ŠKRGE: KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE, VRSTE I VAŽNOST - BIOLOGIJA - 2025

Na škrge ili škrge su respiratorne organe vodene životinje, oni imaju funkciju obavljanja izmjenu kisika između pojedinca i okoline. Pojavljuju se od vrlo jednostavnih oblika kod beskralježnjaka, do složenih struktura koje su se razvile u kralježnjaka, a koje čine tisuće specijaliziranih lamela smještenih unutar škrlatne šupljine ventilirane neprekidnim protokom vode.

Stanice zahtijevaju energiju da bi funkcionirale, a ta se energija dobiva iz raspada šećera i drugih tvari u metaboličkom procesu koji se naziva stanično disanje. U većini vrsta kisik se u zraku koristi za energiju, a ugljični dioksid se izbacuje kao otpad.

Branchial lukovi europske štuke (Esox lucius). Korisnik: Uwe Gille, iz Wikimedia Commons Na način na koji organizmi izmjenjuju plinove sa svojim okolišem utječe i oblik tijela i okoliš u kojem žive.

Vodene sredine imaju manje kisika od zemaljskih i difuzija kisika je sporija nego u zraku. Količina otopljenog kisika u vodi smanjuje se kako temperatura raste i struja opada.

Manje evoluirane vrste ne zahtijevaju specijalizirane respiratorne strukture da bi ispunile svoje osnovne funkcije. Međutim, u većim je modelima neophodno imati složenije sustave razmjene, kako bi mogli adekvatno pokriti svoje metaboličke potrebe.

Škrob se nalazi u beskralježnjaka i kralježnjaka, mogu biti u obliku niti, laminarni ili arborescentni, obdareni brojnim kapilarnim žilama, a promatramo ih i iznutra ili izvana.

Postoje životinje koje žive u obalnom području, poput mekušaca i rakova, koje su sposobne aktivno disati svojim škrge u vodi i zraku, sve dok su zadržane vlažne. Za razliku od ostalih vodenih organizama, koji se guše prilikom napuštanja vode unatoč obilju dostupnog kisika.

Opće karakteristike

Količina kisika prisutna u zraku je oko 21%, dok je u vodi otopljeno samo 1%. Ova varijacija prisiljavala je vodene organizme da stvaraju strukture poput škrge, namijenjene isključivo za vađenje kisika.

Škrge mogu biti tako učinkovite da se postižu stope izvlačenja kisika od 80%, tri puta veće od ljudskog pluća iz zraka.

Razne vrste vodenih organizama

Ovi respiratorni organi razvijeni u velikom broju vodenih organizama, u određenim fazama njihovog životnog ciklusa možemo pronaći različite vrste škrge kod mekušca, crva, rakova, iglokožaca, riba, pa čak i kod gmazova.

Raznolikost oblika

Kao posljedica toga, one se uvelike razlikuju u obliku, veličini, lokaciji i podrijetlu, što rezultira specifičnim prilagodbama za svaku vrstu.

Za vodenije životinje koje su više evoluirale, porast veličine i pokretljivosti odredio je veću potrebu za kisikom. Jedno od rješenja ovog problema bilo je povećanje površine škrge.

Primjerice, ribe imaju veliki broj nabora koji se vode odvojeni jedan od drugog. To im daje veliku površinu za razmjenu plina, što im omogućava postizanje maksimalne učinkovitosti.

Osjetljivi organi

Škrge su vrlo osjetljivi organi, osjetljivi na fizičke ozljede i bolesti uzrokovane parazitima, bakterijama i gljivicama. Iz tog razloga se slabije razvijene škrge uglavnom smatraju vanjskim.

ozljede

Kod kostiju riba škrge, koje su izložene visokim koncentracijama kemijskih onečišćujućih tvari kao što su teški metali, suspendirane krute tvari i druge otrovne tvari, trpe morfološka oštećenja ili ozljede nazvane edem.

Oni izazivaju nekrozu škrga tkiva, a u teškim slučajevima mogu čak uzrokovati smrt organizma zbog promjene disanja.

Zbog ove karakteristike, riblji škrge su naučnici često korišteni kao značajni biomarkeri kontaminacije u vodenom okruženju.

Značajke

Glavna funkcija škrge, kako za beskralježnjake i za kralježnjake, jest obavljanje procesa razmjene plina jedinke s vodenim okolišem.

Kako je dostupnost kisika u vodi niža, vodene životinje moraju napornije raditi na hvatanju određenog volumena kisika, što predstavlja zanimljivu situaciju, jer znači da će velik dio dobivenog kisika biti upotrijebljen u potrazi za novim kisik.

Čovjek koristi 1 do 2% svog metabolizma kad je u mirovanju da prozrači pluća, dok ribama u mirovanju treba oko 10 do 20% da ventilira škrge.

Škrge mogu razviti i sekundarne funkcije kod određenih vrsta, na primjer, kod nekih mekušaca modificirane su tako da doprinesu hvatanju hrane jer su to organi koji neprekidno filtriraju vodu.

Kod različitih rakova i riba oni također provode osmotsku regulaciju koncentracije tvari dostupnih u okolišu u odnosu na tijelo, pronalazeći slučajeve u kojoj su mjeri odgovorni za izlučivanje toksičnih elemenata.

U svakoj vrsti vodenog organizma škrge imaju određenu funkciju, što ovisi o stupnju evolucije i složenosti dišnog sustava.

Kako djeluju?

Općenito, škrge djeluju kao filtri koji hvataju O kisik ₂ nalaze u vodi, neophodno za izvršenje životnih funkcija i izbaci otpad CO ugljični dioksid ₂ koji je prisutan u tijelu.

