كيف تتنفس الزواحف؟ وهل تختلف الأساليب من نوع إلى آخر من الزواحف؟ ما هي طريقة التنفس الشائعة عند معظم الزواحف بجميع أنواعها؟
الزواحف ومفهومها
الزواحف هي حيوانات فقارية تتكون من خمس مجموعات: اللاسعات، الثعبانية، الحرشفيات، التمساحيات، واللاسعات.
ومن الخصائص المميزة لهذه الحيوانات هو عدم التجانس الحراري، وهو ما يعني أن درجة حرارة الجسم مماثلة لدرجة حرارة البيئة الخارجية. يلجأ إلى السبات الشتوي أو السبات الشتوي خلال مواسم البرد، مما يسبب انخفاضاً كبيراً في درجة حرارة الجسم، وبالتالي تباطؤ كافة الوظائف الحيوية. يكون أكثر نشاطاً في المواسم الدافئة والحارة، لذا فهو يختبئ تحت أشعة الشمس للتدفئة، وفي الليل يبحث عن مكان للاختباء يحميه من البرد.
تقوم الزواحف بدفن بيضها بعد وضعه تحت الرمل أو التراب للتأكد من درجة حرارته وتمكينه من الفقس. هناك بعض أنواع الثعابين التي تحتفظ ببيضها داخل الجسم حتى يفقس. يصبح الصغار مستقلين تمامًا بعد الفقس ويكونون قادرين على اللدغ وإخراج السم.
الأرجل غير موجودة في الثعابين والثعابين، بينما يختلف تركيبها في الأنواع الأخرى. وهي قصيرة وسمينة وتستخدم كدعائم أثناء الحركة في التماسيح والسلاحف البرية والسحالي، وعلى شكل مجاذيف السباحة في السلاحف البحرية. كما أن هناك أرجلًا تمكنها من التشبث بأغصان الأشجار في الحرباء، وأخرى تمكنها من التشبث بسطح أملس بمساعدة القضم في أنواع أبو بريص.
التنفس
تحتاج الكائنات الحية إلى الأكسجين لتتمكن من البقاء على قيد الحياة، لذا فهي تتنفس، ويحدث التنفس في الجسم من خلال عمليتين. الأول هو التنفس (بالإنجليزية: Breathing)، ويعني نقل الأكسجين من هواء الغلاف الجوي إلى الرئتين، حيث يتم تبادل الغازات ونقل الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى الرئتين. وينتقل الدم، وثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الرئتين. العملية الثانية هي التنفس الداخلي (بالإنجليزية: Respiration) وتحدث داخل الخلايا حيث يتم أكسدة الغذاء (تفاعل الأكسجين مع نواتج العمليات الهضمية) لإنتاج الطاقة اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية الضرورية للجسم . وينتج عن التنفس الداخلي بعض الفضلات مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا. يتخلص الجسم من ثاني أكسيد الكربون والماء أثناء الزفير، بينما يتم إخراج الأمونيا مع البول.
طرق التنفس عند الحيوانات
يتم تبادل الغازات بين الحيوانات وبيئتها بطرق مختلفة. في الحيوانات بسيطة البنية قد يحدث التبادل بين سطح جسم الحيوان والبيئة بشكل مباشر، بينما في الحيوانات الأكثر تقدمًا وتعقيدًا يكون لها أجهزة تنفسية خاصة. وفيما يلي سنلقي الضوء على بعض الطرق التي تتنفس بها الحيوانات:
التنفس من خلال الجلد
يمكن لبعض الحيوانات، مثل ديدان الأرض التي تعيش في التربة الرطبة، وبعض البرمائيات التي تعيش بالقرب من الماء، أن تتبادل الغازات من خلال جلدها الرقيق النفاذ. تمتلك هذه الحيوانات شبكة واسعة من الشعيرات الدموية الصغيرة القريبة من سطح الجلد، وبالتالي فهي قادرة على نقل الأكسجين من الجلد إلى الأنسجة المختلفة، ونقل ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الجلد، مما يساهم في نجاح عملية التنفس بهذه الطريقة. تفتقر البرمائيات مثل الضفادع والسلمندر (جمع السلمندر) إلى وجود طبقة خارجية يمكن أن تعيق عملية التنفس من خلال الجلد، مثل الفراء أو الحراشف أو الريش، كما أن وجودها بالقرب من الماء يضمن بقاء جلدها رطباً بدرجة كافية الغازات تذوب في الماء وتكون قادرة على الانتشار عبر أغشية الخلايا.
