Как дышат рыбы

Виды

Представители двоякодышащих рыб:

• Австралийский рогозуб. Туземцы называют эту рыбу баррамунда. Вырастает она до ста семидесяти сантиметров. Вес ее достигает сорок килограмм. Окрас может быть рыжевато-коричневым либо серо-голубым. Брюхо более светлое. Чешуя крупная.
• Южноамериканский чешуйчатник. Вырастает до ста двадцати пяти сантиметров. Тело напоминает угря. Оно окрашено серым тоном с черными пятнами на спине.
• Мраморный протоптер. Вырастает до двух метров, весит до семнадцати килограмм. Окрашен в серо-голубые тона, имеет множество темных пятен по всему телу. Встречается на территории восточного Судана.
• Бурый протоптер. Наиболее изученный вид. Вырастает до одного метра, весит четыре килограмма. Окрас меняется с буро-зеленого до грязно-белого. Встречается в водоемах таких рек как Гамбия, Нигер, Сенегал.
• Малый протоптер. Вырастает до пятидесяти сантиметров. Распространен в дельте реки Замбези, вблизи озера Туркана.
• Темный протоптер. Вырастает до восьмидесяти сантиметров. Окраска тела темная. Встречается только в бассейне реки Конго.

Дыхание жабрами

Жабры тунца внутри головы. Голова ориентирована мордой вниз, взгляд обращен ко рту.

Красные жабры отделились от головы тунца слева

Воздух дыхание рыб можно разделить на облигатных воздушные отдушины и факультативные воздушные отдушины. Обязательные дышащие воздухом, такие как африканские двоякодышащие , вынуждены периодически дышать воздухом, иначе они задохнутся. Факультативные дышащие воздухом, такие как сом Hypostomus plecostomus , дышат воздухом только в случае необходимости, а в противном случае могут полагаться на свои жабры для получения кислорода. Большинство дышащих воздухом рыб являются факультативными дышащими воздухом, что позволяет избежать энергетических затрат, связанных с подъемом на поверхность, и затрат на пригодность для контакта с поверхностными хищниками.

Все базальные позвоночные дышат жабрами . Жабры расположены прямо за головой, ограничивая задние края ряда отверстий, идущих от пищевода к внешней стороне. Каждая жабра поддерживается хрящевой или костной жаберной дугой . Жабры позвоночных обычно развиваются в стенках глотки вдоль ряда жаберных щелей, выходящих наружу. Большинство видов используют противоточную систему обмена для усиления диффузии веществ в жабры и из них, при этом кровь и вода текут в противоположных направлениях друг к другу.

Жабры состоят из гребнеобразных волокон, жаберных пластинок , которые помогают увеличить площадь их поверхности для кислородного обмена. Когда рыба дышит, она через определенные промежутки времени набирает в рот воду. Затем он стягивает стороны своего горла вместе, выталкивая воду через жаберные отверстия, так что она проходит через жабры наружу. В костистых рыб есть три пары дуг, хрящевые рыбы имеют пять-семь пар, в то время как примитивные бесчелюстные рыбы имеют семь. У позвоночных предков, несомненно, было больше дуг, так как некоторые из их хордовых родственников имеют более 50 пар жабр.

Глотка и жаберные тычинки в устье трески

Жабры обычно состоят из тонких волокон ткани , ветвей или тонких пучковых отростков, которые имеют сильно загнутую поверхность для увеличения площади поверхности . Большая площадь поверхности имеет решающее значение для газообмена водных организмов, поскольку вода содержит лишь небольшую часть растворенного кислорода , чем воздух . В кубометре воздуха на СТП содержится около 250 граммов кислорода . Концентрация кислорода в воде ниже, чем в воздухе, и он медленнее диффундирует. В литре пресной воды содержание кислорода составляет 8 см 3 на литр по сравнению с 210 в том же объеме воздуха. Вода в 777 раз плотнее воздуха и в 100 раз вязче. Скорость диффузии кислорода в воздухе в 10 000 раз выше, чем в воде. Использование мешковидных легких для удаления кислорода из воды было бы недостаточно эффективным для поддержания жизни. Вместо использования легких “Газообмен происходит через поверхность сильно васкуляризованных жабр, по которым односторонний поток воды поддерживается специальным насосным механизмом. Плотность воды предотвращает схлопывание жабр и их лежание на каждой из них”. другое, что происходит, когда рыбу вытаскивают из воды “.

