Загасны амьсгалын систем
Загас бол хуурай газрын амьтдаас эрс ялгаатай амьсгалын системтэй усны амьтад юм. Усны амьтдын хувьд тэд усанд ууссан хүчилтөрөгчийг шингээх боломжийг олгодог бүтэц, механизмыг боловсруулсан байдаг. Энэ бол гайхалтай, өндөр үр ашигтай үйл явц бөгөөд хуурай газрын амьтдад бидний харж байгаагаас ялгаатай. Энэ нийтлэлд загасны амьсгалын тогтолцоог анатомийн үндэслэлээс эхлээд ажиллах механизм, нөлөөлөх хүчин зүйлс хүртэл нарийвчлан тайлбарлах болно.
Загасны амьсгалын анатоми
Загасны амьсгалын систем нь хэд хэдэн үндсэн хэсгээс бүрдэнэ:
1. Загалмай: Загасны амьсгалын гол эрхтэн. Загалмай нь загасны толгойн хажуу талд байрладаг, оперкулум гэж нэрлэгддэг бүрхүүлээр хамгаалагдсан, судасны бүтэцтэй.
2. Загалмайн утас: Загалмай дээр байрладаг урт, хуруу шиг бүтэцтэй. Загалмайн утас бүр нь хоёрдогч ламелла гэж нэрлэгддэг олон жижиг мөчрөөс бүрдэнэ. Ламелла нь заламгайн гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлж, загасны цус ба усны хооронд үр ашигтай хийн солилцоо хийх боломжийг олгодог.
3. Оперкулум: Заламблыг бүрхэж, хамгаалдаг хатуу бүрхүүл.
4. Цусны эргэлтийн систем: Хоёр тасалгаатай зүрх (тосгуур ба ховдол)-оос бүрдэх бөгөөд энэ нь цусыг заламгай руу, дараа нь биеийн бүх хэсэгт шахдаг.
Амьсгалын механизм
Хүчилтөрөгчийн шингээлт
Загас нь заламгайн агааржуулалт гэж нэрлэгддэг процессоор уснаас хүчилтөрөгч авдаг. Энэ процессыг хэд хэдэн гол алхамаар нэгтгэн дүгнэж болно:
1. Усанд орох: Загас амаа нээж, ус амны хөндий рүү ордог.
2. Заламгайгаар ус нэвтрэх нь: Амыг хааж, заламгайн нүхийг нээх замаар ус нь цэвэрхэн байрлуулсан заламгайн утаснуудаар дамжин урсдаг.
3. Хийн солилцоо: Ус хоёрдогч ламеллагаар дамжин өнгөрөхөд усан дахь хүчилтөрөгч нь нимгэн мембранаар дамжин ламелла дахь цусны хялгасан судас руу тархдаг. Үүний эсрэгээр цусан дахь нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь усанд тархдаг.
4. Усны хомсдол: Хийн солилцоо явагдсаны дараа хүчилтөрөгчгүй болсон усыг мэс заслын нүхээр гадагшлуулдаг.
Хийн солилцооны үр ашиг
Энэ механизм хэр үр дүнтэй болохыг ойлгохын тулд эсрэг урсгалын тухай ойлголтыг ойлгох нь чухал юм.
– Эсрэг урсгал: Заламбалын судалтай цус нь усны урсгалын эсрэг урсгалд урсдаг. Энэ нь ламеллагаар хүчилтөрөгчийн концентрацийн тогтмол градиентийг бий болгож, хүчилтөрөгчийн шингээлт болон нүүрстөрөгчийн давхар ислийн ялгаралтыг оновчтой болгодог.
Энэ градиент нь цус нь хүчилтөрөгчийн агууламж өндөртэй устай үргэлж тааралддаг болохыг баталгаажуулдаг бөгөөд хэрэв цус, ус нэг чиглэлд урсвал энэ нь боломжгүй байх байсан ч цус нь хүчилтөрөгчийн агууламж өндөртэй устай үргэлж тааралддаг.
Амьсгалахад нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд
Загасны амьсгалын үр ашигт нөлөөлдөг хэд хэдэн гадаад болон дотоод хүчин зүйлүүд байдаг:
1. Усны температур: Усанд хүчилтөрөгчийн уусах чадвар нь температур нэмэгдэхийн хэрээр буурдаг. Тиймээс бүлээн усанд амьдардаг загас хүчилтөрөгчийн хязгаарлалтыг даван туулахын тулд тусгай дасан зохицох шаардлагатай болж магадгүй юм.
