动物呼吸系统的演化
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试述脊椎动物各类群呼吸系统结构特点与生理功能的进化历程脊椎动物是具有脊柱的一类动物,包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类等。
这些不同群体的脊椎动物在呼吸系统的结构特点和生理功能上有着相似和不同的进化历程。
鱼类是最早出现的脊椎动物,它们的呼吸器官主要是鳃。
鱼鳃的结构是一对一对交替排列的片状鳃弓,每一片上都有很多细小的鳃丝,用来进行气体交换。
水经过鱼的口腔和咽喉进入鳃腔,经过鳃丝与血液发生接触,氧气从水中进入血液,二氧化碳从血液中释放到水中。
随着陆地的演化,鱼类的后裔逐渐进化为两栖类,它们同时具备了水生和陆生的生活方式。
两栖类具有肺和鳃两种呼吸器官。
在水中呼吸时,两栖类通过呼吸道将水引入肺部,通过肺部冲洗骨质的绒毛状突起,实现气体交换。
在陆地呼吸时,两栖类使用肺呼吸空气。
这说明,两栖类的呼吸系统是在原有的鳃呼吸系统基础上进化而来的。
爬行类是从两栖类进化而来的,他们的呼吸系统有了一定的改变。
爬行类的肺部中有更多肺泡,表面积更大,这样可以增加氧气扩散进入血液的速度。
爬行类也具备部分美洲鳄类和一些大型陆龟等爬行类动物能够通过皮肤呼吸,进一步提高了生物体对氧气的吸收。
鸟类是爬行类的后裔,它们的呼吸系统具有更高的效率和适应性。
鸟类的肺部结构特殊,有许多气囊与肺相连。
这些气囊使鸟能够在呼气时将气体从肺部推入气囊,再通过吸气时将气体从气囊进入肺部,实现了气体在呼吸系统中的循环,从而使氧气浓度更高,二氧化碳浓度更低。
此外,鸟类的气囊还起到轻身和发声的作用。
哺乳类是鸟类的后裔,它们进一步改进了呼吸系统。
哺乳类的肺部内部有很多细小的囊泡,叫做肺泡。
肺泡的壁薄而丰富血管,具有较大的表面积。
哺乳类的呼吸是通过肌肉组织收缩和舒张来实现的。
肺泡内外的气体通过扩张和收缩的动作来实现交换。
哺乳类还具有膈肌,当膈肌收缩时,胸腔腔隙增大,气体通过负压进入肺部。
当膈肌松弛时,胸腔腔隙减小,气体被排出。
这种呼吸方式使哺乳类能够高效地利用氧气,维持高能量的代谢。
生物呼吸器官的进化趋势
生物呼吸器官的进化趋势主要表现为以下几个方面:
1. 呼吸器官的复杂化:随着生物体复杂性的增加,呼吸器官也越来越复杂。
从最简单的呼吸鳃到肺、气管等器官,生物呼吸器官的结构和功能逐渐增强。
2. 呼吸器官的适应环境的能力增强:不同生物生活在不同的环境中,呼吸器官会逐渐适应和优化以适应相应的环境。
例如,陆生动物的呼吸器官适应气体的相对稀薄和干燥,水生动物则适应水中的呼吸。
3. 呼吸器官的表面积增大:为了提高气体交换效率,呼吸器官的表面积逐渐增大。
例如,鱼类的鳃片、哺乳动物的肺泡等都有大量微小的表面结构,使得气体与血液的接触面积增大。
4. 呼吸系统的有效利用:呼吸器官逐渐演化出一系列特化结构,例如鱼类的鳃盖、鸟类的气囊,用于增加呼吸系统的效率和容量。
5. 从水生到陆生呼吸器官的转变:随着生物从水生环境向陆地过渡,呼吸器官也经历了一系列的变化。
例如,最早的陆地生物使用皮肤进行呼吸,后来逐渐演化出肺等特化的陆生呼吸器官。
