GÄLVOR: EGENSKAPER, FUNKTIONER, TYPER OCH VIKT - BIOLOGI - 2025

De gälar eller gälarna är andningsorganen hos vattenlevande djur, de har till uppgift att utföra utbytet av syre mellan individen och omgivningen. De verkar från mycket enkla former i ryggradslösa djur, till komplexa strukturer som utvecklats i ryggradsdjur, som består av tusentals specialiserade lameller placerade inuti ett gällande hålrum ventilerat av ett kontinuerligt vattenflöde.

Celler kräver energi för att fungera, denna energi erhålls från nedbrytning av sockerarter och andra ämnen i den metaboliska processen som kallas cellulär andning. I de flesta arter används syre i luften för energi och koldioxid utvisas som avfall.

Grenbågar av en europeisk gädda (Esox lucius). Av användare: Uwe Gille, från Wikimedia Commons Det sätt på vilket organismer utför växling av gaser med sin miljö påverkas av både kroppens form och miljön där den bor.

Vattenmiljöer har mindre syre än markmiljöer och diffusionen av syre är långsammare än i luft. Mängden upplöst syre i vatten minskar när temperaturen ökar och strömmen minskar.

Mindre utvecklade arter kräver inte specialiserade andningsstrukturer för att utföra sina grundläggande funktioner. I större är det emellertid viktigt att ha mer komplexa utbytessystem så att de kan täcka sina metaboliska behov tillräckligt.

Gälarna finns i ryggradslösa djur och ryggradsdjur, de kan vara trådformade, laminära eller arborescenta, utrustade med många kapillärkärl, och vi observerar dem också internt eller externt.

Det finns djur som lever i lilla området, som blötdjur och krabbor, som kan andas aktivt med sina gälar i vattnet och i luften, så länge de hålls fuktiga. Till skillnad från andra vattenlevande organismer, som kvävs när de lämnar vattnet trots överflödet av tillgängligt syre.

Generella egenskaper

Mängden syre som finns i luften är ungefär 21% medan den i vatten bara är 1% löst. Denna variation tvingade akvatiska organismer att skapa strukturer som gälar, uteslutande avsedda för extraktion av syre.

Gälarna kan vara så effektiva att de uppnår syrextraktionshastigheter på 80%, tre gånger högre än mänskliga lungor från luft.

Olika vattenlevande organismer

Dessa andningsorgan utvecklats i en enorm variation av vattenlevande organismer, vi kan hitta olika typer av gälar i blötdjur, maskar, kräftdjur, hästdjur, fisk och till och med i reptiler i vissa faser av deras livscykel.

Olika former

Som en konsekvens varierar de mycket i form, storlek, plats och ursprung, vilket resulterar i specifika anpassningar för varje art.

För de mer utvecklade vattenlevande djur bestämde ökningen i storlek och rörlighet ett högre syrebehov. En av lösningarna på detta problem var att öka gälarnas areal.

Fisk har till exempel ett stort antal veck som hålls åtskilda från varandra av vattnet. Detta ger dem en stor gasutbytesyta som gör att de kan nå sin maximala effektivitet.

Känsliga organ

Gälarna är mycket känsliga organ, mottagliga för fysisk skada och sjukdomar orsakade av parasiter, bakterier och svampar. Av denna anledning anses de mindre utvecklade gälarna generellt vara yttre.

skador

Hos benfisk drabbas gälarna inför stora koncentrationer av kemiska föroreningar som tungmetaller, suspenderade fasta ämnen och andra giftiga ämnen, morfologiska skador eller skador som kallas ödem

Dessa orsakar nekros i gälmvävnaden, och i svåra fall kan de till och med orsaka döden av organismen på grund av förändring av andning.

På grund av detta kännetecken används fiskjälar ofta av forskare som viktiga biomarkörer för kontaminering i vattenmiljöer.

Funktioner

Gälgens huvudfunktion, både för ryggradslösa organismer och ryggradsdjur, är att genomföra processen för gasutbyte av individen med vattenmiljön.

Eftersom tillgången på syre är lägre i vatten, måste vattenlevande djur arbeta hårdare för att fånga upp en viss volym syre, vilket representerar en intressant situation, eftersom det betyder att mycket av det erhållna syre kommer att användas i sökandet efter nya syre.

Människan använder 1 till 2% av sin ämnesomsättning i vila för att ventilera lungorna, medan fisk i vila kräver cirka 10 till 20% för att ventilera källorna.

Gälarna kan också utveckla sekundära funktioner i vissa arter, till exempel i vissa blötdjur ändrades dessa för att bidra till fångsten av mat, eftersom de är organ som kontinuerligt filtrerar vatten.

I olika kräftdjur och fiskar genomför de också den osmotiska regleringen av koncentrationen av ämnen som finns tillgängliga i miljön i förhållande till kroppen och hittar fall som de ansvarar för att utsöndra giftiga element.

I varje typ av vattenlevande organismer har gälarna en särskild funktion, som beror på graden av utveckling och andningsorganets komplexitet.

Hur fungerar de?

I allmänhet fungerar gälarna som filter som fångar syre O _{2 som} finns i vattnet, avgörande för att fullgöra dess vitala funktioner, och förvisar avfallet koldioxid CO ₂ som finns i kroppen.

