Fundamental Structural Aspects and Features in the Bioengineering of the Gas Exchangers: Comparative Perspectives

تاریخ زیست شناسی مملو از مثال هایی است که نشان می دهد چگونه زیست شناسی مقایسه ای به روشن شدن معنای ساختار و عملکرد در حیوانات پیچیده کمک می کند. در واقع، بدون رویکرد مقایسه ای به زیست شناسی، تولد فیزیولوژی به تاخیر می افتاد. فیشمن (1979) مورفولوژیست های مقایسه ای به چالش کشیده می شوند تا تغییراتی را که در تکامل و تکامل اشکال و حالت های موجودات رخ داده است و همچنین توضیح عواملی که آنها را وادار کرده است تشخیص دهند (مانند Dullemeijer 1974). هدف اصلی این مشارکت، ارائه آنچه به نظر من برخی از جنبه‌های ساختاری اساسی در طراحی دستگاه‌های تنفسی یا گان‌ها است، در حین بحث و گمانه‌زنی درباره زمان، چگونگی و چرایی تأسیس این دولت‌ها است. تز اصلی من این است که مبدل های گاز مدرن محصول فرآیندهای طولانی مدتی هستند که به دنبال سازگاری با محیط ها و سبک های زندگی خاص هستند. فقط آن دسته از طرح‌های عملی که در برآوردن نیازهای اکسیژن مولکولی به اندازه کافی شایستگی نشان داده‌اند، حفظ شده‌اند. متأسفانه، آثار اصلی آگوست کروگ (Krogh 1941) و پیر دژور (Dejours 1975) در مورد فیزیولوژی مقایسه‌ای اندام‌های تنفسی، با کار مورفولوژیکی گسترده و دقیق مشابهی نداشته‌اند. رویکرد ما بررسی ویژگی‌های عملکردی محدودکننده با توجه به ظرفیت‌های تنفسی مبدل‌های گاز و در عین حال یافتن سازگاری‌های ساختاری خاصی است که برای برآوردن نیازهای متابولیک یا بررسی شکل و تشخیص اینکه چگونه عملکرد را محدود می‌کند، تکامل یافته است. این امکان استنتاج همبستگی ساختار-عملکرد را فراهم کرده است.

The history of biology is replete with examples of how comparative biology helped clarify the meaning of structure and function in complex animals. Indeed, without the comparative approach to biology, the birth of physiology would have been delayed. Fishman (1979) Comparative morphologists are challenged to discern the changes that have occurred in evolution and development of the forms and states of organisms as well as to explain the factors that compelled them (e.g. Dullemeijer 1974). The main objective of this contribution is to present what I deem to be some of the fundamental structural aspects in the design of respiratory or­ gans while debating and speculating on when, how and why these states were founded. My main thesis is that the modern gas exchangers are products of protracted processes that have en­ tailed adaptation to specific environments and lifestyles. Only those feasible designs that have proven adequately competent in meeting demands for molecular oxygen have been preserved. Unfortunately, August Krogh's (Krogh 1941) and Pierre Dejours' (Dejours 1975) seminal works on the comparative physiology of the respiratory organs have not been paralleled by equally exten­ sive and detailed morphological work. Our approach has been to look into the limiting functional properties as regards the respi­ ratory capacities of gas exchangers while finding out the specific structural adaptations that have evolved to meet the metabolic needs or to look into form and to discern how it limits function. This has allowed a deduction of structure-function correlation.