MANG: ĐẶC ĐIỂM, CHỨC NĂNG, LOẠI VÀ TẦM QUAN TRỌNG - SINH HỌC - 2026

Các mang hoặc mang là cơ quan hô hấp của động vật thủy sản, họ có chức năng thực hiện việc trao đổi oxy giữa các cá nhân và môi trường. Chúng xuất hiện từ những dạng rất đơn giản ở động vật không xương sống, đến những cấu trúc phức tạp tiến hóa ở động vật có xương sống, được tạo thành từ hàng nghìn phiến lá chuyên biệt nằm bên trong khoang mang được thông gió bởi dòng nước liên tục.

Tế bào cần năng lượng để hoạt động, năng lượng này có được từ sự phân hủy đường và các chất khác trong quá trình trao đổi chất gọi là hô hấp tế bào. Ở hầu hết các loài, oxy trong không khí được sử dụng để làm năng lượng và carbon dioxide được thải ra ngoài dưới dạng chất thải.

Vòm phế quản của một pike châu Âu (Esox lucius). Người dùng: Uwe Gille, từ Wikimedia Commons Cách sinh vật thực hiện trao đổi khí với môi trường của chúng bị ảnh hưởng bởi cả hình dạng của cơ thể và môi trường nơi nó sống.

Môi trường dưới nước có ít ôxy hơn môi trường trên cạn và sự khuếch tán ôxy chậm hơn trong không khí. Lượng oxy hòa tan trong nước giảm khi nhiệt độ tăng và dòng điện giảm.

Các loài ít tiến hóa hơn không yêu cầu cấu trúc hô hấp chuyên biệt để thực hiện các chức năng cơ bản của chúng. Tuy nhiên, ở những người lớn hơn, điều quan trọng là phải có hệ thống trao đổi phức tạp hơn, để chúng có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu trao đổi chất của mình.

Mang được tìm thấy ở động vật không xương sống và động vật có xương sống, chúng có thể có hình sợi chỉ, dạng phiến hoặc hình vòng cung, có rất nhiều mạch mao mạch, và chúng ta cũng có thể quan sát chúng bên trong hoặc bên ngoài.

Có những động vật sống ở vùng ven biển như nhuyễn thể và cua, chúng có khả năng hô hấp tích cực bằng mang trong nước và trong không khí, miễn là chúng được giữ ẩm. Không giống như các sinh vật sống dưới nước khác, chúng sẽ chết ngạt khi rời khỏi mặt nước mặc dù lượng oxy sẵn có dồi dào.

Đặc điểm chung

Lượng oxy có trong không khí xấp xỉ 21%, còn trong nước chỉ hòa tan 1%. Sự biến đổi này buộc các sinh vật sống dưới nước phải tạo ra các cấu trúc như mang, chỉ nhằm mục đích hút oxy.

Mang có thể hoạt động hiệu quả đến mức chúng đạt được tỷ lệ hút oxy là 80%, cao gấp ba lần so với phổi của con người từ không khí.

Các loại sinh vật sống dưới nước

Các cơ quan hô hấp này phát triển ở rất nhiều sinh vật sống dưới nước, chúng ta có thể tìm thấy các loại mang khác nhau ở động vật thân mềm, giun, giáp xác, da gai, cá và thậm chí ở bò sát trong những giai đoạn nhất định của vòng đời chúng.

Nhiều hình dạng

Do đó, chúng rất khác nhau về hình dạng, kích thước, vị trí và nguồn gốc, dẫn đến sự thích nghi cụ thể ở mỗi loài.

Đối với các động vật thủy sinh tiến hóa hơn, sự gia tăng về kích thước và tính di động quyết định nhu cầu oxy cao hơn. Một trong những giải pháp cho vấn đề này là tăng diện tích mang.

Ví dụ, cá có số lượng các nếp gấp được ngăn cách với nhau bởi nước. Điều này tạo cho chúng một bề mặt trao đổi khí lớn, giúp chúng đạt được hiệu quả tối đa.

Cơ quan nhạy cảm

Mang là cơ quan rất nhạy cảm, dễ bị tổn thương và mắc các bệnh do ký sinh trùng, vi khuẩn và nấm gây ra. Vì lý do này, các mang ít tiến hóa hơn thường được coi là mang bên ngoài.

