Gills vs Lungs
Τα βράγχια και οι πνεύμονες είναι οι κύριοι ιστοί που παρέχουν επιφάνειες ανταλλαγής αερίων για την αναπνευστική λειτουργία των περισσότερων από τα ανώτερα ζώα. Κυρίως τα ψάρια έχουν βράγχια ενώ τα αμφίβια, τα ερπετά, τα πουλιά και τα θηλαστικά έχουν πνεύμονες για αναπνοή ή ανταλλαγή αερίων. Θα συμμορφωνόταν κυρίως ότι τα υδρόβια ζώα έχουν βράγχια και τα χερσαία ζώα έχουν πνεύμονες, αλλά τα υδρόβια θηλαστικά και ορισμένα από τα είδη ψαριών έχουν πνεύμονες. Αυτό το άρθρο σκοπεύει να συζητήσει τις πιο σημαντικές και πρωταρχικές διαφορές μεταξύ των πνευμόνων και των βραγχίων όσον αφορά τη μορφή και τη λειτουργία.
Gills
Τα βράγχια είναι τα αναπνευστικά όργανα που είναι ικανά να εξάγουν διαλυμένο οξυγόνο στο νερό και αυτά βρίσκονται σε εξελικτικά ανώτερα και πολύπλοκα υδρόβια ζώα. Ωστόσο, οι μικροσκοπικοί και απλοί υδρόβιοι οργανισμοί δεν απαιτούν βραγχιακή συσκευή για την εξαγωγή οξυγόνου από το νερό, καθώς η επιφάνεια του σώματός τους μπορεί να απορροφήσει επαρκείς ποσότητες. Η δομή ενός βραγχίου είναι ενδιαφέρουσα και έχει ένα σύστημα φιλτραρίσματος για να παγιδεύει άλλα σωματίδια εκτός από το νερό ενώ λαμβάνει χώρα η ανταλλαγή αερίων. Στα ψάρια, το νερό λαμβάνεται από το στόμα, προβάλλεται μέσω των βραγχίων για να απορροφήσει το οξυγόνο και αποστέλλεται μέσω των βραγχιακών σχισμών (χόνδρινο ψάρι) ή του οπίσθιου (κοκαλώδες ψάρι). Η κύρια λειτουργία ενός βραγχίου περιλαμβάνει ένα σύστημα αντίθετου ρεύματος ροής αίματος στα βράγχια και νερού γύρω από τα βράγχια σε αντίθετες κατευθύνσεις. Επιπλέον, τα νημάτια που μοιάζουν με χτένα του βραγχίου που ονομάζονται βραγχιακά ελάσματα βοηθούν στην αύξηση της επιφάνειας ανταλλαγής αερίων. Υπάρχουν μικρές διαφορές μεταξύ των βραγχίων των οστεών ψαριών και των χόνδρινων ψαριών στη δομή, αλλά η λειτουργία της εξαγωγής οξυγόνου με αερισμό των βραγχίων εκτελείται και στους δύο τύπους. Άλλα σπονδυλωτά όπως τα αμφίβια έχουν εξωτερικά εκτεθειμένα βράγχια για αναπνοή στα προνυμφικά τους στάδια. Τα εμβρυϊκά αναπτυξιακά στάδια των ανώτερων σπονδυλωτών όπως τα πουλιά, τα θηλαστικά, ακόμη και τα ερπετά διαθέτουν βράγχια για να εκπληρώσουν τις αναπνευστικές λειτουργίες μέσα στη μήτρα ή το αυγό. Επομένως, θα μπορούσε να θεωρηθεί ότι τα περισσότερα από τα υδρόβια ζώα με πολύπλοκα σωματικά συστήματα διαθέτουν βράγχια για την αναπνοή τους. Επιπλέον, τα βράγχια στα ψάρια είναι ικανά να διαχέουν τα απεκκριτικά προϊόντα μαζί με τα αναπνευστικά απόβλητα στο νερό.
Πνεύμονες
Οι πνεύμονες είναι η κύρια αναπνευστική επιφάνεια των ανώτερων σπονδυλωτών που αναπνέουν τον αέρα και ορισμένων από τα χερσαία ασπόνδυλα. Ωστόσο, οι πνεύμονες των σπονδυλωτών είναι δομικά διαφορετικοί και είναι καλύτερα προσαρμοσμένοι να εξάγουν περισσότερο οξυγόνο από τους πνεύμονες των ασπόνδυλων. Ο πνεύμονας των σπονδυλωτών λαμβάνει το ατμοσφαιρικό οξυγόνο μέσω της ρινικής και στοματικής κοιλότητας και της τραχείας μέσω της εισπνοής, εξάγει το οξυγόνο στα τριχοειδή αγγεία του αίματος και διαχέει το διοξείδιο του άνθρακα σε κυψελίδες με εξαιρετικά λεπτά τοιχώματα και εκπνέει με τον ίδιο τρόπο. Υπάρχουν εκατομμύρια κυψελίδες που σχηματίζονται στους πνεύμονες, για να αυξηθεί η επιφάνεια της ανταλλαγής αερίων. Ωστόσο, τα εκκρινόμενα απόβλητα δεν διαχέονται μέσω των τοιχωμάτων των κυψελίδων. Οι πνεύμονες βρίσκονται στη θωρακική κοιλότητα των θηλαστικών και οι μεσοπλεύριοι μύες συστέλλονται με το διάφραγμα για να αυξήσουν τον όγκο και να μειώσουν την εσωτερική πίεση έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η εισπνοή και η διαδικασία της εκπνοής λαμβάνει χώρα αντίστροφα. Εκτός από την κύρια λειτουργία της αναπνοής, οι πνεύμονες είναι σημαντικοί για τη διατήρηση του pH του αίματος, την απαλλαγή από ανεπιθύμητους θρόμβους αίματος, την παροχή ροής αέρα στον φάρυγγα να παράγει ήχο, την απώθηση της σκόνης και άλλων σωματιδίων από τον αεραγωγό και πολλές άλλες λειτουργίες.
Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στα βράγχια και τους πνεύμονες;
• Και τα δύο όργανα είναι ζωτικής σημασίας ως επιφάνειες ανταλλαγής αερίων, αλλά τα βράγχια είναι σημαντικά για την εξαγωγή του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό, ενώ οι πνεύμονες είναι σημαντικοί για την εξαγωγή του ατμοσφαιρικού οξυγόνου.
• Τα βράγχια βρίσκονται σε υδρόβιους οργανισμούς, ενώ οι πνεύμονες βρίσκονται σε χερσαία ζώα που αναπνέουν αέρα.
• Τα βράγχια μπορούν να διαχέουν τα απεκκριτικά προϊόντα αλλά όχι τους πνεύμονες.
• Τα βράγχια θα μπορούσαν να είναι όργανα που βρίσκονται είτε εσωτερικά είτε εξωτερικά, ενώ οι πνεύμονες είναι μόνο εσωτερικά όργανα.