У высших позвоночных не развиваются жабры, жаберные дуги формируются во время развития плода и лежат в основе важных структур, таких как челюсти , щитовидная железа , гортань , колумелла (соответствует стремени у млекопитающих ), а у млекопитающих – молоток и наковальня. . Жаберные щели рыб могут быть эволюционными предками миндалин , вилочковой железы и евстахиевой трубы , а также многих других структур, происходящих из жаберных карманов эмбриона .

Ссылки

1. Ричард А. (1845) Элементы естествознания медицины: переведены на испанский, Том 1-2. Мадрид, ES: Издательство Колледжа глухонемых и слепых.
2. Растоги, С. (2006). Основы физиологии животных. Нью-Дели, Индиана: Издательство New Age International (P) Limited.
3. Goyenechea, I. (2006). Ошибки и паразиты. Заметки о земноводных и рептилиях.
4. Хилл Р., Вайз Г. и Андерсон М. (2004). Физиология животных. Мадрид, ES: От редакции Médica Panamericana S.A.
5. Каргнин, Э. и Сараскет, К. (2008). Гистофизиология морских двустворчатых моллюсков. Мадрид, ES: Высший совет по научным исследованиям.
6. Guisande, C. et al (2013). Акулы, скаты, химеры, миноги и миксиниды с Пиренейского полуострова и Канарских островов. Мадрид, ES: Ediciones DiazdeSantos.
7. Руис, М (2007). Природное и культурное наследие Рота (Кадис) и его сохранение. Кадис, ES: публикации Университета Кадиса.
8. Грэм, Дж. (1997). Воздуходышащие рыбы: эволюция, разнообразие и адаптация. Сан-Диего, США: Academic Press.
9. Апарисио, Г. и Лата, Х. (2005). 100 аргентинских рыб. Буэнос-Айрес, Арканзас: Редакция Albatros.

Основные органы дыхания рыб (жабры)

Большинство рыб дышат растворённым в воде кислородом, но есть виды, приспособившиеся частично и к воздушному дыханию (двоякодышащие, прыгун, змееголов и др.).

мешочки со складочками (у рыбообразных)

Форма жабр разнообразна и зависит от вида рыб и их подвижности:

пучки слизистой, имеющие богатую сеть капилляров

пластинки

лепестки

Все эти приспособления направлены на создание наибольшей поверхности при наименьшем объёме. В табл. 16. представлены основные органы извлечения кислорода из воды в разные возрастные периоды

Таблица 16

Органы дыхания рыб в разные возрастные периоды

Органы дыхания рыб	Органы дыхания рыб, особенности их строения
Органы дыхания рыб в эмбриональный период развития	У зародышей и личинок, когда жаберный аппарат ещё не сформирован, а кровеносная система уже функционирует органами дыхания служат: 1. Поверхность тела и система кровеносных сосудов – Кювьеровы протоки, вены спинного и хвостового плавников, подкишечная вена, сеть капилляров на желточном мешке, голове, плавниковой кайме и жаберной крышке; 2. Наружные жабры (рис. 18) . Всё это временные, специфические личиночные образования, исчезающие после образования дефинитивных органов дыхания. Чем хуже условия дыхания эмбрионов и личинок, тем сильнее развивается кровеносная система или наружные жабры. Поэтому у рыб, близких в систематическом отношении, но различающихся экологией нереста, степень развития личиночных органов дыхания различна.
Органы дыхания взрослых рыб: жабры	У костистых рыб жаберный аппарат состоит из пяти жаберных дуг , располагающихся в жаберной полости и прикрытых жаберной крышкой. Четыре дуги на внешней выпуклой стороне имеют по два ряда жаберных лепестков, поддерживаемых опорными хрящами. Жаберные лепестки покрыты тонкими складками – лепесточками. Функция лепесточков : газообмен. Число лепестков варьирует. Полезная дыхательная поверхность жабр представленав табл. 17 . К основанию жаберных лепестков подходит приносящая жаберная артерия, её капилляры пронизывают лепесточки; из них окисленная (артериальная) кровь по выносящей жаберной артерии попадает в корень аорты. В капиллярах кровь течёт в направлении, противоположном току воды(рис. 19) . Более активные рыбы имеют большую поверхность жабр: у окуня она почти в 2,5 раза больше, чем у камбалы. Противоток крови в капиллярах и омывающей жабры воды обеспечивает полное насыщение крови кислородом(рис. 20) . При вдохе рот открывается, жаберные дуги отходят в стороны, жаберные крышки наружным давлением плотно прижимаются к голове и закрывают жаберные щели. Вследствие уменьшения давления вода всасывается в жаберную полость, омывая жаберные лепестки. При выдохе рот закрывается, жаберные дуги и жаберные крышки сближаются, давление в жаберной полости увеличивается, жаберные щели открываются и вода выталкивается через них наружу. За сутки через жабры прокачивается не меньше 1 м3 воды на 1 кг массы тела. В капиллярах жаберных лепесточков из воды поглощается кислород (он связывается гемоглобином крови) и выделяются двуокись углерода, аммиак, мочевина. Большую роль жабры играют и в водносолевом обмене, регулируя поглощение или выделение воды и солей. Жаберный аппарат чутко реагирует на состав воды: такие токсиканты, как аммиак, нитриты, СО2, при повышенном содержании поражаются респираторные складки в первые же 4 часа контакта.

