СРАВНЕНИЕ ВОЗДУШНОГО И ВОДНОГО ДЫХАНИЯ

У многих водных беспозвоночных регуляция дыхания плохо развита или даже совсем отсутствует. Это особенно характерно для морских видов, которые обычно живут в хорошо аэрированной воде с относительно постоянным содержанием кислорода.

Не-
которые низшие животные хорошо переносят недостаток кислорода; двустворчатые моллюски могут долгое время держать свои раковины закрытыми и в отсутствие вентиляции используют анаэробные метаболические процессы (см. гл. 6).
Для большинства водных животных главный стимул для дыхания — нехватка кислорода. Это типично для ракообразных, осьминогов, рыб и др. Влияние двуокиси углерода на водных беспозвоночных никогда не выражено сильно и может совсем отсутствовать. Напряжение С02 (Рсо2) в природных водах почти всегда низко, и, как мы увидим в гл. 3, из-за большой растворимости С02 в воде у водных животных не могут создаваться высокие величины Рсо2• Если бы стимуляция дыхания зависела у них от повышения Рсо2, то достаточное снабжение кислородом не было бы обеспечено.
Если мы сравним две родственные формы — морского рака омара (Homarus) и речного рака (Astacus), мы заметим характерное различие. У омара, морского животного, не происходит больших изменений вентиляции при уменьшении количества кислорода в воде (Thomas, 1954). В то же время пресноводный рак отвечает на снижение концентрации 02 усилением вентиляции. Эту разницу легко понять. Омар обитает в холодных водах, где кислорода всегда много, так что сложный механизм регулирования вентиляции был бы излишним; речной же рак легко может попасть в местообитания, бедные кислородом, где необходима усиленная вентиляция.
Рыбы, как правило, реагируют на уменьшение количества кислорода, а их реакция на изменения концентрации С02 незначительна. В этом отношении они сходны с другими водными животными, а не с дышащими воздухом позвоночными. Насекомые в большинстве случаев весьма чувствительны к двуокиси углерода.

Можно ли делать обобщения относительно этих различий? Как мы уже упоминали, водным животным трудно основывать регуляцию дыхания на чувствительности к двуокиси углерода не только потому, что напряжение С02 в природных водах низко, но и потому, что это ненадежная мера содержания кислорода. Морская вода сильно забуферена, так что напряжение С02 в ней никогда не поднимается до сколько-нибудь существенных значений. Напротив, в застойной пресной воде концентрация С02 может быть высокой, что обычно ассоциируется с низкой концентрацией 02. По-видимому, водные животные не могут опираться на такую ненадежную вещь, как концентрация двуокиси углерода; в тех случаях, когда их дыхание регулируется, основой служит концентрация кислорода.
Теперь возникает вопрос: почему наземные воздуходышащие животные отказались от регуляции по кислороду и перешли на регуляцию по С02 как главному показателю? Дело, вероятно, в том, что при более легком извлечении кислорода из атмосферы концентрация С02 в органах дыхания имеет тенденцию нарастать. Например, если какое-то млекопитающее снижает концентрацию кислорода во вдыхаемом воздухе с 21 до 16%, это ведет к одновременному повышению концентрации С02 примерно до 5%, что- сильно влияет на кислотно-щелочной баланс организма. Снижение концентрации 02 до 16% не влечет за собой существенных физиологических последствий, тогда как изменение концентрации С02 всего лишь на 1% —окажем, с 4 до 5% —ведет к увеличению количества угольной кислоты на 25%. К'роме того, с физиологической точки зрения, возможно, легче создать точную систему контроля, основанную на чувствительности к С02 и на выявлении малых сдвигов концентрации ионов Н+, чем выработать систему,, чувствительную к небольшим изменениям концентрации 02. Так или иначе, мы всегда находим, что животные, дышащие воздухом» намного чувствительнее к концентрации, двуокиси углерода, чем к концентрации кислорода. 

Еще по теме СРАВНЕНИЕ ВОЗДУШНОГО И ВОДНОГО ДЫХАНИЯ:

1. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОДНОГО РЕЖИМАЗАБОЛОЧЕННЫХ ЕЛЬНИКОВ
2. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ВОДНОГО РЕЖИМА ОЛИГОТРОФНЫХ БОЛОТ НА ИХ ЭКОСИСТЕМЫ К. Д. Романюк
3. Сравнение теорий постепенной и прерывистой эволюции
4. Сравнение с фактами: степень устойчивости; прерывистость мутаций
5. Сравнение ритмов разных видов подвижности и активности
6. Сравнение разных методов выделения биогеографических регионов
7. 6 2 САНИТАРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
8. ВОЗДУШНАЯ СРЕДА
9. ПРОЦЕСС ДЫХАНИЯ
10. ВОЗДУШНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ (ФОТОСИНТЕЗ)
11. ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
12. ВОЗДУШНЫЕ САДЫ НАВЕРХУ
13.    Болезни органов дыхания
14. Болезни органов дыхания
15. 2. 2. 2. Наземно-воздушная среда жизни
16. Сравнение структурно-функциональной организациимикробных сообществ различных природных зон:географический подход
17. 14.3.4. Органы дыхания
18. Фотосинтез - световое воздушное автотрофное питание растений