Da bi se postigla ta filtracija, potreban je stalan protok vode, koji se može stvoriti pomicanjem vanjskih škrga u glistama, pokretima jedinke izvedenim od morskih pasa ili pumpanjem tuljana u koštane ribe.

Razmjena plina događa se kontaktnom difuzijom između vode i tekućine u krvi koja se nalazi u škrge.

Najefikasniji sustav naziva se protustrujni protok, gdje krv koja teče kroz grane kapilara dolazi u kontakt s vodom bogatom kisikom. Stvara se gradijent koncentracije koji omogućuje kisiku da uđe kroz škrilne pločice i difundira u krvotok, istovremeno kad i ugljični dioksid difundira izvana.

Kad bi protok vode i krvi bio u istom smjeru, ne bi se postigle iste stope unosa kisika, jer bi se koncentracije ovog plina brzo izjednačile duž branhijalnih membrana.

Vrste (vanjske i unutarnje)

Škrob se može pojaviti u vanjskom ili unutarnjem dijelu organizma. Ovo razlikovanje uglavnom je posljedica stupnja evolucije, vrste staništa gdje se razvija i posebnih karakteristika svake vrste.

Vanjski škrge

Vanjski škrglji opažaju se uglavnom kod malo evoluiranih vrsta beskralježnjaka te privremeno u prvim fazama razvoja gmazova jer ih izgube nakon metamorfoze.

Meksički asolotl (Ambystoma mexicanum). Autor: Aleksandar Baranov iz Montpelliera, Francuska (.), Via Wikimedia Commons Ove vrste škrge imaju određene nedostatke, prvo zato što su osjetljivi dodaci, skloni su ogrebotinama i privlače grabežljivce. U organizmima koji se kreću ometaju njihovo kretanje.

Budući da su u izravnom kontaktu s vanjskim okruženjem, obično su vrlo osjetljivi i na njih mogu lako utjecati nepovoljni čimbenici okoliša, poput loše kvalitete vode ili prisutnosti otrovnih tvari.

Ako su škrge oštećene, vrlo je vjerojatno da će doći do bakterijskih, parazitskih ili gljivičnih infekcija, što ovisno o težini može dovesti do smrti.

Unutarnji škrge

Unutarnji škrge, jer su učinkovitiji od vanjskih, javljaju se u većim vodenim organizmima, ali imaju različitu razinu specijalizacije ovisno o tome koliko je vrsta evoluirana.

Obično se nalaze u komorama koje ih štite, ali potrebne su im struje koje im omogućuju stalni kontakt s vanjskim okruženjem kako bi se uskladili s izmjenom plinova.

Riba je također razvila vapnenaste kapke koje se nazivaju škrge koje služe za zaštitu škrge, djeluju kao kapije koje ograničavaju protok vode, a također pumpaju vodu.

Važnost

Škrob je ključan za opstanak vodenih organizama, jer ispunjavaju nezamjenjivu ulogu u rastu stanica.

Osim što dišu i predstavljaju bitan dio krvožilnog sustava, mogu pridonijeti hranjenju određenih mekušaca, funkcionirati kao izlučujući sustavi toksičnih tvari i biti regulatori različitih iona u organizmima evoluiranim kao riba.

Znanstvena istraživanja pokazuju da su pojedinci koji su pretrpjeli oštećenje branhijalnog dišnog sustava, sporijeg su razvoja i manje veličine, skloniji su infekcijama, a ponekad i ozbiljnim ozljedama, što može dovesti do smrti.

Škrge su se prilagodile najrazličitijim staništima i okolišnim uvjetima, omogućujući uspostavu života u praktički anoksičnim ekosustavima.

Razina specijalizacije škrge direktno je povezana s evolucijskom fazom vrste i oni su definitivno najučinkovitiji način za dobivanje kisika u vodenim sustavima.

Reference

1. Arellano, J. i C. Sarasquete. (2005). Histološki atlas senegalskog potplata, Solea senegalensis (Kaup, 1858.). Andaluzijski institut za morske znanosti, Udruženo odjeljenje za kvalitetu okoliša i patologiju. Madrid Španjolska. 185 str.
2. Bioinnova. Razmjena plina u životinja i razmjena plina u ribama. Inovacijska skupina za podučavanje biološkoj raznolikosti. Oporavak od: inobiobioia.com
3. Cruz, S. i Rodríguez, E. (2011). Vodozemci i globalne promjene. Sveučilište Sevilla. Oporavak od bioscripts.net
4. Fanjul, M. i M. Hiriart. (2008). Funkcionalna biologija životinja I. urednici XXI stoljeća. 399 str.
5. Hanson, P., M. Springer i A. Ramírez. (2010) Uvod u skupine vodenih makroinverterata. Vlč. Biol. Trop. Svezak 58 (4): 3-37.
6. Hill, R. (2007). Usporedna fiziologija životinja. Uredništvo Reverté. 905 pp.
7. Luquet, C. (1997). Branhijalna histologija: disanje, ionska regulacija i acidobazna ravnoteža u raku Chasmagnathus granulata Dana, 1851. (Decapoda, Grapsidae); s komparativnim bilješkama u Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Sveučilište Buenos Aires 187 str.
8. Roa, I., R. Castro i M. Rojas. (2011). Zlobna deformacija u salmonidima: makroskopska, histološka, ​​ultrastrukturna i elementna analiza. J. J. Morphol. Svezak 29 (1): 45-51.
9. Ruppert, E. i R. Barnes. (devetnaest devedeset šest). Zoologija beskralježnjaka. McGraw - Hill Interamericana. 1114. str.
10. Torres, G., S. González i E. Peña. (2010). Anatomski, histološki i ultrastrukturni opis škrga i jetre tilapije (Oreochromis niloticus). J. J. Morphol. Svezak 28 (3): 703-712.