Pilivesat dhe amfibët gjigandë, dhe përqëndrimi i oksigjenit në atmosferë

Përmasat trupore të insekteve dhe amfibëve gjigandë dhe përqëndrimi i oksigjenit në atmosferën e Tokës.

Të gjithë i njohim pilivesat, që flturojnë shpesh rreth pellgjeve me ujëra të ëmbla në kërkim të ushqimit të tyre, mushkonjave, në kërkim të partnerëve për çiftëzim dhe në kërkim të ndonjë vendi të përshtatshëm për të pjellë vezët e veta.

Meganeuropsis-permiana

Meganeuropsis permiana, model i ndërtuar në përmasat reale të insektit nga Werner Kraus (University Museum of Clausthal-Zellerfeld. © Werner Kraus 2003).  Përveç përmasave trupore kjo pilivesë gjigande nga periudha e Permianit ishte e ngjashme me pilivesat moderne.

Pilivesat më të mëdha që jetojnë në kohët tona kanë një hapje krahësh që mund të mbulohet nga dora e njeriut. Por 300 milionë vite më parë, pilivesat si Meganeuropsis permiana kishin një hapje krahësh prej më shumë se 70 cm (72cm). Një hapje krahësh kjo që ia kaloh hapjes krahore të shumë zogjve grabitqarë të ditëve të sotme.

Këto pilivesa ‘gjigande’ (relativisht me ato të kohëve moderne) ishin grabitqarët më të mëdhenjë fluturues të ditëve të tyre. Asnjë insekt fluturues i ditëve të sotme nuk i afrohet madhësisë së pilivesës Meganeuropsis permiana. Por gjatë periudhave gjeologjike Karbonifere dhe Permiane, rreth 350-250 milion vite më parë, shumë grupe insektesh fluturues kishin specie\lloje insektesh gjigande.

Meganeuropsis-i me gjasa hante miza maji gjigande dhe insekte të tjera gjigande që jetonin në të njëjtat habitate në moçalet e periudhës së Permianit. Por nga ana tjetër edhe këto pilivesa gjigande haheshin nga amfibë gjigandë. Sot asnjë nga këto insekte gjigande apo amfibë gjigandë nuk do të mund të mbijetonte në Tokë. Në epokën Karbonifere dhe të Permianit përqëndrimet e oksigjenit në atmosferën e Tokës ishin rreth 50% për të larta se sa ato të sotmet. Ishin pikërisht këto përqëndrime të larta të oksigjenit në atmosferë që mendohet se ishin të nevojshme për të mbështetur jetesën e insekteve dhe amfibëve gjigandë.

Paleontologët kanë zbuluar fosile të pilivesës Meganeuropsis permiana në shkëmbinjë afër Kansasit (SHBA).
Si e dimë vjetërsinë e këtyre fosileve dhe si e dimë se sa oksigjen kishte në atë atmosferë, që sot nuk ekziston më? Përgjigjen këtyre pyetjeve ua jep shtresëzimi i shkëmbinjëve, që na mundëson të tregojmë vjetërsinë e tyre relative krahasuar njëri me tjetrin, por që gjithsesi nuk na lejon që t’i japim një moshë absolute një shtrese të caktuar.

Një nga arritjet më të mëdha shkencore të shekullit të 20të ishte zhvillimi i teknikave të sofistikuara që përdorin normën (shpejtësinë) e shkatërrimit të radioizotopëve të ndryshëm, raportet e disa molekulave në shkëmbinjë dhe fosile, si dhe ndryshimet në fushën magnetike Tokësore për të nxjerrë përfundime rreth kushteve dhe ngjarrjeve në të shkuarën e largët dhe për t’i datuar me saktësi. Pra këto metoda na lejojnë t’u japim një vjetërsi fosilit të Meganeuropsis-it dhe të llogarisim përqëndrimin e oksigjenit në atmosferën e Tokës gjatë asaj kohe të largët.

Shkencëtarët kanë bërë studime të ndryshme eksperimentale për të parë se si ndryshimi i përqëndrimit të oksigjenit në atmosferë mund të ketë ndikuar në evolucionin e madhësisë trupore të insekteve dhe amfibëve që jetonin në Tokë në epoka të vjetra gjeologjike. Rezultatet e studimeve të kryera në ambiente me përqëndim të lartë oksigjeni, pra hiperoksike, janë konsistente me evolucionin e insekteve fluturues me përmasa trupore dhe hapje krahësh tepër të mëdha, siç është rasti i pilivesës tonë gjigande Meganeuropsis permiana.

Eksperimente të tjera janë kryer edhe në ambiente ku përqëndrimi i oksigjenit ishte i reduktar, pra në një ambient hipoksik, të ngjashme me ambientin e periudhës së Permianit. Rezultatet e këtyre eksperimenteve të fundit sugjerojnë se evolucioni i madhësisë trupore kufizohet nën kushtet hhipoksike, pra kur përqëndrimi i oksigjenit është i ulët. Këto rezultate janë përputhen me zhdukjen e shumë llojeve insektesh fluturues në fundin e Permianit (për shkak të zvogëlimit të shpejtë të përqëndrimit të oksigjenit në atmosferë).

