1。表面積対体積比:
* 課題: 生物が大きくなると、その体積は表面積よりもはるかに速く増加します。これは、交換に利用できる表面積(栄養素を取り入れたり、廃棄物を放出するなど)が、それらの交換が必要なボリュームと比較して比較的小さくなることを意味します。
* 解決策: 多細胞生物は、表面積を増やすための特殊な構造とシステムを開発しました。
* 折りたたみと分岐: 肺(肺胞)、小腸(絨毛)、毛細血管のような臓器は高度に折り畳まれているか分岐しており、交換用の表面積を最大化します。
* 特殊細胞: 一部の細胞は、肺や腸の内側にある細胞のように、平らになっているか、表面積をさらに増加させるために小さな投影(微小)があります。
2。輸送システム:
* 循環システム: ほとんどの動物では、循環系(血管と心臓)が体全体に材料を効率的に輸送します。血液には、酸素、栄養素、ホルモン、廃棄物が運ばれます。
* リンパ系: このシステムは、液体バランスを維持し、組織から余分な液体を収集し、脂肪を輸送するのに役立ちます。
3。特殊な臓器:
* 呼吸器系: このシステムは、主に肺であり、酸素を摂取して二酸化炭素を放出する責任があります。
* 消化器系: このシステムは、食物をより小さな分子に分解し、それを血流に吸収できます。
* 排泄システム: 腎臓を含むこのシステムは、血液から廃棄物を除去し、体からそれらを排除します。
* 外部システム: 皮膚、髪、爪を含むこのシステムは、環境に対する保護障壁を提供し、温度の調節に役立ちます。
4。細胞レベルの交換:
* 拡散: 高濃度の領域から低濃度の領域への物質の動き。これは、酸素、二酸化炭素、および他の多くの物質が細胞膜を横切る方法です。
* アクティブトランスポート: このプロセスでは、細胞膜を横切って物質を濃度勾配(低濃度から高濃度へ)に及ぼすエネルギーを必要とします。
例:酸素と二酸化炭素交換
*酸素は肺から体に入ります。
*肺胞の薄い壁を横切って毛細血管と呼ばれる小さな血管に拡散します。
*酸素は赤血球のヘモグロビンに結合します。
*血液は体全体に酸素を細胞に運びます。
*細胞によって生成される二酸化炭素は毛細血管に拡散します。
*二酸化炭素は血液中を肺に戻ります。
*二酸化炭素は肺胞全体に拡散し、吐き出されます。
キーテイクアウト:
*多細胞生物には、生存に不可欠な交換用の複雑なシステムがあります。
*表面積対体積比は、交換効率の重要な要素です。
*特殊な臓器、輸送システム、および細胞プロセスが協力して、安定した内部環境を維持します。