GJELLER: EGENSKAPER, FUNKSJONER, TYPER OG VIKTIGHET - BIOLOGI - 2026

De gjellene eller gjellene er åndedrettsorganene akvatiske dyr, de har den funksjon av å gjennomføre utvekslingen av oksygen mellom individet og miljøet. De ser ut fra veldig enkle former i virvelløse dyr, til komplekse strukturer utviklet i virveldyr, som består av tusenvis av spesialiserte lameller som befinner seg inne i et gjellingsrom som er ventilert av en kontinuerlig strøm av vann.

Celler krever energi for å fungere, denne energien hentes fra nedbrytning av sukker og andre stoffer i den metabolske prosessen som kalles cellulær respirasjon. I de fleste arter brukes oksygen i luften til energi og karbondioksid blir utvist som avfall.

Grenbuer av en europeisk gjedde (Esox lucius). Av bruker: Uwe Gille, fra Wikimedia Commons Hvordan organismer utfører utveksling av gasser med omgivelsene deres påvirkes av både kroppens form og miljøet der den bor.

Vannmiljøer har mindre oksygen enn bakkemiljøer, og diffusjonen av oksygen er tregere enn i luft. Mengden oppløst oksygen i vann synker når temperaturen øker og strømmen synker.

Mindre utviklede arter krever ikke spesialiserte åndedrettsstrukturer for å oppfylle sine grunnleggende funksjoner. I større er det imidlertid viktig å ha mer komplekse utvekslingssystemer, slik at de kan dekke stoffskiftebehovet tilstrekkelig.

Gjellene finnes i virvelløse dyr og virveldyr, de kan være gjengeformede, laminære eller arborescent, utstyrt med mange kapillærkar, og vi observerer dem også internt eller eksternt.

Det er dyr som lever i littoralområdet, for eksempel bløtdyr og krabber, som er i stand til å puste aktivt med gjellene sine i vannet og i luften, så lenge de holdes fuktige. I motsetning til andre vannlevende organismer, som kveles når de forlater vannet til tross for rikelig med tilgjengelig oksygen.

Generelle egenskaper

Mengden oksygen som er til stede i luft er omtrent 21%, mens det i vann bare er 1% oppløst. Denne variasjonen tvang vannlevende organismer til å lage strukturer som gjeller, utelukkende beregnet på ekstraksjon av oksygen.

Gjellene kan være så effektive at de oppnår oksygenekstraksjonshastigheter på 80%, tre ganger høyere enn menneskets lunger fra luft.

Variasjon av akvatiske organismer

Disse åndedrettsorganene utviklet seg i et stort utvalg av vannlevende organismer. Vi kan finne forskjellige typer gjeller i bløtdyr, ormer, krepsdyr, pigghuder, fisk og til og med i krypdyr i visse faser av deres livssyklus.

Ulike former

Som en konsekvens varierer de veldig i form, størrelse, beliggenhet og opprinnelse, noe som resulterer i spesifikke tilpasninger hos hver art.

For de mer utviklede akvatiske dyrene bestemte økningen i størrelse og mobilitet et høyere oksygenbehov. En av løsningene på dette problemet var å øke arealet til gjellene.

Fisk har for eksempel et stort antall bretter som holdes atskilt fra hverandre av vannet. Dette gir dem en stor gassutvekslingsflate, som lar dem nå sin maksimale effektivitet.

Følsomme organer

Gjellene er veldig følsomme organer, utsatt for fysisk skade og sykdommer forårsaket av parasitter, bakterier og sopp. Av denne grunn anses de mindre utviklede gjellene generelt å være eksterne.

skader

Hos benete fisk får gjellene i møte med høye konsentrasjoner av kjemiske miljøgifter som tungmetaller, suspendert faststoff og andre giftige stoffer morfologiske skader eller skader som kalles ødem.

Disse forårsaker nekrose i gjellevevet, og i alvorlige tilfeller kan de til og med føre til død av organismen på grunn av endring av respirasjon.

På grunn av dette kjennetegn blir fiske gjeller ofte brukt av forskere som viktige biomarkører for forurensning i vannmiljøer.

Egenskaper

Gjellene, både for virvelløse dyr og virveldyrorganismer, er å utføre prosessen med gassutveksling av individet med vannmiljøet.

Fordi tilgjengeligheten av oksygen er mindre i vann, må vannlevende dyr jobbe hardere for å fange opp et visst volum oksygen, noe som representerer en interessant situasjon, siden det betyr at mye av oksygenet som blir oppnådd vil bli brukt i jakten på nye oksygen.

Mennesket bruker 1 til 2% av stoffskiftet når de er i ro for å ventilere lungene, mens fisk i ro trenger omtrent 10 til 20% for å ventilere gjellene.

Gjellene kan også utvikle sekundære funksjoner hos visse arter, for eksempel i noen bløtdyr ble disse modifisert for å bidra til fangst av mat, siden de er organer som kontinuerlig filtrerer vann.

I forskjellige krepsdyr og fisk gjennomfører de også den osmotiske reguleringen av konsentrasjonen av stoffer som er tilgjengelige i miljøet i forhold til kroppen, og finner tilfeller de er ansvarlige for å utskille giftige elementer.

I hver type vannlevende organismer har gjellene en spesiell funksjon, som avhenger av evolusjonsgraden og luftveiene.

Hvordan fungerer de?

Generelt fungerer gjellene som filtre som fanger oksygen O _{2 som} finnes i vannet, essensielt for å oppfylle dens vitale funksjoner, og bortvise avfallet karbondioksid CO ₂ som er til stede i kroppen.

