Huidademhaling bij amfibieën en andere dieren: definitie, voorbeelden en aanpassing aan de omgeving

Zoals we al weten, zijn alle levende wezens in de wereld niet alleen in staat, maar moeten we ook ademen. Het is iets heel belangrijks om leven te behouden, en of je nu een mens, een amfibie, een dier of een plant bent, je zult op de een of andere manier zuurstof moeten opnemen.

Pulmonale ademhaling is de medium door welke mensen, en ook de meeste dieren, ze krijgen de zuurstof die ze nodig hebben om te blijven Bij het leven ademen we gassen uit de omgeving in en uit door onze longen op te blazen. Fotosynthetische ademhaling kennen we van planten, die na dit proces een deel van de zuurstof produceren die we nodig hebben om te leven.

Huidademhaling is bedoeld voor verschillende soorten amfibieën en ringwormen. En het staat bekend als een proces waarbij gassen de binnenkant van de huid binnendringen en laat de opname van zuurstof toeIn dit artikel zullen we meer leren over dit type ademhaling; welke dieren of soorten het kunnen hebben, hoe het werkt en wat de belangrijkste kenmerken ervan zijn: cutane ademhaling.

Wat is cutane ademhaling precies?

Zoals we al eerder zeiden, dit is een soort ademhaling door de huid die bij de meeste soorten amfibieën voorkomt, van de ringwormen en ook van sommige stekelhuidigen. Voor dit type ademhaling is het belangrijk om het lichaamsomhulsel te onderscheiden, dat de ademhalingsstructuur configureert. De huid van zijn kant, die het middel is waarmee de gasuitwisseling zal plaatsvinden, moet dun en goed vochtig zijn en tegelijkertijd worden geïrrigeerd door de omgeving van het betreffende dier.

Deze gasuitwisseling, waardoor dit proces plaatsvindt, vindt plaats via de opperhuid, mits de buitenste cuticula voldoende bevochtigd is. Fysiologisch gezien is de ademhaling van de huid gebaseerd op een proces van diffusie van gassen langs de gradiëntZuurstof gaat vanuit de externe omgeving (water of lucht), waar de concentratie hoger is, naar het zuurstofarme bloed, terwijl koolstofdioxide de omgekeerde weg aflegt.

Dieren die in staat zijn tot huidademhaling, leven over het algemeen in vochtige omgevingen of in aquatische omgevingen, aangezien deze ademhaling alleen effectief zal zijn in deze omgevingen.. Sommige dieren met dit type ademhaling zijn kwallen, Zeeanemonen, sommige padden en kikkers, regenwormen en een paar andere. In al deze gevallen functioneert de huid als een soort... groot oppervlak uitwendige long waardoor gasuitwisseling mogelijk is zonder complexe interne structuren.

In de biologie wordt huidademhaling geacht plaats te vinden wanneer:

De huid fungeert als primair of aanvullend oppervlak. van de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide.
Er is een dicht netwerk van bloedcapillairen direct onder de opperhuid.
De huid is aangepast om te blijven permanent natzelfs in luchtomgevingen.

Hoe wordt huidademhaling uitgevoerd?

Cutane ademhaling, samen met kieuw-, tracheale en pulmonale ademhaling, is een van de vier soorten ademhaling die dieren kunnen ontwikkelen. Deze ademhaling wordt gegeven op het moment dat er vindt een gasuitwisseling plaats door van de huid of van bepaalde gebieden zoals de mondholtes of in inwendige holtes die, wanneer ze gevuld zijn met water, de zogenaamde waterlongen vormen.

Het basismechanisme is in vrijwel alle groepen vergelijkbaar:

Zuurstof lost eerst op in de een laagje water of slijm dat de huid bedekt.
Sinds die film is er zuurstof doorheen gegaan dunne huid door eenvoudige diffusie.
Eenmaal in de haarvaten wordt zuurstof getransporteerd door de bloed of hemolymfe gericht op alle weefsels.
De door de cellen geproduceerde koolstofdioxide volgt de omgekeerde weg en verlaat het lichaam via hetzelfde huidoppervlak.

