Satoja miljoonia vuosia sitten, hyvin, hyvin kaukainen esi-ihmiset — ja kaikki maan eläimet, joilla on selkäranka ja raajat — oli tämä vesi-hengitys kyky, mutta se oli kadonnut, kun ensimmäinen ilma-hengitys olentoja alkoi elää maalla koko ajan. Nykyään ihmiset voivat hengittää vedessä vain erikoislaitteilla – tai elokuvissa, kuten” Aquaman ” (Warner Bros. Pictures), sarjakuvien hahmoista, joilla on ainutlaatuisia vedenalaisia kykyjä.,
Sarjakuva lore tavallaan selittää, miten elokuva on puoliksi ihminen, puoli-Atlantiksen hybridi Vesimies (Jason Momoa) ja kaikki hänen ihmisen näköinen Atlantiksen serkut voi hengittää meressä syvyyksissä — ”kidukset” on mainittu, vaikka ne eivät ole näkyvissä, ja yksityiskohtia on jätetty katsojan mielikuvitusta. Mutta miten tosielämän olennot tarkalleen ottaen hengittävät vetisissä ympäristöissään?
koska se tapahtuu, suurimmassa osassa planeetan meriä, järviä ja jokia on runsaasti liuennutta happea, vaikka ilmaa hengittävät keuhkomme eivät yksinkertaisesti pysty käsittelemään sitä., Mutta maailman vesiasukkaat ovat kehittäneet useita muita menetelmiä hapen saamiseksi vedessä, asiantuntijat kertoivat Live Sciencelle.
ikivanha tekniikka
Jotkut eläimet, kuten meduusoja imeä happea veteen suoraan ihonsa läpi. A gastrovascular ontelon sisällä niiden elinten palvelee kahta tarkoitusta: sulattamaan ruokaa, ja siirtää happea ja hiilidioksidia noin, Rebecca Ruorissa, apulaisprofessorina University of North Carolina, Asheville, kertoi Live Science.,
itse asiassa maan varhaisimmat happea käyttäneet mikrobielämän muodot saivat sen samalla tavalla kuin hyytelöt diffuusion kautta. Tämä muoto hengitys todennäköisesti ilmestyi noin 2,8 miljardia vuotta sitten, ”joskus kun syanobakteerien alkoi pumppaus happea ilmakehään,” mukaan ocean tiedemies Juli Berwald, kirjoittaja ”Selkärangaton: Tieteen Meduusoja ja Taiteen Kasvaa Selkäranka” (Riverhead Kirjoja, 2017).,
”, Koska he vain ovat ulompi solujen kerros ja sisempi solujen kerros ja niiden sisukset ovat hyytelöä ja ei ole soluja, he eivät tarvitse niin paljon happea kuin eläimiä, jotka ovat todellinen kudosten sisällä,” Berwald kertoi Live-Science sähköpostitse.
diffuusion kautta tapahtuvassa ”hengityksessä” on kuitenkin myös haittapuolia.
”Se on paljon hitaampaa kuin käyttämällä verenkiertoelimistön tuoda happea kaukana saavuttaa kehon. Se tarkoittanee sitä, että on olemassa raja sille, miten isot meduusat voivat kasvaa”, Berwald lisäsi.,
Takaisin-ovi menetelmä
Hengityksen kautta hapen diffuusio yli kehon pinnan on myös todettu piikkinahkaisten — ryhmä merieläinten, joka sisältää meritähti, meri, tähdet, merisiilit ja meri kurkut.
Meri tähteä imeä happea kuin vesi virtaa yli kuoppia iholle kutsutaan papulae, ja läpi urat muita rakenteita kutsutaan putki jalat, selkärangattomien eläintieteilijä Christopher Mah, tutkija Smithsonian National Museum of Natural History in Washington, DC, kertoi Live Science.,
Joidenkin matala-vesi meri kurkut, kuitenkin, on eri tyyppinen erikoistunut mukauttaminen hengitys: hengitysteiden ”puu” rakenne, joka sijaitsee kehon onteloon lähelle peräaukon. Koska kurkku on peräsuolen aukko imee vettä sen kehon, hengityksen puu-uutteet happea ja karkottaa hiilidioksidia.
”Se kirjaimellisesti hengittää ulos sen persettä,” Mah sanoi.,
”perus suunnitelma”
kalan kidukset ovat osoittautuneet onnistuneen järjestelmä hengitys, käyttämällä verkon verisuonten, vetää happea virtaa vettä ja purkamaan sitä kautta gill kalvoja, mukaan Koillis-Fisheries Science Center.
useimmissa kalan kidukset ovat ”sama perus suunnitelma,” Solomon David, avustava professori Department of Biological Sciences Nicholls State University, Louisiana, kertoi Live Science.
”He ovat tehneet tämän vastavirtaan vaihto bensa — vedä happea ja päästää irti jätteestä,” David sanoi., Kun kalat kouristelevat suutaan, ne saavat aikaan kidustensa yli virtaavan veden virran. Punertava, erittäin vascularized kudos imee happea ja karkottaa hiilidioksidia, ”ikään kuin kapillaareja meidän keuhkorakkuloihin,” hän sanoi.
kidukset eivät kuitenkaan ole aivan yksikokoisia. Niiden rakenne voi Davidin mukaan vaihdella lajien välillä niiden hapentarpeen mukaan. Esimerkiksi nopeasti uivan tonnikalan kidukset vaihtelevat jonkin verran valhe-ja odotuspetokalan, kuten alligaattorin, kaloista.,
”Jos olet aktiivinen saalistaja, joka on liikkeellä koko ajan, olet menossa on eri kidukset korkeampi hapenkulutus,” David sanoi.
Gill muoto voi jopa vaihdella yksilöiden välillä saman lajin, riippuen hapen ehtoja vedessä, missä he asuvat, hän lisäsi. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kalat voivat mukauttaa niiden gill morfologia, kun heidän vetistä elinympäristö saastuu; ajan mittaan, niiden gill säikeet tullut suppeampi, vastustaa epäpuhtaudet vedessä.
Jotkut vedessä elävät sammakkoeläimet, myös kidukset — haarautuvia rakenteita, jotka ulottuvat ulospäin päätään., Tämä on toukkien piirre sammakkoeläimet, että katoaa kuin useimmat lajit kypsä, mutta vedessä salamanterit, kuten sireenit säilyttää nämä ulkoiset kidukset aikuisuuteen, Kirsten Hecht, vedessä ekologi kanssa School of Natural Resources ja Ympäristö University of Florida, kertoi Live-Science sähköpostitse.
Lungfish — ryhmä kaloja, jotka hengittää ilmaa sekä vettä käyttäen uimarakko — myös ulkoiset kidukset, kun he ovat nuoria, ”mutta lähes kaikki lungfish lajeja menettää niitä ennen aikuisuutta,” Hecht sanoi.,
- Kuvat: Pelottava syvänmeren Olentoja
- Kuvat: Aavemainen Dumbo Octopus Tansseja syvänmeren
- Kuvat: Oudoimman Näköinen Kala
Alkuperäinen artikkeli Live Science.