Спортпит

Дышат ли рыбы воздухом. Внутреннее строение рыб: как устроены жабры. Поступление воды в жабры

Как дышат рыбы в воде. Чем дышат рыбы в воде

Абсолютно все живые существа нуждаются в кислороде. Они могут его брать из атмосферного воздуха или воды. Но как дышат рыбы? У них нет таких сложных по строению органов, как легкие. Но у рыб есть жабры. Именно они помогают поглощать этот газ при дыхании. При этом функционируют они куда эффективнее, чем наши легкие, ведь они способны забрать из воды до 30% растворенного в ней кислорода. Но в действительности способов дыхания у рыб намного больше. Все они развились в результате долгой эволюции и присущи только определенным видам.

Как дышат рыбы жабрами?

Конечно, все рыбы без исключения имеют жабры. Их форма разнообразна. У одних видов это мешочки, у других - пластинки или лепестки. Но все эти приспособления направлены на одно – создание большей поверхности, пронизанной густой сетью капилляров, при сравнительно маленьком объеме пространства.

Вода с растворенным в ней кислородом поступает через глотку в тот момент, когда рыба широко открывает рот. Сами жабры - органы довольно нежные, поэтому их сверху прикрывает плотная жаберная крышка. Она также принимает непосредственное участие в дыхании. В тот момент, когда вода поступает в полость глотки, жаберные крышки плотно прилегают к голове. Так они препятствуют оттоку жидкости. Когда жаберные крышки открываются, давление меняется, и вода поступает в специальную полость. Она пронизана густой сетью кровеносных сосудов. Жаберные дуги расправляются, и происходит процесс газообмена. В кровь поступает кислород, а из нее выводятся не только углекислый газ, но и продукты обмена веществ. Выходит вода из жаберной полости через специальные щели. Вот так осуществляется дыхание рыб.

Рыбы, которые дышат через кожу

Конечно, рыбы дышат жабрами. Это известно всем. Но тогда как объяснить тот факт, что некоторые виды, которые оказываются вне воды, во влажной траве или земле, способны там прожить несколько часов? Как дышат рыбы в таких условиях? Уж точно не через жабры.

У ряда видов, таких как карась, угорь, карп, сазан, в процессе эволюции появилась дополнительная возможность. Они могут поглощать кислород через всю поверхность кожи. Особенно это актуально, когда уровень этого жизненно важного газа в воде опускается до критической отметки. Тогда жабры становятся не эффективными, и на первый план выходит кожное дыхание.

Как дышат лабиринтовые рыбы?

Многие владельцы аквариумов замечали, как дышат рыбы. Они часто подплывают к поверхности воды и немного высовывают наружу голову. Для чего они это делают?

Очень многие разновидности аквариумных рыбок обладают специфическим органом дыхания – лабиринтом. С его помощью они фактически могут поглощать кислород не из воды, а из атмосферного воздуха. При этом рыбка должна хотя бы раз в несколько часов подняться к поверхности и сделать вдох. В противном случае она погибнет.

Расположен жаберный лабиринт по обе стороны головы рыбы. Он находится над жабрами. Когда рыба заглатывает пузырек воздуха, он попадает в губчатые камеры лабиринта. Их стенки густо покрыты капиллярами. В них и проникает кислород, который потом разносится ко всем органам и тканям организма. Жаберный лабиринт помогает рыбам не только выжить в обедненном кислородом водоеме, но и перебраться в другой.

Рыбы, дышащие через кишечник

Возможно, многих это удивит, но есть один вид рыбок, который для дыхания использует кишечник. Это сомики рода Coridoras. Они дышат атмосферным воздухом. Хотя это не совсем так. В отличие от тех же лабиринтовых рыб, никаких специальных органов у них не существует. Крапчатый сомик способен усваивать кислород своим желудком. Это рыба, которая дышит воздухом. Она просто заглатывает его и перекачивает в плавательный пузырь. Тут и происходит усвоение кислорода.

Рыбы, способные лазить по деревьям

Итак, чем дышат рыбы в воде, вполне понятно. Но как быть с теми, что могут несколько дней находиться вне воды? Думаете, таких не существует? Вовсе нет. Яркий представитель таких рыб - лазающий окунь. Он обитает на Дальнем Востоке.

Жабры этой уникальной рыбки устроены так, что она способна усваивать кислород из воздуха. Кроме того, у нее особенное строение чешуи, которое позволяет ей не только передвигаться по земле, но и лазить по деревьям. Собственно, за эту особенность она и получила свое название.

