Fagstoff

Gassutveksling i luft

Publisert: 19.03.2013, Oppdatert: 05.03.2017
Frostrøyk

Landlevande dyr har lett tilgang på oksygen. Det har derfor vore mogleg å utvikle ei høg hastigheit på stoffskiftet. Pattedyr og fuglar produserer så mykje varme at dei kan halde ved like ein stabil kroppstemperatur. Dette gjer at dei kan vere aktive sjølv når det er låge temperaturar i omgivnadene. 

Mange landlevande dyr lever i tørre område og må derfor spare på vatnet. For å redusere vasstapet har dei derfor utvikla respirasjonsorgan som ligg verna inne i kroppshola.

Tegnet snitt av et insekt med luftkanaler.Insekt har eit nettverk av trakear og trakeolar som fraktar gassar til og frå cellene.   

 

 

 Mikroskopbilde av trakeer hos et insekt.Trakear – mikroskopbilete. 

 

 

 

Gjennomlyst larve. Bildet viser nettverket av trakeer og trekeoler.Mikroskopbiletet av larven viser eit gult nettverk av trakear og trakeolar.    

 

 

 

Tegning av en urfisk med lunger på vei opp fra vannet.Overgangen frå eit liv i vatn til eit liv på land var eit sentralt trinn i utviklinga av virveldyra. Utviklinga av lunger var ein viktig føresetnad for at dette skulle skje.    

 

 

 

Tre lunger med ulik grad av forgreininger.Frå amfibium til krypdyr og til pattedyr aukar den indre overflata i lungene. Hos pattedyra blir bronkiane forgreina i stadig tynnare røyr. Desse endar til slutt i små blæreforma utposingar, alveolar, som har ein fasong som kan minne om drueklasar. Kvar av alveolane står i kontakt med eit blodkar.      

 

 

 

Fugl med påtgnet lunger og luftsekker.Luftsekker og lunger hos fuglar.  

 

Trakésystemet til insekta

Mange insekt er svært aktive og har eit høgt oksygenforbruk. For flygande insekt kan oksygenforbruket auke med 10 til 200 gonger når dei går frå kvile til aktivitet. Insekta har eit ope sirkulasjonssystem som ikkje er eigna for rask transport av oksygen til cellene.

Tverrsnitt av insekt og skjematisk tegning av trakeer.Trakear som respirasjonsorgan.Dette problemet er løyst ved at insekta har eit nettverk av tynne luftrøyr, trakear, som leier oksygen direkte til cellene og karbondioksid i motsett retning. Transporten av respirasjonsgassar hos insekt er derfor uavhengig av sirkulasjonssystemet.

Mikroskopbilde av spirakel hos en flue.Mikroskopbilete av spiraklar hos ei fruktfluge. Spiraklane kan opnast og lukkast for å regulere gassutvekslinga.Trakésystemet har forgreiningar til kvar enkelt celle i kroppen. Sjølve gassutvekslinga skjer i dei tynnaste forgreiningane som blir kalla trakeolar. Trakeolane er væskefylte og står i direkte kontakt med cellene. Trakésystemet dannar kontakt med lufta rundt insekta via små opningar i huda til insekta som blir kalla spiraklar.

Insektlarve i vann.Hos enkelte vasslevande insekt, som hos larvane til vassnymfer og døgnfluger, blir trakésystemet forgreina ut til vedheng på bakkroppen som fungerer som gjeller. For små insekt er diffusjon av oksygen i trakésystemet tilstrekkeleg for å dekkje oksygenbehovet cellene har.

Hos mange større insekt er det danna utposingar frå trakésystemet som blir kalla luftsekker. Rytmiske rørsler i desse luftsekkene medverkar til ein raskare transport av luft i trakésystemet og på den måten ei raskare gassutveksling.

Lungene hos virveldyr

I vatn er gjeller et svært effektivt organ for gassutveksling, men gjeller er ikkje eigna til gassutveksling i luft, der dei vil klappe saman på grunn av manglande oppdrift.

Skjematisk tegning av lunger og tverrsnitt av rev.Lunger som respirasjonsorgan.Både amfibium, krypdyr, pattedyr og fuglar har utvikla lunger. Lungene har ein svært rik blodtilførsel, og sirkulasjonssystemet sørgjer for transport av oksygen frå lungene til cellene i kroppen. Hos amfibium, krypdyr og pattedyr skjer det ein tovegs transport av luft inn og ut av lungene. Fuglar skil seg frå dei andre virveldyra ved at frisk luft strøymer gjennom lungene både under innanding og utanding.

Frå lita til stor indre overflate

Amfibium har små og enkle lunger med ei relativt lita indre overflate. Dette kan forklarast ved at amfibium har ei omfattande gassutveksling over huda som er tynn og fuktig. Hos dei andre gruppene av landlevande virveldyr er huda tjukkare og ikkje eigna for gassutveksling. Samanlikna med amfibium har lungene hos krypdyra eit større overflateareal for gassutveksling. Overflatearealet blir auka ved at den indre lungeoverflata dannar talrike innbuktingar.

Tegning av alveole og celle med gassutveksling til kapillærer.Gassutveksling i lunger og vev. 

I pattedyrlungene skjer all gassutveksling i alveolane. Alveolane dekkjer det meste av det indre lungevolumet og gir eit stort samla overflateareal for gassutveksling. Hos vaksne menneske kan det totale overflatearealet for gassutveksling i lungene vere opp mot 100 m2, som er om lag 50 gonger meir enn den totale hudoverflata.

Fuglar har lunger og luftsekker

Måke med bredt vingespenn i flukt over vannet.Gråmåse.Fuglar har svært effektive lunger som skil seg sterkt frå dei vi finn hos pattedyra. Dette er nødvendig sidan flyging krev eit stort oksygenforbruk. Lungene består av små røyr, parabronkiar, som tillèt at luft blir transportert i éi retning. På den måten kan frisk luft strøyme kontinuerleg gjennom lungene både under innanding og utanding. Måten luft og blod møtest på, gir ein liknande effekt som ved motstraumsprinsippet hos fisk. Dette gir ei meir effektiv overføring av oksygen frå luft til blod. Les meir

 

Lungene står i kontakt med ei rekkje tynnvegga luftsekker som fyller rommet mellom dei indre organa. Desse er organiserte i dei bakre og dei fremre luftsekkene. Det skjer inga gassutveksling i luftsekkene, men dei fungerer som blåsebelger for transport av luft gjennom lungene.

  1. Tre trinn av gassutveksling ved hjelp av luftsekker og lunger hos fugl.Gassutveksling hos fuglar.Under innanding strøymer luft inn i dei bakre luftsekkene.

  2. Under den påfølgjande utandinga blir lufta pressa frå dei bakre luftsekkene inn i lungene.

  3. Ved neste innanding strøymer lufta frå lungene inn i dei fremre luftsekkene samtidig som dei bakre luftsekkene blir fylte med ny frisk luft.

  4. Ved neste utanding strøymer luft frå dei fremre luftsekkene ut til luftrøyra og vidare ut til omgivnadene.

Dette gir ein einvegs transport av luft gjennom lungene. Det er nødvendig med to innandingar og to utandingar for å kunne transportere ei gitt luftmengd gjennom respirasjonssystemet til fuglane. Skjul

 

Oppgåver

Aktuelt stoff for

Relatert innhald

Fagstoff

Aktuelt stoff

Generelt