Vad är direkt andning?
Direkt andning är en av de olika typerna av andning tillsammans med andning genom bloddiffusion, luftvägsandning, andning med hjälp av gös och andning av lungorna.
Dessa klassificeras som enkel eller komplex andning, enligt de olika mekanismerna för att extrahera syre från sin miljö.
Andning är en ofrivillig process. Dess huvudsakliga funktion är att leverera syre till kroppsceller och avlägsna koldioxid. Alla levande varelser har mekanismer för att genomföra denna process.
I alla fall utförs denna växling av gaser som uppstår mellan en organism och dess miljö genom diffusion, den fysiska processen som tillåter denna utbyte.
När det gäller människor uppträder diffusion i lungorna och i fallet med enklare organismer, såsom svampar eller maneter, sker det genom hela kroppen.
De enklaste varelserna, som unicellulära organismer, beror helt och hållet på diffusion för förskjutning och utbyte av gaser.
När komplexiteten hos dessa organismer ökar flyttas cellerna bort från cellskiktet där växling av gaser med miljön sker. På detta sätt blir det svårare att erhålla och eliminera gaser genom diffusion.
Andas in direkt eller andas genom diffusion
Även om specialiserade organismer har ett stort antal celler med olika funktioner, är en struktur vanlig för alla celler: cellmembranet eller plasmamembranet.
Detta membran utgör en slags barriär runt cellerna och reglerar allt som kommer in och lämnar dem.
Cellmembranets struktur är extremt viktig. Den består huvudsakligen av två ark fosfolipider och proteiner som gör det möjligt att kontrollera vad som går igenom det.
Fosfolipiden är en molekyl som består av fettsyror, alkohol (glycerol) och en fosfatgrupp. Dessa molekyler är i konstant slumpmässig rörelse.
Cellmembranet är semipermeabelt vilket innebär att vissa små molekyler kan passera genom den. Eftersom membranets molekyler alltid är i rörelse möjliggör det att tillfälliga öppningar bildas som tillåter små molekyler att passera från ena sidan av membranet till det andra.
Denna konstanta rörelse och den oproportionerliga koncentrationen av molekylerna inuti och utanför cellen gör det lättare för dem att röra sig genom membranet.
Ämnenna inuti cellerna bidrar också till att bestämma koncentrationen mellan cellen och vad som omger den.
Inuti hittar du cytosol, som består mest av vatten; organeller och olika föreningar såsom kolhydrater, proteiner och salter, bland andra.
Molekylerna rör sig under koncentrationsnivån. Dvs. dess rörelse går från ett område med större koncentration till en lägre koncentration. Denna process kallas broadcast.
En syremolekyl kan passera genom en cells plasmamembran eftersom den är tillräckligt liten och med de rätta förhållandena.
De flesta levande saker använder ständigt syre i de kemiska reaktionerna som äger rum i sina celler. Bland dessa kemiska processer är cellulär andning och energiproduktion.
Därför är syrekoncentrationen inuti cellerna mycket lägre än koncentrationen av syre utanför dem. Därefter rör molekylerna från utsidan till inuti cellen.
På samma sätt producerar celler också mer koldioxid än deras miljö, så det finns en högre koncentration inuti cellen än ute.
Sedan flyttar denna koldioxid från insidan till utsidan av cellen. Denna växling av gaser är avgörande för att överleva.
Det finns organismer som inte har specialiserade andningsorgan som människor. Därför måste de ta syre och utvisa koldioxid genom huden.
För att denna enkla gasutbyte skall ske måste flera villkor vara nödvändiga. Ficks lagar fastställer att andelen diffusion genom membran beror på ytan, skillnad i koncentration och avstånd.
Därför måste kropparna vara tunna och långa (med liten volym men med mycket yta). Dessutom ska de utsöndra några våta och viskösa ämnen som underlättar utbytet (som händer med slem som finns i lungorna).
Organ som pinworms (nematoder), bandmaskar (flatmaskar), maneter (coelenterates) och svampar (porifer) som andas genom diffusion, har inget andningsorgan, tenderar att ha tunna och omfattande former och alltid utsöndrar viskösa vätskor eller slem.
På grund av dessa organismers form och enkelhet är varje cell i din kropp mycket nära den yttre miljön. Dina celler hålls fuktiga så att diffusionen av gaserna sker direkt.
Bandmaskarna är små och platta. Formen på din kropp ökar ytan och diffusionsområdet, vilket gör att varje cell i kroppen ligger nära ytan på det yttre membranet för att få åtkomst till syre.
Om dessa parasiter hade en cylindrisk form, skulle din kropps centrala celler inte kunna få syre.
Slutligen är det värt att nämna att diffusionsprocessen som möjliggör upptagande av syre och utvisning av koldioxid är en passiv process som vilken som helst andnings-mekanism. Ingen organism gör det på ett medvetet sätt eller kan det styra det.
Andning genom bloddiffusion
En mer komplex form av diffusion innehåller ett cirkulationssystem som möjliggör större förskjutning. Det innebär att transportera syre genom ett vått skikt av ytan till blodbanan.
När syrgas är i blodet kan det spridas genom hela kroppen för att nå alla celler och vävnader. Detta system används exempelvis av amfibier, regnmaskar och lexar.
Som med bandmaskar har markmaskar en cylindrisk men tunn kropp som har mycket yta och liten volym.
Dessutom håller de sin humerus kropp som utsöndrar ett visköst slem i sina epitelkörtlar som gör att de kan fälla och lösa upp syre från luften.