Amfibieën hebben, wanneer ze door hun kikkervisje gaan, het vermogen om onder water te ademen door kieuwen die ze alleen bezitten tijdens deze fase van hun ontwikkeling.

Zodra ze hebben gerijpte kieuwen beginnen te verdwijnen en amfibieën ontwikkelen longen waardoor ze op het land kunnen ademen. Toch zijn ze in staat huidademhaling uit te voeren, omdat ze een zeer dunne epidermis hebben, evenals een dermis die goed doorbloed is en waardoor ze zuurstof door het bloed door het lichaam kunnen transporteren.

Volwassen amfibieën combineren verschillende vormen van ademhaling: kieuw in het larvenstadium, long, huid en in sommige gevallen orofaryngeaalDe orofaryngeale ademhaling vindt plaats in de mondholte en keelholte, waar een sterk doorbloed membraan de uitwisseling van een kleine hoeveelheid gassen mogelijk maakt wanneer het dier lucht in zijn mond vasthoudt.

Bij veel kikkers en salamanders dient huidademhaling als aanvulling op de longen. Wanneer ze zich in zeer vochtige of onder water staande omgevingenDe huid kan een aanzienlijk deel van de totale zuurstofopname verzorgen, terwijl in droge gebieden meer wordt vertrouwd op longademhaling om uitdroging van de huid te voorkomen.

Bij andere groepen, zoals ringwormen of sommige stekelhuidigen, is ademhaling via de huid praktisch de enige manier van ademhalen. uniek ademhalingsmechanisme Die eigenschappen bezitten ze, omdat ze geen gedifferentieerde longen of kieuwen hebben. Bij deze dieren fungeert hun hele lichaam als ademhalingsorgaan.

Factoren die nodig zijn voor een effectieve huidademhaling

Om dit proces efficiënt te laten verlopen, is het belangrijk dat het dier een doorlatende en dunne huid heeft, waardoor zuurstof via het bloed naar het lichaam kan. Mensen en de meeste dieren zijn niet in staat dit type ademhaling uit te voeren omdat hun huid veel dikker is dan nodig is, en in sommige gevallen te hard om huidademhaling mogelijk te maken.

De huid van het dier moet een groot deel van het oppervlak in contact met de buitenwereld hebben en een lage stofwisselingsactiviteit. Op basis hiervan vertoont de huid bij sommige amfibieën kleine rimpels waardoor ze het blootgestelde oppervlak kunnen vergroten om de gasuitwisseling efficiënter te maken.

Als we het hebben over het geval van amfibieën, dekt huidademhaling slechts 2% van de zuurstofaankomst die wordt geproduceerd, terwijl in het geval van vleermuizen, chiropterans, deze ademhaling 20% van de zuurstof dekt die ze ontvangen, aangezien de huid vrij uitgebreid is en dun en bedekt de thoracale ledematen, daarom wordt de hoeveelheid blootgestelde huid gemaximaliseerd.

Een interessant feit is dat het bij de meeste dieren met dit type ademhaling optreedt als onderdeel van twee ademhalingen. Zoals in het geval van amfibieën en vleermuizen, dat hoewel ze huidademhaling kunnen uitvoeren, ze ook longademhaling hebben.

Als we de basisvoorwaarden voor het optreden van huidademhaling samenvatten, kunnen we het volgende benadrukken:

Zeer dunne huidAls de huid dik is, is de weg van zuurstof naar de haarvaten te lang en wordt de diffusie sterk verminderd.
Goede bloedsomloopDe aanwezigheid van haarvaten vlak onder het huidoppervlak is essentieel voor het snel opnemen van beschikbare zuurstof.
constante vochtigheidZonder een waterlaag op hun huid kan zuurstof niet oplossen en wordt diffusie inefficiënt. Daarom moeten deze dieren in vochtige of waterrijke omgevingen leven.
Lage stofwisselingHoe lager het zuurstofverbruik van de weefsels, hoe beter het is om te vertrouwen op een relatief beperkt ademhalingsoppervlak zoals de huid.

