Fagstoff

Gassutveksling i vatn

Publisert: 11.03.2013, Oppdatert: 04.08.2017
Larve av småsalamander

Oksygeninnhaldet i vatn er svært lågt samanlikna med oksygeninnhaldet i luft. Vatn har òg ein mykje høgare tettleik enn luft og er derfor meir energikrevjande å få forbi respirasjonsorgana. Dette gjer at mange vasslevande dyr har utvikla respirasjonsorgan der gassutvekslinga er svært effektiv.

Rørorange manet med lange tentakler som svømmer i blått vann.Maneter har svært lågt oksygenforbruk. Diffusjonen av gassar går lett sidan dei cellene som bruker oksygen, ligg nært overflata. 

Rur – eit fastsitjande krepsdyr. Den vinkande foten med gjeller sørgjer både for gassutveksling og fangst av næring. 

 

Tre tunfisker i blått hav.foto.Enkelte beinfiskar, som blåfinna tunfisk (makrellstørje), og alle bruskfiskar, slik som hai, manglar pumpesystem. 

Motstraumsprinsippet (film). 

Tegning av gjeller med blod og vannstrøm.Motstraumsprinsippet: Blod og vatn strøymer motsett veg. Konsentrasjonen av oksygen vil heile tida vere litt høgare i vatnet enn i blodet.

Ikkje-spesialiserte respirasjonsorgan

Nokre av dei enklaste formene for utveksling av respirasjonsgassar finn vi hos små vasslevande dyr. Fleire av desse manglar spesialiserte respirasjonsorgan og har heller ikkje eit sirkulasjonssystem for transport av respirasjonsgassar.

Mikrroskopbilde av flatmark påtegnet piler som viser gassutveksling.Svært små dyr eller dyr med stor overflate i forhold til kroppsvolumet kan bruke den ytre huda til gassutveksling. Dette gjeld òg ein del virvellause dyr, for eksempel flatormar.Alle eincella dyr utvekslar respirasjonsgassar gjennom kroppsoverflata. For desse er diffusjon tilstrekkeleg for å forsyne kroppen med oksygen. Ei kuleform gir minst overflate i forhold til volum. Hos eit kuleforma dyr kan diffusjon av gassar fungere så lenge radien er mindre enn 1 mm. Flatormar løyser problemet ved å ha ei flat kroppsform som gir stor overflate i forhold til volumet.

Gassutveksling gjennom huda er òg tilstrekkeleg hos enkelte store dyr, for eksempel maneter, som har svært lågt oksygenforbruk. Maneter består av berre 1 prosent organisk materiale, mens vatn og salt utgjer resten av kroppsmassen.

Gjeller for gassutveksling

Dei fleste dyra som lever i vatn, har utvikla gjeller som respirasjonsorgan. Mange virvellause dyr har ytre gjeller som er i direkte kontakt med vatnet. For å skifte ut vatnet lagar dyra ein vasstraum rundt gjellene anten ved eigenrørsle eller ved rytmiske slag av små ciliar som trekkjer vatnet forbi gjellene.

Bildecollage med bilder av gjellelokk, gjellebuer og svelget hos en fisk. Alle fiskar har indre gjeller. Hos beinfiskar er gjellene verna av gjellelok. Fiskane tek opp vatn gjennom munnen for å skape ein vasstraum forbi gjellene. Mange beinfiskar fører vatnet over gjellene med ein pumpemekanisme som blir laga ved ei vekselvis rørsle av kjevane og gjelleloka.

Lite oksygen og stor motstand

Ei hovudutfordring for vasslevande dyr er at oksygenmengda er svært låg i vatn samanlikna med i luft. Ein liter luft inneheld 210 ml oksygen, mens ein liter vatn inneheld mindre enn 10 ml oksygen. I tillegg veg vatn 800 gonger meir enn luft og er derfor mykje tyngre å bevege gjennom respirasjonsorgana. Dette gjer at vasslevande dyr må ha svært effektive respirasjonsorgan for å ta opp oksygen.

Motstraumsprinsippet hos fisk

Fisk har løyst dette problemet med motstraumsprinsippet, der blodet og vatnet strøymer i kvar si retning over gjellene. Blodet tek opp oksygen frå vatnet ved diffusjon. Sidan straumen av blod og vatn går i kvar si retning, vil blodet heile tida møte vatn som har litt høgare konsentrasjon av oksygen. Derfor vil vatnet kontinuerleg gi frå seg oksygen til blodet.

Vann og blod møtes. Ved hjelp av motstraumsprinsippet kan opp mot 80 prosent av det tilgjengelege oksygenet overførast frå vatnet til blodet. Dersom straumen av blod og vatn går i same retning, vil diffusjonen etter kvart stoppe opp, og mindre oksygen vil då bli overført til blodet. Effekten av motstraumsprinsippet hos fiskar kan illustrerast ved at pattedyr berre tek opp 20–25 prosent av det oksygenet som er tilgjengeleg i lufta.

Oppgåver

Aktuelt stoff for

Relatert innhald

Fagstoff

Aktuelt stoff