К слову сказать, этот вид далеко не единственный. Есть еще одна рыба, способная дышать воздухом, – это илистый шкипер. Обитает он в тех районах Африки, где часто наблюдаются сильные засухи. Эта рыба выработала интересный способ пережить эти неблагоприятные для себя периоды. Когда водоем пересыхает, шкипер зарывается в ил. Там он способен находиться без воды несколько месяцев. Только когда вода приходит вновь, он выходит из своего импровизированного убежища. Так поступает большинство двоякодышащих рыб. Эта группа заслуживает отдельного внимания.

Двоякодышащая рыба

Двоякодышащие рыбы относятся к очень древней группе. Палеонтологи находят останки этих существ в слоях и отложениях палеозойской эры. Достаточно продолжительное время их считали полностью исчезнувшим видом. И только после изучения природы Австралии и Африки в 19 веке было сделано ошеломляющее открытие. Были найдены современные виды двоякодышащих рыб. Это не только повлияло на взгляды ученых относительно систематики позвоночных, но и внесло свои коррективы в эволюционное учение.

У всех двоякодышащих рыб, помимо характерных жабр, обнаруживаются еще и одно или пара легких. Это видоизмененный плавательный пузырь. С легкими млекопитающих эти органы не имеют ничего общего. Их стенки пронизаны многочисленными капиллярами, с помощью которых происходит газообмен. Дышат ли рыбы при этом кислородом, растворенным в воде? Конечно же, да. Но только когда его в воде хватает. Легкие им нужны только для того, чтобы переждать долгий период засухи, замуровавшись в иле, или для того, чтобы перейти из одного водоема в другой. Как правило, у них сильно развиты плавники, которые способны играть роль конечностей. Так, двоякодышащие рыбы могут совершать переходы длительностью даже в несколько дней.

Как дышит рыба в воде? Очень интересный вопрос, ответить на него совсем не сложно. Она дышит жабрами, но как именно это происходит, ведь вода - это не воздух? И все ли рыбы имеют жабры? А могут ли они дышать атмосферным воздухом? А как они получают кислород из воды? Так много вопросов возникает сразу, если только задуматься, как можно дышать в воде. Попытаемся найти на них ответы.

Органы дыхания рыб

Основным органом дыхания рыб являются жабры. Они располагаются возле головы в жаберной полости. Это парный орган. К тому же они очень нежны, поэтому для защиты их прикрывает сверху жаберная крышка. Но все ли жабры имеют одинаковое строение? Конечно же, нет. У разных групп рыб оно разное. Например, у круглоротых жабры мешковидные, а у хрящевых, например акул, они пластинчатые. А вот у самой большой группы - костистых рыб - жабры гребенчатые. Они имеют самое сложное строение. Также очень интересный факт: в отличие от всех других костистые рыбы «дышат» через рот. А вот у круглоротых миксин и хрящевых скатов вода с кислородом поступает снаружи. В процессе эволюции органы дыхания рыб постоянно усложнялись и усовершенствовались. Большинство рыб дышит кислородом, растворенным в воде, но есть и исключения, те, что могут использовать и воздух.

Двоякодышащие рыбы

Двоякодышащие рыбы дышат так же, как и все остальные виды. Но есть у них одна интересная особенность. Эта весьма древняя группа рыб имеет не только жаберное, но еще и легочное дыхание. Когда-то эти виды были широко распространены на Земле. Сейчас существует только один отряд - рогозубообразные. Они встречаются в Австралии, Африке и Южной Америке. В качестве органов для осуществления легочного дыхания у этих рыб есть один или два (в зависимости от вида) пузыря. Они расположены на пищеводе с брюшной стороны. Это и позволяет двоякодышащим долгое время находиться в обедненных кислородом водоемах, там, где другие рыбы выжить просто не могут.

Органы дыхания круглоротых

На заре появления рыб, пожалуй, первыми, у кого развились, пусть и не самые сложные, но все же жабры, являются круглоротые. Это даже не совсем рыбы. Миноговые (круглоротые) появились значительно раньше и являются отдельным отрядом бесчелюстные. Их органы дыхания представлены жаберными мешками. Они имеют энтодермальное происхождение и возникли в результате отделения от глотки. Как дышит рыба минога с их помощью? У нее есть семь парных жаберных мешков, в каждом из них по два отверстия. Первое называется наружным, а второе - внутренним, оно ведет в дыхательную трубку. К тому же это отверстие может постоянно открываться и закрываться. Сама дыхательная трубка сформировалась в результате деления глотки. Верхняя ее часть стала пищеварительной, а нижняя - дыхательной. У большинства миноговых наружные жаберные отверстия объединены в один канал. Он открывается чуть дальше последнего жаберного мешка. У миног и миксин носовое отверстие соединено с глоткой. Поэтому, даже когда рыба зарывается в песок, она может дышать. Когда круглоротые питаются, то вода проникает в жаберные мешки не через ротовую или носовую полость, а через наружные жаберные отверстия.