Таблица 17

Площадь жаберной поверхности у некоторых видов рыб

Вид рыбы	Масса, г	Дыхательная поверхность жабр, см2/г
Серебряный карась	1,7
Камбала	6,7
Окунь	16,7
Угорь	0,9
Плотва	1,9
Форель	2,2
Тунец	26,0

Рис. 18. Органы дыхания у эмбрионов рыб: а – пелагическая рыба; б – карп; в – вьюн; 1 – Кювьеровы протоки; 2 – нижняя хвостовая вена; 3 – сеть капилляров; 4 – наружные жабры

Рис. 19. Схема противотока крови и воды в жабрах рыб: 1 – хрящевой стержень; 2 – жаберная дуга; 3 – жаберные лепестки; 4 – жаберные пластинки; 5 – приносящая артерия от брюшной аорты; 6 – выносящая артерия к спинной аорте

Рис. 20. Механизм дыхания взрослой рыбы: а – вдох; б — выдох

Предыдущая5Следующая 

Типы строения плавательного пузыря

В зависимости от анатомического строения плавательного пузыря все виды рыб подразделяются на:

• открытопузырных;
• закрытопузырных.

Первая группа наиболее многочисленна и является основной, в то время как группа закрытопузырных рыб весьма незначительна. К ней относятся, окуневые, кефаль, треска, колюшка и др. У открытопузырных рыб, исходя из названия, плавательный пузырь открыт для сообщения с основным кишечным потоком, а у закрытопузырных, соответственно, — нет.

Карповые также имеют специфическое строение плавательного пузыря. Он поделен на заднюю и переднюю камеры, которые соединятся узким и коротким каналом. Стенки передней камеры пузыря состоят из двух оболочек, наружной и внутренней, в то время как в задней камере отсутствует наружная.

Выстлан плавательный пузырь одним рядом плоского эпителия, после которого находится ряд рыхлой соединительной, мышечная и слой сосудистой ткани. Плавательный пузырь имеет свойственный только ему перламутровый отблеск, который обеспечивается специальной плотной соединительной тканью, имеющее волокнистое строение. Для обеспечения прочности пузыря снаружи обе камеры покрыты упругой серозной оболочкой.

Зачем рыбам жабры

Наверняка вы знаете, что основным органом дыхания рыб являются жабры. Из этого правила не существует исключений: рыб без жабр не бывает (ну почти, но об этом позже). А вот устройство их очень разное: иногда эти парные органы очень отдаленно напоминают всем известные жабры карася или карпа.

Итак, жабры у:

• костистых – гребенчатые;
• хрящевых – пластинчатые;
• круглоротых – мешковидные.

