Karakteristieke kieuwen, functies, soorten en belangrijkheid

de kieuwen of kieuwen zijn de ademhalingsorganen van waterdieren, hebben de functie van het uitvoeren van de uitwisseling van zuurstof van het individu met de omgeving. Ze manifesteren zich van zeer eenvoudige vormen in ongewervelden, tot complexe structuren ontwikkeld in gewervelde dieren, gevormd door duizenden gespecialiseerde lamellen gelegen in een kieuwholte geventileerd door een continue stroom van water.

Cellen hebben energie nodig om te kunnen functioneren, deze energie wordt verkregen door de afbraak van suikers en andere stoffen in het metabolische proces, cellulaire ademhaling. Bij de meeste soorten wordt zuurstof in de lucht gebruikt als energie en wordt koolstofdioxide uitgestoten als afval.

De manier waarop organismen voldoen aan de uitwisseling van gassen met hun omgeving, wordt evenzeer beïnvloed door de vorm van het lichaam als door de omgeving waarin het leeft.

Aquatische milieus hebben minder zuurstof dan aardse omgevingen en de diffusie van zuurstof is langzamer dan in de lucht. De hoeveelheid zuurstof opgelost in het water neemt af naarmate de temperatuur stijgt en de stroom afneemt.

Minder ontwikkelde soorten vereisen geen gespecialiseerde ademhalingsstructuren om hun basisfuncties te vervullen. In de grotere is het echter van vitaal belang om meer complexe uitwisselingssystemen te hebben, zodat ze hun metabolische behoeften adequaat kunnen dekken.

De kieuwen worden gevonden in ongewervelde dieren en gewervelde dieren, kunnen in de vorm zijn van draad, laminair of arborescent begiftigd met veel haarvaten, we observeren ze ook intern of extern.

Er zijn dieren in het litoraal, zoals weekdieren en krabben, die actief kunnen ademen met de kieuwen in het water en in de lucht, zolang ze maar vochtig blijven. In tegenstelling tot de rest van de waterorganismen, die stikken bij het verlaten van het water, ondanks de overvloed aan beschikbare zuurstof.

index

• 1 Algemene kenmerken
• 2 functies
• 3 Hoe werken ze??
• 4 soorten (extern en intern)
  • 4.1 Externe kieuwen
  • 4.2 Interne kieuwen
• 5 Belang
• 6 Referenties

Algemene kenmerken

De hoeveelheid zuurstof die in de lucht aanwezig is, is ongeveer 21%, terwijl deze in water slechts wordt opgelost in een verhouding van 1%. Deze variatie dwong de waterorganismen om structuren te creëren zoals de kieuwen, uitsluitend bestemd voor de winning van zuurstof.

De kieuwen kunnen zo effectief zijn dat ze een zuurstofpercentage van 80% bereiken, drie keer zo hoog als dat in de menselijke longen vanuit de lucht gebeurt.

Verscheidenheid van waterorganismen

Deze ademhalingsorganen zijn ontwikkeld in een grote verscheidenheid aan waterorganismen, we kunnen verschillende soorten kieuwen vinden in weekdieren, wormen, schaaldieren, stekelhuidigen, vissen en zelfs reptielen in bepaalde fasen van hun levenscyclus.

Verscheidenheid aan vormen

Als gevolg hiervan variëren ze sterk in vorm, grootte, locatie en oorsprong, wat resulteert in specifieke aanpassingen in elke soort.

Voor de meest ontwikkelde waterdieren heeft de toename in grootte en mobiliteit een grotere zuurstofbehoefte bepaald. Een van de oplossingen voor dit probleem was de toename van het gebied van de kieuwen.

Vissen hebben bijvoorbeeld een groot aantal vouwen die door water van elkaar gescheiden worden gehouden. Dit geeft ze een groot oppervlak voor gasuitwisseling, waardoor ze hun maximale efficiëntie kunnen bereiken.

