鳃的无脊椎动物
鳃是外翻的身体表面。一些开放的直接环境;其他人,如鱼封闭腔中。相比之下,肺是内陷的身体表面。许多无脊椎动物用鳃气体交换的主要手段;一些,比如有肺的土地蜗牛,使用肺部。几乎所有的薄壁扩展人体表面接触的环境中、在气体交换发生可以视为一个吉尔。鳃通常有一个大的表面积与它们的质量;泵送设备通常是用来更新外部媒介。尽管鳃通常用于水呼吸和肺呼吸空气,这种联系并不是不变的,以水肺的海参。
海洋多毛纲的蠕虫使用不仅气体交换的一般身体表面也是各种gill-like结构:节段flaplike parapodia (沙蚕属家庭中)或复杂的鳃塔夫茨(Terebellidae和管虫)。塔夫茨,用于创建喂养和呼吸气流,提供大的表面积气体交换。
在棘皮动物(海星、海胆、海蛇尾),大多数的呼吸交换发生在管脚(一系列的吸盘式扩展用于运动)。然而,这种交换是辅以扩展的体腔或体液腔薄壁“腮”或真皮鳃,使体腔液与海水密切接触。海参(海参类)、软体、腊肠棘皮动物进行一些呼吸通过口头的触角,对应的管脚,也有一个精心设计的“呼吸树”组成的支空心outpouchings泄殖腔(后肠)。注入水在这个系统的动作肌肉泄殖腔,和可能的很大一部分动物的呼吸气体交换的整个系统。
的腮软体动物有一个相对复杂的血液供应,尽管呼吸也发生在地幔,或一般的表皮。蛤拥有鳃在水的循环,推动数以百万计的微小运动的鞭子纤毛。一些形式的研究,提取氧气从水中被发现较低,在2 - 10%。cilial运动,产生的电流构成通风也用于引进和提取食物。在低潮或干燥期间,蛤蜊和贻贝闭壳,从而防止脱水。代谢变化从oxygen-consuming(有氧)通路氧(厌氧)通路,导致酸产品积累;当恢复正常情况下,动物增加通风和氧气提取为了摆脱酸产品。在蜗牛进给机构是独立于呼吸道表面。的一部分地幔吉尔腔的形式或“肺”作为气体交换网站。在吸气式的蜗牛,“肺”可以通过接触受干燥空气通过只有一个孔在地幔作为对外开放。头足类动物软体动物,如鱿鱼和章鱼,积极通风腔内衬保护羽鳃包含小血管(毛细血管);它们的鳃相当有效,提取60 - 80%的氧气通过众议院。在水中缺氧,章鱼可能增加其通风10倍,表明一个更主动控制的呼吸似乎出现在其他类软体动物。
许多甲壳类动物(螃蟹、虾、龙虾)非常依赖于它们的鳃。作为一个规则,快速移动的蟹的鳃面积更大的(梭子蟹)比缓慢居民;从完全水生的逐步减少,潮间带,土地的物种;和年轻的螃蟹的大比老螃蟹。经常鳃封闭在保护室,通风是由专门的附属物,创建呼吸电流。在头足类软体动物,氧气利用率相对社会地位高的人70%的氧气从水中提取通过鳃在欧洲小龙虾Astacus。减少氧的分压在水里抒发显著增加通风(体积的水通过鳃);与此同时,氧气利用率下降的速度。尽管更多的氧气提取每单位时间,增加通风增加呼吸的氧气成本。氧气成本增加,加上单位体积,减少提取可能限制水生甲壳类动物形式的氧化代谢水平低于许多吸气式的形式。这主要是由于氧气在水中和相对含量较低成本的高氧化通风密集和粘性介质与空气。不是所有的甲壳类动物满足氧气的减少与增加通风和新陈代谢。square-backed蟹(蟹)变得不那么活跃,减少氧化代谢,直到更多的有利条件占了上风。
呼吸器官的脊椎动物
在大多数脊椎动物器官的外部呼吸是薄壁结构提供血管。这种结构使血液与外部介质紧密结合,这样的气体交换发生在相对较小的距离。有三个主要类型的脊椎动物呼吸系统结构:鳃、皮肤交换领域,和肺。鳃是完全的外部形式(如Necturus性早熟的蝾螈),但在大多数是由丝状传单保护骨板(如鱼)。一些鱼和许多两栖动物也使用身体皮肤,或皮肤气体交换结构。鳃和肺部都由outpouchings肠道壁在胚胎发生。这种结构有一个受保护的内部的优势位置,但这需要某种形式的泵机制将外部介质气度。
通过肺部空气或水的数量或鳃每分钟是众所周知的通风体积。速度和深度呼吸可能会改变带来调整通风体积。人类静止的通风体积大约是6升/分钟。这可能会增加超过100升每分钟增加呼吸的速率和空气吸入的数量在每个呼吸周期(潮汐卷)。航空公司的某些部分(气管、支气管、细支气管)不参与呼吸交换的气体,这些结构占地约150毫升的解剖死腔体积。潮汐卷500毫升,350毫升通风气体交换网站。
人类肺部的最大容量约6升。在正常安静的呼吸,潮汐卷约500毫升启发和过期的在每次呼吸循环。肺部不崩溃结束时到期;一定体积的气体仍然。结束时的呼气,一个正常的话题,通过额外的努力,排除另一个1200毫升的天然气。即使最有力的呼气的努力,然而,这仍然是一个残余体积约为1200毫升。同样的令牌,在一个正常的灵感,进一步努力可能成功地吸引到肺部额外3000毫升。
鳃
鱼的鳃受到一系列的支持腮弓包裹在一个室由骨板(盖)。一双鳃丝项目从每个拱;背(上)和腹侧(低)纤维的表面,有一系列的二次折叠,片晶,气体交换发生。通过腮弓的血管分支成细丝,然后更小的船只在薄片(毛细血管)。缺氧血的心流片晶的方向与水流的整个表面。在许多鱼类water-to-blood距离,气体必须在0.0003到0.003毫米,或相同的距离air-to-blood通路在哺乳动物肺。
血液的逆流通过薄片与外部水流的效率气体交换。实验在鱼鳃,水流的方向正好相反显示,大约80%的氧气提取在正常情况下,只有10%提取当水流逆转。氧气从水中吸收的血是如此促进反流;通过这种方式,提高效率的耗氧量是通过一个解剖安排免费的有机体的能量消耗。反流是软骨鱼的特性(鲨鱼、溜冰鞋)和圆口鱼(八目鳗类鱼七鳃鳗)以及硬骨鱼类。
许多脊椎动物使用外部化吉尔结构。一些幼虫鱼类外部鳃,丢失与成人的外观结构。一个奇怪的外部鳃中发现男性的例子肺鱼(南美肺鱼)。当时男性开始照顾鸟巢,大量的血管纤维(血管系统)的发展作为一个腹鳍的产物。鱼的满足自己的需要,更新周期期间与空气的肺部远足到水面。当它返回巢穴,pelvic-gill细丝与氧化血液灌注,提供的氧气供应鸡蛋,这或多或少由鳃丝包围。
是理论上的皮肤与血管供应作为一个主要甚至唯一的呼吸道表面。这需要一个薄、潮湿和血管严重的皮肤,这就增加了动物的脆弱性的敌人。在陆生动物潮湿的皮肤还提供了一个水损失的主要途径。许多鱼类和两栖动物依赖于皮肤的呼吸交换;冬眠青蛙利用皮肤几乎他们所有的气体交换。