Bovendien vertonen veel dieren die door hun huid ademen specifiek gedrag om dit mechanisme te bevorderen: ze vermijden direct zonlicht en zoeken vochtige plekken op. Ze blijven dicht bij het water. of zelfs slijm afscheiden om de huid gehydrateerd te houden.

Huidademhaling bij verschillende soorten

Er zijn tegenwoordig soorten die geen longen hebben, maar nog steeds door deze ademhaling kunnen ademen. Tegelijkertijd zijn er soorten die het innemen als aanvulling op een andere ademhaling, omdat ze beide kunnen uitvoeren om te overleven. Nu zullen we weten hoe huidademhaling bij verschillende soorten wordt uitgevoerd.

Amfibieën

Bij de meeste amfibieën is de huid aangepast voor dit type ademhaling, en veel daarvan ze hebben geen longen waardoor ze andere soorten ademhalingen kunnen nemen. Als we bijvoorbeeld de ironische naam nemen gepulseerde salamander We kunnen zien dat deze amfibiesoort totaal geen longen heeft; Het is echter geclassificeerd als de meest talrijke soorten salamander op aarde.

Terwijl amfibieën volledig in water zijn ondergedompeld, vindt de ademhaling plaats via hun huid. Dit is een poreus membraan waardoor de lucht zich kan verspreiden en verplaatsen van de bloedvaten naar alles eromheen.

Er zijn ook gevallen van amfibieën die door kieuwen ademen, evenals het bestaan van de zogenaamde woestijnpadden die een droge huid hebben. In deze gevallen is dit type ademhaling niet haalbaar.

Amfibieën worden beschouwd als koudbloedige gewervelde dieren die afhankelijk zijn van de omgevingstemperatuur. Ze hebben een warme of gematigde omgeving nodig om goed te functioneren. Het meest opvallende aan hen is dat hun De manier van ademhalen verandert gedurende je leven. als gevolg van het metamorfoseproces.

Afhankelijk van de groep vinden we het volgende:

Anura (staartloos)Kikkers en padden. Ze hebben een gladde of licht wratachtige huid, die zeer doorlaatbaar is, en gaan van kieuwademhaling in het kikkervisjesstadium over op long- en huidademhaling in het volwassen stadium.
Urodela (met staart)Salamanders, watersalamanders en axolotls. In veel gevallen combineren ze long- en huidademhaling, en sommige waterdieren behouden hun uitwendige kieuwen hun hele leven lang.
Apodes (zonder ledematen)Blindwormen, ook wel gymnophions genoemd, hebben een langwerpig, wormachtig lichaam en zijn sterk afhankelijk van ademhaling via de huid dankzij hun vochtige, goed doorbloede huid.

In de verschillende levensstadia van een amfibie worden verschillende vormen van ademhaling gecombineerd:

Aquatisch larvenstadiumDe ademhaling via de kieuwen overheerst, net als bij vissen, hoewel de huid ook deelneemt aan de gasuitwisseling.
Overgang naar het leven op het landTijdens de metamorfose ontwikkelen zich longen, worden de kieuwen kleiner of verdwijnen ze, en wordt ademhaling via de huid essentieel voor het in leven houden.
Landbewonende of semi-aquatische volwassenDe meeste kikkers en veel salamanders gebruiken longademhaling, huidademhaling en in sommige gevallen keelademhaling. Hun longen zijn relatief klein, waardoor de huid het gebrek aan ademcapaciteit compenseert.

Wanneer een volwassen amfibie zich in het water bevindt, vindt de meeste gasuitwisseling plaats via de huid. Op het land daarentegen... wisselt af tussen long- en huidademhaling afhankelijk van de luchtvochtigheid. Deze combinatie van mechanismen stelt het in staat om te overleven in zowel water- als landomgevingen.

Zoogdieren

Zoogdieren zijn over het algemeen endotherme soorten, ook wel warmbloedig genoemd. Deze dieren hebben een hogere stofwisselingscapaciteit dan de koudbloedige dieren.