总的来说,生物呼吸器官的进化趋势是向着更加复杂、高效地适应环境并进行气
体交换的方向发展。
我们知道;几乎所有的动物都要从水环境或直接从空气中获取O2;同时释放生物氧化代谢产生的CO2;整个过程就是呼吸..那么这一节;我们要讲的是动物呼吸系统的演化;也就是从单细胞的原生动物到高等的哺乳动物;它们的整个呼吸系统是如何演变的:首先;我们来看原生动物;它是单细胞生物;所以只能靠细胞膜的表膜通过扩散作用得到O2;排除CO2..然后到多细胞海绵动物;2胚层腔肠动物;最原始的3胚层扁形动物;再到线虫动物;环节动物;由于这些动物个体小、扩散距离短;通过扩散就能满足气体交换的需要;因此;它们都是在体表进行呼吸;即皮肤呼吸..从软体动物开始出现了真正的鳃;水生种类用鳃呼吸;陆生种类用肺直接摄取空气中的氧;这个肺是外套膜内一定区域微血管密集形成的网..节肢动物的呼吸器官就形式多样了;小型节肢动物是靠体表进行气体交换;如水生剑水蚤zao、陆生蚜虫;水生种类用鳃虾、蟹或书鳃鲎hou;陆生种类用书肺蜘蛛或气管昆虫;昆虫的气管是体壁的内陷物;它的外端有气门和外界相通;内端在动物体内不断延伸;一再分支;直接与细胞接触;从而把氧气直接供应给组织..棘皮动物的呼吸系统不是很发达;主要通过皮鳃和管足完成..那么软体动物的鳃结构、肺结构也好;昆虫的气管结构也好;它们都没有呼吸的动力;气体交换都是靠扩散作用进行..接下来;我们再来看脊椎动物呼吸系统的情况:首先是水生动物;先来看圆口纲的七鳃鳗;顾名思义;即体表有七个外鳃孔;到软骨鱼一般有五对鳃裂直接裸露在外面;然后到硬骨鱼;出现了覆在鳃裂外面的鳃盖;它只有一个外鳃孔;即水从口进来;然后从外鳃孔出去;而软骨鱼呢;水从口进来;再从每一个鳃裂出去;这是他们的区别之一;那么另外一个区别呢就是软骨鱼的鳃间隔很发达;尤其是板鳃亚纲;可以直接达到体表;那么到了硬骨鱼;鳃间隔退化;鳃丝直接着生在鳃弓上面..为了更直观地认识鳃的演化;我们画个简单的模式图:这里是消化道;外面是皮肤;中间是肌肉层;中胚层..消化道向外突起;一直到皮肤这里打通;这就是七鳃鳗的一个鳃了;然后再打通一个;类似地;它就有七个鳃囊形;这是它的内鳃孔、鳃囊、外鳃孔;鳃丝着生在这上面;那中间这个部分叫什么呢对;是鳃间隔;然后到了硬骨鱼呢;鳃间隔退化;鳃丝直接着生在鳃弓上..为了看得更清楚一些;我们画另一个侧面的图;这是鳃弓;这是鳃间隔;上面着生鳃丝..中华鲟呢;鳃间隔退化不完全;还残余一点鳃间隔;鳃丝是这样着生的;然后到硬骨鱼;鳃间隔完全退化;鳃丝直接着生在鳃弓上面..这就是水生动物鳃的演变情况..到了陆生脊椎动物;都是用肺进行气体交换;我们从四个方面来看一下肺的演变:第一,肺的吸氧面积逐渐扩大两栖动物的肺是囊状的肺;里面分隔很少;它皮肤的表面积比肺的表面积要大;比例约为3:2;也就是说;皮肤呼吸的氧占了很大一部分;爬行动物的肺呈海绵状;呼吸面积进一步扩大;鸟类的肺是通透的气管系统;有复杂的支气管和微支气管;因此;鸟类的肺的吸氧面积是非常大的;到了哺乳动物;气管系统不再是通透的;它的盲端是肺泡;肺泡有上亿个;所以哺乳动物肺的吸氧面积充分扩大;吸氧面积的逐渐扩大和动物新陈代谢的逐渐提高有关系..