการดัดแปลงที่เฉพาะเจาะจงในแต่ละชนิด

สำหรับสัตว์น้ำที่มีการพัฒนามากขึ้นการเพิ่มขนาดและความคล่องตัวจะกำหนดความต้องการออกซิเจนที่สูงขึ้น หนึ่งในวิธีแก้ปัญหานี้คือการเพิ่มพื้นที่ของเหงือก

ตัวอย่างเช่นปลามีรอยพับจำนวนมากที่แยกออกจากกันด้วยน้ำ สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีพื้นผิวแลกเปลี่ยนก๊าซขนาดใหญ่ซึ่งช่วยให้พวกมันบรรลุประสิทธิภาพสูงสุด

อวัยวะที่บอบบาง

เหงือกเป็นอวัยวะที่บอบบางมากเสี่ยงต่อการบาดเจ็บทางร่างกายและโรคที่เกิดจากปรสิตแบคทีเรียและเชื้อรา ด้วยเหตุนี้เหงือกที่มีการพัฒนาน้อยจึงมักถูกมองว่าเป็นภายนอก

ได้รับบาดเจ็บ

ในปลากระดูกเหงือกที่เผชิญกับมลพิษทางเคมีที่มีความเข้มข้นสูงเช่นโลหะหนักสารแขวนลอยและสารพิษอื่น ๆ ได้รับความเสียหายทางสัณฐานวิทยาหรือการบาดเจ็บที่เรียกว่าอาการบวมน้ำ

สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดเนื้อร้ายของเนื้อเยื่อเหงือกและในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้สิ่งมีชีวิตเสียชีวิตได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของระบบหายใจ

เนื่องจากลักษณะนี้นักวิทยาศาสตร์มักใช้เหงือกปลาเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญของการปนเปื้อนในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

คุณสมบัติ

หน้าที่หลักของเหงือกสำหรับทั้งสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลังคือการดำเนินกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซของแต่ละบุคคลกับสภาพแวดล้อมทางน้ำ

เนื่องจากความพร้อมใช้งานของออกซิเจนอยู่ในน้ำต่ำกว่าสัตว์น้ำจึงต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อจับออกซิเจนในปริมาณหนึ่งซึ่งแสดงถึงสถานการณ์ที่น่าสนใจเนื่องจากหมายความว่าออกซิเจนส่วนใหญ่ที่ได้รับจะถูกนำไปใช้ในการค้นหาสิ่งใหม่ ออกซิเจน

มนุษย์ใช้เมตาบอลิซึม 1 ถึง 2% เมื่ออยู่ในช่วงพักเพื่อระบายอากาศในปอดในขณะที่ปลาพักผ่อนต้องการการระบายอากาศที่เหงือกประมาณ 10 ถึง 20%

เหงือกยังสามารถพัฒนาหน้าที่รองในสิ่งมีชีวิตบางชนิดเช่นในหอยบางชนิดได้รับการดัดแปลงเพื่อนำไปสู่การจับอาหารเนื่องจากเป็นอวัยวะที่กรองน้ำอย่างต่อเนื่อง

ในกุ้งและปลาที่แตกต่างกันพวกมันยังดำเนินการควบคุมการออสโมติกของความเข้มข้นของสารที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับร่างกายโดยค้นหากรณีที่พวกมันมีหน้าที่ในการขับสารพิษออกมา

ในสิ่งมีชีวิตในน้ำแต่ละประเภทเหงือกมีหน้าที่เฉพาะซึ่งขึ้นอยู่กับระดับของวิวัฒนาการและความซับซ้อนของระบบทางเดินหายใจ

พวกเขาทำงานอย่างไร?

โดยทั่วไปเหงือกทำหน้าที่เป็นตัวกรองที่ดักจับออกซิเจน O _{2 ที่}พบในน้ำซึ่งจำเป็นต่อการทำงานที่สำคัญและขับไล่คาร์บอนไดออกไซด์ของเสียCO ₂ที่มีอยู่ในร่างกายออกไป

เพื่อให้เกิดการกรองนี้จำเป็นต้องมีการไหลของน้ำอย่างต่อเนื่องซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้จากการเคลื่อนไหวของเหงือกภายนอกของหนอนโดยการเคลื่อนไหวของแต่ละบุคคลโดยดำเนินการโดยฉลามหรือโดยการสูบลมของปลากระดูก

การแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้นจากการแพร่สัมผัสระหว่างน้ำและของเหลวในเลือดที่อยู่ในเหงือก

ระบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเรียกว่าการไหลแบบทวนกระแสซึ่งเลือดที่ไหลผ่านเส้นเลือดฝอยที่แตกแขนงจะสัมผัสกับน้ำที่อุดมด้วยออกซิเจน การไล่ระดับความเข้มข้นถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ออกซิเจนผ่านเข้าสู่แผ่นเหงือกและกระจายเข้าสู่กระแสเลือดในเวลาเดียวกันกับที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แพร่ออกไปภายนอก

หากการไหลของน้ำและเลือดเป็นไปในทิศทางเดียวกันอัตราการดูดซึมออกซิเจนเท่ากันจะไม่สามารถทำได้เนื่องจากความเข้มข้นของก๊าซนี้จะปรับเท่ากันอย่างรวดเร็วตามเยื่อแตกแขนง

ประเภท (ภายนอกและภายใน)

เหงือกสามารถปรากฏในส่วนภายนอกหรือภายในของสิ่งมีชีวิต ความแตกต่างนี้ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากระดับของวิวัฒนาการประเภทของที่อยู่อาศัยที่พัฒนาและลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด

เหงือกภายนอก

เหงือกภายนอกส่วนใหญ่พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีวิวัฒนาการเพียงเล็กน้อยและอยู่ในขั้นตอนแรกของการพัฒนาสัตว์เลื้อยคลานชั่วคราวเนื่องจากพวกมันสูญเสียไปหลังจากผ่านการเปลี่ยนแปลง

