Біялогія. 10 клас

Паколькі большасць жывёл з’яўляюцца аэробамі, то пасля паступлення пажыўных рэчываў у клеткі тканак для далейшага расшчаплення з мэтай атрымання энергіі патрабуецца наяўнасць кіслароду. Гетэратрофныя арганізмы могуць атрымаць кісларод толькі з паветра. У выніку акіслення арганічных рэчываў у клетках тканак утвараецца вуглякіслы газ, які падлягае выдаленню з арганізма. Сукупнасць працэсаў паступлення кіслароду ў арганізм і вылучэння з яго вуглякіслага газу называецца газаабменам. Газаабмен уключае тры этапы: знешняе дыханне — газаабмен паміж атмасферным паветрам і органамі дыхання; перанос газаў крывёй ад органаў дыхання да тканак; тканкавае дыханне — газаабмен паміж крывёй і тканкамі.

Сукупнасць органаў, якія забяспечваюць знешняе дыханне, называецца дыхальнай сістэмай. Як бачна з малюнка, для забеспячэння эфектыўнага насычэння тканак кіслародам за кошт дыхальнай сістэмы неабходна ўзгодненае функцыянаванне дыхальнай і крывяноснай сістэм. Таму адначасова з эвалюцыяй дыхальнай сістэмы ў пазваночных жывёл працякала эвалюцыя і крывяноснай сістэмы. Гэта спрыяла ўзмацненню абмену рэчываў і павышэнню энергапрадукцыі. У выніку адбыўся пераход ад халаднакроўнасці (беспазваночныя, рыбы, земнаводныя, паўзуны) да цеплакроўнасці (птушкі, млекакормячыя). Разгледзім больш падрабязна этапы эвалюцыі дыхальнай сістэмы ў жывёл.

Мнагаклетачныя кішачнаполасцевыя, свабоднажывучыя плоскія, круглыя і некаторыя кольчатыя (дажджавыя) чэрві не маюць спецыяльных органаў дыхання і дыхаюць падобна пратыстам — усёй паверхняй цела (шляхам дыфузіі). У паразітычных форм дыханне анаэробнае.

Павелічэнне памераў цела ўскладняла забеспячэнне тканак кіслародам шляхам дыфузіі. Патрэбнасць у павышэнні інтэнсіўнасці акісляльных працэсаў для забеспячэння энергіяй арганізма прывяла да развіцця спецыяльнай дыхальнай сістэмы, здольнай актыўна паглынаць кісларод з паветра ці вады. Спачатку гэта былі толькі прымітыўныя органы дыхання — вонкавыя жабры (эпітэліяльныя вырасты з капілярамі) у шматшчацінкавых кольчатых чарвей (нерэіс, пескажыл), пры гэтым у дыханні захоўваўся ўдзел скуры.

У малюскаў органамі дыхання часцей з’яўляюцца жабры (двухстворкавыя і галаваногія), за выключэннем  бруханогіх, якія страцілі жабры, а мантыйная поласць у іх ператварылася ў лёгкае.

У членістаногіх органы дыхання маюць больш складаную будову і прадстаўлены ў водных форм жабрамі, а ў наземных лёгачнымі мяшкамі і трахеямі: у павукоў — лёгачныя мяшкі (відазмененыя канечнасці) і трахеі, а ў насякомых — толькі трахеі.

Эвалюцыю дыхальнай сістэмы і ўскладненне будовы органаў дыхання ў пазваночных можна прасачыць з дапамогай табліцы і малюнка. 

Табліца. Параўнальная характарыстыка будовы дыхальнай сістэмы ў пазваночных

Сістэматычная група	Органы	Асаблівасці будовы дыхальнай сістэмы
Надклас Рыбы	Органы дыхання — жабры (жаберныя пялёсткі на жаберных дугах), прычыненыя жабернымі крышкамі (у храстковых рыб адсутнічаюць)	У прэснаводных рыб дадатковы орган дыхання скура. У шчупаковых і карпавых у газаабмене ўдзельнічае плавальны пузыр. У дваякадыхаючых рыб плавальны пузыр ператвараецца ў лёгкае
Клас Земнаводныя	Органы дыхання — у дарослых асобін лёгкія з ячэістай унутранай паверхняй; скура; слізістая абалонка ротавай поласці; у лічынак — скура, вонкавыя і ўнутраныя жабры	Паветраносныя шляхі слаба дыферэнцыраваныя. Механізм дыхання нагнятальнага тыпу адбываецца за кошт апускання і пад’ёму дна ротавай поласці
Клас Паўзуны	Органы дыхання — ячэістыя лёгкія. З’яўляюцца трахея і бронхі	Механізм дыхання вентыляцыйнага тыпу. Унутраная паверхня лёгкіх павялічваецца за кошт вялікай колькасці складак на ўнутранай паверхні. Удых і выдых адбываюцца за кошт змянення аб’ёму грудной клеткі
Клас Птушкі	Органы дыхання — губчатыя лёгкія. Ёсць трахея і бронхі. Частка бронхаў утварае паветраныя мяшкі, выходзячы за межы лёгкіх	Газаабмен у лёгкіх на ўдыху і выдыху — двайное дыханне. У спакоі дыханне забяспечваецца рухам грудной клеткі, у палёце — за кошт руху крылаў. Аб’ём паветраных мяшкоў у 10 разоў большы за аб’ём лёгкіх. Пеўчая гартань размешчана ў месцы падзелу трахеі на бронхі
Клас Млекакормячыя	Органы дыхання — альвеалярныя лёгкія. Паветраносныя шляхі: насавая поласць, насаглотка, гартань, трахея, бронхі	У гартані маюцца галасавыя звязкі. У лёгкіх бронхі падзяляюцца на бранхіёлы, якія заканчваюцца альвеоламі, густа аплеценымі капілярамі. Агульная паверхня альвеол прыкладна ў 50—100 разоў большая за паверхню цела. Удых і выдых адбываюцца за кошт скарачэння міжрэберных мышцаў і дыяфрагмы

Як бачна на малюнку, у органах дыхання пазваночных адбывалася павелічэнне дыхальнай паверхні шляхам паступовага расчлянення іх на больш дробныя поласці. У выніку будова органаў дыхання паступова ўскладнялася ў наступным напрамку:

жабры → лёгкія з ячэістай паверхняй → ячэістыя лёгкія → губчатыя лёгкія з паветранымі мяшкамі → альвеалярныя лёгкія.

Такім чынам, эвалюцыя дыхальнай сістэмы ў пазваночных ішла ў напрамку павелічэння дыхальнай паверхні органаў дыхання, ускладнення будовы паветраносных шляхоў, развіцця органаў, якія забяспечваюць удых-выдых. Пры гэтым удасканальвалася крывяносная сістэма, якая дастаўляе кісларод ад органаў дыхання да клетак тканак, размешчаных унутры арганізма. Ускладненне дыхальнай і крывяноснай сістэм забяспечвала агульнае павышэнне ўзроўню арганізацыі класаў пазваночных у наступнай паслядоўнасці:

храстковыя рыбы → касцявыя рыбы → земнаводныя → паўзуны → птушкі і млекакормячыя.