Строение жаберного аппарата костистых рыб

Костистые рыбы дышат жабрами. Они имеют сложное строение. Итак, жаберный аппарат состоит из пяти жаберных дуг. Они находятся в специальной полости за головой. Для того чтобы защитить дуги от механических повреждений, их сверху покрывает твердая и прочная жаберная крышка. Она растет по мере увеличения рыбы в размерах. Жаберные дуги на внешней стороне имеют два ряда лепестков, которые поддерживаются опорными хрящами. В них происходит процесс газообмена. К жаберным лепесткам подходит артерия и приносит артериальную кровь. Здесь она обогащается кислородом и разносит его ко всем органам и тканям. С внутренней стороны находятся жаберные тычинки. Они выполняют роль фильтра и защищают от попадания пищевых частичек.

Как дышит рыба в воде?

Дыхание рыб происходит следующим образом. При вдохе она открывает широко ротовое отверстие. При этом жаберные дуги максимально раздвигаются, а жаберная крышка, напротив, плотно прижимается к голове. Таким образом, вода попадает в ротовое отверстие и проходит дальше, но не выходит наружу. Далее, в жаберной полости происходит поглощение кислорода через лепестки. Окисленная кровь, подходя к ним, насыщается. Обогатившись кислородом, она несет его ко всем тканям рыбы. При выдохе ротовое отверстие рыбы закрывается, а жаберные крышки приподнимаются. Таким образом, вода выдавливается наружу. В капиллярах лепесточков на жаберных дугах происходит не только газовый, но и водно-солевой обмен. В воду из кровеносных сосудов выделяется не только углекислый газ, но и аммиак и прочие вещества, которые вырабатываются в ходе метаболизма. Это подробное описание того, как дышат рыбы под водой.

Дополнительные органы дыхания

Но как и у большинства видов, обитающих на Земле, у рыб есть дополнительные органы дыхания. Конечно, главными остаются жабры. Но помимо них, в процессе газообмена участвуют кожа, кишечник и даже специальные органы, такие как легочные мешочки или «лабиринт». Но обо всем этом стоит рассказать по порядку. У многих видов рыб, в особенности у тех, что в качестве места обитания выбирают мутные, обедненные кислородом воды, очень интенсивно осуществляется кожное дыхание. Как дышит рыба кожей? Она просто поглощает кислород через ее поверхность. Иногда такое дыхание даже выходит на первое место. Еще одно приспособление - плавательный пузырь. В нем скапливается воздух, и рыба поглощает кислород из него. Так она может даже некоторое время прожить вне воды. Такую же роль, как и плавательный пузырь, может выполнять и кишечник. У лабиринтовых рыб в жаберной полости есть специальный карманообразный отдел. Его стенки густо пронизаны капиллярами. В них происходят процессы газообмена. Примечательно, что лабиринтовые рыбы дышат атмосферным кислородом. Они могут обойтись без воды в течение нескольких дней. Конечно, это далеко не все примеры того, как удивительно приспосабливаются к окружающей среде разные виды рыб. У них есть еще много секретов, как выжить даже в очень тяжелых условиях.

Из иглокожих жабры имеют морские звезды и морские ежи. Все первичноводные животные (рыбы) имеют ряды парных отверстий (жаберные щели), расположенные в глотке. У кишечнодышащих (подвижных донных животных), оболочников (мелких с мешковидным телом, покрытым оболочкой) и бесчерепных (особая группа беспозвоночных животных) газообмен производится во время прохождения воды сквозь жаберные щели.

Как животные дышат жабрами

Жабры состоят из листочков (нитей), внутри них находится сеть кровеносных сосудов. Кровь в них отделена от внешней среды очень тонкой кожей, при этом создаются нужные условия для обмена между газами, растворенными в воде, и . Жаберные щели у рыб разделены дугами, от которых отходят жаберные перегородки. У некоторых костных и хрящевых видов лепестки жабр расположены на наружной стороне дуг в два ряда. Активно плавающие рыбы имеют жабры с гораздо большей поверхностью, чем малоподвижные водные животные.

