直接の呼吸は、臓器必要な呼吸なし、生き物と環境の細胞間で発生しています。つまり、ガス交換は膜を介して行われます。これらの生物では、酸素輸送は単純な拡散によって発生します。酸素は外の方が多いため、体内に拡散します。
直接呼吸は、血液拡散呼吸、気管呼吸、鰓呼吸、肺呼吸に加えて、いくつかのタイプの呼吸の1つです。これらは、環境から酸素を抽出するためのさまざまなメカニズムに従って、単純呼吸と複雑呼吸に分類されます。
呼吸は不随意のプロセスです。その主な機能は、体の細胞に酸素を送り、二酸化炭素を取り除くことです。すべての生物には、このプロセスを実行するメカニズムがあります。
すべての場合において、生物とその環境の間で発生するこのガス交換は、この交換を可能にする物理的プロセスである拡散によって行われます。
人間の場合、肺で拡散が起こり、スポンジやクラゲなどのより単純な生物の場合、体の表面全体に拡散します。
単細胞生物などの最も単純な生物は、ガスの移動と交換のための拡散に完全に依存しています。
これらの生物の複雑さが増すにつれて、細胞は細胞層から遠ざかり、環境とのガス交換が起こります。このようにして、拡散によってガスを取得して排除することがより困難になる。
直接呼吸または拡散呼吸
特殊な生物にはさまざまな機能を持つさまざまな細胞があるという事実にもかかわらず、1つの構造がすべての細胞に共通です：細胞膜または原形質膜。
この膜は、細胞の周りに一種の障壁を形成し、それらに出入りするすべてのものを調節します。
細胞膜の構造は非常に重要です。それは主に2枚のリン脂質とタンパク質で構成されており、通過するものを制御します。
リン脂質は、脂肪酸、アルコール（グリセロール）、リン酸基で構成される分子です。これらの分子は一定のランダムな動きをしています。
細胞膜は半透過性です。つまり、特定の小さな分子が細胞膜を通過できます。膜分子は常に動いているので、小さな分子が膜の片側から反対側に渡ることを可能にする一時的な開口部を形成することができます。
この一定の動きと、細胞内外の分子の不均衡な濃度により、分子が膜を横切って移動しやすくなります。
細胞内の物質は、細胞とその周囲との間の濃度レベルの決定にも役立ちます。
内部には、ほとんどが水で構成されたサイトゾルがあります。オルガネラや、炭水化物、タンパク質、塩などのさまざまな化合物。
酸素拡散
分子は濃度レベルを下回ります。つまり、その動きは、高濃度の領域から低濃度の領域に移動します。このプロセスはブロードキャストと呼ばれます。
酸素分子は十分に小さく、適切な条件下にあるため、細胞の原形質膜を通過できます。
ほとんどの生物は、細胞内で発生する化学反応に常に酸素を使用しています。これらの化学プロセスには、細胞呼吸とエネルギー生産が含まれます。
したがって、細胞内の酸素濃度は細胞外の酸素濃度よりもはるかに低くなります。したがって、分子は細胞の外側から内側に移動します。
同様に、細胞も環境よりも多くの二酸化炭素を生成するため、細胞内よりも細胞内の方が濃度が高くなります。
したがって、この二酸化炭素はセルの内側から外側に移動します。このガス交換は生存に不可欠です。
フィックの法則
人間のような特別な呼吸器官を持たない生物もいます。したがって、彼らは酸素を取り入れ、二酸化炭素を皮膚から排出しなければなりません。
この単純なガス交換を行うには、いくつかの条件が必要です。フィックの法則によれば、膜を通過する拡散の割合は、表面積、濃度差、距離に依存します。
したがって、彼らの体は薄くて長い（体積は少ないが表面積が多い）必要があります。さらに、それらは、交換を容易にする湿った粘性物質を分泌するはずです（肺にある粘液で起こるように）。
直接呼吸する生物
ピンワーム（線虫）、サナダムシ（扁形動物）、クラゲ（腔腸動物）、スポンジ（有孔虫）などの生物は、拡散によって呼吸し、呼吸器系を持たず、長くて薄い形状を持ち、常に粘液や粘液を分泌する傾向があります。
これらの生物の形と単純さのために、あなたの体の各細胞は外部環境に非常に近いです。そのセルは湿度が高く保たれているため、ガス拡散が直接行われます。
クラゲ
サナダムシは小さくて平らです。あなたの体の形は表面積と拡散の面積を増やし、体内のすべての細胞が酸素にアクセスするために外膜の表面に近いことを保証します。
これらの寄生虫が円筒形である場合、あなたの体の中心細胞は酸素を得ることができません。
最後に、酸素の取得と二酸化炭素の排出を可能にする拡散プロセスは、他の呼吸メカニズムと同様に受動的プロセスであることに注意してください。意識的に身体を動かしたり、制御したりすることはできません。
血液拡散による呼吸
より複雑な形の拡散には、より大きな変位を可能にする循環システムが組み込まれています。それは、酸素を表面の湿った層を通して血流に輸送することから成ります。
酸素が血液中に入ると、体全体に広がり、すべての細胞と組織に到達します。このシステムは、両生類、ワーム、ヒルなどで使用されています。
サナダムシと同様に、ミミズは円筒形ですが薄い本体で、表面積は多く、体積はほとんどありません。
さらに、上皮から粘液を分泌し、空気中の酸素を閉じ込めて溶解させることにより、上腕骨を維持します。
参考文献
- ビール、ローレン。"ワオ！ミミズの驚異。拡散によってミミズが呼吸できるようにする方法」2017年6月5日、sas.upenn.eduで取得。
- 科学の明確化（2017）。「呼吸-それがどのように機能するか」。2017年6月5日、scienceclarified.comから取得。
- レイヴン、P。、ジョンソン、GB（2002）生物学、第6版。マグロウヒル、ドゥビューク、11053-1070 pp。
- サイエンスエンサイクロペディア（2017）。」呼吸-外部呼吸」。2017年6月5日、science.jrank.orgから取得。
- 無限。「呼吸器系と直接拡散」。2017年6月5日、boundless.comから取得。