Ewolucja oddychania.

Oddychanie [respiracja]- proces wymiany gazów pomiędzy żywym organizmem a otaczającym go środowiskiem, zapewniający nieprzerwany dopływ tlenu do tkanek i stałe usuwanie dwutlenku węgla na zewnątrz. Większość roślin, zwierząt i człowiek czerpie energię niezbędną do życia z procesu utleniania substancji organicznych. Produktami końcowymi tego procesu są dwutlenek węgla i woda. Oddychanie ma wielkie znaczenie również w utrzymaniu stałego PH wewnątrz organizmu.

Środowiskiem, z którego zwierzęta i rośliny pobierają tlen i do którego wydalają dwutlenek węgla, jest powietrze lub woda. U większości kręgowców i człowieka płuca są głównym narządem, w którym odbywa się bezpośrednia wymiana gazowa między krwią, krążącą w ścianach pęcherzyków płucnych, a powietrzem atmosferycznym. Oddychanie u człowieka związane jest z następującą sekwencją procesów:
-pobranie powietrza do płuc w czasie wdechu, wniknięcie tlenu z pęcherzyków płucnych do krwi, transport tlenu do wszystkich komórek i tkanek ciała, zużycie tlenu w tkankach i wytworzenie dwutlenku węgla, transport z krwią dwutlenku węgla do płuc, przeniknięcie dwutlenku węgla z krwi do światła pęcherzyków płucnych i wydalenie go z płuc w czasie wydechu. Procesy związane ze zużyciem tlenu w tkankach i wytworzeniem dwutlenku węgla noszą nazwę oddychania wewnętrznego, natomiast wszystkie pozostałe procesy, umożliwiające tkankową penetrację tlenu i usuwanie dwutlenku węgla, nazywamy oddychaniem zewnętrznym. Do wykonania wdechu niezbędny jest wzrost objętości klatki piersiowej, obniżający ciśnienie w jamie opłucnej i w płucach. Rezultatem tego jest wessanie powietrza przez nos.. Za zwiększenie pojemności płuc odpowiedzialne są ruchy mięśni międzyżebrowych i przepony. W czasie wydechu objętość klatki piersiowej zmniejsza się, ciśnienie w płucach wzrasta i płuca częściowo opróżniają się. Podczas spokojnego oddechu przedostaje się do płuc w czasie wdechu ok.500 ml. powietrza i tyleż wydobywa się przy wydechu. Jest to tzw. powietrze oddechowe. Częstość oddechów u człowieka wynosi 12-18 na minutę. Powietrze uzupełniające to powietrze, które można jeszcze pobrać, wykonując po spokojnym wdechu dodatkowy maksymalny wdech. Powietrze zapasowe [ok.1500 ml.] to powietrze, które można wydalić po spokojnym wydechu wykonując dodatkowy maksymalny wydech. Powietrze zalegające [ok.1200 ml.] pozostaje zawsze w płucach, nawet po maksymalnym