सैकड़ों लाखों साल पहले, मनुष्यों के बहुत, बहुत दूर के पूर्वजों - और रीढ़ और चार अंगों वाले सभी भूमि वाले जानवरों में - इस पानी में सांस लेने की क्षमता थी, लेकिन पहले वायु-श्वास प्राणियों के जमीन पर रहने के बाद यह खो गया था । आज, मानव केवल विशेष उपकरणों का उपयोग करके पानी में सांस ले सकता है - या "एक्वामैन" (वार्नर ब्रदर्स पिक्चर्स) जैसी फिल्मों में, अद्वितीय पानी के नीचे की क्षमताओं के साथ कॉमिक बुक के पात्रों के बारे में।
कॉमिक बुक विद्या में बताया गया है कि कैसे फिल्म का आधा मानव, आधा-अटलांटिक हाइब्रिड एक्वामन (जेसन मोमोआ) और उसके सभी मानव-दिखने वाले अटलांटियन चचेरे भाई समुद्र की गहराई में सांस ले सकते हैं - "गिल्स" का उल्लेख किया गया है, हालांकि वे दिखाई नहीं देते हैं, और बारीकियों को दर्शक की कल्पना पर छोड़ दिया जाता है। लेकिन वास्तव में वास्तविक दुनिया के जीव अपने पानी के वातावरण में कैसे सांस लेते हैं?
जैसा कि होता है, ग्रह के अधिकांश समुद्रों, झीलों और नदियों में घुलित ऑक्सीजन है, हालांकि हमारे वायु-श्वास फेफड़े बस इसे संसाधित नहीं कर सकते हैं। लेकिन दुनिया के जल निवासियों ने पानी में ऑक्सीजन की पहुंच के लिए कई अन्य तरीके विकसित किए हैं, विशेषज्ञों ने लाइव साइंस को बताया।
एक प्राचीन तकनीक
जेलीफ़िश जैसे कुछ जानवर अपनी त्वचा के माध्यम से सीधे पानी में ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं। उनके शरीर के अंदर एक जठरांत्र संबंधी गुहा एक दोहरे उद्देश्य का कार्य करता है: भोजन पचाना, और ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड को चारों ओर ले जाना, रेबेका हेल्म, नॉर्थ कैरोलिना विश्वविद्यालय के सहायक प्रोफेसर, एशविले, ने लाइव साइंस को बताया।
वास्तव में, पृथ्वी के सूक्ष्मजीवों के प्रारंभिक रूपों ने ऑक्सीजन का उपयोग किया, इसे उसी तरह प्राप्त किया जैसे कि जेली करते हैं - प्रसार के माध्यम से। समुद्र के वैज्ञानिक जुली बेरवालड के अनुसार, "स्पिनलेस: द साइंस ऑफ जैलीफ़िश एंड द आर्ट ऑफ़ ग्रोइंग ऑफ़ द बैकबोन" (Riverhead) पुस्तकें, 2017)।
बरवाल ने लाइव साइंस को बताया, "क्योंकि उनके पास केवल एक बाहरी सेल परत और एक आंतरिक सेल परत है और उनके अंदर जेली हैं और कोशिकाएं नहीं हैं, इसलिए उन्हें उतनी ऑक्सीजन की जरूरत नहीं है जितनी कि जानवरों को अंदर की ओर टिशू की होती है।" एक ईमेल।
हालांकि, प्रसार के माध्यम से "साँस लेने" में भी कमियां हैं।
बेरवाल ने कहा, "शरीर में बहुत दूर तक ऑक्सीजन पहुंचाने के लिए संचार प्रणाली का उपयोग करने की तुलना में यह बहुत धीमा है। इसका मतलब है कि बड़ी जेलिफ़िश कैसे बढ़ सकती है, इसकी एक सीमा है।"
बैक-डोर विधि
शरीर की सतह पर ऑक्सीजन प्रसार के माध्यम से श्वास भी इचिनोडर्म में पाया जाता है - समुद्री जानवरों का एक समूह जिसमें स्टारफिश, समुद्री सितारे, समुद्री ऑर्चिन और समुद्री खीरे शामिल हैं।
सी स्टार्स ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं, क्योंकि पानी उनकी त्वचा पर पप्यूले नामक धब्बों पर बहता है, और अन्य संरचनाओं में खांचे के माध्यम से, वॉशिंगटन, डी.सी. में स्मिथसोनियन नेशनल म्यूजियम ऑफ नेचुरल हिस्ट्री के शोधकर्ता, अकशेरुकी प्राणी विज्ञानी क्रिस्टोफर मह, को ट्यूब साइंस कहा जाता है।