التنفس عن طريق الخياشيم
الحيوانات التي تعيش في الماء، مثل الأسماك والقشريات والرخويات والديدان الحلقية، تتنفس باستخدام الخياشيم. تتكون الخياشيم من أنسجة خيطية الشكل، شديدة التفرع والمطوية، وذلك لزيادة مساحة سطحها الخارجي وزيادة كفاءة التنفس. لها غشاء رقيق جداً يسمح بتبادل المواد من خلاله، وعند مرور الماء يذوب فيه الأكسجين بالقرب من الخياشيم. وينتقل الأكسجين من الماء إلى مجرى الدم عن طريق خاصية الانتشار، والتي تسمح للمواد بالانتقال من منطقة التركيز العالي إلى منطقة التركيز. على الأقل، ومن هناك ينتقل إلى جميع أنسجة الجسم المختلفة، وبنفس الطريقة ينتقل ثاني أكسيد الكربون وينتشر من الدم حيث يكون تركيزه مرتفعاً إلى الماء.
التنفس من خلال الثغور والشعب الهوائية
تتنفس الحشرات من خلال أنابيب صغيرة جدًا تسمى القصبات الهوائية. وتتصل هذه الأنابيب بفتحات خارجية تمتد على طول صدر الحشرة وبطنها، مما يسمح لها بتبادل الغازات مباشرة بين الهواء الخارجي والقصبات الهوائية، وبالتالي لا يكون للدم أو الجهاز الدوري أي دور في عملية تبادل الغازات.
التنفس عن طريق الرئتين
تتنفس الحيوانات البرية من خلال الرئتين. قد يختلف شكل وحجم الرئتين من حيوان إلى آخر، لكنهما يعملان بنفس الطريقة. فالجهاز التنفسي عند الإنسان، على سبيل المثال، يتكون من القصبة الهوائية. وهو عبارة عن أنبوب طويل يصل بين الفم والأنف والرئتين. تتفرع القصبات الهوائية إلى قصبتين، اليمنى تدخل الرئة اليمنى، واليسرى تدخل الرئة اليسرى. داخل الرئتين، تتفرع كل شعبة إلى مجموعة من القصيبات. تقع الرئتان داخل القفص الصدري، وتساهم في ذلك الضلوع وعضلة الحجاب الحاجز. والذي يقع تحت الرئتين في حركات التنفس.
عندما نستنشق، يندفع الهواء الغني بالأكسجين إلى الأنف، حيث يتم تنقيته وتنظيفه بواسطة المخاط والشعيرات الدموية التي تحبس الغبار والأوساخ. ثم تنقبض عضلة الحجاب الحاجز وتتحرك أضلاع القفص الصدري للأعلى وللخارج، فيتوسع القفص الصدري والرئتان، مما يدفع الهواء من الأنف إلى الرئتين. عندما نزفر، فإنها تتوسع. وتتحرك عضلة الحجاب الحاجز، وأضلاع القفص الصدري إلى الأسفل وإلى الداخل فيصبح القفص الصدري ضيقاً، مما يزيد الضغط على الرئتين، فيخرج الهواء المحتوي على ثاني أكسيد الكربون من الرئتين باتجاه الأنف ومن هناك إلى خارج الجسم. .
الفرق بين التنفس الداخلي والخارجي
– التنفس الداخلي: هو عملية تبادل الغازات بين الدم المحمل بالأكسجين القادم من الرئتين وجميع أنسجة وخلايا الجسم.
– التنفس الخارجي: هو عملية يتم من خلالها تبادل الغازات مع الهواء الخارجي عن طريق القصبات الهوائية كما هو الحال في بعض الحشرات، وعن طريق الأسطح التنفسية مثل الجلد والرئتين كما هو الحال في البرمائيات.