第二;呼吸结构、功能日趋完善两栖动物是靠口咽腔底部升降来决定空气进出;这种呼吸方式为咽式呼吸;到爬行动物出现了胸廓;通过肋间肌的收缩改变胸腔体积;从而产生呼吸运动;称为胸式呼吸;鸟类出现了双重呼吸;这是鸟类适应飞翔生活的一种特有呼吸方式;它是由于薄bao膜气囊的出现;使鸟类飞行过程中;吸气和呼气的时候都能进行气体交换;然后到了哺乳动物;胸廓出现了横膈膜、膈肌;膈肌收缩产生的呼吸运动为腹式呼吸;静止时;主要进行的是腹式呼吸;运动时;肋间肌也会收缩;从而呼吸加强;所以哺乳动物是胸腹式呼吸..第三;呼吸道和消化道逐渐分开我们知道;鱼类;它的呼吸道和消化道是没有分开的;它只有外鼻孔;到了两栖类;呼吸道和消化道在口腔处交叉;并且有了内鼻孔;接着爬行类、鸟类、哺乳类形成次生腭;内鼻孔后移;呼吸道和消化道完全分开..第四;呼吸道分化日趋完善爬行动物首次出现支气管;进一步分化成左右支气管;到鸟类直接分化成三级支气管、微支气管进行气体交换..呼吸道进一步分化;使发声器官更高级更完备..这就是动物呼吸系统的演化..。
动物的生活方式及呼吸系统的演化动物的生活方式及呼吸系统的演化(风景线?)本文将依据动物界的主要进化分类概括说明。
原生动物门生活方式:营养类型分-为光合自养类型(植物性营养)、吞噬性营养(动物性营养)、腐生性营养三类。
- 呼吸系统还未形成,因为是单细胞,只能通过扩散作用得到氧气。
海绵动物们-生活方式:独特的水沟系统,使食物颗粒流进体内被领鞭毛细胞吞噬,在包内形成食物泡,进行包内消化吸收,以及靠水沟系统排除体内残渣及代谢废物。
-呼吸系统: 也依赖于水沟系统进行呼吸作用,但基本无组织分化,所以没有呼吸系统的形成,只能靠扩散作用得氧。
腔肠动物门-生活方式:分为固着生活、漂浮生活,两者存在世代交替的现象,即水螅型与水母型同时存在。
-呼吸系统: 腔肠动物借体壁细胞和溶于水中的氧进行气体交换,任没有呼吸系统的形成。
扁形动物门-生活方式:生活的种类广泛分布在海洋和淡水中,少数在陆地有的寄生在体表,有的寄生在宿主体的潮湿土壤中生活,大多数为寄生生活,内。
-呼吸系统; 呼吸靠体表借渗透作用从水中获得氧气,没有呼吸系统。
线虫动物门-生活方式: 线虫分布在海洋、淡水和土壤中,数量巨大。
除自由生活外,还有寄生在动物体内的,对家畜的健康造成危害,也使植物减产。
体细胞的数目是恒定的。
-呼吸系统: 线虫没有呼吸器官,自由生活的线虫借体表从外界吸收氧气,同时把二氧化碳排出体外。
寄生的线虫可行厌氧呼吸。
软体动物门-生活方式: 一般认为原始的软体动物出现在前寒武纪,生活在浅海。
-呼吸系统:软体动物出现了呼吸器官,靠鳃、外套膜或外套膜形成的“肺”进行呼吸环节动物门-生活方式:环节动物在海洋、淡水、土壤中,甚至陆地上都有分布。
身体细长,多呈圆柱形,是动物界中已知的身体最早分节的动物,既有自由游泳的,又有爬行的种类。
-呼吸系统: 有了闭管式循环系统,血液中具有血种呼吸色素,有的种类同时具有1 种或2 种红蛋白、血绿蛋白、蚯蚓血红蛋白3呼吸色素,可以更高效。
两栖动物呼吸器官形态适应演化过程两栖动物是一类生活在陆地和水中两个不同环境中的动物。
为了适应这两种环境,它们必须拥有特殊的呼吸器官。
这些呼吸器官在形态上经历了演化过程,以适应不同的生活方式和环境。