wydechu. Utrzymuje się ono tam dzięki sprężystemu rozciągnięciu tkanki płucnej. Powietrze to wychodzi z płuc tylko po otworzeniu klatki piersiowej, kiedy płuca zapadają się, i nawet wówczas niewielka jego część pozostaje. Powietrze uzupełniające, oddechowe i zapasowe łącznie stanowią życiową Pojemność płuc, którą można mierzyć za pomocą spirometru Jest ona wskaźnikiem objętości klatki piersiowej i wydolności tkanki płucnej. Zespół procesów związanych z oddychaniem znajduje się pod kontrolą ośrodka oddechowego w mózgu. Wzrost stężenia dwutlenku węgla, spadek zawartości tlenu oraz obniżenie się PH krwi pobudzają ośrodek nerwowy. Przejawia się to zwiększeniem częstotliwości i głębokości oddechów. Wzrost ciśnienia cząsteczkowego dwutlenku węgla we krwi może zwiększyć wentylację płuc 10-krotnie i więcej. U zwierząt występują także inne sposoby oddychania. Bardzo często wymiana gazowa zachodzi przez powłoki ciała. U gąbek i wypławka, organizmów, które nie zawierają narządów transportujących tlen, wymiana gazów odbywa się na całej powierzchni ciała, często znacznie powiększonej odpowiednim kształtem lub strukturą. U dżdżownicy i pijawki wymiana gazów odbywa się między bogato unaczynioną powierzchnią ciała a otoczeniem. Ponadto zwierzęta żyjące w wodzie oddychają skrzelami, np. ryby, larwy płazów. Owady oddychają za pomocą systemu delikatnych rureczek, zwanych tchawkami. Wymiana gazowa odbywa się tutaj na drodze dyfuzji. Oddychanie beztlenowe występuje u niektórych zwierząt żyjących stale lub czasowo w środowisku, które nie zawiera tlenu wcale lub czasowo lub w bardzo niskim natężeniu. Należą do nich zwierzęta żyjące w środowisku bagiennym lub zimujące w wodach o niskiej zawartości tlenu. Szereg pasożytów wewnętrznych żyje trwale w warunkach niedostatku lub braku tlenu. Niektóre z tych zwierząt przeniesione do środowiska bogatego w tlen przechodzą na oddychanie tlenowe. U zwierząt z oddychaniem beztlenowym energia niezbędna do procesów życiowych pochodzi z glikozy, a jej produktami są: kwas mlekowy, lub mniej szkodliwy kwas bursztynowy i niektóre kwasy tłuszczowe. Oddychanie u roślin spełnia tę samą rolę co oddychanie u zwierząt. Oddychanie tlenowe występuje u większości roślin. Substratem oddechowym są tu heksozy. Proces chemiczny zbliżony do fermentacji alkoholowej, zwany oddychaniem beztlenowym, może wystąpić u roślin zielonych po umieszczeniu ich w atmosferze beztlenowej.



