Canlılarda Solunum

Canlılarda Solunum






En basit tanımıyla, bir canlının oksijen alıp karbondioksit vermesidir Bitkiler ve hayvanlar oksijen almadan yaşayamaz Çünkü yaşamın temeli olan bütün biyokimyasal süreçler için enerji gerekir; bu enerjinin kaynağı da hücrelerde depolanmış olan besinlerin yanması, yani oksijenle birleşerek parçalanmasıdır Bu parçalanma sırasında, besin moleküllerinde bağlı olan kimyasal enerji serbest kalarak açığa çıkar


Bu olay, tıpkı yanan bir odun parçasının ısı ve ışık yayması gibi enerji veren bir tepkimedir Demek ki, solunumu yalnızca oksijen-karbondioksit alış verişi olarak değil, bitkilerin ve hayvanların temel enerji kaynağı olan daha karmaşık bir süreç olarak düşünmek gerekir
Canlı ile dış ortam arasında gaz alışverişini sağlayan soluma ya da soluk alıp verme bu sürecin yalnızca bir aşamasıdır; öbür aşaması ise alınan oksijenin bütün hücrelere taşınmasını ve hücrelerdeki bir dizi tepkime sonucunda, besinlerde depolanmış olan enerjinin açığa cıkmasını içerir Vücuttaki her hücre yaşam süreçlerinde bu enerjiyi kullanacağından, oksijensiz kalan hücreler hemen ölür


Karbonhidratlar, yağlar ve proteinler gibi besin maddeleri karbon ve hidrojen atomları içerdiğinden, bu bileşikler ile oksijen arasındaki tepkime sonucunda su ve karbondioksit oluşur


Su bütün canlılar için gereklidir; ama karbondioksidin dokularda birikerek belirli bir düzeyi aşması zehirlenmeye yol açabilir Bu yüzden solunumun son aşamasında hücrelerde oluşan karbondioksidin vücuttan dışarı atılması gerekir
En basit canlılarda bile solunuma rastlanabilir; ama bu işleve uyarlanmış özel solunum sistemi yalnızca insana ve gelişmiş hayvanlara özgüdür Örneğin insanın solunum sistemi akciğerler gibi solunum organları ile temiz havanın akciğerlere dolması ve kirlenmiş havanın aynı yoldan dışarı atılmasını sağlayan burun, boğaz ve soluk borusu gibi solunum yollarından oluşur


BİTKİLERDE SOLUNUM


Bitkilerin solunumu da temel olarak insanın ve bütün gelişmiş hayvanların solunumuna benzer Bu canlılarda da solunumun amacı oksijeni dokulara alıp, besin maddelerini yakarak gerekli enerjiyi sağladıktan sonra karbondioksidi dışarı atmaktır
Ne var ki bitkiler hayvanlardan farklı olarak, havanın oksijenini almadan ve dışarıya karbondioksit vermeden de solunum yapabilirler Bu ayrıcalığın nedeni bitkilerin fotosentez yeteneğidir Bilindiği gibi bitkiler, havadan aldıkları karbondioksit ile topraktan aldıkları suyu birleştirerek şeker ve nişasta gibi karbonhidarlar ile oksijene dönüştürürlür
Fotosentez denen bu özümseme sürecinde oluşan yüksek enerjili besinler dokularda depolanırken oksijen dışarı atılırSolunum ise fotosentezle tam ters gelişen bir metobolizma olayıdır Bu kez karbonhidratlar oksijenle birleşerek su ve karbondiokside parçalanır
Demek ki solunum tepkimelerinin son ürünleri fotosentezin ilk maddeleridir Bu nedenle bitkiler, solunum artığı olan karbondioksidin büyük bölümünü fotosentezde kullanırlar Ama bu olay yalnız gündüzleri geçerlidir; çünkü ışık enerjisine bağımlı olan fotosentez karanlıkta gerçekleşmez


Gündüz solunumunda karbondioksidin az bir bölümü dışarıya atıldığından, geçen yüzyıla kadar bitkilerin yalnızca geceleri solunum yaptığı sanılıyordu Oysa hayvanlarda olduğu gibi bitkilerde de solunum gece ve gündüz sürer



Üstelik, serbest oksijenin bulunmadığı ya da yeterince alınamadığı durumlarda bile bitkiler, fotosentez sonucunda açığa çıkan oksijeni kendi dokularından alarak havasız ortamda da bir süre solunumlarını sürdürebilirler Yeşil bitkilerin zorunlu olmadıkça başvurmadıkları bu yöntem, bakteriler ve mantarlar gibi bitkilere yakın olan daha basit yapılı canlılarda olağan bir süreçtir