Gevoelige organen

De kieuwen zijn zeer gevoelige organen, gevoelig voor lichamelijk letsel en ziekten veroorzaakt door parasieten, bacteriën en schimmels. Om deze reden wordt algemeen aangenomen dat de minder ontwikkelde kieuwen van het externe type zijn.

letsel

Bij benige vissen lijden de kieuwen die worden geconfronteerd met hoge concentraties van chemische verontreinigende stoffen zoals zware metalen, gesuspendeerde vaste stoffen en andere giftige stoffen, aan morfologische schade of aan oesomen, die oedeem worden genoemd..

Deze veroorzaken de necrose van het kieuwweefsel en kunnen in ernstige gevallen zelfs de dood van het organisme veroorzaken door de verandering van de ademhaling.

Vanwege dit kenmerk worden de kieuwen van de vissen door wetenschappers vaak gebruikt als belangrijke biomarkers voor contaminatie in aquatische omgevingen.

functies

De belangrijkste functie van de kieuwen, zowel voor ongewervelde organismen als gewervelde dieren, is om het proces van gasuitwisseling van het individu met het aquatisch milieu uit te voeren.

Omdat de beschikbaarheid van zuurstof lager is in water, moeten waterdieren harder werken om een ​​bepaald volume zuurstof vast te leggen, wat een interessante situatie vertegenwoordigt, omdat het betekent dat veel van de verkregen zuurstof opnieuw in de zoekopdracht zal worden gebruikt. zuurstof.

De man gebruikt 1 tot 2% van zijn metabolisme wanneer hij in rust is om ventilatie van de longen te verkrijgen, terwijl de vissen in rust ongeveer 10 tot 20% nodig hebben om ventilatie van de kieuwen te bewerkstelligen.

De kieuwen kunnen ook secundaire functies ontwikkelen bij bepaalde soorten, bijvoorbeeld in sommige weekdieren werden deze aangepast om bij te dragen aan het vangen van voedsel, omdat het organen zijn die het water continu filteren.

In verschillende kreeftachtigen en vissen voeren ze ook de osmotische regeling uit van de concentratie van stoffen die in het milieu beschikbaar zijn in relatie tot het lichaam, waarbij ze gevallen vinden waarin ze verantwoordelijk zijn voor het afscheiden van toxische elementen.

In elk type waterorganisme hebben de kieuwen een bepaalde werking, die afhangt van de mate van evolutie en de complexiteit van het ademhalingssysteem.

Hoe werken ze??

Over het algemeen werken de kieuwen als filters die zuurstof OF vasthouden₂ dat is te vinden in water, essentieel om zijn vitale functies te vervullen, en CO-uitstoot te verdrijven₂ van afval dat in het lichaam aanwezig is.

Om deze filtratie te bereiken is een constante stroom water nodig, die kan worden geproduceerd door bewegingen van de externe kieuwen in wormen, door bewegingen van het individu zoals uitgevoerd door haaien, of door de opercula in de botvis te pompen.

Gasuitwisseling vindt plaats door contactdiffusie tussen water en bloedvloeistof in de kieuwen.

Het meest efficiënte systeem wordt een tegenstroom genoemd, waarbij het bloed dat door de vertakte haarvaten stroomt, in contact komt met zuurstofrijk water. Er wordt een concentratiegradiënt geproduceerd die de toevoer van zuurstof door de kieuwplaten en hun diffusie in de bloedvloeistof toelaat, terwijl tegelijkertijd kooldioxide naar buiten diffundeert.

Als de stroming van water en bloed in dezelfde richting zou verlopen, zou dezelfde snelheid van zuurstofopname niet worden bereikt, omdat de concentraties van dit gas snel zouden klaren langs de kieuwmembranen..

Types (extern en intern)

De kieuwen kunnen verschijnen in het externe of interne deel van het organisme. Deze differentiatie is voornamelijk een gevolg van de mate van evolutie, het type habitat waar het zich ontwikkelt en de specifieke kenmerken van elke soort.

Externe kieuwen

De externe kieuwen worden meestal waargenomen in minder ontwikkelde soorten ongewervelde dieren en tijdelijk in de vroege stadia van de ontwikkeling van reptielen, omdat ze deze verliezen na het ondergaan van metamorfose.

Dit type kieuwen heeft bepaalde nadelen, ten eerste omdat het delicate appendages zijn die gevoelig zijn voor schaafwonden en roofdieren aantrekken. In organismen die beweging hebben, belemmeren ze hun voortbeweging.