Zespół organelli lub narządów pośredniczących w wymianie gazowej. U pierwotniaków, gąbek, parzydełkowców, żebropławów, robaków płaskich i obłych oraz u wstężnic wymiana gazowa pomiędzy komórkami organizmu i środowiskiem zachodzi poprzez pokrycie ciała. Ten rodzaj wymiany gazowej jest szczególnie ułatwiony u pierwotniaków i zwierząt dwuwarstwowych [gąbki, parzydełkowce, żebropławy], zwierzęta te bowiem żyją w wodzie, a każda komórka ich ciała styka się z tym środowiskiem. U reszty wymienionych grup zwierząt, nie mających narządów oddechowych. Tempo przemiany materii jest stosunkowo niewielkie, a ciało zwykle drobne, więc zapotrzebowanie na tlen jest więc małe i wystarcza oddychanie przez powierzchnię ciała. Narzady oddechowe pojawiły się u trójwarstwowców, które maja dobrze rozwiniętą wtórną jamę ciała i u których narządy wewnętrzne są odgrodzone od pokrycia ciała tkanką mezodermalną. U wszystkich bezkręgowców należących do trójwarstwowców urządzenia przyśpieszające dyfuzję gazów są zawsze powiększonymi partiami ściany ciała, mają dużą powierzchnię i są cienkościenne; wyjątek stanowią tylko osłonice, półstrunowce i bezczaszkowe, u których jako narządy oddechowe funkcjonują szpary skrzelowe. Urządzenia przyśpieszające wymianę gazów mogą być uwypukleniami na zewnątrz ciała, zawierającymi naczynia krwionośne i wtedy nazywa się je skrzelami, albowpukleniami powierzchni do wnętrza ciała i zależnie od organizacji morfologicznej mogą być tchawkami, płucotchawkami lub skrzelotchawkami. Skrzela i skrzelotchawki występują u zwierząt wodnych, inne typy u zwierząt lądowych. Skrzela są narządami bardzo delikatnymi i rzadko sterczą wolno nad powierzchnią ciała, jak np. u pierścienic, czy niższych skorupiaków, u których osadzone są na odnóżach. Częściej są ukryte w specjalnych zagłębieniach w ciele i osłonięte płaszczem, jak to się dzieje u mięczaków, czy pancerzem - jak u skorupiaków wyższych. Jeżeli są ukryte, specjalne urządzenia zapewniają im jednokierunkowy przepływ wody, co powoduje przyśpieszenie dyfuzji gazów. U krabów skrzela są osłonięte pancerzem, a jednokierunkowy przepływ wody jest powodowany przez ruchy specjalnej kutykularnej płytki oddechowej, poruszanej specjalnymi mięśniami. Ślimaki, które przeszły do lądowego trybu życia, utraciły skrzela i oddychają silnie unaczynioną powierzchnią jamy płaszczowej, niemniej i ten typ narządów oddechowych związany jest z powierzchnią ciała. Płucotchawki występują u pajęczaków i są komorami, otwierającymi się na zewnątrz wąskimi otworami, zwanymi przetchlinkami lub stygmami. We wnętrzu komór znajdują się liczne blaszki, ustawione obok siebie jak kartki książki; krąży w nich krew, a wymiana gazów odbywa sią na zasadzie dyfuzji. U dużych pajęczaków występują specjalne ruchy oddechowe zwiększające powierzchnię komór, a tym wspomagające dyfuzję. Tchawki spotykane są u czterech grup bezkręgowców: u niektórych pajęczaków, wijów, owadów i pazurnic. Rozpoczynają się przetchlinkami [tak jak w przypadku płucotchawek], od których odchodzą pęki rurek tworzących coraz to drobniejsze odgałęzienia docierające do wszystkich narządów. Rozwojowo są to wpuklenia ektodermalne i stąd na całej powierzchni wewnętrznej wysłane są chityną. Wyściółka chitynowa wykazuje spiralne zgrubienia zapewniające tchawką wielką elastyczność i zapobiegające ich zgniataniu przy ruchach ciała. Najdrobniejsze tchawki [tracheole], bez zgrubień spiralnych, przechodzą w tzw. komórki końcowe, pozbawione chityny, stanowiące właściwą część oddechową [reszta, wysłana chityną, stanowi tylko drogi przewodzące gazy]. System tchawkowy doprowadza tlen bezpośrednio do wszystkich komórek ciała i tym różni się zasadniczo od skrzel i płucotchawek, w których oddychanie zewnętrzne jest odizolowane od wewnętrznego, a tlen po organizmie musi rozprowadzać krew. Skrzelotchawki występują tylko u larw owadów żyjących w wodzie. Są to uwypuklenia ektodermalne z bogatą siecią tchawek wewnątrz. System tchawek jest w takich narządach zamknięty, gazy dostają się do nich na drodze dyfuzji. U wspomnianych już trzech typów bezkręgowców [półstrunowców, osłonic i bezczaszkowców] funkcjonują szpary skrzelowe, które są homologiczne ze skrzelami kręgowców. Są to systemy otworów przebijających ścianę ciała i przełyk, przez które woda pobierana wraz z pokarmem wychodzi na zewnątrz; ponieważ ściany szpar są bogato unaczynione, zachodzi w nich wymiana gazowa.



