תוֹכֶן
ישנם עד 15,000 מינים של ספוג ים (או porifera, להשתמש בשמו המדעי). הזנים הרבים של ספוג הים הם לרוב בצבעים מבריקים, והשלדים של חלקם משמשים למעשה כספוגים מסחריים (יקרים). פירוריירה פירושו "נושא נקבוביות" - בכל גוף הספוג נמצאות נקבוביות זעירות שדרכן הוא מקבל מים ואיתו מזון וחמצן. כבעל החי הרב-תאי הפשוט ביותר, הספוגים עושים דברים בצורה שונה מרוב בעלי החיים האחרים, כולל נשימה.
החיים כספוג
••• יופיטרים / Photos.com / תמונות Gettyיש הרבה מגבלות להיות ספוג. כיוצרים יציבים, הם מקובעים לצמיתות במקום אחד ואינם יכולים לחפש אוכל. ספוגים צריכים להסתפק בכל מה שמסביב - שזה במקרה מים. האנטומיה של הספוג נועדה לאפשר להם להשיג את החומרים המזינים שהם צריכים לחיות מהמים העוברים דרכם ומהאורגניזמים במים. ישנן מגבלות נוספות להיות ספוג. בספוגי ים אין איברים ואין רקמות אמיתיות. על פי מרכז אוקיאון מאווי, "בסולם האבולוציה ספוג הוא רק צעד אחד מעל אמבה." ללא איברי נשימה ומערכת נשימה, ספוגים צריכים למצוא דרך אחרת להחליף גזים עם סביבתם, הנחוצה לכל אורגניזם חי.
הגדרת תנאים
"נשימה" ו"נשימה "הם מונחים שמתבלבלים הרבה. לעיתים קרובות משתמשים ב"נשימה "כדי להתייחס לנשימה חיצונית או לתהליך של שאיבת אוויר לגוף בכדי להוציא חמצן ולגורש אותו כדי להיפטר מפחמן דו חמצני. נשימה פנימית מתייחסת למתרחש בתוך הגוף, או לחילופי חמצן ופחמן דו חמצני על פני קרום נשימתי. תהליך זה נקרא לעתים קרובות פשוט "חילופי גז." הספוג כל כך פשוט שאין לו אזור מיוחד בגופו בו מתרחש חילופי גז, וגם אין הבחנה בין נשימה פנימית וחיצונית.
מנגנון
••• תמונות קומסטוק / Stockbyte / Getty Imagesראשית, מים המכילים חמצן צריכים להתפזר בכל גוף הספוג. הנקבוביות הקטנות, הנקראות אוסטיה, של הספוג שואבות לתוכן מים, והמים מופצים בכל גופם על ידי פעולת תאים המכונים צ'אנוציטים. תאי ה צ'אנוציט מצוידים במבנים דמויי שוט, הנעים סביב ודוחפים מים דרך הספוג. כאשר מים מונעים דרך הספוג ומחוצה לו, מזון וחמצן מובאים לספוג ומוסרים פסולת ופחמן דו חמצני.
תהליך
חילופי גז מתרחשים בספוג על ידי דיפוזיה פשוטה על פני כל קרום התא. חילופי גז מתרחשים תמיד על ידי דיפוזיה, בה הגזים עוברים מהמקום שהם הכי מרוכזים למקום בו הם הכי פחות מרוכזים, פחמן דו חמצני נע בכיוון אחד והחמצן בכיוון השני. אצל בני אדם זה מתרחש על פני הממברנה הניוונית-נימית שבריאות.
חשיבות
בני אדם אינם יכולים "לנשום" את הדרך שבה עושה הספוג, מכיוון שהפיזור איטי מדי לצרכי גוף האדם. כדי לזרז את העניינים, בני אדם פיתחו משטח נשימה מיוחד שמגדיל את שטח השטח להחלפת גז. מערכת הדם מזרזת את העניינים גם על ידי העברת הגזים בין משטח הנשימה לתאים בעומק הגוף. הספוג, עם זאת, ממלא את הדרישות להנשמה על ידי דיפוזיה בלבד: אזור גדול ולח לחילופי גז בצורה של תאים שאינם מרוחקים יותר מ- 1 מ"מ מאתר ההחלפה.