In direct contact met de externe omgeving zijn ze meestal erg gevoelig en kunnen ze gemakkelijk worden beïnvloed door ongunstige omgevingsfactoren, zoals een slechte waterkwaliteit of door de aanwezigheid van giftige stoffen..

Als de kieuwen beschadigd zijn, is het zeer waarschijnlijk dat bacteriële, parasitaire of schimmelinfecties zullen optreden, die afhankelijk van de ernst tot de dood kunnen leiden..

Interne kieuwen

De interne kieuwen, omdat ze efficiënter zijn dan uitwendige kieuwen, komen voor in grotere waterorganismen, maar hebben verschillende niveaus van specialisatie afhankelijk van hoe de soort is geëvolueerd..

Deze bevinden zich meestal in camera's die ze beschermen, maar hebben stroming nodig die hen in staat stelt constant contact te hebben met de externe omgeving om te voldoen aan de uitwisseling van gassen..

De vissen ontwikkelden ook kalkafdekkingen genaamd opercula die de functie vervullen om de kieuwen te beschermen, fungeren als poorten die de stroming van water beperken en ook het water pompen.

belang

De kieuwen zijn fundamenteel voor het overleven van waterorganismen, omdat ze een onmisbare rol spelen voor de groei van cellen.

Naast ademhaling en een vitaal onderdeel van de bloedsomloop, kunnen ze bijdragen aan het voederen van bepaalde weekdieren, functioneren ze als excretiesystemen van toxische stoffen en reguleren ze verschillende ionen in organismen die zijn ontwikkeld als vissen..

Wetenschappelijke studies tonen aan dat personen die schade hebben geleden aan het vertakte ademhalingssysteem, een langzamere ontwikkeling hebben en kleiner zijn, meer vatbaar zijn voor infecties en soms ernstige verwondingen, het kan voorkomen tot de dood.

De kieuwen hebben aanpassingen aan de meest uiteenlopende habitats en omgevingsomstandigheden bereikt, waardoor het leven mogelijk is in praktisch anoxische ecosystemen..

Het niveau van specialisatie van de kieuwen is direct gerelateerd aan de evolutionaire fase van de soort, en ze zijn absoluut de meest efficiënte manier om zuurstof in aquatische systemen te verkrijgen.

referenties

1. Arellano, J. en C. Sarasquete. (2005). Histologische atlas van Senegalese tong, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Instituut voor mariene wetenschappen van Andalusië, geassocieerde eenheid van milieukwaliteit en pathologie. Madrid, Spanje 185 pp.
2. Bioinnova. De gasuitwisseling bij dieren en de gasuitwisseling in vissen. Innovatiegroep over lesgeven over biologische diversiteit. Hersteld van: innovabiologia.com
3. Cruz, S. en Rodríguez, E. (2011). Amfibieën en wereldwijde verandering. Universiteit van Sevilla. Opgehaald van bioscripts.net
4. Fanjul, M. en M. Hiriart. (2008). Functionele biologie van dieren I. XXI-eeuwse redacteuren. 399 pp.
5. Hanson, P., M. Springer en A. Ramírez. (2010) Inleiding tot aquatische macroinvertebrate groepen. Rev. Biol. Trop. Deel 58 (4): 3-37.
6. Hill, R. (2007). Vergelijkende dierfysiologie. Redactioneel Reverté. 905 pp.
7. Luquet, C. (1997). Branchiale histologie: respiratie, ionregulatie en zuur-base balans in de krab Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); met vergelijkende aantekeningen in Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Universiteit van Buenos Aires. 187 pp.
8. Roa, I., R. Castro en M. Rojas. (2011). Vervorming van kieuwen in zalmachtigen: macroscopische, histologische, ultrastructurele en elementanalyse. Int. J. Morphol. Deel 29 (1): 45-51.
9. Ruppert, E. en R. Barnes. (1996). Zoölogie van ongewervelden. McGraw - Inter-Amerikaanse heuvel. 1114 pp.
10. Torres, G., S. González en E. Peña. (2010). Anatomische, histologische en ultrastructurele beschrijving van de tilapia-kieuw en lever (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Deel 28 (3): 703-712.