Axolotl เม็กซิกัน (Ambystoma mexicanum) โดย Alexander Baranov จาก Montpellier ประเทศฝรั่งเศส (.) ผ่าน Wikimedia Commons เหงือกประเภทนี้มีข้อเสียประการแรกเนื่องจากเป็นอวัยวะที่บอบบางจึงมีแนวโน้มที่จะถลอกและดึงดูดสัตว์นักล่า ในสิ่งมีชีวิตที่มีการเคลื่อนไหวขัดขวางการเคลื่อนไหว

เมื่อสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอกพวกมันมักจะอ่อนแอมากและอาจได้รับผลกระทบได้ง่ายจากปัจจัยแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์เช่นคุณภาพน้ำที่ไม่ดีหรือการมีสารพิษ

หากเหงือกได้รับความเสียหายมีโอกาสมากที่จะเกิดการติดเชื้อแบคทีเรียปรสิตหรือเชื้อราซึ่งขึ้นอยู่กับความรุนแรงอาจทำให้เสียชีวิตได้

เหงือกภายใน

เหงือกภายในเนื่องจากมีประสิทธิภาพมากกว่าภายนอกเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตในน้ำขนาดใหญ่ แต่มีระดับความเชี่ยวชาญแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการวิวัฒนาการของสายพันธุ์

โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้จะอยู่ในห้องที่ปกป้องพวกมัน แต่พวกมันต้องการกระแสน้ำที่ทำให้พวกมันสามารถสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอกได้ตลอดเวลาเพื่อให้สอดคล้องกับการแลกเปลี่ยนก๊าซ

ปลายังพัฒนาฝาปูนที่เรียกว่าเหงือกซึ่งทำหน้าที่ป้องกันเหงือกทำหน้าที่เป็นประตูที่ จำกัด การไหลของน้ำและสูบน้ำด้วย

ความสำคัญ

เหงือกมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตในน้ำเพราะมันมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตของเซลล์

นอกเหนือจากการหายใจและเป็นส่วนสำคัญของระบบไหลเวียนโลหิตแล้วยังสามารถนำไปสู่การกินอาหารของหอยบางชนิดทำหน้าที่เป็นระบบขับถ่ายของสารพิษและเป็นตัวควบคุมไอออนต่างๆในสิ่งมีชีวิตซึ่งมีวิวัฒนาการเช่นเดียวกับปลา

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าบุคคลที่ได้รับความเสียหายต่อระบบทางเดินหายใจแขนงมีพัฒนาการช้าลงและมีขนาดเล็กลงมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อและบางครั้งได้รับบาดเจ็บสาหัสซึ่งอาจทำให้เสียชีวิตได้

เหงือกได้รับการปรับตัวให้เข้ากับแหล่งที่อยู่อาศัยและสภาพแวดล้อมที่หลากหลายที่สุดทำให้สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่เป็นพิษได้จริง

ระดับความเชี่ยวชาญของเหงือกนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับระยะวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้และเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการรับออกซิเจนในระบบสัตว์น้ำ

อ้างอิง

1. Arellano, J. และ C. Sarasquete (2005) แผนที่ทางจุลชีววิทยาของเซเนกัล แต่เพียงผู้เดียว Solea senegalensis (Kaup, 1858) สถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเลอันดาลูเซียหน่วยที่เกี่ยวข้องเพื่อคุณภาพสิ่งแวดล้อมและพยาธิวิทยา มาดริดสเปน 185 น.
2. Bioinnova การแลกเปลี่ยนก๊าซในสัตว์และการแลกเปลี่ยนก๊าซในปลา กลุ่มนวัตกรรมการสอนเรื่องความหลากหลายทางชีวภาพ. ดึงมาจาก: innovabiologia.com
3. Cruz, S. และRodríguez, E. (2011). สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและการเปลี่ยนแปลงของโลก มหาวิทยาลัยเซบีญ่า กู้คืนจาก bioscripts.net
4. Fanjul, M. และ M. Hiriart (2008) ชีววิทยาการทำงานของสัตว์ I. บรรณาธิการศตวรรษที่ 21 399 น.
5. Hanson, P. , M. Springer และ A. Ramírez (2010) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกลุ่มสัตว์น้ำมหภาคสัตว์น้ำ. รายได้ Biol Trop. ปีที่ 58 (4): 3-37.
6. ฮิลล์, อาร์. (2550). สรีรวิทยาของสัตว์เปรียบเทียบ. การเปลี่ยนกลับด้านบรรณาธิการ 905 น.
7. Luquet, C. (1997). จุลชีววิทยาแขนง: การหายใจการควบคุมไอออนิกและความสมดุลของกรดเบสในปู Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); มีบันทึกเปรียบเทียบใน Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae) มหาวิทยาลัยบัวโนสไอเรส 187 น.
8. Roa, I. , R. Castro และ M.Rojas (2011) การเปลี่ยนรูปของเหงือกในปลาแซลมอน: การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์เนื้อเยื่อวิทยาศึกษาลักษณะโครงสร้างและองค์ประกอบ Int. J. Morphol. เล่ม 29 (1): 45-51.
9. Ruppert, E. และ R.Barnes (สิบเก้าสิบหก) สัตววิทยาไม่มีกระดูกสันหลัง. McGraw - Hill Interamericana 1114 น.
10. Torres, G. , S. Gonzálezและ E. Peña (2010) คำอธิบายทางกายวิภาคเนื้อเยื่อวิทยาและโครงร่างของเหงือกและตับของปลานิล (Oreochromis niloticus) Int. J. Morphol. เล่ม 28 (3): 703-712.