ŠKRLE: ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, VRSTE IN POMEN - BIOLOGIJA - 2026

Na škrge ali škrge so dihala vodnih živali, imajo funkcijo opravlja izmenjavo kisika med posameznikom in okoljem. Pojavijo se od zelo preprostih oblik pri nevretenčarjih, do zapletenih struktur, ki so se razvile v vretenčarjih, sestavljenih iz več tisoč specializiranih lamel, ki se nahajajo znotraj škrlatne votline, ki jo prezračuje neprekinjen pretok vode.

Celice potrebujejo energijo za delovanje, ta energija se pridobi z razpadom sladkorjev in drugih snovi v presnovnem procesu, imenovanem celično dihanje. V večini vrst se kisik v zraku uporablja za energijo, ogljikov dioksid pa se izloči kot odpad.

Branilni loki evropske ščuke (Esox lucius). Uporabnik: Uwe Gille, iz Wikimedia Commons Na način, kako organizmi izvajajo izmenjavo plinov s svojim okoljem, vplivata tako oblika telesa kot tudi okolje, v katerem živijo.

Vodna okolja imajo manj kisika kot kopenska, difuzija kisika pa je počasnejša kot v zraku. Količina raztopljenega kisika v vodi se zmanjšuje, ko se temperatura povečuje in tok pada.

Manj razvite vrste ne potrebujejo specializiranih dihalnih struktur, da bi izpolnile svoje osnovne funkcije. Vendar pa je pri večjih bistvenega pomena, da imajo bolj zapletene sisteme izmenjave, da lahko ustrezno pokrijejo svoje presnovne potrebe.

Škrle najdemo pri nevretenčarjih in vretenčarjih, lahko so nitaste, laminarne ali arborescentne, obdarjene s številnimi kapilarnimi žilami, opazujemo pa jih tudi znotraj ali zunaj.

Na obalnem območju živijo živali, na primer mehkužci in raki, ki so sposobni aktivno dihati s svojimi škrgami v vodi in zraku, dokler so vlažni. Za razliko od drugih vodnih organizmov, ki se kljub obilici razpoložljivega kisika zadušijo, ko zapustijo vodo.

Splošne značilnosti

Količina kisika v zraku je približno 21%, medtem ko je v vodi le 1% raztopljenega. Ta sprememba je vodne organizme prisilila v ustvarjanje struktur, kot so škrge, namenjene izključno črpanju kisika.

Škrge so lahko tako učinkovite, da dosežejo 80-odstotno hitrost črpanja kisika, kar je trikrat večje od človeških pljuč iz zraka.

Raznolikost vodnih organizmov

Ti dihalni organi, ki so se razvili v velikem številu vodnih organizmov, lahko najdemo različne vrste škrge pri mehkužcih, črvih, rakih, iglokožcih, ribah in celo pri plazilcih v določenih fazah njihovega življenjskega cikla.

Raznolikost oblik

Posledično se močno razlikujejo po obliki, velikosti, lokaciji in izvoru, kar ima za posledico posebne prilagoditve pri vsaki vrsti.

Povečanje velikosti in gibljivosti je za bolj razvite vodne živali določilo večjo potrebo po kisiku. Ena od rešitev tega problema je bila povečati površino škrge.

Ribe, na primer, imajo veliko število gub, ki jih vodi ločeno drug od drugega. To jim omogoča veliko površino za izmenjavo plina, kar jim omogoča, da dosežejo svoj največji izkoristek.

Občutljivi organi

Škrle so zelo občutljivi organi, dovzetni za telesne poškodbe in bolezni, ki jih povzročajo zajedavci, bakterije in glive. Zaradi tega se manj razvite škrge na splošno štejejo za zunanje.

Rane

Pri koščenih ribah škrge zaradi velikih koncentracij kemičnih onesnaževal, kot so težke kovine, suspendirane trdne snovi in ​​druge strupene snovi, trpijo morfološke poškodbe ali poškodbe, imenovane edem.

