ГЛАВА 1 ДЫХАНИЕ В ВОДЕ

Все живые организмы используют энергию, которую они должны добыть из внешних источников. Большинство растений улавливает энергию солнечного света и использует атмосферную углекислоту (двуокись углерода) для синтеза сахаров и в конечном счете всех других сложных веществ, из которых состоит растение.

Животные в свою очередь используют энергию химических соединений, которые они получают из растений либо непосредственно — поедая растения, либо косвенным путем — поедая животных, питающихся растениями. Таким образом, используемая животными химическая энергия имеет своим первоисточником солнечное излучение.
Большинство животных удовлетворяет свои энергетические потребности путем окисления компонентов пищи. Некоторые животные способны использовать энергию органических веществ в отсутствие кислорода, однако полное окисление этих веществ доставляет примерно в 10—20 раз больше энергии. Пища животных состоит в основном из трех групп соединений: углеводов, жиров и белков. При полном окислении углеводов и жиров получаются только два конечных продукта — двуокись углерода (С02) и вода; при окислении белков, кроме С02 и воды, образуются небольшие количества других конечных продуктов.
Процессы поглощения кислорода и выделения С02 называют дыханием, причем это слово может относиться как к газообмену всего организма, так и к процессам, происходящим в клетках. Животные извлекают кислород из среды, в которой они живут, и выделяют в эту же среду С02. Водные животные используют те небольшие количества кислорода, которые растворены в воде; наземные животные дышат кислородом, в изобилии содержащимся в атмосферном воздухе. Многие мелкие животные могут получать достаточное количество кислорода прямо через поверхность тела,

но большинство животных имеет специальные органы дыхания.

Когда клетки используют кислород для окисления пищевых веществ, образуется двуокись углерода, которая перемещается и противоположном направлении и выходит наружу через поверхность тела или дыхательные органы. Другой конечный продукт окисления — вода — просто включается в общий водный запас организма и не создает особых проблем.
Самый важный, а иногда и единственный физический процесс,, который обеспечивает перемещение кислорода из внешней среды к клетке, — это диффузия (т. е. движение газа в виде растворенного вещества в направлении от высоких концентраций к низким). Перемещение СОг в обратном направлении также идет «вниз» поgt; градиенту концентрации. Диффузии часто помогает макродвижение (например, циркуляция крови), но именно градиенты концентраций создают основную движущую силу для перемещения; газов, участвующих в дыхании. Таким образом, чтобы понять механизм дыхания, надо получить представление о дыхательных газах, их растворимости и диффузионных процессах.
Жизнь, по-видимому, зародилась в море, так что удобнее сначала рассмотреть водное дыхание, а затем уже перейти к дыханию в воздухе. Дышащие воздухом животные (в первую очередь позвоночные и насекомые) принадлежат к наиболее сложным организмам, однако большинство животных — водные, особенно много их среди не столь высокоорганизованных беспозвоночных. После краткого обзора дыхательных газов и небольшой порции основ физики мы в этой главе будем иметь дело с проблемами водного дыхания.

Еще по теме ГЛАВА 1 ДЫХАНИЕ В ВОДЕ:

1. РАСТВОРЕННЫЕ В ВОДЕ ГАЗЫ
2.    Болезни органов дыхания
3. Болезни органов дыхания
4. 4.4. САНИТАРНОГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
5. Образование льда в морской воде
6. 14.3.4. Органы дыхания
7. ПРОЦЕСС ДЫХАНИЯ
8. Определение соединений азота в почве, воде и кормах
9. Определение тяжелых металлов в почве, воде и кормах
10. Система органов дыхания
11. Система органов дыхания
12.    Система органов дыхания
13. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ НАЗЕМНЫХ РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВОДЕ
14. ЕЩЕ РАЗ О ДЫХАНИИ И ТАЙНАХ ЦЕЛОМА
15. Решение проблемы аэробного дыхания. Открытие цикла трикарбоновых кислот
16. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ, ВОДОСНАБЖЕНИЮ И ПОЕНИЮ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