Γιατί οι πολυκύτταροι οργανισμοί χρειάζονται ειδικά όργανα για την ανταλλαγή αερίων μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος τους;
1. Αυξημένη αναλογία επιφάνειας προς όγκο:
* Καθώς οι οργανισμοί γίνονται μεγαλύτεροι και πιο πολύπλοκες, η αναλογία επιφάνειας προς όγκο μειώνεται. Αυτό σημαίνει ότι έχουν λιγότερη επιφάνεια σε σχέση με τον όγκο τους για την ανταλλαγή αερίων.
* Μόνο η απλή διάχυση γίνεται ανεπαρκής για την κάλυψη των απαιτήσεων οξυγόνου ενός μεγάλου, σύνθετου οργανισμού.
2. Εσωτεροποίηση κυττάρων:
* Σε πολυκύτταρους οργανισμούς, τα περισσότερα κύτταρα βρίσκονται βαθιά μέσα στο σώμα, μακριά από το εξωτερικό περιβάλλον.
* Η άμεση ανταλλαγή αερίων με το περιβάλλον για όλα τα κύτταρα είναι αδύνατη.
3. Εξειδικευμένες επιφάνειες ανταλλαγής αερίων:
* Ειδικά όργανα, όπως οι πνεύμονες σε θηλαστικά ή βράγχια στα ψάρια, αναπτύσσονται για να παρέχουν μια μεγάλη επιφάνεια για αποτελεσματική ανταλλαγή αερίων.
* Αυτά τα όργανα είναι εξαιρετικά αγγειακά (περιέχουν πολλά αιμοφόρα αγγεία) για να διευκολυνθούν η ταχεία μεταφορά αερίων μεταξύ του περιβάλλοντος και του κυκλοφορικού συστήματος.
4. Αποτελεσματικοί μηχανισμοί μεταφοράς:
* Το κυκλοφορικό σύστημα, με το δίκτυο αιμοφόρων αγγείων, διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην παροχή οξυγόνου στα κύτταρα και στην αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα.
* Αυτό το αποτελεσματικό σύστημα μεταφοράς είναι απαραίτητο για τη διατήρηση μιας συνεχούς παροχής οξυγόνου σε όλα τα κύτταρα εντός του σώματος.
5. Ρύθμιση και έλεγχος:
* Τα ειδικά όργανα για την ανταλλαγή αερίων επιτρέπουν την ελεγχόμενη και ρυθμιζόμενη ανταλλαγή αερίων.
* Για παράδειγμα, ο ρυθμός αναπνοής και το βάθος μπορούν να προσαρμοστούν για να ικανοποιήσουν τις μεταβαλλόμενες απαιτήσεις οξυγόνου του σώματος.
Συνοπτικά, οι πολυκύτταροι οργανισμοί χρειάζονται εξειδικευμένα όργανα για την ανταλλαγή αερίων επειδή έχουν χαμηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο, τα κύτταρα τους εσωτερικοποιούνται και απαιτούν αποτελεσματικούς μηχανισμούς μεταφοράς για αέρια. Αυτά τα όργανα παρέχουν μια μεγάλη επιφάνεια, είναι εξαιρετικά αγγειοποιημένα και διευκολύνουν τη ρυθμιζόμενη ανταλλαγή αερίων, επιτρέποντας την αποτελεσματική παράδοση οξυγόνου και την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα σε όλο το σώμα.
