2014年4月13日 星期日

大部分水生有機體用鰓做氣體交換 Most Multicellular Aquatic Organisms Use Gills for Gas Exchange

探索生命《生物學》158
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1.     大部分多細胞水生有機體活動力強,需要快速新陳代謝,也因此需要比外在表面更有效的氣體交換系統,他們演化出特殊的呼吸系統,特化的呼吸系統有外凸的氣體交換表面,稱為gills
2.     鰓的種類繁多,最簡單的形式是海星表皮上的腫塊狀的鰓,此外,還有某些海生環節蠕蟲的扇狀疣足parapodia
3.     蚌蛤和烏賊外殼包覆保護的鰓,牡蠣和魚細膩分裂的鰓
4.     每一種水生動物都有其獨特的氣體交換構造「鰓」。從水中吸收「氧氣」,排出「二氧化碳」廢棄物。
5.     大部分動物的「鰓」,尤其是那些活動力強的動物的「鰓」,分裂得非常細膩(分裂成絲狀),使得小小的「鰓」,具有極大的表面積可接觸水,進行氣體交換。
6.     因此,雖然氣體交換系統只佔身體很小的一部份,氣體交換表面與身體體積的比例值仍相當高。(氣體交換表面積與體積相比很大,因此可交換到足夠的氧氣)
7.     「鰓」通常有保護裝置,海星表面的「刺」與「鉗形構造」,或魚的「鰓蓋」,都能保護脆弱的鰓免於物理傷害。
8.     大部分「鰓」的另一個特色是布滿血管,血管裡的血液與外界只相隔2個細胞—「血管壁的細胞」與「鰓表面的細胞」。
9.     「氧氣」經由擴散作用,從氧濃度較高的「水」,穿越間隔的細胞,到氧濃度較低的「血液」。血液的色素抓取「氧」,然後,血液再將「氧」輸送到身體各部為的細胞。
10. 含有細胞新陳代謝產生的「二氧化碳」的血液,則以相反方向輸送。依據濃度梯度,「二氧化碳」從血液輸送到鰓,再擴散到水中;「氧」與「二氧化碳」的移動,一定是從高濃度區移往低濃度區,依循擴散原理。
11. 大部分的魚類,用嘴將水主動吸入口中,水流穿越「絲狀鰓」,最後從「鰓蓋」末端流出,換氣工作在「鰓」的位置進行。水流通過「鰓絲」的方向,與血管內的血液流過鰓絲的方向,相反。
12. 逆流氣體交換countercurrent exchange系統,創造出有利於氣體交換的濃度梯度,將血液從水中獲取氧氣的量,放到最大;如果血流和水流方向相同,血液獲得的氧量,便會少很多。
13. 大面積的氣體交換表面、輸送的含氧水流、血液運輸系統,將水生動物獲得氧的能力極大化,水流持續通過鰓,不斷地帶來新的含氧水,並且排出二氧化碳廢棄物。
14. 並非所有的水生動物的呼吸系統都用鰓,也並非所有生活在水中的動物都是完全水生的,許多種生活在水中的昆蟲和部分哺乳動物,必須定期到水面呼吸空氣。水蜘蛛是一種十分有趣的演化,水蜘蛛在水中織一張網,儲存用來呼吸的空氣氣泡。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/science.kennesaww3.shorecrest163.16.28.248/bioteacheratsea.wordpressArachnoboards.com

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