Biologia

Większość komórek ciała zwierząt potrzebuje stałego zaopatrzenia w tlen. Niektóre komórki, np. komórki mózgu ssaków, mogą ulec w ciągu kilku minut nieodwracalnym uszkodzeniom, jeśli zostaną pozbawione tlenu. Komórki zwierzęce muszą również pozbywać się dwutlenku węgla. Wymiana gazowa między organizmem a środowiskiem zwana jest oddychaniem. Wyróżnia się w nim dwie fazy: oddychanie zewnętrzne i komórkowe. Oddychanie zewnętrzne polega na pobieraniu przez zwierzę tlenu ze środowiska i przekazywaniu go do poszczególnych komórek ciała, oraz wydalaniu dwutlenku węgla powstającego podczas oddychania komórkowego. W tlenowym oddychaniu komórkowym, które odbywa się w mitochondriach, tlen jest niezbędny w przebiegu cyklu kwasu cytrynowego. Służy jako końcowy akceptor elektronów w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym. Dwutlenek węgla jest zbędnym produktem oddychania komórkowego. U małych zwierząt wodnych, np. gąbek, stułbi i płazińców, wymiana gazowa odbywa się na zasadzie dyfuzji - biernego ruchu cząstek od miejsc o większej ich koncentracji do miejsc o koncentracji mniejszej, czyli zgodnie z gradientem stężeń. Większość komórek zwierzęcia znajduje się w bezpośrednim kontakcie ze środowiskiem. Tlen rozpuszczony w otaczającej organizm wodzie przenika do jego komórek, podczas gdy dwutlenek węgla przedostaje się z nich do wody. Nie są do tego potrzebne żadne wyspecjalizowane narządy. Dyfuzja tlenu przez tkanki odbywa się jednak powoli. U zwierząt o grubości ponad l mm dyfuzja tlenu przez warstwy komórek odbywa się zbyt wolno, aby utrzymać organizm przy życiu.