ХРИЛЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, ВИДОВЕ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На хрилете или хрилете са дихателните органи на водни животни, те имат функцията на осъществяване на обмен на кислород между индивида и околната среда. Те се появяват от много прости форми в безгръбначните животни, до сложни структури, еволюирали в гръбначни животни, съставени от хиляди специализирани ламели, разположени вътре в хрилна кухина, вентилирана от непрекъснат поток вода.

Клетките изискват енергия, за да функционират, тази енергия се получава от разграждането на захари и други вещества в метаболитния процес, наречен клетъчно дишане. При повечето видове кислородът във въздуха се използва за енергия, а въглеродният диоксид се изхвърля като отпадъци.

Бранхиални арки на европейска щука (Esox lucius). От потребителя: Uwe Gille, от Wikimedia Commons Начинът, по който организмите осъществяват обмена на газове със средата си, се влияе както от формата на тялото, така и от околната среда, в която живее.

Водната среда има по-малко кислород от земната и дифузията на кислорода е по-бавна, отколкото във въздуха. Количеството разтворен кислород във вода намалява с повишаване на температурата и токът намалява.

По-слабо развитите видове не се нуждаят от специализирани дихателни структури, за да изпълнят основните си функции. Въпреки това при по-големите е жизненоважно да има по-сложни системи за обмен, за да могат те да покрият адекватно метаболитните си нужди.

Хрилете се намират в безгръбначните и гръбначните животни, те могат да бъдат с конец, ламинарни или дъбовидни, надарени с многобройни капилярни съдове, а също така ги наблюдаваме вътрешно или външно.

Има животни, които живеят в прибрежната зона, като мекотели и раци, които са способни да дишат активно с хрилете си във водата и във въздуха, стига да се поддържат влажни. За разлика от други водни организми, които се задушават при напускане на водата, въпреки изобилието от наличен кислород.

Основни характеристики

Количеството кислород, присъстващо във въздуха, е приблизително 21%, докато във вода той е разтворен само 1%. Тази промяна принуждава водните организми да създават структури като хриле, предназначени изключително за извличане на кислород.

Хрилете могат да бъдат толкова ефикасни, че постигат скорост на извличане на кислород от 80%, три пъти по-висока от тази на човешките дробове от въздуха.

Разнообразие от водни организми

Тези дихателни органи, разработени в огромно разнообразие от водни организми, можем да открием различни видове хриле при молюски, червеи, ракообразни, бодлокожи, риби и дори влечуги в определени фази от техния жизнен цикъл.

Разнообразие от форми

В резултат на това те се различават значително по форма, размер, местоположение и произход, което води до специфични адаптации при всеки вид.

За по-еволюираните водни животни увеличаването на размера и подвижността определя по-голяма нужда от кислород. Едно от решенията на този проблем беше да се увеличи площта на хрилете.

Рибите например имат голям брой гънки, които се държат отделени една от друга от водата. Това им дава голяма повърхност за обмен на газ, което им позволява да достигнат максималната си ефективност.

Чувствителни органи

Хрилете са много чувствителни органи, податливи на физическо нараняване и заболявания, причинени от паразити, бактерии и гъбички. Поради тази причина по-слабо развитите хриле обикновено се считат за външни.

Наранявания

При костеливите риби хрилете, изправени пред високи концентрации на химически замърсители, като тежки метали, суспендирани твърди вещества и други токсични вещества, търпят морфологично увреждане или наранявания, наречени оток.

Те причиняват некроза на хрилната тъкан, а в тежки случаи дори могат да причинят смъртта на организма поради промяна на дишането.

Поради тази характеристика, рибните хриле често се използват от учените като важни биомаркери на замърсяване във водни среди.

Характеристика

Основната функция на хрилете, както за безгръбначните, така и за гръбначните организми, е да осъществяват процеса на обмен на газ на индивида с водната среда.

Тъй като наличието на кислород е по-ниско във водата, водните животни трябва да работят по-усилено, за да улавят определен обем кислород, което представлява интересна ситуация, тъй като това означава, че голяма част от получения кислород ще бъде използван при търсенето на нов кислород.

Човекът използва 1 до 2% от метаболизма си, когато е в покой, за да проветрява белите дробове, докато рибите в покой се нуждаят от приблизително 10 до 20% за проветряване на хрилете.

Хрилете също могат да развият вторични функции при определени видове, например при някои мекотели те са били модифицирани, за да допринесат за улавянето на храната, тъй като те са органи, които непрекъснато филтрират водата.

При различни ракообразни и риби те също извършват осмотичната регулация на концентрацията на вещества, налични в околната среда във връзка с тялото, като намират случаи, в които те са отговорни за отделянето на токсични елементи.

При всеки тип воден организъм хрилете имат определена функция, която зависи от степента на еволюция и сложността на дихателната система.

Как работят?

Като цяло, хрилете функционират като филтри, които улавят кислород O ₂ намерени във водата, от съществено значение да изпълняват своите жизнените функции и изгонване на отпадъци въглероден диоксид CO ₂, която се намира в тялото.

