호흡계: 두 판 사이의 차이

달팽이·민달팽이(괄태충) 등의 무리는 연체동물 중에서 유폐류라 불리듯이, 외투강의 내벽이 변형되어 주름이 되고 그 곳엔 혈관이 분포하여 공기 호흡을 하는 일종의 허파를 가지고 있다. 그러나 이 종류의 허파는 표피가 변형된 것으로, 척추동물의 허파와 그 기원이 같지 않다. 척추동물의 허파는 인두의 좌우 양 옆쪽으로 함입되어 만들어진 속이 빈 주머니가 발달한 것이다. 이 점은 어류의 부레나 폐어류의 허파와 발생이 같고, 여기서부터 양서류 이상의 허파로 진화된 것이라고 생각된다. 양서류 허파의 경우, 도롱뇽 등은 폐어류의 부레와 비슷한 속이 빈 매끄러운 주머니이지만, 개구리는 호흡 표면적을 넓히기 위한 주름이 주머니의 내면에 발달되어 있다. 고등한 척추동물일수록 허파의 내부에 주름이 많아 표면적이 넓어지므로 가스 교환이 효과적으로 이루어진다. 양서류는 기관이나 기관지는 없고, 구강과 인두의 운동 및 복부의 운동에 의해 호흡이 이루어지고 있다. 이 불완전한 허파 호흡은 피부로부터 직접 산소를 받아들이는 피부 호흡으로 보충된다.

파충류의 허파는 양서류보다 발달되어 호흡 면적이 증가하는 한편, 연골로 된 원통 모양의 기관이 발달되어 있다. 파충류는 가로막이 없어서, 주로 늑간근의 수축으로 인한 갈비뼈의 상하 운동으로 허파에 공기를 출입시킨다. 조류의 허파는 현저하게 많은 수의 기관지가 모인 해면 모양의 구조이다. 기관지에는 얇은 막으로 이루어진 큰 기낭이 여러 쌍 있는데, 근육이나 내장 사이, 또는 뼈의 내부로도 들어가 있다. 기낭에는 혈관의 분포가 적으므로, 가스 교환보다는 공기의 저장이나 날기 위해 몸을 가볍게 하는 역할을 한다. 조류도 파충류와 마찬가지로 가로막이 없어서, 주로 갈비뼈의 상하 운동으로 허파에 공기를 출입시키는데, 기낭의 작용으로 허파 표면에 신선한 공기를 연속적으로 보내는 효율적인 호흡운동을 한다.

포유류의 허파는 나뭇가지 모양의 기관지를 중심으로 하여, 모세 혈관이 가늘게 분포된 허파꽈리(지름 약 100μ)가 무수히 연결(약 7억 개)되어 있으며, 굴곡이 많아 표면적이 매우 넓다. 호흡 운동은 가로막과 갈비뼈의 상하 운동에 의해 일어난다. 가로막은 체강을 흉강과 복강으로 나누는 근육성의 막인데, 늑간근에 의하여 갈비뼈와 가슴뼈가 위로 올라가고 가로막이 아래로 내려가면 흉강이 넓어지고, 흉강 내의 압력(기압)이 낮아져서 공기가 허파로 들어온다. 반대로 늑간근이 이완되면 갈비뼈·가슴뼈는 내려오고 가로막이 위로 올라가서 흉강이 좁아지므로, 흉강 내의 압력이 높아지게 되어 허파 속의 공기는 몸 밖으로 나가게 된다. 이와 같은 반복 운동에 의해 연속적으로 호흡 운동이 일어난다. 가로막과 갈비뼈 중 어느 하나의 운동만으로도 호흡 운동이 가능하나 육상의 사지 동물은 앞다리의 지탱을 흉부에 의존하고 있기 때문에, 호흡 운동에 가로막을 이용하는 경우가 훨씬 많다.