Наиболее сложно устроены жабры у костистых рыб, то есть, у большинства известных нам обитателей водоемов. Они имеют сложное устройство и непревзойденную эффективность: способность усваивать из воды до 30% растворенного кислорода – это рекорд, недоступный легким млекопитающих (в приложении к воздуху, разумеется).

Строение жабр костистых рыб

Жабры костистых рыб устроены достаточно сложно. Обычно они состоят из:

• Жаберных дуг. Это дугообразные образования, испещренные сетью капилляров. В классическом варианте дуг десять, по пять с каждой стороны (четыре нормально развитых, одна рудиментарная).
• Лепестков. Они расположены на каждой жаберной дуге с внешней стороны в два ряда. На каждом основном лепестке находится множество миниатюрных вторичных лепесточков. Они в максимальной степени отвечают как за газо-, так и за водно-солевой обмен.
• Тычинок. Эти миниатюрные органы покрывают дуги с внутренней стороны и выполняют функцию фильтра, защищая нежный жаберный аппарат от попадания всевозможных частичек.
• Разветвленной сети сосудов. Она начинается аортой и заканчивается массой тончайших капилляров, диаметр которых настолько мал, что сопоставим по размеру с эритроцитом. В процессе дыхания они доставляют в жабры «использованную» кровь, насыщенную углекислым газом и продуктами распада, и отводят ее, разнося по всему организму рыбы уже насыщенной кислородом.
• Жаберных крышек. Эти твердые костные образования исполняют не только защитную функцию: они играют роль этаких клапанов, обеспечивающих определенную силу тока воды при дыхании. Кстати говоря, их устройство весьма примечательно: оказывается, по этим костям можно достаточно точно определить возраст рыбы. Они покрыты выступами и бороздками, наподобие годичных колец дерева!

У всех костистых рыб рот соединен с жаберным аппаратом. На вдохе рыба открывает рот, «закачивая» воду в максимально раздутые жабры (крышки в это время плотно закрыты). Лепесточки через капилляры выводят продукты оксигенации во внешнюю среду и обогащают кровь кислородом. На выдохе рот закрывается, крышки раскрываются, жабры несколько сжимаются, продукты распада уходят в окружающую среду.

Дыхание хрящевых рыб

Хрящевые рыбы, те же акулы и скаты, имеют принципиально иной жаберный аппарат. У большинства акул он представляет собой ряд пластинок, куда вода поступает через щелевидные отверстия. Жаберные крышки отсутствуют в принципе, посему активно дышать, прогоняя воду через жаберный аппарат, акулы не могут.

Пассивное дыхание обеспечивается лишь во время движения, когда открытые жабры щедро омываются водой (благо, в морях-океанах она богата кислородом). Поэтому хищница вынуждена двигаться постоянно, даже во время сна (о механизмах которого ихтиологи спорят до сих пор), иначе попросту задохнется. Процессу дыхания способствуют и специальные брызгальца, расположенные позади глаз и подающие свежую воду на жабры.

Интересно, что пассивно дышат и прилипалы – сравнительно небольшие рыбки, наиболее часто паразитирующие на телах акул. Имеется такая способность у тунцов и скумбрий, хоть и с жаберными крышками у них все в порядке.

Немного о круглоротых

Круглоротых и рыбами назвать нельзя – биологи относят их в отдельный класс. Среди них наиболее известны миноги и миксины. Это самые примитивные позвоночные очень древнего происхождения, преимущественно паразитирующие на других представителях ихтиофауны. Их ротовой аппарат лишен челюстей, но усеян острыми зубами, что позволяет прогрызать кожу потенциальных «хозяев».

Дыхательный аппарат круглоротых представлен особыми мешками. Например, у той же миноги аж семь пар дыхательных мешков, каждый из которых снабжен двумя отверстиями (внутреннее ведет в дыхательную трубку, наружное – в окружающую среду). Это дает возможность миноге дышать при любых условиях: она не испытывает кислородного голодания, даже зарывшись в песок или присосавшись к «хозяину».

Особенности дыхания у рыб

Как известно, рыбы в своей подводной среде обитания дышат с помощью жабр. Вода, которую рыба поглощает через рот, пропускается рыбой через жаберные щели, освобождаясь от растворенного в ней кислорода.

Кислород же усваивается организмом рыбы очень эффективно, гораздо эффективнее, чем даже у наземных млекопитающих.

