42. Дыхание и кровообращение животных

Определения и обозначения

Дыхание животных — процесс, при котором организм получает кислород и выделяет углекислый газ. Кислород нужен клеткам для жизнедеятельности, а накопившийся углекислый газ необходимо удалять. Поэтому дыхание помогает организму поддерживать работу клеток.

Органы дыхания — части организма, через которые происходит газообмен, то есть обмен газами между организмом и средой. К ним относятся жабры, лёгкие и трахеи, а у некоторых животных газы проходят через поверхность тела. Разные органы позволяют получать кислород в разных условиях.

Кровообращение — движение крови или другой циркулирующей жидкости по организму. Такая жидкость может переносить вещества от одних частей тела к другим. Благодаря этому кислород и другие необходимые вещества достигают клеток.

Кровеносная система — органы и сосуды, по которым движется кровь. Она помогает переносить кислород к клеткам и углекислый газ от них. Работа этой системы особенно важна там, где одного прямого поступления кислорода к тканям недостаточно.

Как это устроено

Кислород необходим клеткам, потому что они используют его в своей жизнедеятельности. В результате работы организма образуется углекислый газ, избыток которого нужно вывести. Поэтому животному требуется не только получить кислород из окружающей среды, но и избавиться от ненужного газа.

Способ газообмена связан со средой, в которой живёт животное. В воде рыбы получают растворённый кислород с помощью жабр, а наземные животные используют кислород воздуха. Для этого у них могут быть лёгкие, трахеи или участки поверхности тела, через которые проходят газы.

Строение органа дыхания помогает животному обмениваться газами именно в его условиях. Например, жабры имеют тонкие поверхности, соприкасающиеся с водой, поэтому газам легче проходить между водой и организмом. На суше нужны другие приспособления, обеспечивающие газообмен с воздухом.

После газообмена кислород должен добраться до клеток. У многих животных его переносит кровь или другая циркулирующая жидкость, которая движется по организму. У насекомых путь другой: кислород поступает к тканям по разветвлённым трахеям.

Органы дыхания и кровеносная система выполняют разные задачи, но часто работают согласованно. Первые обеспечивают поступление кислорода и выделение углекислого газа при обмене с окружающей средой. Вторая помогает переносить газы между органами дыхания и клетками, если животное использует для этого кровь.

Дыхание и перенос газов у животных

В таблице сравниваются органы дыхания животных и способы доставки кислорода к клеткам. Сначала определите среду газообмена, затем проследите, переносит ли кислород кровь или он поступает по трахеям. Так легче заметить, что единого способа дыхания у всех животных нет.

Разбор задач

Задача 1. Назовите орган дыхания рыбы и укажите, откуда она получает кислород. Нужно связать орган дыхания со средой обитания животного. Не следует путать кислород воды с кислородом воздуха.

1. Определяем среду обитания рыбы: она живёт в воде. Значит, газообмен происходит при соприкосновении организма с водой. Это помогает выбрать подходящий орган дыхания.
2. Называем этот орган: у рыб газообмен происходит с помощью жабр. Жабры позволяют получать кислород, растворённый в воде. Следовательно, рыба получает кислород не прямо из воздуха.

Ответ: орган дыхания рыбы — жабры; кислород она получает из воды.

Задача 2. Сравните дыхание насекомого и млекопитающего: назовите органы дыхания и объясните, как кислород достигает клеток. Сравнивать нужно не только органы, но и путь кислорода внутри организма. У этих животных он устроен по-разному.

1. У насекомого органами дыхания служат трахеи — разветвлённые трубочки. По ним воздух проходит внутрь тела. Кислород поступает близко к клеткам, а кровь не переносит его так, как у млекопитающих.
2. У млекопитающего газообмен происходит в лёгких. Оттуда кислород попадает в кровь. Кровь переносит его к клеткам, а углекислый газ направляется обратно к лёгким.

Ответ: у насекомого кислород идёт по трахеям прямо к тканям, а у млекопитающего его к клеткам переносит кровь из лёгких.

Задача 3. У животного есть лёгкие и кровеносная система. Проследите путь кислорода от внешней среды до клеток и углекислого газа обратно. Чтобы не перепутать направление, начните с вдохнутого воздуха и двигайтесь по цепочке. Затем проследите обратный путь углекислого газа.

1. Кислород из воздуха попадает в лёгкие. Там он переходит в кровь. Так газообмен связывает внешнюю среду с кровеносной системой.
2. Кровь движется по организму и доставляет кислород к клеткам. Клетки используют его для жизнедеятельности. При этом образуется углекислый газ.
3. Углекислый газ переходит из клеток в кровь и переносится к лёгким. В лёгких он попадает в воздух. Затем организм удаляет его наружу при выдохе.

Ответ: кислород проходит из воздуха через лёгкие в кровь, а затем к клеткам; углекислый газ идёт от клеток через кровь к лёгким и удаляется при выдохе.

Типичные ошибки

Считать, что дыхание — это только вдох и выдох. Так думают, потому что дыхание заметно по движениям грудной клетки. Но газообмен происходит не только между организмом и средой: газы обмениваются также между кровью и клетками. Проверка: проследите, что происходит с кислородом после его попадания в организм.

Путать органы дыхания разных животных. Например, можно ошибочно назвать жабры органом дыхания насекомого. Это случается, если запомнить органы без связи со средой и группой животного. Проверка: для рыбы назовите жабры, а для насекомого — трахеи.

Полагать, что кровь у всех животных переносит кислород одинаково. Часто это переносят на всех животных по примеру человека и других млекопитающих. Однако у насекомых кислород поступает близко к клеткам по трахеям. Проверка: выясните, какой путь кислорода характерен для конкретной группы.

Считать дыхательную и кровеносную системы одной системой. Их легко спутать, потому что они могут участвовать в переносе газов. Но органы дыхания обеспечивают газообмен, а кровеносная система переносит вещества по организму. Проверка: спросите себя, где газ обменивается со средой и каким путём он движется к клеткам.

Связь с другими темами

Для понимания дыхания нужно знать, что клеткам требуются вещества и кислород, а в организме образуются продукты жизнедеятельности. Тема связана со средой обитания и приспособлениями животных: строение органов дыхания помогает понять, как они получают кислород в воде или на суше. Позже эти знания пригодятся при изучении строения и работы систем органов животных и человека.

Что запомнить

• Кислород нужен клеткам для жизнедеятельности.
• При газообмене организм получает кислород и выделяет углекислый газ.
• У разных животных органы дыхания различаются.
• Жабры обеспечивают газообмен в воде.
• Кислород к клеткам может переноситься кровью или поступать по трахеям.
• Дыхательная и кровеносная системы могут работать согласованно.