在两栖动物的演化过程中,它们的呼吸器官经历了以下几个阶段的形态适应:第一阶段是皮肤呼吸型。
早期的两栖动物没有发肺,主要依靠皮肤进行呼吸。
皮肤呼吸型的两栖动物通常生活在潮湿的环境中,皮肤上有丰富的血管网,能够通过皮肤吸收氧气,并将二氧化碳排出体外。
然而,皮肤呼吸型的两栖动物对环境的依赖性较高,只能生活在湿润的环境中。
第二阶段是鳃呼吸型。
随着两栖动物进化的过程,一些物种逐渐发展出了鳃作为呼吸器官。
鳃位于头部两侧,通过水中的氧气进行呼吸。
这使得这些两栖动物能够在水中生活,但仍然需要依靠肺进行陆地上的呼吸。
鳃呼吸型的两栖动物包括蝾螈、娃娃鱼等。
第三阶段是发肺呼吸型。
发肺是两栖动物进化过程中最重要的呼吸器官形态适应。
发肺是一对位于胸腔内的肺器官,用于吸入空气并与血液进行氧气交换。
与鳃呼吸型相比,发肺呼吸型的两栖动物能够在陆地上更长时间地呼吸,并且不再依赖水中的氧气。
这使得它们能够在陆地上繁衍和生存。
然而,发肺呼吸型的两栖动物在生活史中仍然需要返回水中进行繁殖和产卵。
为了适应这一需求,它们发展出了肺和皮肤的双重呼吸系统。
在陆地上,它们主要通过肺进行呼吸;而在水中,它们主要依靠皮肤进行氧气的吸收和二氧化碳的排放。
这种双重呼吸系统使得两栖动物能够在陆地和水中进行自由的呼吸。
青蛙和蟾蜍是典型的发肺呼吸型两栖动物。
总的来说,两栖动物的呼吸器官形态适应经历了从皮肤呼吸型到鳃呼吸型再到发肺呼吸型的演化过程。
这一过程使得两栖动物能够在不同的环境中生活和繁衍。
通过皮肤、鳃和肺这些呼吸器官的适应演化,两栖动物成功地在陆地和水中找到了自己的生存之道。
这为它们的进化和生存奠定了基础,也是它们适应环境变化的关键能力。
哺乳动物的呼吸系统和气体交换哺乳动物作为一类高级生物,拥有复杂且高效的呼吸系统和气体交换机制。
它们通过呼吸系统将氧气吸入体内并将二氧化碳排出体外,以维持身体的正常代谢和生命活动。
本文将探讨哺乳动物呼吸系统的结构、气体交换的过程以及与其他动物的比较。
1. 呼吸系统的结构哺乳动物的呼吸系统主要包括鼻腔、喉咙、气管、支气管和肺部等器官。
当空气进入鼻腔时,经过喉咙和气管进入肺部。
支气管分为左右两支,细分为支气管和肺泡,这是气体交换的主要场所。
需要注意的是,不同种类的哺乳动物在呼吸系统的结构上会有一些差异。
2. 气体交换的过程气体交换是指在肺泡和血液之间的气体分子的扩散。
当空气从外部进入肺泡时,其中富含氧气。
氧气通过薄的肺泡壁扩散到毛细血管中,结合红细胞中的血红蛋白,形成氧合血红蛋白。
同时,二氧化碳从血液中经过肺泡壁扩散出来,通过呼吸道排出体外。
3. 哺乳动物与其他动物的比较相比于其他动物,哺乳动物的气管和支气管更加发达,肺部也更为复杂。
这使得哺乳动物能够更高效地吸收氧气和排出二氧化碳。
另外,哺乳动物的呼吸运动也相对较为复杂,通过肌肉的协调收缩和放松,使肺部实现充分的通风和气体交换。
4. 呼吸系统的适应性哺乳动物的呼吸系统具有很强的适应性。
例如,水生哺乳动物如鲸类和海豚拥有特殊的鼻孔结构,可以在水中呼吸。
沿革较长的陆地哺乳动物则具备更高的肺容量和更强的肺泡表面积,以适应更复杂和恶劣的环境条件。
总结:哺乳动物的呼吸系统和气体交换是一套复杂而精巧的生理机制,为其提供了充足的氧气和排除了废气,维持了其正常的生命活动。
