Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Суда тіршілік ететін организмдер пайдаланатын тыныс алу органы.
Respiratory organ used by aquatic organisms
Желбезек (/audio=En us gill. ogg//ɡ//ɪ//l/) – көптеген су организмдері судан еріген оттегіні алу және көмірқышқыл газын шығару үшін пайдаланатын тыныс алу органы. Кейбір түрлердің, мысалы, шөгіп жүретін крабтардың желбезектері ылғалды ұсталып тұрғанда құрлықта тыныс алуға бейімделген. Желбезектің микроскопиялық құрылымы сыртқы ортаға үлкен беттік аудан ұсынады. Бранхия (branchiae) – зоологтардың желбезектерге берген атауы (көне грек тілінен βράγχια). Сулық жәндіктерді қоспағанда, жіпшелер мен қабаттарда (ламеллалар) қан немесе дене сұйықтығы болады, одан газдар жұқа қабырғалар арқылы алмасады. Қан оттегіні дене мүшелерінің басқа бөліктеріне жеткізеді. Көмірқышқыл газы қаннан желбезек тіні арқылы суға өтеді. Денесінің әртүрлі бөліктерінде орналасқан желбезектер немесе желбезек тәрізді мүшелер, моллюскалар, қабықшалылар, жәндіктер, балықтар және қосмекенділер сияқты су жануарларының әртүрлі топтарында кездеседі. Жағалауда тіршілік ететін, мысалы, крабтар мен балшыққа шомылатын жануарлардың желбезек қуыстары бар, олардың көмегімен құрлықта болғанда еріген оттегіні пайдалана алады.
A gill (/audio=En us gill. ogg//ɡ//ɪ//l/) is a respiratory organ that many aquatic organisms use to extract dissolved oxygen from water and to excrete carbon dioxide. The gills of some species, such as hermit crabs, have adapted to allow respiration on land provided they are kept moist. The microscopic structure of a gill presents a large surface area to the external environment. Branchia (: branchiae) is the zoologists' name for gills (from Ancient Greek βράγχια). With the exception of some aquatic insects, the filaments and lamellae (folds) contain blood or coelomic fluid, from which gases are exchanged through the thin walls. The blood carries oxygen to other parts of the body. Carbon dioxide passes from the blood through the thin gill tissue into the water. Gills or gill like organs, located in different parts of the body, are found in various groups of aquatic animals, including mollusks, crustaceans, insects, fish, and amphibians. Semiterrestrial marine animals such as crabs and mudskippers have gill chambers in which they store water, enabling them to use the dissolved oxygen when they are on land.
Тарих
Гален балықтардың көптеген тесіктері (формина) бар екенін анықтады, олар газдарды өткізуге жеткілікті, бірақ судың өтуіне тым кішкентай. Плиний Ескі балықтардың жабырқақтары арқылы тыныс алатынын айтты, бірақ Аристотельдің басқаша пікірде болғанын атап өтті. "Бранхия" сөзі грек тіліндегі βράγχια ("жабырқалар") сөзінен шыққан, ол βράγχιον (жекеше түрі, қанатты білдіреді) сөзінің көпше түрі.
Galen observed that fish had multitudes of openings (foramina), big enough to admit gases, but too fine to give passage to water. Pliny the Elder held that fish respired by their gills, but observed that Aristotle was of another opinion. The word branchia comes from the Greek βράγχια, "gills", plural of βράγχιον (in singular, meaning a fin).
Функция
Көптеген микроскопиялық су жануарлары, сондай-ақ кейбір үлкен, бірақ белсенді емес жануарлар өздерінің бүкіл денесі арқылы жеткілікті мөлшерде оттегі сіңіре алады, сондықтан олар жабырқақсыз тыныс ала алады. Дегенмен, күрделі немесе белсенді су организмдеріне әдетте желбезек немесе желбезектер қажет. Көптеген омыртқасыздар, тіпті қосмекенділер газ алмасу үшін дене бетін де, желбезектерін де пайдаланады. Желбезектер әдетте ұлпаның жұқа талшықтарынан, ламеллалардан (пластиналардан), тармақтардан немесе беттік ауданын арттыру үшін тығыз бүгілген жіңішке, шоғырлы өскіндерден тұрады. Желбезектердің нәзік табиғаты оларды қоршаған судың қолдауымен мүмкін болады. Диффузияны жеңілдету үшін қан немесе басқа дене сұйықтығы тыныс алу бетімен тығыз байланыста болуы керек. Су ауадан 777 есе тығыз және 100 есе тұтқыр. Балық тыныстағанда, ол үнемі ауызға судың бір бөлігін алады. Содан кейін ол тамағының екі жағын біріктіріп, суды желбезек тесіктері арқылы өткізеді, осылай ол желбезектерден сыртқа шығады. Балықтардың желбезек жарықтары тимус бездерінің, қалқанша бездерінің, сондай-ақ эмбриональды тармақты қалталардан пайда болған көптеген басқа құрылымдардың эволюциялық алдындары болуы мүмкін.
