- การหายใจโดยตรงหรือการหายใจแบบแพร่กระจาย
- การแพร่กระจายของออกซิเจน
- กฎหมายของฟิค
- สิ่งมีชีวิตที่มีการหายใจโดยตรง
- การหายใจโดยการแพร่กระจายของเลือด
- อ้างอิง
การหายใจโดยตรงเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมโดยไม่มีอวัยวะที่ต้องการการหายใจ นั่นคือการแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้นผ่านเมมเบรน ในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้การขนส่งออกซิเจนเกิดขึ้นโดยการแพร่กระจายอย่างง่าย เนื่องจากออกซิเจนมีปริมาณมากกว่าภายนอกจึงแพร่เข้าสู่ร่างกาย
การหายใจโดยตรงเป็นหนึ่งในการหายใจหลายประเภทพร้อมกับการหายใจแบบกระจายเลือดการหายใจทางหลอดลมการหายใจด้วยเหงือกและการหายใจของปอด สิ่งเหล่านี้จัดเป็นการหายใจอย่างง่ายหรือซับซ้อนตามกลไกต่างๆในการดึงออกซิเจนออกจากสิ่งแวดล้อม
การหายใจเป็นกระบวนการโดยไม่สมัครใจ หน้าที่หลักคือส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ต่างๆของร่างกายและกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีกลไกในการดำเนินกระบวนการนี้
ในทุกกรณีการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมจะดำเนินการโดยการแพร่กระจายซึ่งเป็นกระบวนการทางกายภาพที่อนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนนี้
ในกรณีของมนุษย์การแพร่กระจายจะเกิดขึ้นในปอดและในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายกว่าเช่นฟองน้ำหรือแมงกะพรุนจะเกิดขึ้นทั่วพื้นผิวของร่างกาย
สิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายที่สุดเช่นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายของการเคลื่อนที่และการแลกเปลี่ยนก๊าซ
เมื่อความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เพิ่มขึ้นเซลล์จะเคลื่อนตัวออกจากชั้นเซลล์ที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซกับสิ่งแวดล้อม ด้วยวิธีนี้การรับและกำจัดก๊าซโดยการแพร่จะทำได้ยากขึ้น
การหายใจโดยตรงหรือการหายใจแบบแพร่กระจาย
แม้ว่าสิ่งมีชีวิตเฉพาะทางจะมีเซลล์หลากหลายชนิดที่มีหน้าที่แตกต่างกัน แต่โครงสร้างหนึ่งก็เป็นสิ่งปกติสำหรับเซลล์ทั้งหมด: เยื่อหุ้มเซลล์หรือเยื่อหุ้มพลาสมา
เมมเบรนนี้สร้างกำแพงกั้นรอบ ๆ เซลล์และควบคุมทุกสิ่งที่เข้าและออกจากเซลล์
โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์มีความสำคัญอย่างยิ่ง ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดและโปรตีนเป็นส่วนใหญ่ซึ่งทำให้ควบคุมสิ่งที่ไหลผ่านได้
Phospholipid เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยกรดไขมันแอลกอฮอล์ (กลีเซอรอล) และกลุ่มฟอสเฟต โมเลกุลเหล่านี้อยู่ในการเคลื่อนที่แบบสุ่มคงที่
เยื่อหุ้มเซลล์มีลักษณะกึ่งซึมผ่านได้ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลขนาดเล็กบางชนิดสามารถผ่านเข้าไปได้ เนื่องจากโมเลกุลของเมมเบรนมีการเคลื่อนไหวอยู่เสมอจึงอนุญาตให้มีช่องเปิดชั่วคราวเพื่อให้โมเลกุลขนาดเล็กข้ามจากด้านหนึ่งของเมมเบรนไปอีกด้านหนึ่ง
การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องและความเข้มข้นที่ไม่สมส่วนของโมเลกุลภายในและภายนอกเซลล์ทำให้เคลื่อนผ่านเมมเบรนได้ง่ายขึ้น
สารภายในเซลล์ยังช่วยกำหนดระดับความเข้มข้นระหว่างเซลล์และสภาพแวดล้อม
ข้างในคุณจะพบไซโตซอลซึ่งประกอบด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่ ออร์แกเนลล์และสารประกอบต่างๆเช่นคาร์โบไฮเดรตโปรตีนและเกลือเป็นต้น
การแพร่กระจายของออกซิเจน
โมเลกุลเคลื่อนที่ต่ำกว่าระดับความเข้มข้น นั่นคือการเคลื่อนที่ของมันไปจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปสู่ความเข้มข้นที่ต่ำกว่า กระบวนการนี้เรียกว่าการกระจายเสียง
โมเลกุลของออกซิเจนสามารถผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์ได้เนื่องจากมีขนาดเล็กพอและอยู่ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใช้ออกซิเจนในปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ของมันอย่างต่อเนื่อง กระบวนการทางเคมีเหล่านี้รวมถึงการหายใจของเซลล์และการผลิตพลังงาน