Jest to zespół narządów umożliwiających wymianę gazów między krwią zwierząt i otoczeniem. Układ oddechowy kręgowców lądowych uczestniczy równierz w gospodarce wodnej i termoregulacji oraz spełnia funkcję narządu głosowego. Układ oddechowy ukręgowców wodnych składa się ze skrzeli, które u kręgoustych leżą w workach skrzelowych [skrzela workowate], a u ryb tkwią na łukach skrzelowych [skrzela łukowate]. Kolejne łuki skrzelowe są rozdzielone szparami skrzelowymi. Które przebijają szparę gardzieli. Szpary skrzelowe spodoustych otwierają się wprost na powierzchni ciała, o pozostałych ryb uchodzą do komory skrzelowej, przykrytej wieczkiem skrzelowym. Układ oddechowy kręgowców lądowych składa się z dróg oddechowych i płuc. Odcinkiem początkowym dróg oddechowych tych zwierząt jest jama nosowa, w której wyróżniamy przedsionek, jamę nosową właściwą - zróżnicowaną na odcinek oddechowy i węchowy - oraz przewód nosowo-gardzielowy. Najlepiej rozwiniętą jamę nosową mają krokodyle, ptaki i ssaki. Z jej ścian wyrastają chrzęstne lub kostne blaszki, tzw. muszle nosowe pokryte błoną śluzową lub nabłonkiem węchowym. W odcinku oddechowym jamy nosowej mieszczą się muszle: szczękowa i nosowa, a w odcinku węchowym leży muszla sitowa. Pierwszy z tych odcinków oczyszcza, ogrzewa i nawilża powietrze płynące do płuc, drugi zaś tworzy właściwą okolicę węchową. Kolejnymi odcinkami drogi oddechowej są krtań, tchawica i oskrzela. Krtań jest krótkim przewodem zbudowanym z chrząstek i mięśni, przechodzących ku tyłowi w tchawicę. Wejście do krtani otaczają brzegi chrząstek nalewkowatych. Prowadzi ono do jamy krtani, w której wnętrzu leżą fałdy głosowe, nazywane również strunami głosowymi. Tworzą je wolne brzegi fałdów śluzówki, wzmocnione przez odpowiednie więzadła i mięśnie. Drgania tych fałdów, wywołane ruchem powietrza wydychowego, są źródłem głosu. Narządem głosowym ptaków jest krtań dolna, która leży w miejscu rozdwojenia tchawicy na oskrzela główne. U wielu ssaków, zwłaszcza u małp, jama krtani tworzy różnych rozmiarów uchyłki tzw. worki krtaniowe, spełniające rolę rezonatorów dźwięku. U jednego z gatunków owocożernych nietoperzy z rodziny rudawkowatych krtań ma tak duże rozmiary, że wypełnia niemal całkowicie klatkę piersiową, płuca zaś i serce są przesunięte do tyłu i leżą w położeniu bocznym. Wejście do krtani jest umieszczone na dnie gardła, a u nielicznych ssaków [np. u waleni i nietoperzy] mieści się na szczycie stożkowato wydłużonej krtani, wsuniętej w nozdrza wewnętrzne. Drogi oddechowa i pokarmowa są u tych ssaków rozdzielone, toteż niektóre wieloryby i nietoperze mogą łowić i połykać pokarm bez przerw w oddychaniu. Tchawica jest sprężystym przewodem wzmocnionym płytkami lub pierścieniami chrzęstnymi. Łączy krtań z płucami, przed wejściem do płuc dzieli się na oskrzela główne,prawe i lewe. Wnętrze tchawicy i oskrzeli wyścieła nabłonek migawkowy. Płuca mają budowę workowatą lub tubularną. Pierwsze występują u nielicznych ryb oraz u płazów, gadów i ssaków, natomiast drugie u ptaków. Płuca tubularne ptaków są zbudowane na zasadzie organów. Jednostkami oddechowymi są kapilary powietrzne, oplecione siecią naczyń krwionośnych; uchodzą one obu końcami do oskrzeli [trzeciorzędowych] i są przedmuchiwane powietrzem. Płuca workowate są