Many microscopic aquatic animals, and some larger but inactive ones, can absorb sufficient oxygen through the entire surface of their bodies, and so can respire adequately without gills. However, more complex or more active aquatic organisms usually require a gill or gills. Many invertebrates, and even amphibians, use both the body surface and gills for gaseous exchange. Gills usually consist of thin filaments of tissue, lamellae (plates), branches, or slender, tufted processes that have a highly folded surface to increase surface area. The delicate nature of the gills is possible because the surrounding water provides support. The blood or other body fluid must be in intimate contact with the respiratory surface for ease of diffusion. Water is 777 times more dense than air and is 100 times more viscous. When a fish breathes, it draws in a mouthful of water at regular intervals. Then it draws the sides of its throat together, forcing the water through the gill openings, so it passes over the gills to the outside. Fish gill slits may be the evolutionary ancestors of the thymus glands, parathyroid glands, as well as many other structures derived from the embryonic branchial pouches.
Балық
Балықтың басының артында, балықтың екі жағында, жұтқыншақтың сыртқы ортамен байланысын қамтамасыз ететін бірнеше жарықтар орналасқан. Алғашқыда көптеген жарықтар болған, бірақ эволюция барысында олардың саны кеміп, қазіргі балықтардың көпшілігінде бес жұп, ең көп дегенде сегіз жарық кездеседі.
The gills of fish form a number of slits connecting the pharynx to the outside of the animal on either side of the fish behind the head. Originally there were many slits, but during evolution, the number reduced, and modern fish mostly have five pairs, and never more than eight.
Қылқанды балықтар
Акулалар мен шаяндарда әдетте дене сыртына тікелей ашылатын бес жұп жамбас тесігі болады, бірақ кейбір көне акулаларда алты жұп болады, ал кең мұрынды жеті жамбас акуласы осы санды асып түсетін жалғыз қаңқалы балық. Қабырғалас тесіктердің арасы қаңқалы жамбас доғасымен бөлінеді. Осы доғадан қаңқалы жамбас сәулесі шығып тұрады. Бұл жамбас сәулесі – жамбас жапырақшалары екі жағында орналасқан, жапырақшалар аралық бөлімшенің тірегі. Доғаның табаны сондай-ақ желбезтек тістерін де қолдауы мүмкін, бұл ірі қоқыстардың нәзік жамбастарға зақым келтіруін болдырмауға көмектесетін, жұтқыншақ қуысына шығатын өскіндер. Бірінші жамбас тесігінің арт жағында кішкентай тесік – спиракулум орналасқан. Онда құрылымы жағынан жамбасқа ұқсайтын, бірақ тек нағыз жамбастармен толыққан қанды ғана қабылдайтын кішкентай псевдожамбас бар. Көптеген акулалар жылдам жүзу арқылы ауызға және жамбастарға суды күштеп соғуға, яғни жамбас желдетуіне сенеді. Баяу қозғалатын немесе теңіз түбінде тіршілік ететін түрлерде, әсіресе конькилер мен шаяндар арасында, спиракулум үлкейіп, балық ауыз арқылы емес, осы тесік арқылы суды сорып тыныс алады. Керісінше, тұщы суда балықтың ішкі сұйықтықтарына қарағанда осмолиттердің мөлшері аз болады. Сондықтан тұщы судағы балықтар қанның оптималды осмолярлығын сақтау үшін, өздерінің жамбас ионоциттерін пайдаланып, қоршаған ортадан иондарды алуы керек.