ดังนั้นความเข้มข้นของออกซิเจนภายในเซลล์จึงต่ำกว่าความเข้มข้นของออกซิเจนภายนอกเซลล์มาก ดังนั้นโมเลกุลจึงเคลื่อนที่จากด้านนอกเข้าไปด้านในของเซลล์
ในทำนองเดียวกันเซลล์ยังผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าสิ่งแวดล้อมดังนั้นจึงมีความเข้มข้นภายในเซลล์สูงกว่าภายนอก
ดังนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้จึงเคลื่อนที่จากภายในสู่ภายนอกเซลล์ การแลกเปลี่ยนก๊าซนี้มีความสำคัญต่อการอยู่รอด
กฎหมายของฟิค
มีสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีอวัยวะช่วยหายใจเฉพาะทางเหมือนมนุษย์ ดังนั้นจึงต้องรับออกซิเจนและขับคาร์บอนไดออกไซด์ออกทางผิวหนัง
สำหรับการแลกเปลี่ยนก๊าซอย่างง่ายนี้จำเป็นต้องมีเงื่อนไขหลายประการ กฎของฟิคระบุว่าสัดส่วนของการแพร่ผ่านเมมเบรนขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวความแตกต่างของความเข้มข้นและระยะทาง
ดังนั้นร่างกายของพวกเขาจะต้องผอมและยาว (มีปริมาณน้อย แต่มีพื้นที่ผิวมาก) นอกจากนี้ควรหลั่งสารที่เปียกและมีความหนืดซึ่งอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยน (เช่นเดียวกับเมือกที่พบในปอด)
สิ่งมีชีวิตที่มีการหายใจโดยตรง
สิ่งมีชีวิตเช่น pinworms (ไส้เดือนฝอย), tapeworms (flatworms), แมงกะพรุน (coelenterates) และฟองน้ำ (porifers) ที่หายใจผ่านการแพร่กระจายไม่มีระบบทางเดินหายใจมีแนวโน้มที่จะมีรูปร่างยาวและบางและมักจะหลั่งของเหลวหรือเมือกที่มีความหนืด
เนื่องจากรูปร่างและความเรียบง่ายของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เซลล์แต่ละเซลล์ในร่างกายของคุณจึงอยู่ใกล้กับสิ่งแวดล้อมภายนอกมาก เซลล์ของมันจะถูกกักไว้ให้ชื้นเพื่อให้การแพร่ของก๊าซดำเนินไปโดยตรง
แมงกระพรุน
พยาธิตัวตืดมีขนาดเล็กและแบน รูปร่างของร่างกายของคุณจะเพิ่มพื้นที่ผิวและพื้นที่ของการแพร่กระจายทำให้มั่นใจได้ว่าเซลล์ทุกเซลล์ภายในร่างกายจะอยู่ใกล้กับพื้นผิวของเยื่อหุ้มชั้นนอกเพื่อเข้าถึงออกซิเจน
หากปรสิตเหล่านี้มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกเซลล์ส่วนกลางของร่างกายจะไม่สามารถรับออกซิเจนได้
สุดท้ายควรสังเกตว่ากระบวนการแพร่กระจายที่ช่วยให้ได้รับออกซิเจนและการขับไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นกระบวนการที่ไม่โต้ตอบเช่นเดียวกับกลไกการหายใจอื่น ๆ ไม่มีร่างกายใดที่ทำอย่างมีสติและไม่สามารถควบคุมมันได้
การหายใจโดยการแพร่กระจายของเลือด
รูปแบบการแพร่กระจายที่ซับซ้อนมากขึ้นประกอบด้วยระบบไหลเวียนโลหิตที่ช่วยให้มีการกระจัดมากขึ้น ประกอบด้วยการขนส่งออกซิเจนผ่านชั้นที่ชื้นบนพื้นผิวไปยังกระแสเลือด
เมื่อออกซิเจนอยู่ในเลือดแล้วก็สามารถแพร่กระจายไปทั่วร่างกายเพื่อเข้าถึงเซลล์และเนื้อเยื่อทั้งหมด ระบบนี้ถูกใช้โดยสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหนอนและปลิงเป็นต้น
เช่นเดียวกับพยาธิตัวตืดไส้เดือนมีลำตัวรูปทรงกระบอก แต่ผอมซึ่งมีพื้นที่ผิวมากและมีปริมาตรน้อย
นอกจากนี้ยังรักษากระดูกต้นแขนของคุณโดยการหลั่งเมือกที่มีความหนืดในต่อมเยื่อบุผิวของคุณซึ่งช่วยให้ดักจับและละลายออกซิเจนจากอากาศ
อ้างอิง
- Beal ลอเรน "ว้าว! สิ่งมหัศจรรย์ของไส้เดือนดิน การแพร่กระจายช่วยให้ไส้เดือนหายใจได้อย่างไร”. สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2560 ที่ sas.upenn.edu.
- วิทยาศาสตร์ชี้แจง (2017). "การหายใจ - วิธีการทำงาน". สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2017 ที่ scienceclarified.com.
- Raven, P. , Johnson, GB (2002) ชีววิทยา, Sixth Edition. McGraw Hill, Dubuque, 11053-1070 pp.
- สารานุกรมวิทยาศาสตร์ (2560).” การหายใจ - การหายใจภายนอก”. สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2017 ที่ science.jrank.org.
- ไม่มีที่สิ้นสุด “ ระบบทางเดินหายใจและการแพร่กระจายโดยตรง”. สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2017 ที่ boundless.com.