Ti povzročajo nekrozo škržnih tkiv, v hudih primerih pa lahko celo povzročijo smrt organizma zaradi spremembe dihanja.

Zaradi te značilnosti ribji škrgci znanstveniki pogosto uporabljajo kot pomembne biomarkerje onesnaženja v vodnem okolju.

Lastnosti

Glavna funkcija škrge tako za nevretenčarje kot vretenčarje je izvajanje izmenjave plinov posameznika z vodnim okoljem.

Ker je razpoložljivost kisika v vodi manjša, se morajo vodne živali bolj potruditi, da zajamejo določeno količino kisika, kar predstavlja zanimivo situacijo, saj pomeni, da bo velik del pridobljenega kisika porabljen za iskanje novega kisik.

Človek porabi od 1 do 2% svojega metabolizma v mirovanju, da prezrači pljuča, medtem ko ribe v mirovanju potrebujejo približno 10 do 20% za prezračevanje škrge.

Škrle lahko pri nekaterih vrstah razvijejo tudi sekundarne funkcije, na primer pri nekaterih mehkužcih so bile te spremenjene, da prispevajo k zajemanju hrane, saj gre za organe, ki neprestano filtrirajo vodo.

V različnih rakih in ribah izvajajo tudi osmotsko regulacijo koncentracije snovi, ki so na voljo v okolju glede na telo, in najdejo primere, v katerih so odgovorni za izločanje strupenih elementov.

Škrle imajo v vsaki vrsti vodnega organizma določeno funkcijo, ki je odvisna od stopnje evolucije in zahtevnosti dihal.

Kako delujejo?

Na splošno škrge delujejo kot filtri, ki lovijo kisik O _{2, ki ga} najdemo v vodi, ključnega pomena za izpolnjevanje njegovih vitalnih funkcij in odvajajo odpadni ogljikov dioksid CO _2, ki je prisoten v telesu.

Za dosego te filtracije je potreben stalen pretok vode, ki ga lahko ustvarijo premiki zunanjih škrg pri črvih, premiki posameznika, ki jih izvajajo morski psi, ali s črpanjem tjulnjev v koščene ribe.

Izmenjava plina poteka s kontaktno difuzijo med vodo in krvnimi tekočinami, ki jih vsebujejo škrge.

Najučinkovitejši sistem se imenuje pretočni tok, kjer kri, ki teče skozi brancialne kapilare, pride v stik z vodo, bogato s kisikom. Nastane koncentracijski gradient, ki omogoča, da kisik vstopi skozi škrlatne plošče in razprši v krvni obtok, medtem ko zunanji razprši ogljikov dioksid.

Če bi pretok vode in krvi potekal v isti smeri, ne bi dosegli enakih hitrosti dovajanja kisika, ker bi se koncentracije tega plina hitro izenačile vzdolž brancialnih membran.

Vrste (zunanje in notranje)

Škrle se lahko pojavijo v zunanjem ali notranjem delu organizma. Ta diferenciacija je predvsem posledica stopnje evolucije, vrste habitata, kjer se razvija, in posebnosti posamezne vrste.

Zunanji škrge

Zunanje škrge opazimo predvsem pri malo razvitih nevretenčarjih in začasno v prvih fazah razvoja plazilcev, saj jih izgubijo po metamorfozi.

Mehiški aksolotl (Ambystoma mexicanum). Aleksander Baranov iz Montpellierja, Francija (.), Via Wikimedia Commons Te vrste škrge imajo določene pomanjkljivosti, najprej zato, ker so občutljivi dodatki, nagnjeni k odrgninam in privabljajo plenilce. V organizmih, ki se gibljejo, ovirajo njihovo gibanje.