rozciągliwe, cienkościenne, zazwyczaj mniej lub bardziej gąbczaste. W najprostrzej postaci występują u płazów i hatterii, u których składają się z pary gładkościennych lub sfałdowanycch worków. Ściany płuc sfałdowanych tworzą liczne, ale płytkie pęcherzyki, otwarte do obszernej jamy środkowej. Rytmiczne obniżanie i podnoszenie dna jamy ustnej przy naprzemiennym otwieraniu i zamykaniu nozdrzy zewnętrznym napełnia jamę ustną płazów powietrzem, a w drugiej fazie tłoczy je do płuc. Płuca większości gadów mają budowę gąbczastą i stosunkowo dużą powierzchnię oddechową, są przeto sprawniejszym narządem oddechowym niż płuca płazów. Fałdy płucne są wyższe występują w większej liczbie i tworzą system komór i pęcherzyków oddechowych. Wskutek łaczenia się fałdów z oskrzelem w płucach żółwi i krokodyli powstają oskrzela drugorzędowe. Końcowe odcinki worków płucnych są gładkościenne i tworzą u wielu gadów worki powietrzne, pełniące rolę zbiorników powietrza. Technika oddychania gadów polega na ssaniu i wyciskaniu powietrza z płuc, dzięki rytmicznym ruchem klatki piersiowej. Żółwie stosują specyficzny mechanizm oddychania. Polega on na skurczach specjalnych mięśni, które zmieniając położenie trzewi, ściskają i rozciągają na przemian płuca. Najlepiej rozwinięte płuca gąbczaste występują u ssaków. Płuco ssaków może być jednoczęściowe lub podzielone na płaty. Wgłębienie powierzchni śródpiersiowej płuca tworzy wnękę, będącą miejscem wnikania do płuc oskrzela głównego i naczyń krwionośnych. Oskrzele główne rozdziela się wewnątrz płuca na coraz cięńsze i liczniejsze gałązki, których końcowe odcinki przechodzą w oskrzela oddechowe. W ich przedłużeniu leżą przewodziki pęcherzykowe, zakończone gronem ślepych pęcherzyków płucnych. Grona pęcherzyków płucnych oraz prowadzących do nich końcowe odcinki dróg oddechowych tworzą zraziki płucne.
Wnętrze pęcherzyków płucnych wyścieła cienki nabłonek, umożliwiający wymianę gazów między powietrzem i krwią, opływającą ściany pęcherzyków w gęstej sieci naczyń włosowatych. Technika oddychania ssaków opiera się na ssaniu i wyciskaniu powietrza z płuc wskutek rytmicznych zmian objętości klatki piersiowej. Oprócz ruchów żeber i mostka w mechanizmie oddychania uczestniczy przepona. Budowa płuc oraz technika oddychania ptaków są z gruntu odmienne niż u pozostałych kręgowców płucodysznych. Płuca ptaków są narządem stosunkowo małym, dość sztywnym i praktycznie nie rozciągliwym. Oskrzele główne dzieli się wewnątrz płuca na oskrzela drugorzędowe grzbietowe i brzuszne, połączone ze sobą oskrzelami trzeciorzędowymi. Jednostkami czynnościowymi, umożliwiającymi wymianę gazów, są cienkie, rurkowate przewody , zwane kapilarami powetrznymi uchodzące oby końcami do oskrzeli trzeciorzędowych. Zarówno podczas wydechu, jak i wdechu są one przedmuchiwane strumieniem świeżego powietrza. Zasadniczą rol w technice oddychania ptaków odgrywają worki powietrzne, które oddzielają się od brzusznej powierzchni płu, leżą w jamie ciała między trzewiami, między narzędami szyi oraz w jamach niektórych kości. Skrzela i płuca nie są jedynymi narządami oddechowymi kręgowców. Funkcję dodatkowych narządów oddechowych mogą pełnić: skóra, pęcherz pławny, błona jamy ustnej i gardzieli, workowate uchyłki komór skrzelowych, jelito oraz uchyłki kloaki.