Дыхание рыб: как оно устроено?

Правда, не все рыбы дышат исключительно жабрами. Некоторые из них всасывают кислород сквозь кожу. Есть и такие рыбы, которые могут дышать даже на поверхности воды.

Легких у них нет, зато есть особенный орган — жаберный лабиринт. Он дает возможность рыбе дышать воздухом. Но есть один существенный минус: да, такая рыба может выжить и на суше, но постоянно находиться в воде она тоже не может, потому что, чтобы дышать, ей необходим воздух.

Любому живому существу, в том числе и рыбе, для осуществления жизнедеятельности кислород необходим. Он позволяет происходить в теле рыбы химическим реакциям по разложению органических веществ. В результате этих реакций высвобождается энергия, которая дает жизнь всему организму.

Большинство рыб дышит жабрами.

Как обеспечить достаточным кислородом аквариумных рыбок? В принципе кислород попадает в воду из соприкасающегося с ней воздуха. Можно активизировать этот процесс, искусственно создавая в воде волны, перекаты и пороги при помощи микрокомпрессора. Также растения, которыми обычно украшают аквариум, находятся в непрерывном процессе фотосинтеза, во время которого в воду выделяется кислород. Но минус в том, что в растения выделяют кислород только в дневное время, в ночное же они, как и все живые существа, его поглощают. Не нужно забывать, что кислород в аквариуме используется не только непосредственно для дыхания рыб, но и для разложения различных органических отходов. Так что регулярная чистка аквариума — это не только эстетическое мероприятие, но и полезная для самочувствия рыбок процедура.

Потребность в кислороде у рыб зависит от времени года.

Потребность рыб в кислороде может зависеть от их вида и габаритов, окружающей их температуры и даже от времени года за окном.

Особенно сильным фактором, оказывающим влияние на объем кислорода, содержащегося в воде аквариума, является ее температура. Все знают, что газ растворяется в воде тем хуже, чем выше ее температура. В принципе самым удовлетворительным количеством кислорода для большинства аквариумных рыб является около 0,60 миллилитров на сто грамм воды. Такое содержание кислорода возможно в воде, температура которой не превышает двадцати пяти градусов по Цельсию.

Чем выше температура воды, тем меньше в ней становится кислорода, тем больше его требуется рыбам. Поэтому такое устройство, как аквариумный компрессор, — частый гость в наших городских квартирах. Он позволяет вполне эффективно снабжать кислородом немалое количество рыб.

Количество необходимого объема воздуха напрямую зависит вида рыбы.

Все, конечно, зависит от вида рыбок, которых вы держите в своем аквариуме. Например, золотые рыбки свежий воздух любят особенно. А вот рыбки, естественная среда обитания которых — тропические водоемы, привыкли к теплу, высокой влажности и низкому содержанию кислорода в воде. Таким рыбкам микрокомпрессор в аквариуме не нужен. Вообще здесь подход индивидуальный: рыбам, привыкшим к водоемам с течением, быстро сменяющимися массами воды, свежий кислород необходим буквально, как воздух. А вот тем рыбкам, которые в природе живут в водоемах со стоячей водой, специальная аэрация аквариумной воды не требуется.

Некоторые рыбки всплывают на поверхность за порцией кислорода.

Часто говорят о том, что большое количество подводных растений способно насытить кислородом целый аквариум без всякой дополнительной аэрации. Но это не совсем так. Конечно, во всех зеленых растениях происходит процесс фотосинтеза, в результате которого в воду выделяется кислород. Но происходит это только при солнечном свете, то есть днем. Ночью же они начинают кислород поглощать. В этом случае при большом количестве растений в аквариуме рыбы могут там просто задохнуться. Так что аэрация воды все-таки необходима, пусть даже только ночная.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сравнительная характеристика строения выделительной системы у животных

В клетках тканей животных под действием кислорода и ферментов протекают реакции, в результате которых образуются конечные продукты обмена, не нужные организму, а порой оказывающие на него токсическое действие. Для их удаления из организма требуется выделительная система. У кишечнополостных нет специальных органов выделения, а продукты обмена у них удаляются путем диффузии через всю поверхность тела.

