1. Požadavek na kyslík :Větší zvířata mají vyšší celkovou poptávku po kyslíku díky zvýšené tělesné hmotnosti a vyšší míře metabolismu. To znamená, že vyžadují více kyslíku, aby udrželi své buněčné procesy a výrobu energie.
2. poměr plochy povrchové plochy k objemu :Jak se velikost zvířete zvětšuje, povrchová plocha respiračního systému (např. Plíce) se nezvyšuje úměrně zvýšení jeho objemu a hmoty. To vytváří výzvu při získávání dostatečného kyslíku prostřednictvím pasivní difúze přes respirační povrchy.
3. omezení difúze :Jednoduchá difúze, proces, kterým se plyny pohybují přes respirační povrchy, se stává méně účinným na delší vzdálenosti. U větších zvířat se zvyšuje vzdálenost od respiračního povrchu k hlubším tkáním, což je méně účinná difúze.
4. oběhový systém :Větší zvířata mají rozsáhlejší cirkulační systém, s delší vzdáleností, aby krev cestovala z plic do tkání a zpět. To vytváří další odolnost proti průtoku krve, což je náročnější pro efektivně přepravu kyslíku do všech částí těla.
K překonání těchto výzev se velká zvířata vyvinula specializované dýchací orgány, které zvyšují absorpci kyslíku a výměnu plynu. Tyto adaptace jim umožňují splnit jejich vyšší požadavky na kyslík a udržovat efektivní dýchání. Některé příklady speciálních dýchacích orgánů u velkých zvířat zahrnují:
- plíce :Savci, ptáci a někteří plazi mají plíce, vysoce složené a efektivní respirační struktury, které zvyšují povrchovou plochu pro výměnu plynu.
- vzduchové vaky :Ptáci mají jedinečný respirační systém se vzduchovými vaky, které zvyšují tok vzduchu, snižují respirační úsilí a pomáhají při účinné výměně plynu.
- tracheální systém :Hmyz má tracheální systém, síť větvících se vzduchových trubek, které přímo dodávají kyslík do tkání a obchází potřebu plic.
- gills :Vodní stvoření, jako jsou Fish, mají specializované žábry, které extrahují kyslík rozpuštěné ve vodě, což jim umožňuje dýchat ve vodním prostředí.
Tyto specializované dýchací orgány se vyvinuly tak, aby vyhovovaly specifickým fyziologickým požadavkům velkých zvířat, což zajišťovalo dostatečné zásobování kyslíkem na podporu jejich velikosti a úrovně aktivity.