Fagstoff

Gassutveksling i vann

Publisert: 11.03.2013, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Larve av småsalamander

Oksygeninnholdet i vann er svært lavt sammenlignet med oksygeninnholdet i luft. Vann har også en mye høyere tetthet enn luft og er derfor mer energikrevende å bevege forbi respirasjonsorganene. Dette gjør at mange vannlevende dyr har utviklet respirasjonsorganer hvor gassutvekslingen er svært effektiv.

Rørorange manet med lange tentakler som svømmer i blått vann.Maneter har svært lavt oksygenforbruk. Diffusjon av gasser går lett siden de cellene som forbruker oksygen, ligger nært overflaten.      

 

 

Rur – et fastsittende krepsdyr. Den vinkende foten med gjeller sørger både for gassutveksling og fangst av næring.

 

 

 

 

Tre tunfisker i blått hav.foto.Enkelte beinfisker, som blåfinnet tunfisk (makrellstørje), og alle bruskfisker slik som hai, mangler pumpesystem.     

 

 

 

Motstrømsprinsippet (film). 

 

 

 

Tegning av gjeller med blod og vannstrøm.Motstrømsprinsippet: Blod og vann strømmer motsatt vei. Konsentrasjonen av oksygen vil hele tiden være litt høyere i vannet enn i blodet.  

 

Ikke-spesialiserte respirasjonsorganer

Noen av de enkleste formene for utveksling av respirasjonsgasser finnes hos små vannlevende dyr. Flere av disse mangler spesialiserte respirasjonsorganer og har heller ikke et sirkulasjonssystem for transport av respirasjonsgasser.

Mikrroskopbilde av flatmark påtegnet piler som viser gassutveksling.Svært små dyr eller dyr med stor overflate i forhold til kroppsvolumet kan bruke den ytre huden til gassutveksling. Dette gjelder også en del virvelløse dyr, for eksempel flatormer.Alle encellede dyr utveksler respirasjonsgasser gjennom kroppsoverflaten. For disse er diffusjon tilstrekkelig for å forsyne kroppen med oksygen. En kuleform gir minst overflate i forhold til volum. Hos et kuleformet dyr kan diffusjon av gasser fungere så lenge radien er mindre enn 1 mm. Flatormer løser problemet ved å ha en flat kroppsform som gir stor overflate i forhold til volumet.

Gassutveksling gjennom huden er også tilstrekkelig hos enkelte store dyr, for eksempel maneter, som har svært lavt oksygenforbruk. Maneter består av kun 1 prosent organisk materiale, mens vann og salter utgjør resten av kroppsmassen.

Gjeller for gassutveksling

De fleste vannlevende dyr har utviklet gjeller som respirasjonsorgan. Mange virvelløse dyr har ytre gjeller som er i direkte kontakt med vannet. For å skifte ut vannet lager dyrene en vannstrøm rundt gjellene enten ved egenbevegelse eller ved rytmiske slag av små cilier som trekker vannet forbi gjellene.

Bildecollage med bilder av gjellelokk, gjellebuer og svelget hos en fisk. Alle fisker har indre gjeller. Hos beinfisker er gjellene beskyttet av gjellelokk. Vann tas opp gjennom munnen for å skape en vannstrøm forbi gjellene. Mange beinfisker fører vannet over gjellene med en pumpemekanisme som skapes ved vekselvis bevegelse av kjever og gjellelokk.

Lite oksygen og stor motstand

En hovedutfordring for vannlevende dyr er at mengden oksygen er svært lav i vann sammenlignet med i luft. En liter luft inneholder 210 ml oksygen, mens en liter vann inneholder mindre enn 10 ml oksygen. I tillegg veier vann 800 ganger mer enn luft og er derfor mye tyngre å bevege forbi respirasjonsorganene. Dette gjør at vannlevende dyr må ha svært effektive respirasjonsorganer for å ta opp oksygen.

Motstrømsprinsippet hos fisk

Fisk har løst dette problemet med motstrømsprinsippet hvor blod og vann strømmer i hver sin retning over gjellene. Blodet tar opp oksygen fra vannet ved diffusjon. Siden strømmen av blod og vann går i hver sin retning, vil blodet hele tiden møte vann som har litt høyere konsentrasjon av oksygen. Derfor vil vannet kontinuerlig avgi oksygen til blodet.

Vann og blod møtes. Ved hjelp av motstrømsprinsippet kan opp mot 80 prosent av det tilgjengelige oksygenet overføres fra vann til blod. Dersom strømmen av blod og vann går i samme retning, vil diffusjonen etter hvert stoppe opp, og mindre oksygen vil da bli overført til blodet. Effekten av motstrømsprinsippet hos fisker kan illustreres ved at pattedyr kun tar opp 20–25 prosent av det oksygenet som er tilgjengelig i luften.

Oppgaver

Aktuelt stoff for

Relatert innhold

Fagstoff

Aktuelt stoff