Впервые специальные органы выделения — протонефридии появляются у плоских червей. Они представляют собой разветвленные канальцы, на внутренних концах которых находятся звездчатые клетки. Наружу протонефридии открываются выделительными порами. У круглых червей они заменяются кожными железами с длинными каналами, заканчивающимися выделительными порами. Выделительная система кольчатых червей представлена метанефридиями, которые более совершенны по сравнению с протонефридиями и включают выделительную воронку с ресничками, выделительный каналец, заканчивающийся выделительной порой. У кольчатых червей метанефридии расположены в каждом сегменте.

У моллюсков впервые появляются почки, которые одним концом открываются в околосердечную сумку, а другим — в мантийную полость.

У членистоногих органы выделения различаются в зависимости от класса. У ракообразных (речной рак) органы выделения представлены парными зелеными железами, которые расположены у основания антенн. У насекомых и пауков органами выделения являются мальпигиевы сосуды, которые представляют собой ветвящиеся, слепо замкнутые на концах выделительные трубочки, передним концом открывающиеся в полость кишки. Кроме того, у насекомых имеется жировое тело (почка накопления), куда из гемолимфы поступают вредные вещества, но не выводятся, а накапливаются.

У позвоночных основным органом выделительной системы являются парные почки — туловищные у рыб и земноводных, тазовые — у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих (см. табл.). Образующаяся в них моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, где накапливается, а затем выводится либо через выделительное отверстие, либо через клоаку. У хрящевых рыб и птиц мочевой пузырь отсутствует.

Таблица. Сравнительная характеристика строения выделительной системы у позвоночных

Представители	Особенности строения выделительной системы
Надкласс Рыбы	Две лентовидные туловищные почки, лежащие по бокам позвоночника над плавательным пузырем → мочеточники → мочевой пузырь (у костных рыб) → выделительное отверстие. У хрящевых рыб мочевой пузырь отсутствует. Продукт выделения у пресноводных рыб — аммиак, у морских — мочевина, хорошо растворимая в воде
Класс Земноводные	Две туловищные почки (открываются воронками в полость тела) → мочеточники → клоака → мочевой пузырь → клоака. Основной продукт азотистого обмена — мочевина, хорошо растворимая в воде
Класс Пресмыкающиеся	Две тазовые почки → мочеточники → мочевой пузырь → клоака. Продукт выделения — мочевая кислота, плохо растворимая в воде
Класс Птицы	Две тазовые почки → мочеточники → клоака. Мочевой пузырь отсутствует. Продукт выделения — мочевая кислота, плохо растворимая в воде
Класс Млекопитающие	Две тазовые почки → мочеточники → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал → выделительное отверстие. Продукт выделения — мочевина, хорошо растворимая в воде

Таким образом, эволюция системы выделения у животных шла в направлении создания специализированных органов, обеспечивающих выведение из организма образующихся в процессе жизнедеятельности конечных продуктов распада, а иногда просто токсических веществ. Основное направление эволюции органов выделения у животных — переход от протонефридиев к метанефридиям у беспозвоночных, от них — к туловищным, а затем к тазовым почкам позвоночных. 

Чем дышат рыбы? Приспособления для газообмена

Точно так же, как и у нас, газообмен у рыб осуществляется при помощи кровеносной системы. Для этого у большинства из них существует всего один круг кровообращения и двухкамерное сердце, у двоякодышащих видов таких кругов два. К сердцу кислород поступает по сосудам, а к ним попадает через жабры, которые и отфильтровывают газ из воды.

Дыхательная система рыб, по сути, эффективнее человеческой. Она способна фильтровать из воды в два-три раза больше кислорода, чем легкие отделяют из атмосферы. В основном рыбы дышат жабрами, но иногда их работы недостаточно или условия не позволяют их нормально использовать. В таком случае к ним подключаются другие специальные органы.

Дополнительных или альтернативных способов дыхания у рыб довольно много. Абсолютно все виды помогают себе, частично осуществляя газообмен через кожные покровы. Некоторые также используют плавательный пузырь, другие — кишечник или слепой отросток в желудке. Некоторые виды приспособились к дыханию воздухом атмосферы, для этого они используют лабиринтовые или наджаберные органы.