For å oppnå denne filtreringen er det nødvendig med en konstant strøm av vann, som kan produseres ved bevegelse av de ytre gjellene i ormer, ved bevegelser av individet som utføres av haier, eller ved pumping av gjellene i benete fisk.

Gassutveksling skjer gjennom kontaktdiffusjon mellom vann og blodvæsken som finnes i gjellene.

Det mest effektive systemet kalles motstrøm, der blodet som strømmer gjennom grenkapillærene kommer i kontakt med oksygenrikt vann. Det produseres en konsentrasjonsgradient som lar oksygen komme inn gjennom gjellplatene og diffundere inn i blodomløpet, samtidig som karbondioksid diffunderer utenfor.

Hvis strømmen av vann og blod var i samme retning, ville ikke de samme oksygenopptakshastighetene oppnådd, fordi konsentrasjonene av denne gassen raskt ville utjevnes langs grenmembranene.

Typer (ekstern og intern)

Gjellene kan vises i den ytre eller indre delen av organismen. Denne differensieringen er hovedsakelig en konsekvens av graden av evolusjon, typen habitat der den utvikler seg og de spesielle egenskapene til hver art.

Utvendige gjeller

De ytre gjellene observeres hovedsakelig i lite utviklede arter av virvelløse dyr, og midlertidig i de første stadiene av utviklingen av krypdyr, siden de mister dem etter å ha gjennomgått metamorfose.

Meksikansk axolotl (Ambystoma mexicanum). Av Alexander Baranov fra Montpellier, Frankrike (.), Via Wikimedia Commons. Disse typene gjeller har visse ulemper, for det første fordi de er delikate vedheng, de er utsatt for skrubbsår og tiltrekker rovdyr. I organismer som har bevegelse, hindrer de sin bevegelse.

Når de er i direkte kontakt med det ytre miljø, er de vanligvis veldig mottagelige og kan lett påvirkes av ugunstige miljøfaktorer, for eksempel dårlig vannkvalitet, eller av tilstedeværelsen av giftige stoffer.

Hvis gjellene blir skadet, er det veldig sannsynlig at det vil oppstå bakterie-, parasitt- eller soppinfeksjoner, noe som avhengig av alvorlighetsgraden kan føre til død.

Innvendige gjeller

De indre gjellene, fordi de er mer effektive enn de eksterne, forekommer i større vannlevende organismer, men de har forskjellige nivåer av spesialisering avhengig av hvor utviklet arten er.

Disse er vanligvis lokalisert i kammer som beskytter dem, men de trenger strømmer som lar dem ha konstant kontakt med omgivelsene utenfor for å overholde utvekslingen av gasser.

Fisken utviklet også kalkholdige lokker kalt gjeller som tjener til å beskytte gjellene, fungerer som porter som begrenser vannstrømmen, og pumper også vannet.

Betydning

Gjellene er viktige for overlevelsen av vannlevende organismer, fordi de fyller en uunnværlig rolle for vekst av celler.

I tillegg til å puste og være en viktig del av sirkulasjonssystemet, kan de bidra til fôring av visse bløtdyr, fungere som utskillelsessystemer for giftige stoffer og være regulatorer for forskjellige ioner i organismer som utvikles som fisk.

Vitenskapelige studier viser at individer som har fått skade på det grene luftveiene, har tregere utvikling og er mindre i størrelse, er mer utsatt for infeksjon og noen ganger alvorlig skade, noe som kan føre til død.

Gjellene har oppnådd tilpasninger til de mest varierte naturtypene og miljøforholdene, noe som gjør det mulig å etablere liv i praktisk talt anoksiske økosystemer.

Spesialiseringsnivået på gjellene er direkte relatert til den evolusjonsfasen til arten, og de er definitivt den mest effektive måten å få oksygen i akvatiske systemer på.

referanser

1. Arellano, J. og C. Sarasquete. (2005). Histologisk atlas av den senegalesiske sålen, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Andalusian Institute of Marine Sciences, tilknyttet enhet for miljøkvalitet og patologi. Madrid Spania. 185 pp.
2. Bioinnova. Gassutveksling hos dyr og gassutveksling i fisk. Innovasjonsgruppe om undervisning i biologisk mangfold. Gjenopprettet fra: innovabiologia.com
3. Cruz, S. og Rodríguez, E. (2011). Amfibier og global forandring. Sevilla University. Gjenopprettet fra bioscripts.net
4. Fanjul, M. og M. Hiriart. (2008). Funksjonell biologi av dyr I. XXI århundre redaktører. 399 s.
5. Hanson, P., M. Springer og A. Ramírez. (2010) Introduksjon til gruppene av akvatiske makrovirvelløse dyr. Pastor Biol. Trop. Vol. 58 (4): 3-37.
6. Hill, R. (2007). Sammenlignende dyrefysiologi. Redaksjonell Reverté. 905 s.
7. Luquet, C. (1997). Grenhistologi: respirasjon, ionisk regulering og syre-base-balanse i krabaten Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); med komparative notater i Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Buenos Aires 'universitet. 187 pp.
8. Roa, I., R. Castro og M. Rojas. (2011). Gjeldedeformasjon hos laksefisk: makroskopisk, histologisk, ultrastrukturell og elementanalyse. Int. J. Morphol. Vol. 29 (1): 45-51.
9. Ruppert, E., og R. Barnes. (nitten nittiseks). Invertebrate zoologi. McGraw - Hill Interamericana. 1114 s.
10. Torres, G., S. González og E. Peña. (2010). Anatomisk, histologisk og ultrastrukturell beskrivelse av gjelen og leveren til tilia (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Vol. 28 (3): 703-712.