Evenzo is de huid van deze dieren, zoals reeds vermeld, een vrij hard orgaan en in verschillende gevallen vet, wat bij de meeste zoogdieren niet toestaat, een huidadem is levensvatbaar. Er zijn er echter die in staat zijn om het uit te voeren, maar ze vormen in feite een klein percentage van de bevolking.

Vleermuizen kunnen 20% van de zuurstof die ze nodig hebben om te overleven via de huid opnemen, terwijl mensen slechts 1% van de zuurstof kunnen opnemen die nodig is om te overleven, waardoor ze niet zouden kunnen overleven met alleen dit soort ademhaling. .

Bij vleermuizen fungeert het vleugelmembraan als een groot ademoppervlak. Die huid is zeer dun, sterk doorbloed en staat direct in contact met de lucht, waardoor het aanzienlijk kan bijdragen aan de gasuitwisseling. Desondanks blijft de primaire ademhaling longgebonden.

Bij mensen en andere zoogdieren is de functie van de huid voornamelijk beschermend, temperatuurregulerend en sensorisch. De aanwezigheid van keratine, onderhuids vet en, bij veel soorten, dicht haar Dit resulteert in minimale gasdiffusie, waardoor het ademhalingssysteem niet als functioneel kan worden beschouwd.

Reptielen

Omdat hun huid bijna volledig uit schubben bestaat, is het vermogen van reptielen om dit soort ademhaling uit te voeren sterk verminderd. Echter, er kan een soort gasuitwisseling zijn tussen de weegschalen, of in die gebieden waar de dichtheid van de schalen lager is.

In die perioden van winterslaap onder water zijn sommige schildpadden afhankelijk van huidademhaling rond de cloaca om deze periode te overleven.

Sommige zeeslangen zijn in staat tot gasuitwisseling via de huid, waarbij ze ongeveer 30% van de zuurstof die hun lichaam nodig heeft om te overleven, opnemen. Dit is cruciaal voor hen als ze moeten duiken. Ze kunnen dit doen door de hoeveelheid bloed die naar hun longen stroomt te verminderen en het naar de haarvaten in hun huid te leiden.

Over het algemeen ademen reptielen voornamelijk via longen, maar deze voorbeelden laten zien hoe ze in speciale situaties, zoals langdurige duiken of winterslaapSommige diersoorten hebben plaatselijke aanpassingen aan hun huid ontwikkeld ter aanvulling op hun longfunctie.

vis

Dit type ademhaling vindt ook plaats bij verschillende vissoorten over de hele wereld, of ze nu in zee of in zoet water zijn. Als het om ademen gaat, hebben vissen, zoals we al weten, uitsluitend het gebruik van hun kieuwen nodig. Er zijn echter enkele vissen die deze ademhaling kunnen uitvoeren en die kunnen absorberen 5 en 50 procent van de zuurstof die ze nodig hebben om te overleven door de huid. Dit alles hangt natuurlijk af van het type omgeving, de temperatuur en de vis in kwestie.

Voor vissen die bijvoorbeeld zuurstof uit de lucht halen, is een goede huidademhaling erg belangrijk. Bij deze soorten kan de lucht worden opgenomen die door de huid wordt opgenomen 50% van wat nodig is om te leven. Bij deze soort zijn springvissen en koraalvissen bekend.

Bij vissen die voornamelijk in het water ademen, kan de huid de functie van de kieuwen aanvullen, vooral in gebieden met een laag zuurstofgehalte. Bij vissen met een amfibische levenswijze, zoals sommige springende vissen die zich op het land kunnen voortbewegen Voor soorten die zuurstof uit de lucht opnemen, wordt de vochtige, sterk doorbloede huid een essentiële route voor het in stand houden van de gasuitwisseling wanneer de kieuwen niet optimaal functioneren.

Stekelhuidigen

In dit gebied kunnen we zee-egels vinden, die tot deze familie behoren en in de diepte worden aangetroffen. Ze hebben talloze naalden die van hen zijn verdedigingsmiddelen tegen roofdieren, en zijn in staat om door kieuwen en ook door hun huid te ademen.