Sharks and rays typically have five pairs of gill slits that open directly to the outside of the body, though some more primitive sharks have six pairs with the Broadnose sevengill shark being the only cartilaginous fish exceeding this number. Adjacent slits are separated by a cartilaginous gill arch from which projects a cartilaginous gill ray. This gill ray is the support for the sheet like interbranchial septum, which the individual lamellae of the gills lie on either side of. The base of the arch may also support gill rakers, projections into the pharyngeal cavity that help to prevent large pieces of debris from damaging the delicate gills. A smaller opening, the spiracle, lies in the back of the first gill slit. This bears a small pseudobranch that resembles a gill in structure, but only receives blood already oxygenated by the true gills. Most sharks rely on ram ventilation, forcing water into the mouth and over the gills by rapidly swimming forward. In slow moving or bottom dwelling species, especially among skates and rays, the spiracle may be enlarged, and the fish breathes by sucking water through this opening, instead of through the mouth. Conversely, fresh water contains less osmolytes than the fish's internal fluids. Therefore, freshwater fishes must utilize their gill ionocytes to attain ions from their environment to maintain optimal blood osmolarity.
Омыртқасыздар
Қабықшалылар, моллюскалар және кейбір су жәндіктерінің дене бетінде жапырақты жабырқақтар немесе табақша тәрізді құрылымдар болады. Әртүрлі типтегі және пішіндегі жабырқақтар – қарапайым немесе күрделі – бұрын өздігінен, тіпті бір жануарлар класының ішінде де дамыған. Полихеталық құрттардың сегменттерінде параподиялар орналасқан, олардың көпшілігі жабырқақтармен жабдықталған. Суда тіршілік ететін буынтық аяқтылардың жабырқақтары көбінесе өзгертілген қосалқы мүшелер болып табылады. Кейбір қабықшалыларда олар тікелей сумен жанасады, ал басқаларында жабын қуысының ішінде қорғалған. Атжалман крабтарында кітапша тәрізді жабырқақтар болады, олар сыртқы жалақтар, әрқайсысы көптеген жұқа жапырақша тәрізді мембраналардан тұрады. Екі жақ қабықты моллюскалар сияқты көптеген теңіз омыртқасыздары сүзгі арқылы қоректенеді. Газ алмасу үшін жабырқақтар арқылы су ағыны сақталады, сонымен бірге тағамдық бөлшектер сүзгіленеді. Бұл бөлшектер шырышқа жабысып, кірпікшелердің қозғалысымен ауызға жеткізілуі мүмкін. Теңіз жұлдыздары мен теңіз кірпісі сияқты эхинодермалардың тыныс алуы өте қарапайым жабырқақтардың – папулалардың көмегімен жүзеге асырылады. Дене бетіндегі бұл жұқа өскіндерде су жүйесінің дивертикулалары орналасқан. Су жәндіктерінің жабырқақтары трахеялық, бірақ ауа түтікшелері жабық, көбінесе жұқа сыртқы пластиналармен немесе диффузияға мүмкіндік беретін түбірлі құрылымдармен байланысқан. Бұл түтікшелердегі оттегі жабырқақтар арқылы жаңарудан өтеді. Құмырсқаның дернәсілінде тамақ жолының (ішек) артқы ұшының қабырғасы трахеялармен байып, ректальді жабын қызметін атқарады, ал ішекке сорылып, қайта шығарылатын су жабық трахеяларға оттегі жеткізеді.
Crustaceans, molluscs, and some aquatic insects have tufted gills or plate like structures on the surfaces of their bodies. Gills of various types and designs, simple or more elaborate, have evolved independently in the past, even among the same class of animals. The segments of polychaete worms bear parapodia many of which carry gills. Aquatic arthropods usually have gills which are in most cases modified appendages. In some crustaceans these are exposed directly to the water, while in others, they are protected inside a gill chamber. Horseshoe crabs have book gills which are external flaps, each with many thin leaf like membranes. Many marine invertebrates such as bivalve molluscs are filter feeders. A current of water is maintained through the gills for gas exchange, and food particles are filtered out at the same time. These may be trapped in mucus and moved to the mouth by the beating of cilia. Respiration in the echinoderms (such as starfish and sea urchins) is carried out using a very primitive version of gills called papulae. These thin protuberances on the surface of the body contain diverticula of the water vascular system. The gills of aquatic insects are tracheal, but the air tubes are sealed, commonly connected to thin external plates or tufted structures that allow diffusion. The oxygen in these tubes is renewed through the gills. In the larval dragonfly, the wall of the caudal end of the alimentary tract (rectum) is richly supplied with tracheae as a rectal gill, and water pumped into and out of the rectum provides oxygen to the closed tracheae.