V neposrednem stiku z zunanjim okoljem so običajno zelo dovzetni in na njih zlahka vplivajo škodljivi okoljski dejavniki, na primer slaba kakovost vode ali prisotnost strupenih snovi.

Če so škrge poškodovane, je velika verjetnost, da se bodo pojavile bakterijske, parazitske ali glivične okužbe, kar odvisno od resnosti lahko privede do smrti.

Notranje škrge

Notranje škrge, ker so učinkovitejše od zunanjih, se pojavljajo pri večjih vodnih organizmih, vendar imajo različne stopnje specializacije, odvisno od razvoja vrste.

Na splošno so nameščene v komorah, ki jih ščitijo, vendar potrebujejo tokove, ki jim omogočajo stalen stik z zunanjim okoljem, da se uskladijo z izmenjavo plinov.

Ribe so razvile tudi apnenčaste pokrovke, imenovane škrglje, ki služijo za zaščito škrge, delujejo kot vrata, ki omejujejo pretok vode in tudi črpajo vodo.

Pomen

Škrli so ključnega pomena za preživetje vodnih organizmov, saj izpolnjujejo nepogrešljivo vlogo pri rasti celic.

Poleg tega, da dihajo in so bistveni del krvožilnega sistema, lahko prispevajo k prehrani nekaterih mehkužcev, delujejo kot izločevalni sistemi strupenih snovi in ​​so regulatorji različnih ionov v organizmih, ki se razvijajo kot ribe.

Znanstvene študije kažejo, da imajo posamezniki, ki so utrpeli poškodbe vejnega dihalnega sistema, počasnejši razvoj in manjše velikosti, so bolj nagnjeni k okužbam in včasih resnim poškodbam, kar lahko vodi v smrt.

Škrli so dosegli prilagoditve najrazličnejšim habitatom in okoljskim razmeram, kar omogoča vzpostavitev življenja v praktično anoksičnih ekosistemih.

Stopnja specializacije škrge je neposredno povezana z evolucijsko fazo vrste in zagotovo so najučinkovitejši način za pridobivanje kisika v vodnih sistemih.

Reference

1. Arellano, J. in C. Sarasquete. (2005). Histološki atlas senegalskega podplata, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Andaluzijski inštitut za morske znanosti, Pridružena enota za kakovost okolja in patologijo. Madrid Španija. 185 str.
2. Bioinnova. Izmenjava plina pri živalih in izmenjava plina v ribah. Inovacijska skupina za poučevanje biološke raznolikosti. Pridobljeno: inobiobioia.com
3. Cruz, S. in Rodríguez, E. (2011). Dvoživke in globalne spremembe. Univerza v Sevilli. Pridobljeno iz bioscripts.net
4. Fanjul, M. in M. Hiriart. (2008). Funkcionalna biologija živali I. uredniki XXI stoletja. 399 pp.
5. Hanson, P., M. Springer in A. Ramírez. (2010) Uvod v skupine vodnih makroretenčarjev. Rev. Biol. Trop. Zvezek 58 (4): 3-37.
6. Hill, R. (2007). Primerjalna fiziologija živali. Uredništvo Reverté. 905 pp.
7. Luquet, C. (1997). Branhialna histologija: dihanje, ionska regulacija in kislinsko-bazno ravnovesje pri raku Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); s primerjalnimi opombami v Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Univerza v Buenos Airesu 187 pp.
8. Roa, I., R. Castro in M. Rojas. (2011). Škrlatna deformacija v salmonidih: makroskopska, histološka, ​​ultrastrukturna in elementna analiza. Int. J. Morphol. Zvezek 29 (1): 45–51.
9. Ruppert, E. in R. Barnes. (devetnajst devetinšestdeset). Zoologija nevretenčarjev. McGraw - Hill Interamericana. 1114 pp.
10. Torres, G., S. González in E. Peña. (2010). Anatomski, histološki in ultrastrukturni opis škrbe in jeter tilapije (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Zvezek 28 (3): 703-712.