Evenzo kunnen zeekomkommers deze ademhaling ook uitvoeren. Hoewel sommige van hen enkele buisjes hebben waardoor ze kunnen ademen, die zich dicht bij de anus bevinden, zijn ze ook in staat om via de huid te ademen.

Stekelhuidigen zijn mariene ongewervelden met een kalkhoudend inwendig skelet en radiale symmetrie. Bij veel van hen wordt zuurstof opgenomen via de lichaamsoppervlak en kleine huiduitbreidingen die fungeren als huidkieuwen. Huidademhaling is geïntegreerd met het waterkanaalsysteem, waardoor zuurstofrijk water kan circuleren en gasuitwisseling kan plaatsvinden.

Annelids

Hoewel ze in de inleiding in algemene termen worden genoemd, behoren anneliden tot een van de groepen waarbij de huidademhaling het meest ontwikkeld is. Anneliden zijn weeklichamige, gesegmenteerde ongewervelden, zoals regenwormen en bloedzuigers. Ze bezitten geen longen of complexe ademhalingsstructuren.Daarom zijn ze vrijwel volledig afhankelijk van gasuitwisseling via hun huid.

De huid is bedekt met een dunne laag. slijmlaag geproduceerd door klierenDit zorgt ervoor dat het nodige vocht behouden blijft, zodat zuurstof kan oplossen en diffunderen in de talrijke bloedvaten aan de oppervlakte. Dankzij deze huidstructuur kunnen soorten zoals regenwormen zuurstof opnemen uit zowel de lucht als het bodemwater, mits dit voldoende vochtig blijft.

Binnen de ringwormen worden de volgende groepen onderscheiden:

Mariene polychaetenZe leven voornamelijk in het water en kunnen de ademhaling via de huid aanvullen met kieuwen, maar een groot deel van de gasuitwisseling vindt ook plaats via het lichaamsoppervlak.
Oligochaeten uit land en zoet waterNet als regenwormen zijn ze vrijwel volledig afhankelijk van ademhaling via de huid en hebben ze vochtige grond nodig om uitdroging te voorkomen.
HirudineaBloedzuigers en verwante soorten, die in zoet water, zee of op het land kunnen leven, wisselen ook gassen uit via de cuticula die hun hele lichaam bedekt.

insectos

Als we het over insecten hebben, kunnen we zeggen dat, hoewel de gasuitwisseling genereus is, dit niet het enige middel is om in je levensonderhoud te voorzien. Meest insecten nemen de nodige zuurstof op en geven kooldioxide af door een weefsel genaamd de cuticula, dat zich in het buitenste deel van de epidermis van ongewervelde dieren bevindt.

Er zijn enkele insectenfamilies die deze ademhaling nodig hebben om de hemolymfe in hun lichaam te transporteren, omdat ze geen gedefinieerd ademhalingssysteem hebben. Hemolymfe is vergelijkbaar met het bloed dat insecten hebben.

De meeste landinsecten gebruiken een luchtpijpsysteem om hun ademhalingsproces uit te voeren. Voor aquatische, semi-aquatische of endoparasitaire insecten is het uitvoeren van een huidademhaling echter van het grootste belang, omdat ze de nodige zuurstof niet via de luchtpijp kunnen opnemen.

In deze bijzondere gevallen, de directe diffusie van gassen door de cuticulaDoor zeer dunne en doorlaatbare structuren bereikt voldoende zuurstof de hemolymfe die de weefsels omspoelt. Deze aanpassing komt veel voor bij ondergedompelde larven, inwendige parasieten en kleine insecten die in waterfilms leven.

