זימים נגד ריאות
זימים וריאות הן הרקמות העיקריות המספקות משטחים להחלפת גזים לתפקוד הנשימה של רוב בעלי החיים הגבוהים יותר. בעיקר לדגים יש זימים ואילו לדו-חיים, זוחלים, ציפורים ויונקים יש ריאות לנשימה או להחלפת גזים. זה יתאים בעיקר שלבעלי חיים במים יש זימים ולבעלי חיים יבשתיים יש ריאות, אבל ליונקים מימיים ולחלק ממיני הדגים יש ריאות. מאמר זה מתכוון לדון בהבדלים החשובים והעיקריים ביותר בין ריאות לזימים בכל הנוגע לצורה ולתפקוד.
Gills
זימים הם איברי הנשימה המסוגלים להפיק חמצן מומס במים, ואלה נמצאים בחיות מים גבוהות ומורכבות מבחינה אבולוציונית.עם זאת, האורגניזמים המימיים המיקרוסקופיים והפשוטים אינם דורשים מנגנון זימים כדי להפיק חמצן מהמים, מכיוון ששטח גופם יכול לספוג כמויות נאותות. המבנה של זימים מעניין, ויש לו מערכת סינון ללכידת חלקיקים שאינם מים בזמן חילופי גז מתרחשים. בדגים, המים נלקחים מהפה, מוקרנים דרך זימים כדי לספוג חמצן, ונשלחים החוצה דרך חרכי הזימים (דג סחוס) או אופרקולום (דג גרמי). הפונקציה העיקרית של זימים כוללת מערכת נגד זרם של הזרמת דם בזימים ומים סביב הזימים בכיוונים מנוגדים. בנוסף, החוטים דמויי המסרק של הזימים הנקראים זימים מסייעים בהגדלת שטח הפנים של חילופי גז. ישנם הבדלים קלים בין הזימים של דגים גרמיים ודגים סחוסים במבנה, אך הפונקציה של שאיבת חמצן עם אוורור של זימים מבוצעת בשני הסוגים. לבעלי חוליות אחרים כמו דו-חיים יש זימים חשופים חיצונית לנשימה בשלבי הזחל שלהם.בשלבי ההתפתחות העובריים של בעלי חוליות גבוהים יותר כמו ציפורים, יונקים ואפילו זוחלים יש זימים כדי למלא את פונקציות הנשימה בתוך הרחם או הביצית. לכן, ניתן היה לשער שרוב חיות המים עם מערכות גוף מורכבות הן בעלות זימים לנשימה. יתרה מכך, זימים בדגים מסוגלים לפזר תוצרי הפרשה יחד עם פסולת הנשימה למים.
ריאות
ריאות הן משטח הנשימה העיקרי של החולייתנים הגבוהים נושמים האוויר ושל חלק מחסרי החוליות היבשתיים. עם זאת, ריאות בעלי החוליות שונות מבחינה מבנית ומותאמות טוב יותר להפיק יותר חמצן מאשר ריאות חסרי החוליות. הריאה של החולייתנים מקבלת את החמצן האטמוספרי דרך חלל האף והפה וקנה הנשימה באמצעות שאיפה, מחלצת את החמצן לתוך נימי הדם ומפזרת את הפחמן הדו-חמצני החוצה במכתשות דקיקות במיוחד, ונושפת דרך אותה דרך. ישנם מיליוני alveoli שנוצרו בריאות, כדי להגדיל את פני השטח של חילופי גזים.עם זאת, פסולת ההפרשה אינה מתפזרת דרך דפנות המכתשים. הריאות ממוקמות בחלל החזה של יונקים, והשרירים הבין-צלעיים מתכווצים עם הסרעפת כדי להגדיל את הנפח ולהפחית את הלחץ הפנימי כך שהשאיפה מתבצעת, ותהליך הנשיפה מתרחש הפוך. בנוסף לתפקוד העיקרי של הנשימה, הריאות חשובות בשמירה על ה-pH של הדם, בסילוק קרישי דם לא רצויים, במתן זרימת אוויר ללוע להפקת קול, בדחיית אבק וחלקיקים אחרים ממערכת האוויר ועוד פונקציות רבות אחרות.
מה ההבדל בין זימים לריאות?
• שני האיברים חיוניים כמשטחי החלפת גזים, אבל זימים חשובים כדי לחלץ חמצן מומס במים בעוד שהריאות חשובות להפקת חמצן אטמוספרי.
• זימים נמצאים באורגניזמים מימיים, בעוד שריאות נמצאות בבעלי חיים נושמים אוויר יבשתיים.
• זימים מסוגלים לפזר תוצרי הפרשה אבל לא את הריאות.
• הזימים יכולים להיות איברים פנימיים או חיצוניים, בעוד שריאות הן רק איברים פנימיים.