कुछ प्रकार के उथले-पानी वाले समुद्री खीरे, हालांकि, सांस लेने के लिए एक अलग प्रकार का विशेष अनुकूलन है: गुदा के पास शरीर के गुहा में स्थित एक श्वसन "पेड़" संरचना। जैसे ही खीरे का गुदा खोलकर उसके शरीर में पानी जाता है, श्वसन वृक्ष ऑक्सीजन निकालता है और कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालता है।
"यह सचमुच अपने गधे से साँस लेता है," मह ने कहा।
एक "मूल खाका"
पूर्वोत्तर मछली विज्ञान केंद्र के अनुसार मछली में गिल्स सांस के लिए एक सफल प्रणाली साबित हुई है, जो रक्त वाहिकाओं के एक नेटवर्क का उपयोग करके ऑक्सीजन को बहते पानी में खींचती है और गिल की झिल्लियों से फैलती है।
लुइसियाना के निकोलस स्टेट यूनिवर्सिटी में जैविक विज्ञान विभाग के सहायक प्रोफेसर सोलोमन डेविड ने कहा कि ज्यादातर मछलियों में गिल्स का "एक ही मूल खाका" होता है।
"वे गैस के इस नकली विनिमय के लिए बने हैं - ऑक्सीजन को बाहर निकालें और अपशिष्ट जारी करें," डेविड ने कहा। जब मछली अपने मुंह को पकड़ती हैं, तो वे अपने गलफड़ों पर बहने वाले पानी का एक प्रवाह बनाती हैं। लाल, अत्यधिक संवहनी ऊतक ऑक्सीजन को बाहर निकालता है और कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालता है, "हमारे एल्वियोली में केशिकाओं की तरह।"
हालांकि, गलफड़े बिल्कुल एक आकार-फिट नहीं होते हैं। डेविड के अनुसार उनकी ऑक्सीजन की जरूरतों के अनुरूप उनकी संरचना भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, एक तेजी से तैरने वाले टूना के गलफड़े, उन मछलियों से कुछ भिन्न होंगे जो झूठ बोलने वाले और प्रतीक्षा करने वाले शिकारी होते हैं, जैसे कि एक मगरमच्छ गर।
"यदि आप एक सक्रिय शिकारी हैं जो हर समय चलते रहते हैं, तो आप उच्च ऑक्सीजन मांगों के लिए अलग-अलग गलफड़े होने वाले हैं," डेविड ने कहा।
उन्होंने कहा कि गिल की आकृति उसी प्रजाति के व्यक्तियों के बीच भी भिन्न हो सकती है, जहां वे रहते हैं, वहां ऑक्सीजन की स्थिति के आधार पर। अध्ययनों से पता चला है कि मछली अपने गिल आकृति विज्ञान को अनुकूलित कर सकती है जब उनका जल निवास प्रदूषित हो जाता है; समय के साथ, उनके गिल फिलामेंट्स पानी में दूषित पदार्थों का विरोध करने के लिए और अधिक संघनित हो जाते हैं।
कुछ जलीय उभयचरों में गलफड़े भी होते हैं - शाखाओं की संरचना जो उनके सिर से बाहर की ओर बढ़ती है। यह उभयचरों में एक लार्वा गुण है जो अधिकांश प्रजातियों के रूप में परिपक्व हो जाता है, लेकिन सायरन जैसे जलीय सैलामैंडर इन बाहरी गलफड़ों को वयस्कता में बनाए रखते हैं, कर्स्टन हेचट, फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में प्राकृतिक संसाधनों और पर्यावरण के स्कूल के साथ एक जलीय पारिस्थितिकीविद्, ने लाइव साइंस में बताया। एक ईमेल।
लुंगफिश - मछली का एक समूह जो हवा के साथ-साथ एक संशोधित तैरने वाले मूत्राशय का उपयोग करके पानी में सांस लेता है - जब वे युवा होते हैं तो बाहरी गलफड़े होते हैं, "लेकिन वयस्कता तक पहुंचने से पहले लगभग सभी फेफड़े की प्रजातियां उन्हें खो देती हैं," हेच ने कहा।
पर मूल लेख लाइव साइंस.
