Yüz milyonlarca yıl önce, insanların ve omurga ve dört uzuvlu tüm kara hayvanlarının çok, çok uzak ataları bu su nefes alma yeteneğine sahipti, ancak ilk hava soluyan yaratıklar tam zamanlı olarak karada yaşamaya başladıktan sonra kayboldu . Bugün, insanlar sadece özel ekipman kullanarak suda nefes alabilir - ya da "Aquaman" (Warner Bros. Pictures) gibi filmlerde, eşsiz sualtı yeteneklerine sahip çizgi roman karakterleri hakkında.
Çizgi roman kitabı, filmin yarı insan, yarı Atlantis melezi Aquaman'ın (Jason Momoa) ve tüm insan görünümlü Atlantis kuzenlerinin okyanus derinliklerinde nasıl nefes alabileceğini açıklıyor - "solungaçlar" dan bahsediliyor, ancak görünmüyorlar, ve ayrıntılar izleyicinin hayal gücüne bırakılıyor. Peki gerçek dünya canlıları sulu ortamlarında tam olarak nasıl nefes alırlar?
Olduğu gibi, gezegenin denizlerinde, göllerinde ve nehirlerinde bol miktarda çözünmüş oksijen var, ancak hava soluyan akciğerlerimiz bunu işleyemiyor. Ancak uzmanlar Live Science'a göre, dünya su sakinleri sudaki oksijene erişmek için başka yöntemler geliştirdiler.
Eski bir teknik
Denizanası gibi bazı hayvanlar sudaki oksijeni doğrudan derileri yoluyla emer. Asheville, North Carolina Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Rebecca Helm, vücutlarındaki gastrovasküler bir boşluğun ikili bir amaca hizmet ediyor: yiyecekleri sindirmek ve oksijen ve karbondioksit taşımak.
Aslında, Dünya'nın oksijen kullanan ilk mikrobiyal yaşam formları, jöleler gibi difüzyon yoluyla elde etti. "Solunum: Denizanası Bilimi ve Bir Omurga Büyümesi Sanatı" nın yazarı olan okyanus bilim adamı Juli Berwald'a göre, bu solunum şekli yaklaşık 2.8 milyar yıl önce ortaya çıktı, "siyanobakteriler atmosfere oksijen pompalamaya başladıktan sonra". Books, 2017).
"Sadece bir dış hücre katmanı ve bir iç hücre katmanı olduğu ve iç kısımları jöle olduğu ve hücresi olmadığı için, içlerinde gerçek dokuları olan hayvanlar kadar oksijene ihtiyaç duymadıkları için," bir e-posta.
Bununla birlikte, difüzyon yoluyla "nefes almanın" dezavantajları da vardır.
Berwald, "Oksijeni vücudun uzak bölgelerine getirmek için bir dolaşım sistemi kullanmaktan çok daha yavaş. Muhtemelen büyük denizanasının nasıl büyüyebileceğinin bir sınırı olduğu anlamına geliyor."
Arka kapı yöntemi
Vücut yüzeyi üzerinde oksijen difüzyonu yoluyla nefes almak, denizyıldızı, deniz yıldızları, deniz kestaneleri ve deniz salatalıklarını içeren bir grup deniz hayvanında da ekinodermlerde bulunur.
Deniz yıldızları, su papula denilen cildindeki çarpmaların üzerinden akarken oksijeni emer ve Washington'daki Smithsonian Ulusal Doğal Tarih Müzesi'nden bir araştırmacı olan omurgasız zoolog Christopher Mah, tüp ayakları adı verilen diğer yapılardaki oluklar yoluyla Live Science'a söyledi.
Bununla birlikte, bazı sığ su deniz salatalıklarının solunum için farklı bir özel uyarlaması vardır: anüs yakınındaki vücut boşluğunda bulunan bir solunum "ağaç" yapısı. Salatalığın rektal açıklığı vücuda su emerken, solunum ağacı oksijeni çıkarır ve karbondioksiti dışarı atar.
"Kelimenin tam anlamıyla kıçından nefes alıyor," dedi Mah.
"Temel bir plan"
Kuzeydoğu Balıkçılık Bilim Merkezi'ne göre, balıklarda solungaçların akan sudan oksijen çekmek ve solungaç zarlarından yaymak için bir kan damarı ağı kullanarak başarılı bir solunum sistemi olduğu kanıtlanmıştır.
Çoğu balıkta solungaçların "aynı temel plan" vardır, Louisiana'daki Nicholls Eyalet Üniversitesi Biyoloji Bilimleri Bölümü'nde yardımcı doçent olan Solomon David, Live Science'a verdiği demeçte.
David, “Karşı akımın bu gaz değişimini sağlamak için üretildi - oksijeni dışarı çekin ve atıkları boşaltın” dedi. Balık ağızlarını açtığında, solungaçlarından akan bir su akımı oluştururlar. Kırmızımsı, son derece vaskülarize doku oksijeni emer ve karbondioksiti dışarı atar, "alveollerinizdeki kılcal damarlar gibi" dedi.
Bununla birlikte, solungaçlar tam olarak tek bedene uygun değildir. David'e göre, yapıları oksijen ihtiyaçlarına göre türler arasında değişebilir. Örneğin, hızlı yüzen bir orkinosun solungaçları, timsah garı gibi bir yalan-bekle avcısı olan bir balıktan biraz farklı olacaktır.
David, "Her zaman hareket halinde olan aktif bir avcıysanız, daha yüksek oksijen talepleri için farklı solungaçlara sahip olacaksınız." Dedi.
Solungaç şeklinin, aynı türün bireyleri arasında, yaşadıkları sudaki oksijen koşullarına bağlı olarak bile değişebileceğini de sözlerine ekledi. Çalışmalar, balıkların sulu ortamları kirlendiğinde solungaç morfolojilerini uyarlayabildiğini göstermiştir; zamanla, solungaç filamentleri sudaki kirleticilere karşı koymak için daha yoğun hale gelir.
Bazı su amfibileri de başlarından dışarı doğru uzanan solungaçlar - dallanma yapılarına sahiptir. Bu, çoğu tür olgunlaştıkça ortadan kaybolan amfibilerde bir larva özelliğidir, ancak Florida Üniversitesi Doğal Kaynaklar ve Çevre Okulu'nun su ekolojisi uzmanı Kirsten Hecht, Florida'daki Doğal Kaynaklar ve Çevre Okulu'nun su ekolojisi uzmanı Kirsten Hecht'i, sirenler gibi su semenderleri bu dış solungaçları yetişkinlikte tutar. bir e-posta.
Hechtfish, modifiye edilmiş bir mesane kullanarak havayı ve suyu soluyan bir balık grubu olan genç balıklar da gençken dış solungaçlara sahiptir, ancak "hemen hemen tüm akciğer balığı türleri yetişkinliğe ulaşmadan önce onları kaybederler."
Orijinal makale Canlı Bilim.