حقائق مذهلة
– أحياناً مفترسة وأحياناً فريسة
– معظم الزواحف من الحيوانات آكلة اللحوم، وبعضها ينتظر وصول فرائسه إليه، بينما يتحرك البعض الآخر بحثاً عن فرائسه. – قامت هذه السحلية ذات الياقات باصطياد وقتل الوزغة، كما أنها تصطاد فرائس أصغر مثل الحشرات.
– التعدد والتنوع
تتواجد الزواحف في جميع أنحاء العالم تقريباً، وتتعدد أشكالها وأنواعها، مما يساعدها على العيش في أشكال مختلفة وبيئات مختلفة. تتميز بعض الزواحف بأنها زاهية ومزخرفة، والبعض الآخر لها ألوان للتمويه والإخفاء.
-عشاق الشمس
– تنتشر الزواحف بشكل كبير في المناطق الاستوائية، والزواحف من الحيوانات ذوات الدم البارد، مثل البرمائيات، وهذا يعني أنها لا تستطيع الحفاظ على حرارة جسمها، بل تعتمد على البيئة المحيطة بها للقيام بذلك. لذلك عندما يكون الجو باردا، تكون الزواحف باردة وغير نشطة. ومع ذلك، يمكن لعدد قليل منهم العيش في مناطق ذات فصول شتاء طويلة ومثلجة، وتقضي هذه الأنواع فترة الشتاء. حتى تتمكن من البقاء على قيد الحياة في أسوأ الظروف الجوية.
تعمل الزواحف على تدفئة أجسامها عن طريق تسخينها بأشعة الشمس. وعندما تشرق الشمس تخرج الزواحف لتمتص حرارة الشمس وأشعتها. ولذلك، فإن الصباح الباكر هو وقت خطير بالنسبة للزواحف. نظرًا لأنهم ما زالوا كسالى جدًا، فلا يمكنهم الهروب من الحيوانات المفترسة السريعة.
غذاء الزواحف
تتغذى الكثير من الزواحف على الحيوانات التي تصطادها، لكن بعضها يتغذى على النباتات مثل السلاحف والسحالي، وهناك من يتغذى على المنتجات الحيوانية، والبعض الآخر يتغذى على القواقع البحرية والمحار، أو على البيض مثل الثعابين الأفريقية التي الطعام المفضل هو بيض الطيور، ومن هذه الأنواع يقوم بعض الأشخاص بمضغ طعامهم، والبعض الآخر يبتلعه كاملاً.
التنفس والدورة الدموية
تتنفس الزواحف بالكامل بالرئتين، ولا تمر حتى بمرحلة الخياشيم كما هو الحال في البرمائيات. الرئتان في معظم الزواحف متساوية في الحجم، أما في الثعابين وأمثالها فإن رئتيها اليسرى أصغر من رئتيها اليمنى، وأحيانا تضمر وتصبح أثرية، أي تكاد تكون معدومة.
أما القلب فيتكون من أذينين وبطين واحد، ويقسمه الحجاب الحاجز غير المكتمل إلى منطقة اليمنى أصغر من اليسرى (الشكل 3). وهكذا، يتلقى الجزء الأيمن من البطين الدم الوريدي من الأذين الأيمن، ويتلقى الجزء الأيسر الدم المؤكسج من الأذين الأيسر وجزء من الدم الوريدي من البطين الأيمن. تجدر الإشارة إلى أن الحاجز البطيني عند التماسيح يشكل حاجزًا كاملاً (الشكل 4)، باستثناء أنه بين بداية قوس الأبهر الأيمن وقوس الأبهر الأيسر توجد فتحة صغيرة تسمى فتحة بانيزا، والتي كان يُعتقد سابقًا أنها السماح للدم النقي بالانتقال من خلاله إلى قوس الأبهر الأيمن ليختلط بالدم الوريدي الذي فيه. إلا أن الدراسات الحديثة أثبتت أن الضغط في البطين الأيسر أعلى منه في البطين الأيمن، وهذا يعني أن هذا الفوهة ينقل هذا الضغط المرتفع من البطين الأيسر إلى قوس الأبهر الأيسر ويغلقه. الصمامات الموجودة بين هذا القوس والبطين الأيمن، والتي توقف تدفق الدم الوريدي في القوس الأيسر وتفسح المجال لتدفق الدم الشرياني فقط إليه.