ЗНАЧЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЫХАНИЯ
Наземные животные уязвимы в отношении потери влаги, а насекомые часто живут в условиях очень большой сухости. Находящаяся в состоянии диапаузы куколка, которая может оставаться в своей оболочке почти целый год от одного лета до другого, не имеет возможности восполнить потерю воды. Она должна быть очень экономной в расходовании воды, и в то же время ей нужен значительный газообмен для метаболических процессов. Поэтому управление дыхальцами у нее должно определяться компромиссом между потребностью в кислороде и необходимостью избегать потери влаги.
Теперь мы можем понять смысл периодического открыв,ания дыхалец. Потери воды зависят от давления пара внутри трахей (которое зависит от температуры), от влажности наружного воз- .духа и от состояния дыхалец. Если дыхальца закрыты, потери воды из трахейной системы равны нулю; когда они полностью открыты, эти потери максимальны. Как мы видели, частичное прикрывание (вибрация) позволяет получить достаточное, количество кислорода не только благодаря входящему потоку воздуха, но и благодаря тому, что высокая концентрация кислорода в атмосфере создает крутой градиент, вызывающий диффузию, направленную внутрь. Однако, когда концентрация -Ог в трахейной ^системе нарастает и достигает примерно 6%, дыхальца широко раскрываются и позволяют этому газу выйти (залп двуокиси углерода). Если бы вместо этого двуокиси углерода позволялось выходить непрерывно через открытые дыхальца по мере ее образования, то непрерывно терялась бы и вода. Циклический характер газообмена, который на первый взгляд кажется непонятной аномалией, можно рассматривать как хитроумное приспособление для сохранения влаги.
Мы рассмотрели, каким образом в органах дыхания происходит газообмен и какие специальные приспособления обеспечивают необходимое поглощение кислорода и сопутствующее выведение -С02. В следующей главе мы ознакомимся с тем, каким образом выполняет свою роль кровь, транспортируя эти два важных газа между органами дыхания и тканями, в которых происходит обмен веществ.
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Alkalay I., Suetsugu S., Constantine HStein M. (1971). Carbon dioxide elimination across human skin, Am. J. Physiol., 220, 1434—1436.
Bentley P. J., Herreid C. FSchmldt-Hlelsen K. (1967). Respiration of a monotre- me, the echidna, Tachyglossus aculeatus, Am. J. Physiol., 212, 957—961. Bentley P. J., Shield J. W. (1973). Ventilation of toad lungs in the absence of the buccopharyngeal pump, Nature, Lond., 243, 538—539.
Berg T„ Steen J. B. (1965). Physiological mechanisms for aerial respiration in the eel, Comp. Biochem. Physiol., 15, 469—484.
Breiz И7. L., Schmidt-Nielsen Д. (1972). Movement of gas in the respiratory system of the duck, J. Exp. Biol., 56, 57—65.
Buck I. (1958). Cyclic C02 release in insects. 4. A theory of mechanism, Biol. Bull.,
1118 140*
Cameron I. N.. Mecklenburg T. A. (1973). Aerial gas exchange in the coconut crab, Birgus latro, with some notes on Gecarcoidea lalandii, Respir. Physiol 19 245—261.
Clements J. A Nellenbogen J., Trahan H. I. (1970). Pulmonary surfactant and evolution of the lungs, Science, 169, 603—604.
Craig A. B, Jr. (1961a). Causes of loss of consciousness during underwater swimming, J. Appl. Physiol., 16, 583—586.
Craig А. В., Jr. (1961b). Underwater swimming and loss of consciousness, J.A.M.A.„ 176 255 258
Dolk H. E., Postma N. (1927). Ueber die Haul- und die Lungenatmung von Rana temporaria, Z. Vergl. Physiol., 5, 417 444- . . , , ,.
Fop R П9151 On the respiratory function of the air stores carried by some aquatic insects (Corixidae, Dytiscidae and Notonecta), Z. Allg. Physiol., 17, 81—124.
Gans C. De longh H. J., Farber J. (1969). Bullfrog (Rana catesbeiana) ventilation: How does the frog breathe? Science, 163, 1223—1225.