这些适应性特征使得哺乳动物能够在不同的生态环境中存活和繁衍,并在进化的过程中获得了成功。
对于研究哺乳动物的生理学和生态学意义重大,也值得我们继续深入探索。
动物的呼吸系统动物体内的呼吸系统是维持其生命活动的重要组成部分,它能够将空气中的氧气吸入体内,并将体内产生的二氧化碳排出体外。
本文将介绍动物呼吸系统的结构、功能以及不同动物类群的呼吸适应性。
一、动物呼吸系统的结构和功能1. 呼吸系统的主要器官和组织动物的呼吸系统由多个器官和组织组成,主要包括鼻腔、咽喉、气管、支气管和肺。
不同的动物类群可能存在一些不同的特化结构,如鱼类的鳃、昆虫的气管系统等。
2. 气体交换和呼吸过程气体交换是呼吸系统最核心的功能之一,它发生在肺泡和毛细血管之间。
在呼吸过程中,动物通过鼻腔或嘴巴吸入空气,空气中的氧气通过气管、支气管进入肺泡,经过气体交换后,血液中的氧气被吸附,同时二氧化碳被释放到肺泡,最后通过排出体外。
3. 呼吸系统的调节动物的呼吸系统可以根据环境条件和身体需求进行调节。
例如,在运动时需要更多的氧气供应,呼吸频率和深度会增加。
另外,呼吸系统也与其他系统相互作用,如呼吸系统与循环系统之间的血氧含量调节。
二、不同动物类群的呼吸适应性1. 脊椎动物的呼吸适应性脊椎动物包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类,它们的呼吸系统在结构和功能上存在一些差异。
例如,鱼类通过鳃进行气体交换,两栖类在腮孔或肺泡进行气体交换,爬行类通过肺泡进行气体交换,鸟类有空气囊辅助呼吸,哺乳类通过肺泡进行气体交换。
2. 无脊椎动物的呼吸适应性无脊椎动物的呼吸系统也存在多样性。
例如,昆虫的气管系统利用气管将氧气直接输送给细胞,同时通过气管壁的扩张和收缩来实现气体交换。
其他无脊椎动物的呼吸方式可能包括通过皮肤、鳃或体表上的其他结构进行气体交换。
三、动物呼吸系统的进化动物的呼吸系统在进化过程中逐渐形成和改进。
最早的动物可能通过体表进行气体交换,后来发展出了一些专门的呼吸器官来适应更加复杂的环境。
例如,鱼类的鳃、昆虫的气管系统以及哺乳类的肺泡等都是在进化过程中的适应性演化。
总结:动物的呼吸系统在不同的类群中具有一定的适应性,并且在进化过程中逐渐形成和改进。
动物的呼吸作用与能量转换在神奇的自然界中,动物们展现出了各种各样令人惊叹的生命活动,而这些活动的背后都离不开一个关键的生理过程——呼吸作用与能量转换。
呼吸作用,简单来说,就是动物获取能量的重要方式。
对于我们常见的哺乳动物,比如猫、狗,它们通过肺部进行呼吸。
当空气被吸入肺部时,氧气会进入血液,随着血液循环被输送到身体的各个细胞。
细胞,是生命活动的基本单位,而在细胞内部,呼吸作用则在微观层面上悄然进行。
这个过程就像是一个精细而复杂的工厂流水线。
首先,葡萄糖等有机物质进入细胞,在一系列酶的催化作用下,逐步分解。
这一分解过程分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。
有氧呼吸是一种高效的能量获取方式。
在有充足氧气供应的情况下,葡萄糖会被彻底分解为二氧化碳和水,并释放出大量的能量。
想象一下,这就好比是一场熊熊燃烧的大火,能够产生巨大的热能。