För att uppnå denna filtrering krävs ett konstant vattenflöde, som kan produceras genom rörelser av de yttre gälarna i maskar, genom rörelser av individen som utförs av hajar eller genom pumpning av tätningarna i benfisk.

Gasutbyte sker genom kontaktdiffusion mellan vatten och blodvätskan i källorna.

Det mest effektiva systemet kallas motströmsflöde, där blodet som flyter genom grenkapillärerna kommer i kontakt med syre-rika vatten. En koncentrationsgradient produceras som tillåter syre att tränga in genom gillplattorna och diffundera in i blodomloppet, medan koldioxid diffunderar utanför.

Om flödet av vatten och blod var i samma riktning, skulle samma syreupptagshastigheter inte uppnås, eftersom koncentrationerna av denna gas snabbt skulle utjämnas längs grenmembranen.

Typer (extern och intern)

Gälarna kan visas i den yttre eller inre delen av organismen. Denna differentiering är främst en konsekvens av graden av utveckling, den typ av livsmiljö där den utvecklas och de speciella egenskaperna hos varje art.

Yttre gälar

De yttre gälarna observeras huvudsakligen i små utvecklade arter av ryggradslösa djur och tillfälligt i de första utvecklingsstadierna av reptiler, eftersom de förlorar dem efter genomgått metamorfos.

Mexikansk axolotl (Ambystoma mexicanum). Av Alexander Baranov från Montpellier, Frankrike (.), Via Wikimedia Commons Dessa typer av gälar har vissa nackdelar, för det första eftersom de är känsliga bilagor, de är benägna att skräp och lockar rovdjur. I organismer som har rörelse hindrar de sin rörelse.

När de är i direkt kontakt med den yttre miljön är de vanligtvis mycket mottagliga och kan lätt påverkas av ogynnsamma miljöfaktorer, såsom dålig vattenkvalitet, eller av närvaron av giftiga ämnen.

Om gälarna skadas är det mycket troligt att bakterie-, parasit- eller svampinfektioner kommer att inträffa, vilket beroende på svårighetsgraden kan leda till dödsfall.

Inre kullar

De inre gälarna, eftersom de är mer effektiva än de yttre, förekommer i större vattenlevande organismer, men de har olika specialiseringsnivåer beroende på hur utvecklad arten är.

Dessa är vanligtvis belägna i kammare som skyddar dem, men de behöver strömmar som gör att de kan ha konstant kontakt med den yttre miljön för att uppfylla gasutbytet.

Fisken utvecklade också kalkhaltiga kapsyler som kallas gälar som tjänar till att skydda gälarna, fungera som grindar som begränsar vattenflödet och pumpar också vattnet.

Betydelse

Gälarna är väsentliga för överlevnad av vattenlevande organismer, eftersom de fyller en oumbärlig roll för celltillväxt.

Förutom att andas och vara en väsentlig del av cirkulationssystemet kan de bidra till utfodring av vissa blötdjur, fungera som utsöndringssystem för giftiga ämnen och vara regulatorer för olika joner i organismer som utvecklats som fisk.

Vetenskapliga studier visar att individer som har drabbats av skador på det andliga andningsorganet, har långsammare utveckling och är mindre i storlek, är mer benägna att infektera och ibland allvarliga skador, vilket kan leda till dödsfall.

Gälarna har uppnått anpassningar till de mest varierande livsmiljöerna och miljöförhållandena, vilket möjliggör etablering av liv i praktiskt taget anoxiska ekosystem.

Gälgens specialiseringsnivå är direkt relaterad till artens utvecklingsfas, och de är definitivt det mest effektiva sättet att få syre i vattenlevande system.

referenser

1. Arellano, J. och C. Sarasquete. (2005). Histologisk atlas av den senegalesiska sulan, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Andalusian Institute of Marine Sciences, associerad enhet för miljökvalitet och patologi. Madrid, Spanien. 185 sid.
2. Bioinnova. Gasväxling i djur och gasutbyte i fisk. Innovationsgrupp om undervisning i biologisk mångfald. Återställd från: innovabiologia.com
3. Cruz, S. och Rodríguez, E. (2011). Amfibier och global förändring. Sevilla universitet. Återställs från bioscripts.net
4. Fanjul, M. och M. Hiriart. (2008). Funktionell biologi hos djur I. XXI-talets redaktörer. 399 sid.
5. Hanson, P., M. Springer och A. Ramírez. (2010) Introduktion till grupperna av akvatiska makroinvertebrater. Pastor Biol. Trop. Vol 58 (4): 3-37.
6. Hill, R. (2007). Jämförande djurfysiologi. Redaktör Reverté. 905 sid.
7. Luquet, C. (1997). Grenhistologi: andning, jonisk reglering och syrabasbalans i krabban Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); med jämförande anteckningar i Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Buenos Aires universitet. 187 sid.
8. Roa, I., R. Castro och M. Rojas. (2011). Gälldeformation hos laxfiskar: makroskopisk, histologisk, ultrastrukturell och elementanalys. Int. J. Morphol. Vol. 29 (1): 45-51.
9. Ruppert, E. och R. Barnes. (nitton nittiosex). Zeroogi för ryggradslösa djur. McGraw - Hill Interamericana. 1114 sid.
10. Torres, G., S. González och E. Peña. (2010). Anatomisk, histologisk och ultrastrukturell beskrivning av gälten och levern hos tilapia (Oreochromis niloticus). Int. J. Morphol. Vol. 28 (3): 703-712.