У многих беспозвоночных, молодых головастиков эти органы дыхания находятся на внешней стороне тела. У рыб и высших ракообразных они спрятаны под защитные приспособления. Часто жабры расположены в особых полостях тела, они могут быть прикрыты специальными складками кожи или кожистыми крышками (жаберными крышечками) для защиты от повреждений.

Жабры также выполняют функцию кровеносной системы.

Движение жаберной крышки при производится одновременно с движением (открыванием и закрыванием) рта. При дыхании рыба открывает рот, втягивает внутрь воду и закрывает рот. Вода воздействует на органы дыхания, проходит через них и выходит наружу. Кислород поглощается капиллярами кровеносных сосудов, расположенными в жабрах, а использованный углекислый газ выходит через них в воду.

Источники:

Эволюция дыхательной системы

Насекомые так не похожи на людей. Их эмбриональное развитие протекает с превращениями, они обладают наружным, а не внутренним скелетом, у них отличаются кровеносная и центральная нервная системы. Даже дышат насекомые совсем не так, как млекопитающие.

Инструкция

В организме человека присутствует всего одна трахея. По ней воздух, поступивший через верхние дыхательные пути, транспортируется в . У насекомых отсутствует нос, легкие и бронхи, их кровь, в отличие от крови , не разносит кислород по всему организму. Дышат исключительно при помощи , количество которых в их организме превышает количество и может варьировать от одной-двух до восьми-десяти пар.

Дыхательная система насекомых множеством трахей, которые пронизывают их тело. Трахеи представляют собой трубочки, открывающиеся наружу устьями-дыхальцами. В глубине тела трахеи ветвятся на более мелкие трубки – трахеолы. Трахеолы оплетают все органы, доставляя кислород к местам его потребления.

Почему рыбы, вынутые на воздух, погибают? - Дети обычно отвечают, что у них высыхают жабры. Но ведь поверхность наших легких тоже соприкасается с сухим воздухом - почему же она не высыхает?

Дети говорят "мы дышим носом, и воздух там увлажняется". Молодцы. А когда зловещие физруки заставляют вас бежать 10 кругов - вы тоже дышите носом? Нет, вы дышите ртом, он широко открыт, и язык ваш лежит на плече.

Причина гибели рыб на воздухе - слипание (смыкание) жаберных лепестков: они рассчитаны на поддержку воды и на воздухе «опадают». Вы могли видеть такое, если вынимали «пушистые» водоросли из аквариума - на воздухе они сразу теряют свою пушистость и превращаются в склизкие комочки.

Решение проблемы - армировать жабры, то есть вставлять в жаберные лепестки скелетные элементы, чтобы лепестки не опадали. Почему рыбы этого не делают - понятно: они водные жители и, вообще-то говоря, на сушу не собираются.

Точно не собираются?

Беситься с жиру - человеческое занятие, а от рыб как-то ожидаешь более разумного поведения. И тут - нá тебе! Лезут! На сушу! ...Точно так же любой старый старикашка говорит про молодых выскочек: «Ишь, умный какой выискался!» - забывая, что 500 миллионов лет назад он сам был абсолютно таким же.

Палеонтологи говорят, что все наземные позвоночные являются дальними потомками рыб, когда-то выползших на сушу. - Поэтому мы и волнуемся так, и кричим рыбам: «Здесь уже занято, ползите назад!» Рыбы отвечают: «Да ладно вам, мы же не собираемся на вашей суше жить, нам бы только засуху/жару/отлив/загрязнение переждать!»

Засуха. Больше всего не повезло рыбам, живущим в пресных водоемах. В особо жарких местах такие водоемы могут пересохнуть, и что тогда делать? Либо помирать, либо отправляться искать другой водоем. Понятно, что рыбы стараются делать это влажной и росистой ночью, но все равно - они ползут по суше!

Жара. Впрочем, и без пересыхания в пресном водоеме летом не соскучишься: в теплой воде очень мало кислорода, а в горячей почти совсем нет, так что пользы от такой воды (в смысле дыхания) немного. А кислорода как назло требуется больше, чем обычно - ведь рыбы - холоднокровные животные, и при нагревании воды скорость их обмена веществ увеличивается автоматически.

Отлив. Луна, летая вокруг Земли, формирует небольшой . Когда этот бугорок у нас - наступает прилив, когда не у нас - отлив. Рыбы, не желающие покидать родную (богатую пищей) приливно-отливную зону, во время отлива остаются на освободившейся суше (скорее, жиже).