这些能量被细胞捕获,并以一种叫做三磷酸腺苷(ATP)的分子形式储存起来。
ATP 就像是细胞的“能量货币”,可以随时被用于各种生命活动,比如肌肉的收缩、神经信号的传递、物质的合成等等。
然而,有时候氧气的供应可能不足,比如在剧烈运动时,动物的身体无法及时获得足够的氧气,这时候无氧呼吸就会登场。
无氧呼吸产生的能量相对较少,而且会产生乳酸等物质。
这也是为什么我们在剧烈运动后会感到肌肉酸痛,就是因为乳酸的积累。
再看看昆虫,它们的呼吸系统与哺乳动物有很大的不同。
昆虫通过气管系统进行气体交换。
空气直接通过细小的气管进入到组织和细胞中。
这种独特的呼吸方式适应了昆虫小巧而灵活的身体结构。
鸟类,作为空中的精灵,它们的呼吸方式则更加高效。
鸟类具有特殊的气囊结构,这使得它们在呼吸时能够实现双重呼吸,大大提高了氧气的摄取和利用效率,从而为它们在空中的飞行提供了强大的能量支持。
对于水生动物来说,呼吸方式又有了新的变化。
鱼类通过鳃来获取水中的氧气。
鳃丝上分布着丰富的毛细血管,当水流经过鳃时,氧气会透过鳃丝进入血液,同时二氧化碳排出体外。
动物各系统演化一、鱼类,两栖类,爬行类、鸟类和哺乳类的骨骼鱼类脊柱的分化程度很低,脊椎只有躯椎(trunk vertebra)和尾椎(caudal vertebra)两种。
躯椎附有肋骨(lib),尾椎特具脉弓,容易区分。
鱼类特有的双凹形(amphicoelous)椎体。
鱼类成对的附肢骨骼没有和脊柱发生联系,这是其骨骼系统的特点之一两栖类分颈椎(cervical vertebra)、躯干椎(trunk vertebra)、荐椎(sacral vertebra)和尾椎(cauda vertebra)。
具有颈椎和荐椎是陆生脊椎动物的特征。
颈椎1枚,又称为寰椎(atlas)躯干椎7-200枚,12-16枚(有尾两栖类),无尾两栖类最少为7枚,无肋骨。
椎体多为前凹型或后凹型。
少为双凹型。
荐椎1枚。
尾椎在无尾类中为1枚爬行类出现了枢椎、2枚荐椎。
寰椎与头骨的枕骨髁作关节,能与头骨一起在枢椎的齿状突上转动,从而使头部有了更大的灵活性。
与两栖动物的比较:两栖动物:颈椎(1枚)+体椎+荐椎(1枚)+尾椎爬行动物:颈椎(2枚)+胸椎+腰椎+荐椎(2枚)+尾椎有发达的肋骨,一部分胸椎的肋骨与胸骨形成羊膜动物特有的胸廓(throax),它与保护内脏器官和加强呼吸作用的机能密切相关蛇类不具有胸骨,其肋骨具较大的活动性,并借助皮肤肌支配腹鳞,以完成特殊的运动方式肩带有十字形上胸骨(而非胸骨的组成部分)四肢与身体长轴呈横出的直角相交,肩臼浅小。
故爬行动物在停息或爬动时都保持着腹部贴地的姿态。
鸟类鸟类的脊柱可分5区,即颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎。
颈长,颈椎数目较多。
颈椎的特点是活动性很大,其椎体呈马鞍型,称为异凹型椎体。
这种类型的椎体是鸟类所特有的,椎间关节活动性极大,鸟头能转动180°,某些鸮形目的鸟头甚至能转动270°。
胸椎5~6枚。
借硬骨质的肋骨与胸骨联结,构成牢固的胸廓。
肋骨不具软骨,而且借钩状突彼此相关连,十分牢固。