Пластрондар
Пластрон – кейбір сулы буынтық жануарлардың (көбінесе жәндіктердің) арасында кездесетін құрылымдық бейімделу түрі, атмосфералық оттегінің жұқа қабатын, трахеялық жүйеге жалғасқан спиракулалар деп аталатын кішкентай тесіктер бар аймақта сақтайтын, мүшелік емес жапырақшаның бір түрі. Пластрон әдетте денедегі су өткізбейтін қылшықтардың тығыз шоғырларынан тұрады, олар судың спиракулаларға енуіне кедергі келтіреді, сонымен қатар қабықшадан өсіп шыққан қабықшалар немесе микроскопиялық тік қырлар болуы мүмкін. Қаптаған ауа қабаты мен қоршаған су арасындағы физикалық қасиеттер, жәндік атмосфералық ауада болғандай, спиракулалар арқылы газ алмасуына мүмкіндік береді. Көмірқышқыл газы жоғары ерігіштігіне байланысты қоршаған суға сіңеді, ал оттегі ауа қабатына сіңеді, себебі тыныс алу арқылы қабаттағы концентрация төмендейді, ал азот кернеуі жоғарылағанда шығады. Оттегі ауа қабатына азоттан гөрі жылдам сіңеді. Дегенмен, егер суда қозғалыс болмаса, жәндікті қоршаған судың оттегісі азаюы мүмкін, сондықтан тыныш судағы көптеген жәндіктер өз денелері арқылы су ағынын белсенді түрде бағыттайды. Мүшелік емес жапырақша механизмі пластроны бар сулы буынтық жануарлардың су астында тұрақты қалуын қамтамасыз етеді. Мысалдарға Elmidae тұқымдасына жататын көптеген қоңыздар, сулы қоңыздар, Aphelocheiridae тұқымдасына жататын нағыз қоңыздар, сондай-ақ кем дегенде бір түрлі рицинулеид кенесі және әртүрлі кенелер жатады. Суға батып жүретін қоңырау жәндігі де осыған ұқсас механизмді қолданады, ол пластрон сияқты газ алмасатын су астындағы көпіршікті сақтайды. Басқа суға батып жүретін жәндіктер (мысалы, артқа жүзушілер және гидрофилид қоңыздары) ауа көпіршіктерін ұстап ала алады, бірақ оттегі тез азаяды, сондықтан оларды үнемі толықтыру қажет.
A plastron is a type of structural adaptation occurring among some aquatic arthropods (primarily insects), a form of inorganic gill which holds a thin film of atmospheric oxygen in an area with small openings called spiracles that connect to the tracheal system. The plastron typically consists of dense patches of hydrophobic setae on the body, which prevent water entry into the spiracles, but may also involve scales or microscopic ridges projecting from the cuticle. The physical properties of the interface between the trapped air film and surrounding water allow gas exchange through the spiracles, almost as if the insect were in atmospheric air. Carbon dioxide diffuses into the surrounding water due to its high solubility, while oxygen diffuses into the film as the concentration within the film has been reduced by respiration, and nitrogen also diffuses out as its tension has been increased. Oxygen diffuses into the air film at a higher rate than nitrogen diffuses out. However, water surrounding the insect can become oxygen depleted if there is no water movement, so many such insects in still water actively direct a flow of water over their bodies. The inorganic gill mechanism allows aquatic arthropods with plastrons to remain constantly submerged. Examples include many beetles in the family Elmidae, aquatic weevils, and true bugs in the family Aphelocheiridae, as well as at least one species of ricinuleid arachnid and various mites. A somewhat similar mechanism is used by the diving bell spider, which maintains an underwater bubble that exchanges gas like a plastron. Other diving insects (such as backswimmers, and hydrophilid beetles) may carry trapped air bubbles, but deplete the oxygen more quickly, and thus need constant replenishment.