Gatz R. N.. Crawford E. C., Jr., Piiper J. (1974). Respiratory properties of the blood of a lungless and gillless salamander, Desmognathus fuscus, Respir. Physiol.,
Physiol., 61, 137—163. , ,, , , .
Johnston A. M., Jukes M. G. M. (1966). The respiratory response of the decerebrate domestic hen to inhaled carbon dioxide-air mixture, J. Physiol., 184, 38—39P.
Joshi M. C., Boyer J. S., Kramer P. J. (1965). Growth, carbon dioxide exchange, transpiration, and transpiration ratio of pineapple, Botan. Gaz., 126, 174—179.
Krogh A. (1920). Studien fiber Tracheenrespiration. 2. Ueber Gasdiffusion in den Tracheen, Pflfigers Arch., 179, 96—112. gt;
Lasiewski R. C., Colder W. A., Jr. (1971). A preliminary allometric analysis of respiratory variables in resting birds, Respir. Physiol., 11, 152 166.
Lenfant C., Johansen K-, Hanson D. (1970). Bimodal gas exchange and ventilation- perfusion relationship in lower vertebrates, Fed. Proc., 29, 1124—1129.
Levy R. I., Schneiderman H. A. (1958). An experimental solution to the paradox of discontinuous respiration in insects, Nature, Lond., 182, 491—493.
Levy R. I., Schneiderman H. A. (1966a).
Levy R. I., Schneiderman H. A. (1966b). Discontinuous respiration in insects. 4. Changes in intratracheal pressure during the respiratory cycle of silkworm pupae, J. Insect. Physiol., 12, 465—492.
Margaria R., Milic-Emili G„ Petit J. M., Cavagna G. (1960). Mechanical work of breathing during muscular exercise, J. Appl. Physiol., 15, 354—358.
Mellanby K. (1934). The site of loss of water from insects. Proc. R. Soc. Lond. B, 116, 139—149.
Miller P. L. (1964). The possible role of haemoglobin in Anisops and Buenoa (He- miptera: Notonectidae), Proc. R. Entomol. Soc. Lond. A, 39, 166—175.
Otis A. B. (1954). The work of breathing, Physiol. Rev., 34, 449—458.
Punt A., Parser W.'J., Kuchlein J. (1957). Oxygen uptake in insects with cyclic C02 release, Biol. Bull., 112, 108—119.
Rahn H.. Paganelli С. V. (1968). Gas exchange in gas gills of diving insects, Respir. Physiol., 5, 145—164.
Rahn H„ Rahn К. B., Howell B. J., Gans C., Tenney S. M. (1971). Air breathing of the garfish (Lepisosteus osseus), Respir. Physiol., II, 285—307.
Romijn C., Roos I. (1938). The air space of the hen’s egg and its changes during the period of incubation, J. Physiol., 94, 365—379.
Scheid P., Piiper J. (1972). Cross-current gas exchange in avian lungs: Effects of reversed parabronchial air flow in ducks, Respir. Physiol., 16, 304—312.
Schmidt-Nielsen К. (1972). How Animals Work, London, Cambridge University Press, 114 pp.
Schmidt-Nielsen K., Kanwisher I., Lasiewski R. C., Cohn J. E., Bretz W. L. (1969), Temperature regulation and respiration in the ostrich, Condor, 71, 341—362."
Schneider man H. A. (1960). Discontinuous respiration in insects: Role of the spirac- les, Biol. Bull., 119, 494—528.
Schneiderman H. A., Williams С. M. (1955). An experimental analysis of the discontinuous respiration of the cecropia silkworm, Biol. Bull., 109, 123—143.
Schumann D„ Piiper I. (1966). Der Sauerstoffbedarf der Atmung bei Fischen nach Messungen an der narkotisierten Schleie (Tinea tinea), Pfliigers Arch 288 15—26.
Soum J. M. (1896). Recherches physiologiques sur l’appareil respiratoire des oi- seaux, Ann. Univ. Lyon, 28, 1—126.