За да се постигне тази филтрация, е необходим постоянен поток вода, който може да се получи чрез движение на външните хриле при червеи, чрез движения на индивида, извършени от акули, или чрез изпомпване на тюлените в костеливи риби.

Газообменът се осъществява чрез контактна дифузия между вода и кръвната течност, съдържаща се в хрилете.

Най-ефективната система се нарича противоточен поток, при който кръвта, преминаваща през бранхиалните капиляри, влиза в контакт с богата на кислород вода. Получава се градиент на концентрация, който позволява на кислорода да навлиза през хрилните плочи и да дифундира в кръвообращението, в същото време, когато въглеродният диоксид дифундира навън.

Ако потокът от вода и кръв беше в една и съща посока, нямаше да се постигнат същите скорости на поемане на кислород, тъй като концентрациите на този газ бързо ще се изравнят по протежение на бранхиалните мембрани.

Видове (външни и вътрешни)

Хрилете могат да се появят във външната или вътрешната част на организма. Това диференциране е главно следствие от степента на еволюция, вида на местообитанието, където се развива и особените характеристики на всеки вид.

Външни хриле

Външните хриле се наблюдават главно при малко еволюирали видове безгръбначни и временно в първите етапи на развитие на влечугите, тъй като те ги губят след претърпяна метаморфоза.

Мексикански аксолотл (Ambystoma mexicanum). От Александър Баранов от Монпелие, Франция (.), Via Wikimedia Commons Тези видове хриле имат определени недостатъци, първо, защото са деликатни придатъци, те са склонни към ожулвания и привличат хищници. В организмите, които имат движение, те пречат на тяхното движение.

Намирайки се в пряк контакт с външната среда, те обикновено са много податливи и могат лесно да бъдат повлияни от неблагоприятни фактори на околната среда, като лошо качество на водата или наличие на токсични вещества.

Ако хрилете са повредени, много вероятно е да се появят бактериални, паразитни или гъбични инфекции, което в зависимост от тежестта може да доведе до смърт.

Вътрешни хриле

Вътрешните хриле, тъй като те са по-ефективни от външните, се срещат при по-големи водни организми, но те имат различни нива на специализация в зависимост от това как еволюира вида.

Обикновено те са разположени в камери, които ги защитават, но се нуждаят от токове, които им позволяват да имат постоянен контакт с външната среда, за да се съобразят с обмена на газове.

Рибата също разработи варовити капачки, наречени хриле, които изпълняват функцията на защита на хрилете, действащи като порти, които ограничават потока на водата, а също така изпомпват водата.

важност

Хрилетата са от съществено значение за оцеляването на водните организми, тъй като те играят незаменима роля за растежа на клетките.

Освен че дишат и са съществена част от кръвоносната система, те могат да допринесат за храненето на определени мекотели, да функционират като отделителни системи на токсични вещества и да бъдат регулатори на различни йони в организмите, еволюирали като риба.

Научните изследвания показват, че хората, които са претърпели увреждане на бранхиалната дихателна система, имат по-бавно развитие и са с по-малки размери, са по-предразположени към инфекция и понякога сериозни наранявания, които могат да доведат до смърт.

Хрилете са постигнали адаптация към най-разнообразните местообитания и условия на околната среда, позволявайки установяването на живот в практически аноксични екосистеми.

Нивото на специализация на хрилете е пряко свързано с еволюционната фаза на вида и те определено са най-ефективният начин за получаване на кислород във водните системи.

Препратки

1. Arellano, J. и C. Sarasquete. (2005 г.). Хистологичен атлас на сенегалската подметка, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Андалузски институт за морски науки, Асоциирано звено за качество и патология на околната среда. Мадрид Испания. 185 стр.
2. Bioinnova. Газообмен при животни и обмен на газ в риба. Иновационна група за преподаване на биологично разнообразие. Възстановени от: inobiobioia.com
3. Крус, С. и Родригес, Е. (2011). Земноводни и глобални промени. Университет в Севиля. Възстановена от bioscripts.net
4. Fanjul, M. и M. Hiriart. (2008 г.). Функционална биология на животните I. Редактори на XXI век. 399 стр.
5. Хансън, П., М. Спрингер и А. Рамирес. (2010) Въведение в групите на водни макро безгръбначни. Преподобна Биол. Троп. Том 58 (4): 3-37.
6. Хил, Р. (2007). Сравнителна физиология на животните. Редакционно реверте. 905 стр.
7. Luquet, C. (1997). Бранхиална хистология: дишане, йонна регулация и киселинно-алкален баланс в раците Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); със сравнителни бележки в Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Университет в Буенос Айрес. 187 стр.
8. Roa, I., R. Castro и M. Rojas. (2011 г.). Хрилна деформация в салмонидите: макроскопски, хистологичен, ултраструктурен и елементен анализ. Int. J. Morphol. Том 29 (1): 45-51.
9. Рупърт, Е. и Р. Барнс. (деветнадесет деветдесет и шест). Безгръбначна зоология. McGraw - Hill Interamericana. 1114 стр.
10. Torres, G., S. González и E. Peña. (2010 г.). Анатомично, хистологично и ултраструктурно описание на хрилете и черния дроб на тилапия (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Том 28 (3): 703-712.