2. Давслаг байдал: Давстай ус нь цэнгэг уснаас бага ууссан хүчилтөрөгч агуулдаг. Давстай усны загас хангалттай хүчилтөрөгч авахын тулд тусгай дасан зохицолтой байдаг.
3. Загасны идэвхжил: Илүү идэвхтэй загасны хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ өндөр байдаг. Тиймээс тэд илүү хөгжсөн заламгайтай эсвэл хүчилтөрөгчийн шингээлтийг нэмэгдүүлэх өөр стратеги баримталж болно.
4. Усны чанар: Усан дахь бохирдуулагч болон бусад бодисууд нь заламгайг гэмтээж, амьсгалын үйл ажиллагааг муутгадаг. Жишээлбэл, аммиакийн өндөр түвшин нь заламгайн эсийг гэмтээж, загасны хүчилтөрөгч шингээх чадварыг бууруулдаг.
Загасны тусгай дасан зохицолт
Загасны төрөл зүйл бүр амьдрах орчноосоо хамааран өвөрмөц дасан зохицох чадвартай байдаг.
1. Хүчилтөрөгчийн дутагдалтай орчинд байгаа загас: Гурами зэрэг зарим загас агаараас хүчилтөрөгчийг шууд авах боломжийг олгодог лабиринт гэх мэт нэмэлт амьсгалын эрхтэнтэй байдаг.
2. Тусгай амьдрах орчинтой загас: Цахилгаан могой загас зэрэг зарим загасны төрөл зүйл арьсаа нэмэлт амьсгалын гадаргуу болгон ашиглаж чаддаг.
3. Механик дасан зохицолтой загас: Зарим загас заламгайн агааржуулалтын үр ашгийг нэмэгдүүлэх тусгай механизмтай байдаг. Жишээлбэл, акулууд заламгайгаар усыг эргэлдүүлэхэд тусалдаг нүдний ард нүхтэй байдаг бөгөөд энэ нь ялангуяа хөдөлгөөнгүй үед заламгайгаар дамжуулан усыг эргэлдүүлэхэд тусалдаг.
Газрын амьтадтай харьцуулах
Хуурай газрын болон усны амьтад (загас орно) хүчилтөрөгчийг хэрхэн шингээдэгт үндсэн ялгаа байдаг. Хуурай газрын амьтад амьсгалахдаа уушгинаас хамаардаг бөгөөд агаараас хүчилтөрөгч нь цулцангаар дамжин цусанд тархдаг. Агаар дахь хүчилтөрөгчийн агууламж усныхаас өндөр байдаг тул эдгээр амьтад үр дүнтэй, хурдан шингэхийн тулд өөр өөр бүтэц шаарддаг.
Үүний оронд загас нь уснаас цус руу хүчилтөрөгч тархах боломжийг олгох тусгайлан зохион бүтээсэн бүтэц, механизм шаарддаг. Энэхүү системийн үр ашиг нь хувьслын гайхамшиг бөгөөд загасыг Дэлхий дээрх олон төрлийн усны орчинд амьд үлдэж, цэцэглэн хөгжих боломжийг олгодог.
Дүгнэлт
Загасны амьсгалын систем нь усны гадаргуугийн доор амьдралыг бий болгодог биологийн дасан зохицох чадварын гайхалтай жишээ юм. Нарийн төвөгтэй анатомийн загвараас эхлээд үр дүнтэй эсрэг урсгалын механизм хүртэл загас нь энэ чухал элемент дутагдалтай орчинд амьдардаг ч хангалттай хүчилтөрөгч авах шийдлүүдийг боловсруулсан. Төрөл бүрийн зүйлийн тусгай дасан зохицол нь байгаль тулгарч буй бэрхшээлүүддээ шийдэл олох олон аргыг харуулж байна. Эдгээр системийг цаашид судлах нь амьдрал олон янзын, ихэвчлэн хүнд нөхцөлд хэрхэн дасан зохицож, цэцэглэн хөгжиж болохыг илүү гүнзгий ойлгоход тусална.
