植物も呼吸するように、呼吸はすべての生き物にとって重要な機能です。動物界における呼吸の種類の違いは、動物の各グループの解剖学的適応と、それらが生息する環境の種類にあります。呼吸器系は、ガス交換を行うために協調して動作する一連の器官で構成されています。このプロセスでは、基本的に体と環境の間でガス交換が行われ、動物はその生命機能に不可欠なガスである酸素 (O2) を獲得し、二酸化炭素 (CO2) を放出します。これは重要なステップです。体内に蓄積すると致命的になるからです。
さまざまな種類の動物の呼吸について学ぶことに興味がある場合は、動物たちのケアサイト(animal-care.click)からこの記事を読み続けてください。そこでは、動物のさまざまな呼吸方法とその主な違いと複雑さについて説明します。
動物界での呼吸
すべての動物は呼吸という重要な機能を共有していますが、それをどのように行うかは動物のグループごとに異なります。使用される呼吸の種類は、動物のグループとその解剖学的特徴と適応によって異なります。
このプロセス中に、動物や他の生き物は環境とガスを交換し、酸素を獲得し、二酸化炭素を除去します。この代謝プロセスのおかげで、動物は他のすべての重要な機能を実行するためのエネルギーを得ることができます。これは好気性生物、つまり酸素 (O2) の存在下で生きる生物にとって不可欠です。
動物の呼吸の種類
動物の呼吸にはいくつかの種類があり、次のように分類できます。
- 肺呼吸：肺を通して行われる呼吸。これらは動物種によって解剖学的に異なる場合があります。同様に、肺が 1 つしかない動物もいますが、2 つある動物もいます。
- えら呼吸: これは、ほとんどの魚や海洋動物が持つ呼吸のタイプです。このタイプの呼吸では、えらを通じてガス交換が行われます。
- 気管呼吸: これは、無脊椎動物、特に昆虫で最も一般的な呼吸タイプです。ここでは、循環系はガス交換を妨げません。
- 皮膚呼吸: 皮膚呼吸は、主に両生類や湿った場所に生息し、皮膚が薄いその他の動物で発生します。皮膚呼吸では、その名前が示すように、ガス交換が皮膚を通して起こります。
動物の肺呼吸
肺を介してガス交換が行われるこのタイプの呼吸は、陸生脊椎動物（哺乳類、鳥類、爬虫類など）、水生脊椎動物（クジラ目など）、両生類にまで及び、皮膚呼吸も可能です。脊椎動物のグループに応じて、呼吸器系の解剖学的適応は異なり、肺の構造も変化します。
両生類の肺呼吸
両生類の肺は、サンショウウオやカエルの肺のように、単純な血管が発達した嚢であり、ガス交換のための接触面を増やすひだのある部屋、つまり肺胞に分割された肺です。
爬虫類の肺呼吸
一方、爬虫類は両生類よりも特殊な肺を持っています。それらは相互に接続されたいくつかの海綿状の気嚢に分かれています。総ガス交換面積は両生類に比べてはるかに増加します。たとえば、トカゲの一部の種には肺が 2 つありますが、ヘビには肺が 1 つしかありません。
鳥の肺呼吸
一方、鳥類では、飛行機能とこれが意味する高い酸素要求量により、最も複雑な呼吸器系の 1 つが観察されます。彼らの肺は、鳥類にのみ存在する構造である気嚢によって換気されています。バッグはガス交換を妨げませんが、空気を蓄えて排出する能力があります。つまり、ふいごのように機能し、肺の内部に常に新鮮な空気が流れるようにします。
哺乳類の肺呼吸
哺乳類には、葉に分かれた弾性組織でできた2 つの肺があり、その構造は木に似ており、ガス交換が行われる肺胞に到達するまで気管支と細気管支に分岐します。肺は胸腔内に収容されており、横隔膜によって制限されています。横隔膜は肺を補助し、膨張と収縮によってガスの出入りを容易にする筋肉です。
動物のえら呼吸
えらは、水中での呼吸を担当する器官であり、外部構造であり、種に応じて頭の後ろまたは側にあります。それらは 2 つの方法で出現する可能性があります。1 つは鰓裂の集合構造として、またはイモリやサンショウウオの幼虫のように分岐した付属器として、または一部の昆虫、環形動物、軟体動物の幼虫などの無脊椎動物では発生します。
水が口に入り、亀裂から出ると、酸素が「閉じ込められ」、血液や残りの組織に運ばれます。ガス交換は、水の流れ自体、または水をえらに運ぶ鰓蓋の助けによって行われます。
えら呼吸をする動物
えら呼吸をする動物の例は次のとおりです。
- マンタ ( Mobula birostris )。
- ジンベエザメ ( Rhincodon typus )。
- ヤツメウナギ ( Geotria australis )。
- 巨大な牡蠣 ( Tridacna gigas )。
- 大きな青いタコ (タコ シアネア)。
詳細については、動物たちのケアサイト(animal-care.click)による 、魚はどのように呼吸するのかについての他の記事を参照してください。
動物の気管呼吸
動物の気管呼吸は、無脊椎動物、主に昆虫、クモ類、多足類（ムカデやヤスデ）などで最も一般的です。気管系は、体内を走り、残りの器官や組織と直接つながっている管や管の枝で構成されているため、この場合、循環系はガスの輸送を妨げません。言い換えれば、酸素は血リンパ（昆虫などの無脊椎動物の循環系にある液体で、人間や他の脊椎動物の血液に似た機能を果たします）に到達せずに動員され、細胞に直接入ります。さらに、これらのダクトは柱頭または気門と呼ばれる開口部を通じて外部に直接接続されており、そこを通じて CO2 を除去することができます。
動物の気管呼吸の例
気管呼吸を示す動物には次のようなものがあります。
- 水甲虫 ( Gyrinus natator )。
- バッタ ( Caelifera )。
- アリ (アリ科)。
- ミツバチ ( Apis mellifera )。
- アジアスズメバチ ( Vespa velutina )。
動物の皮膚呼吸
この場合、呼吸は肺やえらなどの他の臓器ではなく、皮膚を通して行われます。これは主に、湿気の多い環境や皮膚が非常に薄い一部の昆虫、両生類、その他の脊椎動物で発生します。たとえばコウモリなどの哺乳類は、翼の皮膚が非常に薄く、ガス交換がこの皮膚を通して行われます。これは非常に重要です。なぜなら、非常に薄い皮膚を介して、ガス交換が促進され、このようにして酸素と二酸化炭素が自由に通過できるからです。
特定の種の両生類やスッポンなど、一部の動物には、皮膚の湿り気を保つための粘液腺があります。さらに、例えば、他の両生類は皮膚にひだを持っており、このようにして交換表面積を増やしており、肺呼吸や皮膚呼吸などの呼吸形態を組み合わせることができますが、両生類の 90% は皮膚を通じてガス交換を行っています。
皮膚呼吸をする動物の例
皮膚呼吸をする動物には次のようなものがあります。
- ミミズ ( Lumbricus terrestris )。
- 薬用ヒル ( Hirudo medicinalis )。
- イベリアイモリ ( Lissotriton boscai )。
- クロツメガエル ( Pelobates カルトリップス)。
- 緑のカエル ( Pelophylax perezi )。
- ウニ ( Pacentrotus lividus )。
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