Jama nosowa

Częściej wdychamy powietrze przez nos, niż przez usta. W jamie nosowej pokrytej, lepkim śluzem i włoskami, powietrze podczas wdechu ulega zawirowaniom. Zostaje przefiltrowane, a obecne w nim drobinki kurzu i bakterie – zatrzymane. Następnie ogrzane i oczyszczone powietrze przechodzi przez gardło do tchawicy. W jamie nosowej znajduje się małżowina – jeden z trzech fałdów, na których powietrze ulega zawirowaniom w jamie nosowej. Podniebienie jest to sklepienie jamy ustnej, które jednocześnie stanowi dno jamy ustnej.

Jama ustna

To początkowy odcinek przewodu pokarmowego i również oddechowego, jeśli oddechamy przez usta. Jej łukowate sklepienie nazywamy podniebieniem. Jest całkowicie wypełniona językiem. Z przodu ograniczają ją wargi, a z tyłu łączy się z gardłem. Jama ustna odgrywa również ważną rolę w wymawianiu słów, wydawaniu dźwięków i porozumiewaniu się przy pomocy mimiki.

Gardło

To przypominająca lejek przestrzeń w tylnej części jamy ustnej. Gardło łączy jamę ustną i jamą nosową z krtanią i leżącym za nią przełykiem. Przez gardło przechodzą połykane kęsy pożywienia, które tą drogą trafiają do przełyku. Również wdychane przez nos lub usta powietrze przepływa przez gardło, wpadając następnie do krtani. Gardło jest pokryte śluzem, który nawilża je i tym samym ułatwia przechodzenie pokarmu oraz wychwytuje pył z powietrza.

Krtań

Łączy gardło z tchawicą. Ma długość ok. 5 cm. i składa się z 9 twardych i giętkich chrząstek, połączonych mięśniami i mało sprężystymi woęzadłami . Krtań spełnia dwie główne funkcję: zapewnia drożność dróg oddechowych [oprócz momentów połykania] oraz umożliwia mówienie i śpiewanie. Dwie rozpięte wewnątrz krtani struny głosowe są poruszane i napina ne przez mięśnie krtani . To powoduje powstanie różnych dzwięków w chwili, gdy przepływa między powietrze.

Tchawica

To rurka łącząca gardło z płucami ma ok. 12 cm. Długości i 2,5 cm. szerokości. Przednia i boczne części ściany tchawicy zawierają 16 – 20 pierścieni w kształcie litery C, zbudowanych z mocnego i sprężystego materiału nazywanego chrząstką. Dzięki nim tchawica jest sztywna i nie zapada się podczas oddychania. Wnętrze tchawicy pokrywa lepki śluz, na którym osiadają cząstki pyłu. Delikatne rzęski rytmicznie falując, przesuwają pył w stronę gardła, skąd może zostać odktuszony. Pierścienie chrzęstne utrzymują kształt tchawicy, aby powietrze mogło docierać do płuc i z powrotem. Wyściółka tchawicy pokryta jest dwoma rodzajami komórek. Chronią one płuca przed pyłem nie zatrzymanym w nosie i gardle. Komórki śluzowe [kubkowe] wydziela lepki śluz pokrywający tchawicę i wyłapujęcy cząstki pyłu. Komórki urzęsione wyposażone są w liczne rzęski, które nieustannie wykonuję ruchy skierowane ku górze. Dzięki tym ruchom śluz z cząstkami pyłu jest przesuwany do gardła gdzie zostaje odksztuszony lub połknięty.

Oskrzela

Tchawica rozdziela się na dwie rurki prowadzące do płuc zwane oskrzelami. Ściana oskrzela składa się z pierścieni zbudowanych z twardej chrząstki.Dzięki tym pierścieniom oskrzela są stale drożne, co zapewnia swobodny przepływ powietrza. Wewnątrz płuc oskrzela dzielą się na coraz węższe gałęzie, tworząc tzw. dzewo oskrzelowe. Na końcach najmniejszych oskrzeli znajdują się pęcherzyki płucne. Tlen obecny w pęcherzykach płucnych przechodzi do krwi, która równocześnie pozbywa się dwutlenku węgla.

Płuca

Powietrze zawierające tlen wpada do każdego płuca z tchawicy poprzez oskrzele. Oskrzele wielokrotnie rozdziela się w każdym płucu, aż w końcu dociera do małych pęcherzyków płucnych. Tutaj zawarty w powietrzu tlen przechodzi do krwi, a dwutlenek węgla w przeciwnym kierunku. Prawe płuco jest większe niż lewe i składa się z trzech części czyli płatów. Opłucna jest podwójną błoną otaczającą i chroniącą płuca. Przepona to płat mięśniowy oddzielający klatkę piersiową od jamy brzusznej, służący do oddychania. Lewe płuco jest mniejsze niż prawe i składa się z dwóch płatów. Posiada także wycisk sercowy, czyli miejsce,gdzie znajduje się serce.


