これがどのように機能しますか:
* 細胞呼吸: すべての生細胞には、エネルギー生産のために酸素(O2)が必要であり、廃棄物として二酸化炭素(CO2)を放出します。
* ガス拡散: ガス交換は、拡散によって発生します - 高濃度の領域から低濃度の領域への分子の動き。これは受動的です。つまり、エネルギーは必要ありません。
* 拡散の制限: 拡散は短い距離で効率的ですが、広い距離では非常に遅くなります。これが換気システムが作用する場所です。
換気システムがどのように役立つか:
* 表面積の増加: 換気システムは、ガス交換に大きな表面積を提供し、より効率的な拡散を可能にします。
* 効率的な輸送: 彼らは酸素を細胞に輸送し、二酸化炭素を除去し、酸素の一定の供給と廃棄物の除去を確保します。
* 勾配の維持: それらは、新鮮な酸素を供給し、CO2を除去することにより、濃度勾配を作成し、拡散をより効果的にします。
例:
* 人間: ガス交換に大きな表面積を提供する肺胞(小さな空気嚢)の肺があります。呼吸器系は、筋肉を使用して肺の内外に空気を移動し、勾配を維持します。
* 魚: 大きな表面積のあるえらがあります。水がえらを上に流れ、酸素が血液に拡散し、CO2が拡散して拡散します。
* 昆虫: 体全体に分岐するチューブの気管系があり、細胞に直接酸素を供給します。
要するに、換気システムは、多細胞生物が酸素を一定に供給し、二酸化炭素を除去し、細胞が重要な機能を実行できるようにすることで生存するために不可欠です。