Hundrevis av millioner av år siden, veldig, veldig fjernt forfedre av mennesker og av alle land dyr med infrastruktur og fire lemmer — hadde denne vann-evne til å puste, men det var tapt etter første luft å puste vesener begynte å leve på land, på full tid. I dag kan mennesker bare puste i vann ved hjelp av spesialutstyr — eller i filmer som «Aquaman» (Warner Bros. Bilder), om tegneseriefigurer med unike undersjøiske evner.,
Tegneserie legender slags forklarer hvordan filmen er halvt menneske, halvt Atlantean hybrid Aquaman (Jason Momoa) og alle hans menneskelige utseende Atlantean søskenbarn kan puste i havets dyp — «gjellene» er nevnt, selv om de ikke er synlige, og de nærmere detaljer er overlatt til betrakterens fantasi. Men hvordan akkurat gjør den virkelige verden skapninger puste i sine rennende miljøer?
når det skjer, er det nok av oppløst oksygen i de fleste av verdens hav, innsjøer og elver, selv om våre air-breathing lungene rett og slett ikke kan behandle den., Men verden er vann beboere har utviklet seg flere andre metoder for å få tilgang til oksygen i vannet, eksperter fortalte Live Science.
En gammel teknikk
Noen dyr som maneter absorbere oksygen i vann direkte gjennom huden. En gastrovascular hulrom inne i kroppene deres tjener et dobbelt formål: å fordøye maten, og flytting av oksygen og karbondioksid rundt, Rebecca Roret, en assisterende professor ved University of North Carolina i Asheville, fortalte Live Science.,
faktisk, Jordens tidligste former for mikrobiell livet som brukes oksygen fått det på samme måte som gelé gjør — ved hjelp av diffusjon. Denne formen for åndedrett sannsynlig dukket opp rundt 2,8 milliarder år siden, «en stund etter cyanobacteria begynte å pumpe oksygen i atmosfæren,» i henhold til havet forsker Juli Berwald, forfatter av «Ryggesløs: Vitenskapen om Maneter og Kunsten Vokser en Ryggrad» (Riverhead Books, 2017).,
«Fordi de bare har en ytre celle-lag og et indre celle lag og deres innsiden er gelé og ikke har celler, trenger de ikke så mye oksygen som dyr som har faktiske vev på innsiden,» Berwald fortalte Live Science i en e-post.
Men det er også ulemper med å «puste» ved hjelp av diffusjon.
«Det er mye tregere enn ved hjelp av en sirkulasjons-system for å gi oksygen til langt delene av kroppen. Det betyr sannsynligvis at det er en grense for hvor store maneter kan vokse,» Berwald lagt til.,
Tilbake-dørs metode
Puste oksygen gjennom diffusjon over kroppsoverflaten er også funnet i pigghuder — en gruppe av marine dyr som omfatter sjøstjerner, sjøstjerner, sea urchins og havet agurker.
Sjøen stjerner absorbere oksygen i vannet renner over humper på huden som kalles papulae, og gjennom sporene i andre strukturer kalt rør føtter, virvelløse zoologen Christopher Mah, en forsker ved Smithsonian National Museum of Natural History i Washington, D.C., fortalte Live Science.,
Noen typer grunt vann med havet agurker, men har en annen type spesialisert tilpasning for å puste: en luftveier «treet» struktur som ligger i kroppens hulrom i nærheten av anus. Som agurk er endetarms åpning suger vann inn i kroppen sin, luftveier treet ekstrakter oksygen og utviser karbondioksid.
«Det er bokstavelig talt puster ut av sin rumpe,» Mah sa.,
En «grunnleggende blåkopi»
I fisk, gjellene har vist seg å være et vellykket system for åndedrett, ved hjelp av et nettverk av blodkar for å trekke opp oksygen fra rennende vann og spre det via gill membraner, i henhold til Nordøst Fisheries Science Center.
i de fleste fisk, gjellene har «den samme grunnleggende blåkopi,» Salomo David, en assisterende professor med Institutt for Biologiske Fag ved Nicholls State University (universitet i Louisiana, fortalte Live Science.
«De er laget for å ha denne countercurrent utveksling av gass — trekk oksygen ut og slipp avfall,» sa David., Når fisken gape deres munn, de skaper en strøm av vann som strømmer over gjellene. Rødlig, svært vascularized vev suger ut oksygen og utviser karbondioksid, «typen som kapillærene i vår alveoler,» sa han.
Imidlertid gjellene er ikke akkurat one-size-fits-all. Deres struktur kan variere mellom arter som passer deres oksygen behov, i henhold til David. Gjellene på en rask svømming tunfisk, for eksempel, vil variere noe fra de av en fisk som er en løgn-og-vent rovdyr, for eksempel en alligator gar.,
«Hvis du er et aktivt rovdyr som er på farten hele tiden, du kommer til å ha forskjellige gjellene for høyere oksygen-krav,» sa David.
Gill form kan også variere mellom individer av samme art, avhengig av oksygen forholdene i vann der de bor, la han til. Studier har vist at fisk kan tilpasse sin gill morfologi når deres rennende habitat blir forurenset, over tid, sine gill filamenter bli mer komprimert, for å motstå forurensninger i vannet.
Noen akvatiske amfibier har også gjellene — forgrening strukturer som strekker seg utover fra hodet., Dette er en larval egenskap amfibier som forsvinner som de fleste arter modne, men vannlevende salamanders som sirener beholde disse eksterne gjellene inn i voksen alder, Kirsten Hecht, en vannlevende økolog med Skolen av naturressurser og Miljø ved Universitetet i Florida, fortalte Live Science i en e-post.
Lungfish — en gruppe fisk som puster luft, så vel som vann ved hjelp av en modifisert svømme blære — har også eksterne gjellene når de er unge, «men nesten alle lungfish arter miste dem før de når voksen alder,» Hecht sa.,
- I Bilder: Nifs Deep Sea Skapninger
- Bilder: Spøkelsesaktige Dumbo Blekksprut Danser I det Dype Havet
- Bilder: Freakiest-Jakt Fisk
Opprinnelige artikkelen på Live Science.