호흡계: 두 판 사이의 차이

[[모세 혈관]]과 [[조직세포]] 사이에서 [[산소]]와 [[이산화탄소]]가 교환되는 현상을 '[[내호흡]]'이라고 한다. [[호흡]]의 결과 생성된 불필요한 이산화탄소는 호흡기관를 통하여 배출되는데 호흡의 참다운 목적은 생물이 살아가는데 필요한 여러 가지 에너지를 내는 내호흡에 있다고 할 수 있다. 그러나 동물의 몸 구조나 생활 장소에 따라, 되도록 효율이 좋은 호흡 기관이 긴 진화의 역사 속에서 각 동물에게 발달해 온 것으로 보인다. 또 세포 내에서는 호흡에 의한 영양 물질의 분해뿐만 아니라, 여러 가지 화학 반응이 이루어지고 있다. 그 결과, 많은 노폐물이 생성되므로 이것을 체외로 배출하지 않으면 안 된다. [[아메바]] 등의 간단한 동물은, 노폐물이 세포막에서 직접 외계의 물로 확산하여 배출되고, 몸 표면으로 산소를 흡수하고 이산화탄소를 내보낸다.

호흡시에 가스 교환을 하는 데는 물이 필요하다. [[아가미]] 등의 호흡 기관은 직접 물과 접하고 있고, 공기 호흡을 하는 동물의 호흡 기관도 직접 가스 교환을 하는 부분은 얇은 물의 층에 덮여 있다 예를 들면, [[개구리]]의 피부는 축축하기 때문에 피부 호흡이 이루어진다. 한편, [[뱀]]이나 [[도마뱀]]의 피부는 건조하여 피부를 통한 가스 교환이 거의 불가능하나, 허파의 내면은 점막으로 되어 언제나 물의 막으로 덮여 있기 때문에 호흡을 하는 데 지장이 없다. 이 사실은 외계의 산소는 일단 물에 녹은 뒤 체내로 받아들여진다는 것을 말해주고 있다. 산소 소비량이 그다지 많지 않은 하등 동물을 제외하고는, 대부분 동물의 호흡 기관은 산소가 접하는 표면적이 넓어지도록 복잡하게 발달되었고, 보다 능률적으로 산소를 운반할 수 있도록 혈액이나 순환계와 결합하여 발달해 왔다.

수생 동물의 대표적인 호흡 기관은 [[아가미]]이다. 가장 원시적인 아가미는 갯지렁이 등의 환형동물에서 볼 수 있는 것으로, 피부가 돌출한 간단한 것이다. [[연체동물]]의 아가미는 외투강에 있는데, 빗살 모양 또는 넓적한 모양으로 되어 있으며, 그 속에는 혈관이 가늘게 분포되어 있다. 오징어·문어의 종류에서는 외투막 운동에 의해, 신선한 물을 아가미로 보내는 호흡 운동을 볼 수 있다. 갑각류에는 머리가슴부의 가슴다리 밑부분에, 몇 쌍의 잎 모양 또는 깃털 모양의 아가미가 발달하여, 대부분은 두흉갑(頭胸甲)으로 덮인 아가미실 속에 들어 있다. 척추동물 중 일생 동안 아가미로 호흡을 하는 것은 어류뿐인데, 매우 발달한 아가미를 가지고 있다. 어류의 아가미는 인두부에서 좌우로 쌍을 이루어 돌출한 몇 장의 잎 모양의 표피로서, 이 속에는 모세 혈관이 가늘게 분포되어 있다. 잎 모양의 아가미는 표면적이 대단히 커서, 총체표면적의 수십 배에 달한다. 경골어류의 아가미는 네 쌍이며, 호흡 운동은 입과 아가미뚜껑의 운동에 의한 빨아들이고 내뱉는 펌프 작용에 의해 끊임없이 신선한 물의 유입이 이루어지고 있다.

곤충류에는 공기를 조직으로 직접 보내는 가는 관이 혈관계처럼 체내에 분포하여 기관계를 형성하는데, 이들 기관은 조직 세포와 직접 접촉되어 있어 가스 교환이 이루어진다. 그렇기 때문에 혈액에 의한 산소·이산화탄소의 운반이 필요없어서 혈관계는 간단히 되어 있다. 기관의 입구를 기문이라고 하는데, 기문은 각 체절마다 한 쌍씩으로, 보통 몸 전체에 열쌍이 있다. 기관과 기문 사이에는 전방(前房)이라는 빈 곳이 있는데, 주로 여기에 있는 주걱 모양의 돌기에 의한 개폐 장치로 인하여 기문의 개폐가 이루어진다. 호흡 운동은 복부 체벽의 운동에 의해 이루어지는데, 열 쌍의 기문 중 앞부분의 네 쌍에 의해 공기가 들어오고 뒷부분의 여섯 쌍에 의해 배출된다. 숨을 들이쉴 때는 복부가 부풀어 앞부분의 기문이 열리고 뒷부분의 기문은 닫히며, 이어서 복부가 수축하면 앞부분의 기문은 닫히고, 뒷부분의 기문이 열려 날숨이 배출된다. 거미류의 기관계는 책허파(서폐)로서, 복부의 앞쪽 끝에 책을 쌓아놓은 것 같은 모양의 기관이다. 또, 물 속에서 사는 곤충에는 모기의 유충처럼 꽁무니 끝의 기문을 수면으로 내놓고 호흡하는 것, 하루살이·실잠자리의 유충처럼 잎 모양의 돌기 속에 기관이 분포하여, 물 속에서 가스 교환을 하는 기관 아가미를 가진 것 등을 볼 수 있다.