Szarek S. R., Johnson H. B., Ting I. P. (1973). Drought adaptation in Opuntia ba- silaris: Significance of recycling carbon through crassulacean acid metabolism, Plant Physiol., 52, 539—541.
Tenney S. M., Remmers J. E. (1963). Comparative quantitative morphology of the mammalian lung: Diffusing area, Nature, Lond., 197, 54—56.
Thomas H. J. (1954). The oxygen uptake of the lobster (Homarus vulgaris Edw.), J. Exp. Biol., 31, 228—251.
Thorpe W. H., Crisp D. J. (1947). Studies on plastron respiration. 1. The biology of Aphelocheirus [Hemiptera, Aphelocheiridae (Naucoridae)] and the mechanism of plastron retention, J. Exp. Biol., 24, 227—269.
Tucker V. A. (1968). Respiratory physiology of house sparrows in relation to high- altitude flight, J. Exp. Biol., 48, 55—66.
Wangensteen O. D., Wilson D., Rahn H. (1971). Diffusion of gases across the shell of the hen’s egg, Respir. Physiol., 11, 16—30.
Wangensteen O. D., Wilson D„ Rahn H. (1974). Respiratory gas exchange of high altitude adapted chick embryos, Respir. Physiol., 21, 61—70.
Wlgglesworth V. B. (1972). The Principles of Insect Physiology, 7th ed., London, Chapman and Hall, 827 pp.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Altman P. L„ Dittmer D. S. (eds.) (1971). Biological Handbooks: Respiration and Circulation, Bethesda, Federation of American Societies for Experimental Biology, 930 pp.
Buck J. (1962). Some physical aspects of insect respiration, Annu. Rev. Entomol., 7, 27—56.
Comroe J. H., Jr. (1966). Physiology of Respiration: An Introductory Text, Chicago, Year Book, 245 pp.
Duncker H.-R. (1972). Structure of avian lungs, Respir. Physiol., 14, 44—63.
Fenn W. O., Rahn H. (eds.) (1964, 1965). Handbook of Physiology, sect. 3, Respiration, vol. 1, pp. 1—926 (1964); vol. 2, pp. 927—1696 (1965).
Heath A. G„ Mangum C. (eds.) (1973). Influence of the environment on respiratorv function, Am. Zool., 13, 446—563.
Hughes G. A. (1963). Comparative Physiology of Vertebrate Respiration, Cambridge, Mass., Harvard University Press, 145 pp.
Johansen K-, et al. (1970). Symposium on cardiorespiratory adaptations in the transition from water breathing to air breathing, Fed. Proc., 29 (3), 1118—1153.
Jones J. D. (1972). Comparative Physiology of Respiration, London, Edward Arnold, 202 pp.
Miller P. L. (1964). Respiration: Aerial gas transport. In: The Physiology of Insects, vol. Ill (M. Rockstein, ed.), pp. 557—615, New York, Academic Press.
Piiper J., Scheid P. (1977). Comparative physiology of respiration: Functional analysis of gas exchange organs in vertebrates, Int. Rev. Physiol., 14, 219^253.
Weibel E. R. (1973). Morphological basis of alveolar-capillary gas exchange. Physiol. Rev.. 53, 419—495. s y
Еще по теме ЗНАЧЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЫХАНИЯ:
- МНОГОЛЕТНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СРЕДЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ
- ЦИКЛИЧЕСКИЕ СМЕНЫ ДРЕВОСТОЕВ НА ВЕРХОВОМ БОЛОТЕ:АНАЛИЗ ПРИЧИН И ПОСЛЕДСТВИЙ ЧАСТИЧНОЙ ГИБЕЛИ СОСНЫ
- Болезни органов дыхания
- Болезни органов дыхания
- 14.3.4. Органы дыхания
- ПРОЦЕСС ДЫХАНИЯ
- Система органов дыхания
- Система органов дыхания
- Система органов дыхания
- ЕЩЕ РАЗ О ДЫХАНИИ И ТАЙНАХ ЦЕЛОМА
- Решение проблемы аэробного дыхания. Открытие цикла трикарбоновых кислот