© Rinstinkt blog

Reklama

Shkëmbimi i gazeve në mushkëri dhe inde

Shkëmbimi i gazeve ndodh ne hojëza

Sistemi i frymemarrjes e percjell ajrin deri ne mushkëri, por nese ajri do te qendronte vetëm ne mushkëri, qelizat e tjera te trupit do te vdisnin shpejt. Lidhja jetike midis hojezave dhe qelizave te trupit është sistemi qarkullues. Çdo hojëz sherben si një depo e vogel, nga e cila oksigjeni shperhapet ne gjakun qe gjendet ne kapilaret qe rrethojne hojëzat.

Molekulat e oksigjenit kalojne ne menyre efikase me ane te difuzionit te thjeshte nga hojëzat, ku janë me te perqendruara, ne gjakun e kapilarëve mushkerore, ku molekulat e oksigjenit janë me pak te perqendruara. Ne te njejten kohe, molekulat e dioksidit te karbonit kalojne nga gjaku, ku janë me te perqendruara, ne hojëza, ku dioksidi i karbonit është me pak i perqendruar.

Çdo gaz shperhapet (depërton) nepermjet shtreses (se vetme) te qelizave qe veshin hojëzat dhe shtreses (se vetme) te qelizave qe veshin kapilaret.

Frymëmarrja qelizore, ka te beje, praktikisht, me perdorimin e vazhdueshem te oksigjenit dhe prodhimin e dioksidit te karbonit.

Ajri (i thithur) atmosferik permban rreth 20% oksigjen, por ajri i nxjerre (nga hojezat) permban  vetëm 14% oksigjen.

Perqendrimi i oksigjenit ne qeliza është me i ulet se ne kapilaret qe futen neper inde, dhe perqendrimi i dioksidit te karbonit është me i larte ne qeliza sesa ne kapilarë.

Ndersa gjaku qerkullon neper kapilaret e një indi si truri apo muskuli, oksigjeni kalon me ane te shperhapjes se thjeshte nga gjaku ne qeliza, dhe dioksidi i karbonit kalon nga qelizat ne gjakun e kapilarëve.

Faktori qe percakton drejtimin dhe shkallen e shperhapjes (difuzionit) është presioni (apo tensioni) i një gazi te caktuar. Sipas ligjit te Daltonit mbi presionet e pjesshme, ne një perzierje gazesh, presioni total i perzierjes se gazeve është i barabarte me shumen e presioneve individuale te gazeve (te marra veç e veç). Pra, çdo gaz ushtron, pavaresisht gazeve të tjera të pranishme,  një presion te pjesshem – te njejtin presion qe do te ushtronte nese do te ishte i vetëm.

Ne nivelin e detit, presioni barometrik (presioni i atmosferës së Tokës) zakonisht mbeshtet një kollonë mërkuri, 760 mm te lartë. Duke qene se oksigjeni perben vetëm 21% te ajrit amosferes, presioni qe ai ushtron është 0.21*760=160mm Hg. Keshtu, presioni i pjesshem i oksigjenit atmosferik është 160 mm Hg (mërkur) – P o2. Ndersa presioni i pjesshem i dioksidit te karbonit është 0.3 mm Hg – Pco2.

Sasia e oksigjenit dhe dioksidit te karbonit qe shperhapet (depërton) nëpermjet membranes  se hojezave varet nga (1) diferenca e presioneve te pjesshme ne dy anet e membranes dhe (2) nga siperfaqja e membranes ku kryhet shkembimi. Gazi shperhapet me shpejte nese rritet diferenca e presionit ose siperfaqja e membranes.

 

Shkëmbimi i gazeve ndodh (edhe) ne inde

Presioni i pjesshem i oksigjenit ne gjakun arterioz është rreth 100 mm Hg. PO2 ne inde është edhe me i vogel, duke u luhatur nga 0 deri ne 40 mm Hg. Si pasoje oksigjeni shperhapet (kalon) nga kapilarët ne indet perreth.

Gjithsesi, jo i gjithe oksigjeni largohet nga gjaku (duke kaluar ne inde). Gjaku kalon neper kalipare shumë shpejt dhe keshtu nuk mund te arrihet (totalisht) ekuilibri midis perqendrimit ne qeliza apo inde dhe atij ne gjak.

Si pasoje, presioni i pjesshem i oksigjenit ne gjakun venoz qe drejtohet për ne zemer dhe me pas ne mushkëri është rreth 40 mm Hg. Keshtu, ajri i nxjerre nga mushkëritë ka humbur vetëm një pjese te oksigjenit te vet – një gje e mire për ata qe kanë nevoje për frymemarrjen gojë më gojë.

—–
© Rinstinkt blog