Najwcześniejsze zaczątki płuc wykryto u pewnych ryb kopalnych, u których wykształciły się one w postaci wyrostka w przedniej części przewodu pokarmowego. U tych ryb, z których ostatecznie powstały kręgowce lądowe, z wyrostka tego rozwinęły się płuca, u innych zaś przekształcił się on w pęcherz pławny ułatwiający pływanie, jakkolwiek może on służyć również jako narząd oddechowy. Pęcherz pławny jest zwykle pojedynczy, niemniej zdarzają się pęcherze parzyste o rozmaitych kształtach i rozmiarach. U niektórych ryb pęcherz pławny stracił połączenie z przewodem pokarmowym. W przedniej części pęcherza znajduje się grupa komórek mających nie spotykaną w ogóle u innych zwierząt, zdolnośc do wydzielania tlenu z krwi do tego pęcherza. Inna grupa komórek w tylnej części pęcherza usuwa tlen z powrotem do krwi. Dzięki takiemu przepompowywaniu tlenu ryby mogą utrzymywać się na pewnej głębokości bez udziału mięśni. Wiele ryb ma zespół kości łączących pęcherz z błędnikiem, działającym przepuszczalnie jako głębokościomierz.
Pęcherz pławny może również służyć jako narząd do wydawania dźwięków. Takie ryby jak Lophius piscatorius [żabnica] i Peristedion, mogę wydawać głos dzięki skurczą mięśni pęcherza, co powoduje jego wibrację .
Ryby dwudyszne są blisko spokrewnione z formami, które dały początek kręgowcom lądowym. Niektóre z nich żyją obecnie u żródeł Nilu i Amazonki oraz w niektórych rzekach Australii. Ryby te żyją w wodach, które okresowo wysychają i okres suszy muszą przetrwać w mule w łożyskach rzeki oddychając za pomocą pęcherza pławnego. Są one równierz wyposażone w skrzela, z których korzystają żyjąc w wodzie. Pęcherz pławny tych ryb jesr prostym workiem, u niektórych gatunków parzystym. W przeciwieństwie do innych ryb mają one tętnice płucne. Płuca najprymitywniejszych płazów ogoniastych Necturus są dwoma długimi, prostymi workami oplecionymi z zewnątrz siecią naczyń włosowatych. Płuca Zab i ropuch mają już fałdy znacznie zwiększajęce powierzchnię oddechową. Ponieważ żaby nie mają przepony ani mięśni żebrowych, sposub w jaki oddychają, różni się od tego u ludzi. Zależy on od ruchów zastawek w nozdrzach i w krtani. Wraz z otwarciem zastawek nozdrzowych obniża się dno jamy gębowej i powietrze zostaje wciągnięte; z kolei następuje teraz zamknięcie się zastawek nosowych oraz skurcz mięśni krtani, co powoduje zmniejszenie objętości jamy gębowej i wtłoczenie powietrza do płuc. Żaba nie może oddychać przy otwartej jamie gębowej.
W dalszej ewolucji płuc zaznacza się tendencja do ich podziału na coraz mniejsz pęcherzyki, tak że budowa płuc staje się coraz bardziej złożona u gadów, ptaków i ssaków. Płuco niektórych jaszczurek, np. kameleona, są zaopatrzone w dodatkowe worki powietrza, które mogą być rozdymane przez zwierzę, wskutek czego mogą one zmieniać kształt swojego ciała nadając mu odstraszający wygląd. U ptaków podobne worki odchodzą w kilku miejscach do płuc i rozprzestrzeniają się w ciele. Do worków tych wciągane jest powietrze przechodzące przez płuca i całkowicie wydalane przy każdym wydechu. Wczasie lotu ptaka, gdy klatka piersiowa musi być usztywniona, aby wytworzyć nieruchome oparcie dla mięśni skrzydeł, worki działają jak miechy wciągając i wurzucając powietrze. Worki leżą pomiędzy mięśniami poruszającymi skrzydła tak, że w czasie lotu skurcze i rozkurcze tych mięśni wywołują pompujące ruchy worków. Dlatego im szybciej ptak leci, tym żywsze jest krążenie powietrza przez płuca.