Thương tích

Ở cá xương, mang khi đối mặt với nồng độ cao của các chất ô nhiễm hóa học như kim loại nặng, chất rắn lơ lửng và các chất độc hại khác, sẽ bị tổn thương về hình thái hoặc bị thương gọi là phù nề.

Những chất này gây hoại tử mô mang, và trong trường hợp nghiêm trọng, chúng thậm chí có thể gây chết sinh vật do hô hấp bị thay đổi.

Do đặc điểm này, mang cá thường xuyên được các nhà khoa học sử dụng như một dấu hiệu sinh học quan trọng về sự ô nhiễm trong môi trường nước.

Đặc trưng

Chức năng chính của mang đối với cả sinh vật không xương sống và động vật có xương sống là thực hiện quá trình trao đổi khí của cá thể với môi trường nước.

Vì lượng ôxy sẵn có trong nước thấp hơn, các động vật thủy sinh phải làm việc nhiều hơn để thu nhận một lượng ôxy nhất định, điều này cho thấy một tình huống thú vị, vì nó có nghĩa là phần lớn ôxy thu được sẽ được sử dụng để tìm kiếm mới. ôxy.

Con người sử dụng 1 đến 2% quá trình trao đổi chất khi nghỉ ngơi để thông khí cho phổi, trong khi cá ở trạng thái nghỉ ngơi cần khoảng 10 đến 20% để thông khí cho mang.

Mang cũng có thể phát triển các chức năng phụ ở một số loài nhất định, ví dụ, ở một số loài nhuyễn thể, chúng đã được sửa đổi để góp phần lấy thức ăn, vì chúng là cơ quan lọc nước liên tục.

Ở các loài giáp xác và cá khác nhau, chúng cũng thực hiện cơ chế thẩm thấu điều hòa nồng độ các chất có trong môi trường liên quan đến cơ thể, tìm các trường hợp mà chúng có nhiệm vụ đào thải các yếu tố độc hại.

Ở mỗi loại sinh vật thủy sinh, mang có một chức năng riêng, chức năng này phụ thuộc vào mức độ tiến hóa và mức độ phức tạp của hệ hô hấp.

Họ làm việc như thế nào?

Nói chung, mang có chức năng như bộ lọc giữ oxy O ₂ có trong nước, cần thiết để thực hiện các chức năng quan trọng của nó và loại bỏ các chất thải carbon dioxide CO ₂ có trong cơ thể.

Để đạt được quá trình lọc này, cần phải có một dòng nước liên tục, có thể được tạo ra bởi chuyển động của các mang bên ngoài ở giun, bởi chuyển động của cá thể như thực hiện của cá mập, hoặc bằng cách bơm của hải cẩu ở cá xương.

Trao đổi khí xảy ra thông qua sự khuếch tán tiếp xúc giữa nước và dịch máu chứa trong mang.

Hệ thống hiệu quả nhất được gọi là dòng ngược dòng, nơi máu chảy qua mao mạch phế quản tiếp xúc với nước giàu oxy. Một gradient nồng độ được tạo ra cho phép oxy đi vào qua các tấm mang và khuếch tán vào máu, cùng lúc với carbon dioxide khuếch tán ra bên ngoài.

Nếu dòng nước và máu chảy theo cùng một hướng, tốc độ hấp thụ oxy giống nhau sẽ không đạt được, vì nồng độ của khí này sẽ nhanh chóng cân bằng dọc theo màng phế quản.

Các loại (bên ngoài và bên trong)

Mang có thể xuất hiện ở phần bên ngoài hoặc bên trong của sinh vật. Sự phân hóa này chủ yếu là hệ quả của mức độ tiến hóa, kiểu sinh cảnh nơi chúng phát triển và đặc điểm riêng của từng loài.

Mang bên ngoài

Mang bên ngoài chủ yếu được quan sát thấy ở các loài động vật không xương sống ít tiến hóa, và tạm thời trong giai đoạn phát triển đầu tiên của loài bò sát, vì chúng mất đi sau khi trải qua quá trình biến thái.

Axolotl Mexico (Ambystoma mexicanum). Tác giả Alexander Baranov đến từ Montpellier, Pháp (.), Via Wikimedia Commons Những loại mang này có những nhược điểm nhất định, thứ nhất vì chúng là phần phụ mỏng manh, dễ bị mài mòn và thu hút động vật ăn thịt. Ở những sinh vật có chuyển động, chúng cản trở sự chuyển động của chúng.

Tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, chúng thường rất nhạy cảm và có thể dễ dàng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường bất lợi, chẳng hạn như chất lượng nước kém, hoặc sự có mặt của các chất độc hại.

Nếu mang bị tổn thương, rất dễ bị nhiễm vi khuẩn, ký sinh trùng hoặc nấm, tùy theo mức độ có thể dẫn đến tử vong.

Mang bên trong

Mang bên trong, bởi vì chúng hiệu quả hơn mang bên ngoài, xảy ra ở các sinh vật thủy sinh lớn hơn, nhưng chúng có mức độ chuyên môn hóa khác nhau tùy thuộc vào mức độ tiến hóa của loài.

Chúng thường nằm trong các khoang bảo vệ chúng, nhưng chúng cần có dòng điện cho phép chúng tiếp xúc thường xuyên với môi trường bên ngoài để tuân theo sự trao đổi khí.

Cá cũng phát triển các nắp bằng vôi gọi là mang, có chức năng bảo vệ mang, đóng vai trò như các cửa hạn chế dòng chảy của nước và cũng có thể bơm nước.

Tầm quan trọng

Mang rất cần thiết cho sự tồn tại của các sinh vật sống dưới nước, vì chúng thực hiện vai trò không thể thiếu đối với sự phát triển của tế bào.

Ngoài hô hấp và là một phần thiết yếu của hệ tuần hoàn, chúng có thể góp phần vào việc kiếm ăn của một số loài nhuyễn thể, hoạt động như hệ thống bài tiết các chất độc hại và là cơ quan điều hòa các ion khác nhau trong các sinh vật tiến hóa như cá.

Các nghiên cứu khoa học cho thấy những cá thể bị tổn thương hệ hô hấp phế quản, phát triển chậm hơn và kích thước nhỏ hơn, dễ bị nhiễm trùng và đôi khi bị thương nặng, có thể dẫn đến tử vong.

Mang đã đạt được sự thích nghi với các môi trường sống và điều kiện môi trường đa dạng nhất, cho phép thiết lập sự sống trong các hệ sinh thái thực tế thiếu khí.

Mức độ chuyên biệt hóa của các mang liên quan trực tiếp đến giai đoạn tiến hóa của loài, và chúng chắc chắn là cách hiệu quả nhất để lấy oxy trong các hệ thống thủy sinh.

Người giới thiệu

1. Arellano, J. và C. Sarasquete. (2005). Tập bản đồ mô học của đế giày Senegal, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Viện Khoa học Biển Andalusian, Đơn vị Liên kết về Chất lượng Môi trường và Bệnh học. Madrid, Tây Ban Nha. 185 trang.
2. Bioinnova. Trao đổi khí ở động vật và trao đổi khí ở cá. Nhóm đổi mới về giảng dạy trong đa dạng sinh học. Phục hồi từ: innovabiologia.com
3. Cruz, S. và Rodríguez, E. (2011). Động vật lưỡng cư và sự thay đổi toàn cầu. Đại học Sevilla. Đã khôi phục từ bioscripts.net
4. Fanjul, M. và M. Hiriart. (2008). Sinh học chức năng của động vật I. Thế kỉ XXI người biên soạn. 399 trang.
5. Hanson, P., M. Springer và A. Ramírez. (2010) Giới thiệu về các nhóm động vật không xương sống thủy sinh. Linh mục Biol. Trop. Quyển 58 (4): 3-37.
6. Hill, R. (2007). Sinh lý động vật so sánh. Biên tập Reverté. 905 tr.
7. Luquet, C. (1997). Mô học phế quản: hô hấp, điều hòa ion và cân bằng axit-bazơ ở cua Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); với ghi chú so sánh trong Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Đại học Buenos Aires. 187 tr.
8. Roa, I., R. Castro và M. Rojas. (2011). Biến dạng mang trong các loài chim chào mào: phân tích vĩ mô, mô học, siêu cấu trúc và nguyên tố. Giới thiệu J. Morphol. Quyển 29 (1): 45-51.
9. Ruppert, E. và R. Barnes. (1996). Động vật không xương sống. McGraw - Hill Interamericana. 1114 tr.
10. Torres, G., S. González và E. Peña. (2010). Mô tả giải phẫu, mô học và siêu cấu trúc của mang và gan của cá rô phi (Oreochromis niloticus). Giới thiệu J. Morphol. Quyển 28 (3): 703-712.