第三节呼吸系统2.3.1动物呼吸系统的演化1、无脊椎动物的呼吸系统低等无脊椎动物大多没有专门的呼吸器官,靠体表与外界环境进行气体交换。
高等的无脊椎动物,出现了多种专门行使呼吸功能的器官,由表皮演变而来。
2、脊椎动物的呼吸系统鱼类等水生脊椎动物用鳃呼吸。
陆生脊椎动物出现了专门的呼吸器官——肺。
两栖类的幼体在水中生活, 用鳃呼吸,大多数成体两栖类是用肺呼吸。
肺的结构简单,由于肺呼吸不完善,还需要皮肤呼吸加以辅助。
爬行类和哺乳动物,肺的结构出现蜂窝状的褶或肺泡。
鸟类的呼吸系统:具有发达的气囊系统,气囊与肺气管相通。
鸟类的呼吸方式为独特的双重呼吸,效率更高。
双重呼吸:无论是呼气还是吸气,空气都是按照一个方向连续进入肺部。
2.3.2人的呼吸系统的组成人的呼吸系统:由呼吸道和肺等器官组成,呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管及其分支。
上呼吸道:包括鼻、咽、喉下呼吸道:包括气管、支气管及其在肺内的各级分支。
肺是进行气体交换的器官,是呼吸系统中最重要的部分。
主要功能:进行气体交换,还包括发音、嗅觉等功能。
肺的结构:由肺实质和肺间质组成。
肺实质包括肺内的各级支气管和肺泡,间质包括结缔组织、血管、淋巴结和神经等。
肺的呼吸部是肺泡管和肺泡囊和肺泡。
肺泡:半球形的囊泡,是进行气体交换的基本结构单位。
2.3.3呼吸运动呼吸:机体与外界之间的气体交换过程,包括了吸气和呼气。
呼吸过程:外呼吸、气体在血液内运输和内呼吸。
外呼吸:外环境与血液在肺部进行的气体交换,包括肺通气和肺换气,肺通气是肺与外界环境之间的气体交换,肺换气是肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程。
内呼吸(组织呼吸):血液与组织之间进行的气体交换,也包括细胞内的生物氧化过程(细胞呼吸)。
呼吸运动:呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性的扩大和缩小。
胸式呼吸:由肋间肌舒张和收缩引起的呼吸动。
腹式呼吸:由横隔膜升降引起的呼吸动作。
事实上,一般人进行的是混合呼吸。
肺活量:尽力吸气之后,从肺内呼出的最大气体量。
我们知道,几乎所有的动物都要从水环境或直接从空气中获取O2,同时释放生物氧化代谢产生的CO2,整个过程就是呼吸。
那么这一节,我们要讲的是动物呼吸系统的演化,也就是从单细胞的原生动物到高等的哺乳动物,它们的整个呼吸系统是如何演变的:
首先,我们来看原生动物,它是单细胞生物,所以只能靠细胞膜的表膜通过扩散作用得到O2,排除CO2。
然后到多细胞海绵动物,2胚层腔肠动物,最原始的3胚层扁形动物,再到线虫动物,环节动物,由于这些动物个体小、扩散距离短,通过扩散就能满足气体交换的需要,因此,它们都是在体表进行呼吸,即皮肤呼吸。
从软体动物开始出现了真正的鳃,水生种类用鳃呼吸,陆生种类用肺直接摄取空气中的氧,这个肺是外套膜内一定区域微血管密集形成的网。
节肢动物的呼吸器官就形式多样了,小型节肢动物是靠体表进行气体交换,如水生剑水蚤(zao)、陆生蚜虫;水生种类用鳃(虾、蟹)或书鳃(鲎hou);陆生种类用书肺(蜘蛛)或气管(昆虫),昆虫的气管是体壁的内陷物,它的外端有气门和外界相通,内端在动物体内不断延伸,一再分支,直接与细胞接触,从而把氧气直接供应给组织。
