Περιεχόμενο
Η αναπνοή μετατρέπει την ενέργεια που αποθηκεύεται σε τρόφιμα που καταναλώνονται από έναν οργανισμό σε ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταβολικές διεργασίες που διατηρούν τη ζωή των οργανισμών. Η σημασία του αναπνευστικού συστήματος είναι κρίσιμη. οι οργανισμοί μπορούν να υπομείνουν πολλές μέρες χωρίς φαγητό και μερικές φορές λίγοι χωρίς νερό, αλλά δεν μπορούν να επιβιώσουν για περισσότερο από μερικά λεπτά αν διακοπεί η αναπνοή.
Τα φυτά αναπνέουν, αλλά κατά κύριο λόγο συμμετέχουν σε μια διαδικασία που ονομάζεται φωτοσύνθεση. Αυτό μοιράζεται τα χαρακτηριστικά με την αναπνοή, εκτός από τις αντίστοιχες χημικές αντιδράσεις που εκτελούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επειδή η αναπνοή και η φωτοσύνθεση αλληλοσυμπληρώνονται μεταξύ των οικοσυστημάτων των πλανητών, η αναπνοή είναι τόσο ζωτική για τα φυτά έμμεσα όσο και για τους οργανισμούς που στηρίζονται άμεσα στην αναπνοή.
Όργανα του αναπνευστικού συστήματος
Σε ανθρώπους και άλλα σπονδυλωτά, ο αέρας που περιέχει οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα ταξιδεύει μέσα και έξω από το σώμα μέσω της μύτης και του στόματος. Αφού περάσει στον φάρυγγα ή στη στοματική κοιλότητα, ο αέρας μετακινείται προς τα κάτω πέρα από την επιγλωττίδα, στον λάρυγγα και τελικά στην τραχεία ή την τραχεία. Η τραχεία χωρίζεται σε δύο κύριες βροχίδες, οι οποίες εισέρχονται στον δεξιό και αριστερό πνεύμονα. Τελικά, ο αέρας φτάνει στη λειτουργική μονάδα του πνεύμονα: στις κυψελίδες. Αυτοί είναι μικροσκοπικοί σάκοι με λεπτό τοίχωμα, τους οποίους το διοξείδιο του άνθρακα και το οξυγόνο μπορούν να διαχέονται στις επιφάνειες του. Το διοξείδιο του άνθρακα μετακινείται στις κυψελίδες από το αίμα που ρέει στους πνεύμονες, ενώ το οξυγόνο μετακινείται στην κυκλοφορία του αίματος.
Σε λιγότερο εξειδικευμένους οργανισμούς όπως οι σκουλήκια, η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος είναι απλούστερη. Τα αέρια μπορούν απλώς να διαχέονται στις εξωτερικές επιφάνειες του σώματος. Τα μέρη του αναπνευστικού συστήματος διαφέρουν μεταξύ των ζώων. Τα υδρόβια πλάσματα διαθέτουν σχισμές για την ανταλλαγή αερίων με νερό, ενώ τα έντομα περιέχουν ένα δίκτυο απλών τραχεών που μεταφέρουν αέρια απευθείας σε μεμονωμένα κύτταρα από την επιφάνεια του σώματος.
Βήματα στην Αναπνοή
Σε κυτταρικό επίπεδο, οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες και τα λίπη κατανέμονται σε μικρά μόρια όπως η γλυκόζη, η οποία υφίσταται γλυκόλυση. Σε αυτή τη διαδικασία, κάθε μόριο γλυκόζης έξι ατόμων άνθρακα αναλύεται σε μια σειρά βημάτων σε δύο μόρια πυροσταφυλικού τριών ατόμων άνθρακα, τα οποία παράγουν μια μικρή ποσότητα ενέργειας με τη μορφή δύο μορίων ΑΤΡ και δύο από τα NADH. Αυτή η σειρά αντιδράσεων δεν απαιτεί οξυγόνο και επομένως ονομάζεται αναερόβια αναπνοή.
Τα δύο μόρια πυροσταφυλικού μπορεί να υποστούν άλλη σειρά αντιδράσεων παρουσία οξυγόνου, και αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση σημαντικά περισσότερων ΑΤΡ μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Αυτή η αερόβια αναπνοή έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα και υδρατμών, τα οποία εκπνέουν ή εκφορτίζονται με άλλο τρόπο στο περιβάλλον. Αυτές οι διεργασίες εμφανίζονται συνεχώς σε οργανισμούς, προκειμένου να διατηρηθούν ζωντανοί και να επιτρέψουν την εκκίνηση των βασικών μεταβολικών διεργασιών.
Αναπνοή και Φωτοσύνθεση
Η αναπνοή παίρνει οξυγόνο και γλυκόζη και τα μετατρέπει σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα. η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί διοξείδιο του άνθρακα και νερό για τη σύνθεση της γλυκόζης για τις ανάγκες των φυτών και απελευθερώνει οξυγόνο. Δεδομένου του τεράστιου όγκου τόσο της φυτικής όσο και της ζωικής ζωής παγκοσμίως, είναι βέβαιο ότι εάν όλα τα φυτά εξαφανιστούν σήμερα, τα ζώα θα πεθάνουν σύντομα και αντίστροφα.
Τα φυτά μπορούν να εμπλακούν στην αναπνοή και να το κάνουν στο σκοτάδι όταν η φωτοσύνθεση είναι αδρανής. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα φυτά διαλύουν κάποια από τη γλυκόζη που έχουν κάνει για να αυξήσουν την ανάπτυξη και άλλες διεργασίες. Στη συνέχεια, όταν το φως του ήλιου είναι και πάλι διαθέσιμο, το φυτό επιστρέφει σε μια καθαρή συσσώρευση γλυκόζης και απελευθερώνει οξυγόνο μέσω φωτοσύνθεσης.