Okunma: 686 kez

Böylece organizmlaarın büyük çoğunluğu için temel sorun,bir gazı elde etme ve bir diğerini vücuttan uzaklaştırmaktır.

Az önce ana hatlarını çizdiğimiz,temel olarak ikiye dallanmanın iki önemli istisnası vardır.Birincisi az sayıdaki,kemosentez yapan az sayıdaki bir hücreli organizmalardır.Bu organzimalar,oksijenin tamamen yokluğunda hiç bir belirti göstermeksizin yaşamlarını sürdürebilir ve hata oksijene maruz kalmak bazıları için öldürücüdür.

Diğer organizmlar,oksijensiz koşullar altındabelirli bir süre yaşamlarını sürüdürebilirler.Fakat bu durmlarda,besinlerin solunumla yıkımı,tamamlanmadan durur;son ürün genellikle laktik asit ya a etil alkol gibi halen daha,fazla miktarda kimyasal enerji içeren nispeten büyük moleküllerdir.Böylee,oksijensiz solunum oksijenli solunumla karşılaştırıldığında çok savurgan olduğu ortaya çıkmaktadır.

Bu gerçek onun önemini azaltmaz.Bir organizma anaerobik metabolik yolu kullanarak,oksijen yokluğunda,kısa bir süre yaşamını sürdürebilir.Oksijensiz olarak sınırsız bir süre yaşamını sürdürebilen organizmalar,diğerlerinin yaşaması için uygun olmayan ortamlarda yayılış gösterebilirler.Bununla birlikte,birçok ortam,mantarların,bir hücrelilerin,hayvanların ve bitkilerin solunumun temel yöntemi olan oksijenli solunumla yaşam sürdürmeleri uygundur.

İkinci istisna,bitki solunumu ile ilgilidir.Oksijen elde etme,sadee hayvanların karşılaştığı bir sorun olarak kabullenmek çok yaygın yanlış bir kanıdır ve yeşil bitkilerdeki gaz değişimi,büyük ölçüde karbondioksit alma ve oksijen verme şeklindedir.Kesinlikle bu fotosentez ile gerçekleşen bir değişimdir;fakat,fotosentezin karbonhidrat ürünlerinin,eğer bu ürünler kullanılabilir metabolik enerji sağlamak üzere solunumla yakılmıyorsa,bitki için fazla bir önemi yoktur.Bu nedenle bitkilerde hayvanlar gibi hücre solunumunu gerçekleştirmek için,devamlı olarak oksijen alır karbondioksit verirler.Bir yeşil bitki,parlak ışığa maruz bırakılacak olursa hem fotosentezle ilgili hemde solunumla igili gaz değişim gerçekleşir;fotosentez hızı,solunum hızını büyük ölçüde aşöası nedeniyle net etki,karbondioksit alınıp oksijenin verilmesi şeklinde ortaya çıkar.Elbette,yeşil bitki karanlıkta olduğu zaman ya da kışın yapraksız kaldığı zaman,bunun tersi doğrudur.Bitkiler genellikle ölünceye kadar devamlı büyüdüklerinden,canlı bitkiler karbondioksit için net tespit edicilerdir ve böylece fotosentezle ilgili gaz değişimi,solunumla ilgili gaz değişimini aşmaktadır.

SORUNLAR

Canlı bir hücre ile onun çevresi arasındaki gaz değişimi her zaman nemli hücre zarından difüzyonla gerçekleşir.Eğer gazlar zardan geçecekse,çözümüş durumda olmalıdırlar.Bir hücreli organizmalarda ve küçük,bir çok bir hücrelide,özellikle sucul olanlarda,bu koşul ciddi bir sorun oluşturmaz.Çünkü her bir hücre,çevresindeki ortamla temas halindedir,ya da az sayıda hücre ortamdan uzaklaşmıştır.Bu nedenle bu organizmalar genellikle,gaz değişimi için özelleşmiş sistemler geliştirmemiştir. İri vücut durumunda,artış iki boyutta olduğu zaman,gaz değişimi halen daha,bireysel bir hücreler ile çevresindeki oram arasında doğrudan difüzyon yoluyla büyük ölçüde gerçekleşebilir.