U innych zwierząt


Prymitywne formy oddychania powierzchniowego, które nie angażują specjalnego narządu oddechowego, można znaleźć zarówno u bezkręgowców [robaki], jak i u kręgowców [płazy]. U tych form wilgotna skóra służy jako narząd oddechowy. Również błony wyścielające jamę gębową i gardziel mogą pełnić funkcję narządów oddechowych.
Oddychanie zewnętrzne, jakie obserwujemy u większości zwierząt wodnych, odbywa się za pomocą specjalnych struktór zwanych skrzelami. Ryby, mięczaki [ostrygi, ośmiornice] i liczne stawonogi [krewetki, kraby, pająki,lecz nigdy owady] mają takie struktury. Zwierzęta oddychające skrzelami muszą mieć urządzenia zapewniające stały przepływ wody przez skrzela. Ryba otwierając jamę ustną nabiera łyk wody, następnie zamyka pysk, co powoduje wypchnięcie wody przez otwór skrzelowy. Pobrana przez jamę ustną woda opłukuja skrzela i zostaje wyrzucona szparami skrzelowymi. Skrzela, podobnie jak płuca człowieka, mają cienkie ściany, zawsze wilgotne i dobrze unaczynione. Tlen rozpuszczany w wodzie dyfunduje przez nabłonek skrzel do kapilar, a dwutlenek węgla w odwrotnym kierunku. Ilośc tleny rozpuszczana w wodzie morskiej jest stosunkowo stała, ale ilość tlenu w wodach słodkich, rzekach i stawach może ulegać dużym wachaniom. W wodzie o małej zawartości tlenu ryby duszą się.
Owady mają całkiem innny układ zaopatrujący komórki w tlen. W każdym segmencie ciała znajduje się para otworków, tzw. przetchlinek, którymi powietrze dostaje się do systemu rozgałęzionych przewodów powietrznych – tchawek, rozciągających się do wszystkich narządów wewnętrznych ciała.Tchawki kończą się mikroskopijnej wielkości rureczkami, tracheolami, wypełnionymi płynem. Dwutlenek węgla i tlen dyfundują przez tracheole do przyległych komórek. Całe ciało owada tętni pompując powietrze do tchawek i na zewnątrz. U niektórych owadów, np. u pasikoników, powietrze jest wciągane do ciała przez pierwsze cztery pary tchawek, gdy odwłok się rozciąga, a wychodzi przez ostatnie sześć par, kiedy odwłok się kurczy. Dlatego też, w przeciwieństwie do ryb i krabów, u których krew natlenia się na powierzchni ciała – na skrzelach, układ tchawkowy wprowadza powietrze w głąb ciała prawie każdej komórki i tam dyfunduje ono przez ścianki tchawek.Układ tchawkowy jest bardzo wydajny; tlen dochodzi do komórek, a dwutlenek węgla dyfunduje na zewnętrz komórek.
Owady nie muszą utrzymywać szybkiego obrotu krwi, tak jak to muszą robić kręgowce, aby zaopatrrzyć swoje komórki w tlen.
Zwierząta wykazują olbrzymie różnice w zapotrzebowaniu na tlen. Mysz w stanie spoczynku zużywa około 2500 mm3/godz. Tlenu na 1 g. Wagi, a zużycie to wzrasta do 20 000 mm3/godz. Na 1 g. Wagi ciała w stanie aktywnym. Dżdżownica zużywa około 60 mm3/godz. na 1 g. wagi ciała, a morski ukwiał jedynie 13mm3/godz. na 1 g.