Gäl

Gälarna är andningsorganen hos vattenlevande djur

Vad är gälarna?

De gäl, O Agallas, är andningsorganen hos vattenlevande djur, som har funktionen att extrahera syre från vatten och utvisa koldioxid till miljön.

Mängden syre som finns i luften är cirka 21%, medan den i vattnet endast löses i en del av 1%. Denna variation tvingade vattenlevande organismer att utveckla gälar, uteslutande riktade mot syreuttag.

Gälarna finns i ryggradslösa djur och ryggradsdjur.

Det finns djur som bor i kustområdet, som blötdjur och krabbor, som kan andas aktivt med vatten och luftgälgar, så länge de förblir våta.

Till skillnad från resten av vattenlevande organismer, som kvävs när de lämnar vattnet trots överflödet av tillgängligt syre.

Gälens egenskaper

- Gälarna kan nå 80%syreutvinningsgrader, tre gånger över den i de mänskliga lungorna från luften.

- De finns i ett stort utbud av vattenlevande organismer: det finns olika typer av gälar i blötdjur, maskar, kräftdjur, echinoderms, fisk och till och med reptiler, i vissa faser av deras livscykel.

- De varierar mycket i form, storlek, plats och ursprung, vilket resulterar i specifika anpassningar i varje art.

- För de mest utvecklade vattenlevande djuren bestämde ökningen i storlek och rörlighet en större efterfrågan på syre. En av lösningarna på detta problem var ökningen i området för gälarna.

Fisk har till exempel ett stort antal veck som förblir åtskilda från varandra med vatten. Detta ger dem en stor gasformig utbytesyta, vilket gör att de kan uppnå sin maximala effektivitet.

Kan tjäna dig: occipucio: egenskaper, funktioner, missbildningar

- De är mycket känsliga organ, mottagliga för fysiska skador och sjukdomar orsakade av parasiter, bakterier och svampar. Av denna anledning anses det i allmänhet att mindre utvecklade gälar är externa.

- I benfisk, gälar, inför höga koncentrationer av kemiska föroreningar som tungmetaller, suspenderade fasta ämnen och andra toxiska ämnen, lider morfologisk skada eller lesioner som kallas ödem.

Dessa orsakar nekros i gillvävnaden, och i svåra fall kan de till och med producera djurets död på grund av andningens förändring.

På grund av denna karakteristik används fiskgälar ofta av forskare som viktiga föroreningsbiomarkörer i vattenlevande medier.

Gälens funktioner

Gasutbyte

Gälens huvudfunktion, för ryggradslösa och ryggradsorganismer, är att utföra individens gasformiga utbytesprocess med vattenmiljön.

Eftersom syretillgängligheten är lägre i vatten måste vattenlevande djur arbeta mer intensivt för att fånga en viss volym syre, vilket innebär att mycket av det erhållna syre kommer att användas i sökandet efter nytt syre.

Människan använder i vila 1 till 2% av sin ämnesomsättning för att uppnå ventilationen av lungorna, medan vilande fisk kräver cirka 10 till 20% för att utföra ventilationen av gälarna.

Sekundärfunktioner

Guts kan också utveckla sekundära funktioner i vissa arter, till exempel i vissa blötdjur modifierades de för att bidra till matupptagning, eftersom de är organ som kontinuerligt filtrerar vatten.

I olika kräftdjur och fisk genomför de den osmotiska regleringen av koncentrationen av ämnen som finns tillgängliga i miljön i förhållande till kroppen och hittar fall där de är ansvariga för utsöndring av giftiga element.

I varje typ av vattenlevande organisme har gälarna en viss funktion, som beror på utvecklingsgraden och andningsorganens komplexitet.

Hur fungerar gälarna?

I allmänhet fungerar gälar som filter som fångar syre (eller₂) som finns i vattnet och utvisa koldioxid (CO₂) som avfall.