棘皮动物的呼吸系统不是很发达,主要通过皮鳃和管足完成。
那么软体动物的鳃结构、肺结构也好,昆虫的气管结构也好,它们都没有呼吸的动力,气体交换都是靠扩散作用进行。
接下来,我们再来看脊椎动物呼吸系统的情况:首先是水生动物,先来看圆口纲的七鳃鳗,顾名思义,即体表有七个外鳃孔;到软骨鱼一般有五对鳃裂直接裸露在外面;然后到硬骨鱼,出现了覆在鳃裂外面的鳃盖,它只有一个外鳃孔,即水从口进来,然后从外鳃孔出去,而软骨鱼呢,水从口进来,再从每一个鳃裂出去,这是他们的区别之一;那么另外一个区别呢?就是软骨鱼的鳃间隔很发达,尤其是板鳃亚纲,可以直接达到体表,那么到了硬骨鱼,鳃间隔退化,鳃丝直接着生在鳃弓上面。
为了更直观地认识鳃的演化,我们画个简单的模式图:这里是消化道,外面是皮肤,中间是肌肉层,中胚层。
消化道向外突起,一直到皮肤这里打通,这就是七鳃鳗的一个鳃了,然后再打通一个,类似地,它就有七个鳃囊形,这是它的内鳃孔、鳃囊、外鳃孔,鳃丝着生在这上面,那中间这个部分叫什么呢?对,是鳃间隔;然后到了硬骨鱼呢,鳃间隔退化,鳃丝直接着生在鳃弓上。
为了看得更清楚一些,我们画另一个侧面的图,这是鳃弓,这是鳃间隔,上面着生鳃丝。
中华鲟呢,鳃间隔退化不完全,还残余一点鳃间隔,鳃丝是这样着生的,然后到硬骨鱼,鳃间隔完全退化,鳃丝直接着生在鳃弓上面。
这就是水生动物鳃的演变情况。
到了陆生脊椎动物,都是用肺进行气体交换,我们从四个方面来看一下肺的演变:
第一,肺的吸氧面积逐渐扩大
两栖动物的肺是囊状的肺,里面分隔很少,它皮肤的表面积比肺
的表面积要大,比例约为3:2,也就是说,皮肤呼吸的氧占了很大一部分;爬行动物的肺呈海绵状,呼吸面积进一步扩大;鸟类的肺是通透的气管系统,有复杂的支气管和微支气管,因此,鸟类的肺的吸氧面积是非常大的;到了哺乳动物,气管系统不再是通透的,它的盲端是肺泡,肺泡有上亿个,所以哺乳动物肺的吸氧面积充分扩大,吸氧面积的逐渐扩大和动物新陈代谢的逐渐提高有关系。
第二,呼吸结构、功能日趋完善
两栖动物是靠口咽腔底部升降来决定空气进出,这种呼吸方式为咽式呼吸;到爬行动物出现了胸廓,通过肋间肌的收缩改变胸腔体积,从而产生呼吸运动,称为胸式呼吸;鸟类出现了双重呼吸,这是鸟类适应飞翔生活的一种特有呼吸方式,它是由于薄(bao)膜气囊的出现,使鸟类飞行过程中,吸气和呼气的时候都能进行气体交换;然后到了哺乳动物,胸廓出现了横膈膜、膈肌,膈肌收缩产生的呼吸运动为腹式呼吸,静止时,主要进行的是腹式呼吸,运动时,肋间肌也会收缩,从而呼吸加强,所以哺乳动物是胸腹式呼吸。
第三,呼吸道和消化道逐渐分开
我们知道,鱼类,它的呼吸道和消化道是没有分开的,它只有外鼻孔;到了两栖类,呼吸道和消化道在口腔处交叉,并且有了内鼻孔;接着爬行类、鸟类、哺乳类形成次生腭,内鼻孔后移,呼吸道和消化道完全分开。
第四,呼吸道分化日趋完善
爬行动物首次出现支气管,进一步分化成左右支气管,到鸟类直
接分化成三级支气管、微支气管进行气体交换。
呼吸道进一步分化,使发声器官更高级更完备。
这就是动物呼吸系统的演化。
(学习的目的是增长知识,提高能力,相信一分耕耘一分收获,努力就一定可以获得应有的回报)。