En uzun algler 50 metre uzunluğuna kadar büyüyebilirler;fakat en uzn kahvrengi alglerin yaprakları bile oldukça incedir.Sonuç olarak,hiç bir hücre,yaprağın yüzeyinden uzakta değildir ve toplam gaz değişim alanı,bitkinin hacmine göre oldukça fazladır.Yarakları bağlayan kalın sap kısmı,içi su ile dolu çok sayıda hücreler arası boşluğa sahiptir.Hücreler arası boşlukta bulunan su,dış ortamda devam eder.Bu bitkilerde büyüme sadece iki boyutta gerçekleştiğinden,özel gaz değişim düzeneklerine ihityaçları yoktur. Vücut büyüklüğündeki artış,genellikle,üç boyutta gerçekleşir.Bu durumda organizmanın hacmine oranla yeterince büyüklükte yüzey alanının sağlanması,sorun olmaktadır;çünkü yüzey alanı(boyutun karesiyle artar),hacimden(boyutun küpüyle artar) çok daha yavaş artar.Bu sorun,hızlı enerji kullanımı için,brim zamanda birim vücut hacmi için fazla miktarda oksijen isteyen daha aktif hayvanlar için çok daha ciddidir.

Zorluk çıkaran diğer faktör,bir çok organizmanın nispeten geçirgen olmayan dış vücut örtüsü geliştirmiş olmasıdır.Örneğin,karasal bitkilerin mumlu epidermisi,hayvan derisi ve ondan türeyen pullar,tüyler ya da kıllar çoğunlukla tehlikeli olan dış ortam ile nazik olan iç dokular ve organlar arasında koruyucu engel olarak işlev görür.Fakat, onların varlığı,bir çok avantaj sunmasına karşın,gaz değişim yüzeyini vücudun belirli bir bölgesiyle sınırlar.Yeterli miktarda gaz değişim alanı sağlama sorunu,daha da ciddi olamktadır. Hayvanlarda,üç boyuttaki artışla sağlanan büyüklüğün getirdiği bir diğer sorun,organizmanın vücudu içerisinde derinlerde bulunan bir çok hücrenin gaz değişim yüzeyinden çok uzakta kalmasıdır.

Gaz değişim yüzeyi ile daha uzakta yer alan bu hücreler arasında bulunabilen çok fazla sayıdaki hücreden,sadece difüzyon yoluyla geçmek suretiyle yeterince yoğunlukta gaz sağlanması mümkün olmaz.Genellikle, basit difüzyon,sadece bir milimetre den daha olduğu zaman,sulu ortamlardan maddelerin geçişini sağlayabilmektedir.Bu nedenle organizmanın her bir hücresine gazların taşınmasını sağlayan diğer bazı mekanizmalara gereksinim vardır. Gaz değişimin yapıldığı nemli zarlar ile çevresel ortam arasında doğrudan temas olması zorunluluğu,özellikle karasal organizmalar için ciddi sorunlar çıkartmaktadır.Nemli zarlar ortama açık olmalıdırlar;fakat aynı zamanda kuruma şansı minimumda tutulmalıdır.Geniş,ince ve nemli yüzeyler,genellikle nazik olduklarından ve mekanik hasarlardan kolayca etkilendiklerinden,genel eğilim özellikle solunum yüzeyleri dışarıya doğru çıkıntı yapıyorsa,koruyucu yapıların evrimleşmesi yönündedir.

Genel olarak,solunum için özelleşmiş yüzeyler,vücut yüzeyinin içeriye doğru yöenlmiş uzantıları olmak üzere iki grup altında gruplandırılabilir.Her bir grup,çeşitli form ve ayrıntıya sahiptir;fakat solunum sisteminin her tipi,aşağıda tartışılan temel gereksinimleri karşılamanın bir yolunu bulmuştur:bunlar,

(1) yeterince boyutlarda gaz değiştirme yüzeyi;

(2) çevre ile gaz değişiminin yapıldığı alandan daha içte yer alan hücrelere gazların taşınması;

(3) mekanik zedelenmelerden,nazik olan solunum yüzeylerinin korunmasu ve

(4) aşırı su kaybına uğramadan,gaz değiştirme yüzeyini nemli tutma.

Etiketler:  

Bilimler
Biyoloji
Gaz Değişimi

Sadece kayıtlı kullanıcılar yorum yazabilirler.
Lütfen hesabınıza giriş yapınız veya kayıt olunuz.

---