Det kan tjäna dig: Systematisk anatomi: Historia, vilka studier, tekniker, metoder

För att uppnå denna filtrering krävs ett konstant vattenflöde, som kan produceras genom rörelser av de yttre gälarna i maskar, genom förskjutningar av individen, när hajarna presterar, eller genom pumpning av operationer i benfisken i benet fisk.

Utbytet av gaser sker genom kontaktdiffusion mellan vatten och blodvätska i gälarna.

Det mest effektiva systemet kallas motströmsflödet, där blodet som rinner genom gillkapillärerna kommer i kontakt med syrerika.

Det finns en koncentrationsgradient som tillåter införande av syre genom gillarken och dess diffusion i blodvätskan, samtidigt som koldioxiden utvisas utomlands.

Om flödet av vatten och blod var i samma riktning skulle samma syreuppsamlingsgrad inte uppnås, eftersom koncentrationerna av denna gas snabbt skulle matchas längs gillmembranen.

Typer av gälar

Gälarna kan förekomma på den yttre eller inre delen av organismen. Denna differentiering är en konsekvens främst av graden av evolution, av den typ av livsmiljö där den utvecklas och de speciella egenskaperna hos varje art.

Yttre gälar

Externa gälar observeras mestadels i lite utvecklade arter av ryggradslösa djur och tillfälligt i de tidiga faserna av reptilutvecklingen, eftersom de förlorar dem efter att ha lidit metamorfos.

Mexikansk ajolot (Ambystoma mexicanum). Källa: Wikimedia Commons

Dessa typer av gälar har vissa nackdelar: För det första, eftersom de är känsliga bilagor, är de benägna att skada och lockar rovdjur. I organismer som har rörelse, hindra deras rörelse.

När de är i direktkontakt med den yttre miljön är de vanligtvis mycket mottagliga och kan lätt påverkas av negativa miljöfaktorer, såsom dålig vattenkvalitet eller av närvaron av giftiga ämnen.

Kan tjäna dig: urin osmolaritet

Om gälarna är skadade är det mycket troligt att bakterie-, parasit- eller svampinfektioner kommer att inträffa, vilket beroende på tyngdkraften kan ge dödsfall.

Inre gälar

Interna gälar, eftersom de är mer effektiva än externa, presenteras i större vattenlevande organismer, men har olika nivåer av specialisering, beroende på hur utvecklad arten är.

Dessa är vanligtvis belägna i kameror som skyddar dem, men behöver strömmar som gör att de kan ha ständig kontakt med den yttre miljön för att möta gasutbytet.

Fisken utvecklade också kalkhaltiga tapas, kallade operculos, som uppfyller funktionen att skydda gälarna, fungera som grindar som begränsar vattenflödet och också pumpar vattnet.

Gälens betydelse

Gälarna är grundläggande för överlevnaden av vattenlevande organismer, eftersom de spelar en oumbärlig roll för celltillväxt.

Förutom att andas och vara en primär bit av cirkulationssystemet kan de bidra till utfodring av vissa blötdjur, fungera som utsöndringssystem för toxiska ämnen och vara reglerande av olika joner i organismer så utvecklade som fiskar som fiskar.

Vetenskapliga studier visar att individer som har lidit skador på Gill -andningssystemet, har en långsammare utveckling och är mindre, är mer benägna att drabbas av infektioner och i fall av allvarliga skador kan det inträffa fram till döden.

Gälarna har gjort anpassningar till de mest varierande livsmiljöerna och miljöförhållandena, vilket möjliggör livsanläggning i praktiskt taget anoxiska ekosystem (utan syre).

Specialiseringsnivån för gälarna är direkt relaterad till den evolutionära fasen av arten och är det mest effektiva sättet att få syre i vattenlevande system.

Referenser

1. Cruz, s. och Rodríguez, och. (2011). Amfibier och global förändring. Sevilla universitet. Hämtad från bioscript.netto
2. FanJul, m. och M. Hiriart (2008). Funktionell biologi hos djur och. 21st Century Editors.