BASİT HAYVANLARDA SOLUNUM

Küçük ve basit yapılı hayvanlarda solunum organları olmadığı için, dış ortam ile canlı arasındaki gaz alışverişi doğrudan deri yoluyla yapılır
Örneğin, tek hücreli hayvanların n basit üyesi olan ve minicik bir pelte damlasını andıran amip suda yaşar Suda çözünmüş olan oksijen incecik hücre zarından içeriye girerek, hücrenin gereken bölümlerine kendiliğinden ulaşır Yanma sonucunda oluşan karbondioksit de aynı yoldan dışarıya atılır Deri solunumu denen bu basit solunum biçimine süngerlerde, deniz analarında ve bazı solucan türlerinde de rastlanır
Oysa daha büyük hayvanlarda, genellikle bu kadar ince olamayan deridn oksijen yeterince emilemez; emilse bile, büyük boyutlardaki gövdenin her yanına kendi kendine ulaşması olanaksızdır
Bu yüzden, oksijeni solunum organından alıp vücudun bütün hücrelerine taşıma görevini kan dediğimiz özel bir sıvı üstlenir Örneğin yer solucanlarında, deri yoluyla alınan oksijen kana karışarak bütün öbür hücrelere taşınır; hücrelerden alınan karbondioksit de gene kan aracılığıyla deriye ulaştırılarak buradan dışarı atılır


Böceklerin ve örümceklerin ise oldukça sert ve sağlam bir kabukla örtülüdür Bu koruyucu örtü tehlikelere ya da saldırılara karşı bir kalkan görevi görür, ama ne yazık ki oksijenin deri yoluyla vücuda girmesini de engeller Bu nedenle gövdelerinin her yanında, özellikle karın bölgesinde çok sayıda soluk deliği bulunur Bu küçük deliklerden herbiri trake denilen bir soluk borusunun dışarıya açılan penceresidir


Bu borular gövdenin içinde dallanarak bütün dokulara uzanır Böylece, deliklerden giren hava trakelerden geçerken, içindeki oksijen bu boru duvarlarından emilerek dokulara alınır; karbondioksit de ters yönü izleyerek dışarı atılır


Balıklar, yumuşakçalar ve kabuklular gibi suda yaşayan hayvanlar da solungaç denen özel solunum organları bulunur Balıkların solungaçları genellikle iki yay arasına gerilmiş saçak saçak ipliklerdan ve kan damarlarından oluşan sık dişli bir tarağı andırır
Bu bir çift organ hayvanın yutak boşluğuna yerleşmiş ve başın iki yanındaki solungaç kapaklarıyla dıştan gizlenmiştir Balık suyu ağzıyla alır ve solungaçlarından geçirerek dışarıya atar Solungaçlardaki kan damarları, suda çözünmüş olan oksjeni emip kandaki karbondioksidi suya verir Böylece kan bütün vücuda pompalanırken, taşıdığı oksijeni de dokulara bırakır


Kurbağalar ise hem deri, hem akciğer solunumu yapabilen ilginç hayvanlardır Oksijeni deri yoluya alabilmesi için derinin sürekli nemli olması gerekir; bu yüzden kurbağalar daha çok su kıyılarında yaşar Oysa akciğerleri de oldukça gelişmiştir
Soluk alırken çenelerinin altındaki kesecik balon gibi şişerek içindeki havaya akciğerlere gönderir; soluk verirken de bu kez akciğerlerden gelen hava keseye dolarak dışarı atılır


GELİŞMİŞ HAYVANLARDA SOLUNUM

Kuşların ve bütün memelilerin solunum sistemi insanınkiyle hemen hemen aynıdır Hava genellikle burundan girer, boğazın üst bölümündeki yutaktan geçip soluk borusuna iner ve akciğerlere ulaşır Havadaki oksijenin kana geçip, kandaki karbondioksidin havaya geri verilmesi akciğerlerde gerçekleşir Böylece, karcondioksit yüklenmiş olan hava aynı yollardan geçerek dışarı atılır
Soluk alırken akciğerlere dolan havada yaklaşık %20 oksjen ve çok düşük oranda karbondioksit vardır Verdiğimiz solukta ise oksijen oranı %16`ya düşmüş, buna karşılık karbondioksit oranı %4`ü bulmuştur
Ayrıca, akciğerlerin nemli ortamından geçerken bol miktarda su buharı yüklenmiştir Soğuk havalarda, soluğumuzdaki bu su buharı hava ile karşılaştığı anda yoğunlaşarak minik su damlacıklarına dönüşür Kışın soluk verirken ağzımızdan “buhar” çıkmasının nedeni budur
Bütün bu solunum süreci, dış ve iç solunum olarak iki ayrı bölümde incelenebilir


SOLUNUMDA ALINAN OKSİJEN MİKTARI

Ortalama yaş ve kilodaki sağlıklı bir insan derin bir sluk aldığında her iki akciğerdeki havanın toplam hacmi 6000 cm³`ü bulur Soluk verildiğinde akciğerlerdeki havanın tümüyle boşaldığı sanılır Oysa sakin ve rahat biçimde oturan, dinlenme halindeki bir insan akciğerlerine yaklaşık 500 cm³ hava alır ve soluk verdiğinde aynı hacimde havayı dışarı atar