Загрязнение. Кстати, о жиже. Жабры, по своему первоначальному предназначению (вспомним ланцетника) являются фильтрами, задерживающими разную водную мелочь. Если в воде по какой-то причине становится слишком много микроскопических частиц, то рыбные жабры могут просто засориться, как унитазы.

Армируем жабры

1 - жабры обычных рыб в воде.
2 - жабры обычных рыб на воздухе слипаются. Из-за этого поверхность, через которую идет газообмен (обведенная черненьким) резко уменьшается.
3 - армированные жабры: грубовато, зато надежно.

Пример армированных рыб - илистые прыгуны, живущие в приливно-отливной зоне тропической части Тихого и Индийского океанов. В момент отлива они остаются на суше, но не лежат тупо среди ила и не ждут, пока их съест какая-нибудь крыса, а с помощью своих мощных плавников «с поразительной ловкостью лазают по воздушным корням прибрежных мангровых зарослей» (БСЭ), забираясь на высоту до 2 м.

Дышим поверхностью ротовой и жаберной полостей

Лабиринтовые рыбы дышат в основном с помощью лабиринта - органа, находящегося над жабрами и по строению напоминающего нашу с вами носовую полость (множество тонких костных пластинок, покрытых слизистой оболочкой с большим количеством кровеносных сосудов). На картинке разрезан анабас (ползун, его лабиринтовый орган похож на комок смятой бумаги). Второе название анабаса говорит само за себя - он ползает .

Предводителем (под)отряда лабиринтовых является известная по аквариумам рыбка гурами, которая в природе вырастает до 60 см. Латинское название гурами (оsphronemus) означает «обоняющий» - описавший ее зоолог увидел, как часто она всплывает и втягивает воздух, и посчитал, что она что-то вынюхивает. На самом деле - она так дышит, и если лишить ее возможности всплывать, то гурами задохнется (ее жабры недоразвиты - следовательно, эти рыбы могут утонуть ). Если же, с другой стороны, оставить аквариум с гурами открытым, то рыбки, подышав слишком свежим воздухом, могут легко простудиться.

Тропические сомы увеличивают поверхность своего наджаберного органа проще - без всяких хитрых складок-лабиринтов просто удлиняют его вдоль тела, получается мешок, похожий на примитивное легкое.

Дышим легкими

Костные рыбы первоначально возникли на суше, а значит, они сразу же столкнулись с засухой, жарой и загрязнением. Скорее всего, древнейшие костные рыбы изначально имели легкие и использовали его для дыхания. Затем с ходом эволюции

часть костных рыб вылезла на сушу и осталась там насовсем, превратившись в древних земноводных (их в этой статье нет, потому что она про рыб);
часть костных рыб вернулась в океан, где больших проблем с кислородом нет, поэтому их легкие превратились в плавательный пузырь (см. ниже);
часть костных рыб осталась зимовать на суше, поэтому они совершенно спокойно дышат легкими (прямо сейчас).

Легкими дышат современные двоякодышащие рыбы - метровый амазонский лепидосирен, двухметровый австралийский рогозуб, и три вида африканских протоптеров. Последние среди рыб являются чемпионами по безводной жизни: при полном высыхании водоема они могут зарываться в грунт и сидеть там 5-9 месяцев , дыша атмосферным воздухом.

Дышим плавательным пузырем и/или кишечником

Открытопузырные рыбы (у которых плавательный пузырь соединен с пищеводом) помещают воздух в плавательный пузырь путем простого заглатывания. Следовательно, пока пузырек воздуха движется по пищеводу, и после, когда он уже попадет в пузырь, из него при желании можно поглощать кислород. Пример - североамериканская ильная рыба (на фото), имеет ячеистый пузырь, длину до 75 см, остается живой на воздухе в течение суток.

Вьюны (см. первое фото статьи) питаются воздухом, как мы с вами - манной кашей. Непосредственно функцию газообмена выполняет задний отдел кишечника. Вьюны заглатывают воздух, пузырьки воздуха проходят через всю кишку, в задней кишке происходит газообмен, пузырьки выбрасываются через анальное отверстие. По-моему, довольно хлопотно.

Дышим поверхностью тела

Поверхность тела у нас (у животных, в отличие от растений и грибов) относительно небольшая, поэтому использовать ее как основной источник кислорода могут только неспешные ледяные рыбы (ещё раз: рыбы - холоднокровные животные; при температуре 1-2°С обмен веществ у них идет очень медленно, кислорода хватает - ледяные рыбы даже отказались от гемоглобина и эритроцитов).