Specifieke voorbeelden van dieren met huidademhaling

Om de reikwijdte van dit type ademhaling beter te begrijpen, is het nuttig om enkele voorbeelden te bekijken waarbij de huid een leidende rol speelt bij de gasuitwisseling:

Weekdieren met aanvullende huidademhalingHoewel veel weekdieren kieuwen en goed ontwikkelde ademhalingssystemen bezitten, zijn de kieuwen bij sommige soorten sterk gereduceerd of aangepast. In deze gevallen vindt de gasuitwisseling grotendeels plaats aan het lichaamsoppervlak en in de mantel, die fungeren als een extra ademhalingszone.
Zeester (stekelhuidige)Er bestaan duizenden soorten verspreid over de oceanen van de wereld. Hun armen, die vanuit een centrale schijf uitsteken, zijn bedekt met kleine huidstructuren waardoor zuurstofdiffusie plaatsvindt. Ze nemen zuurstof uit het water op door directe diffusie in hun oppervlakteweefsels.
Kikker (amfibie)Samen met padden behoort de kikkervis tot de groep van de amfibieën. Het zijn zeer behendige dieren met lange achterpoten om te springen en een gladde, vochtige huid. Als kikkervisjes ademen ze door kieuwen en als volwassen dieren door longen. Ze combineren echter voortdurend longademhaling met huidademhaling, vooral wanneer ze zich in water of in zeer vochtige omgevingen bevinden.
Zee-egel (stekelhuidige)Het dier leeft op de zeebodem met zijn bolvormige lichaam bedekt met beweegbare stekels. Hoewel veel soorten voornamelijk via kieuwen ademen, speelt bij andere soorten ook de huid een rol in de gasuitwisseling, waardoor kieuw- en huidademhaling worden geïntegreerd.
Regenworm (oligochaete annelide)Zuurstof lost op in het slijm dat de huid bedekt en diffundeert door de dunne huidlaag. Haarvaten vangen deze zuurstof op en transporteren deze naar de cellen; koolstofdioxide verlaat op zijn beurt de cellen en wordt via dezelfde haarvaten naar buiten afgevoerd, altijd via de huid.
Bloedzuiger (hirudineaanse ringworm)Deze wormen, die wel tientallen centimeters lang kunnen worden, leven voornamelijk in zoetwaterrivieren en voeden zich met bloed. Ze hebben geen apart ademhalingssysteem, waardoor de gasuitwisseling volledig via een dunne, uitwendige cuticula plaatsvindt.
Pad (amfibie)Ze zijn robuuster dan kikkers, met een korrelige huid en gifklieren, en bewegen zich door te lopen of te springen. Hun ademhaling bestaat uit een kieuwfase als kikkervisjes, een longfase als volwassen dieren en een constante aanvoer van huidademhaling, die cruciaal is tijdens hun leven in vochtige omgevingen.

Als we al het bovenstaande samenvoegen, zien we dat huidademhaling voorkomt bij zeer diverse groepen: ringwormen, amfibieën, stekelhuidigen, sommige vissen, bepaalde reptielen en zelfs een klein deel van de zoogdieren. Hoewel het basismechanisme altijd hetzelfde is, diffusie van gassen door een vochtige en goed bevloeide huidElke groep heeft zijn huidstructuur en leefgewoonten aangepast om optimaal te profiteren van deze fantastische manier van ademhalen.

Conclusie

Vaak kunnen we in het levensonderhoud om ons heen verschillende manieren vinden waarop de verschillende bewoners van genoemde middelen moeten overleven. Van vliegen of wandelen, jagen of vegetariër zijn, tot ademen met de longen of door de huid.

Er indrukwekkende verschillen over de hele wereld die we kunnen vinden in de verschillende soorten. In dit geval hebben we het over ademen, wat een van de belangrijkste dingen is die we nodig hebben om te leven, en natuurlijk het meest urgente.

Als we zien dat er verschillende soorten zijn die op de een of andere manier in leven zijn gebleven, vertelt ons dat evolutie mogelijk is, en dat mensen in de nabije toekomst misschien in staat zullen zijn om enkele van deze geheimen of vaardigheden verwerven waarmee we meer kunnen overleven. Er is nog veel dat we kunnen leren van dieren en hun dieren Aanpassingsvermogen en huidademhaling zijn fascinerende voorbeelden van hoe het leven zelfs de huid gebruikt om de zuurstof te verkrijgen die essentieel is voor het voortbestaan.