Спортпіт

Які риби можуть дихати за допомогою легень. Як риби дихають під водою

Як і всім живим істотам, рибам потрібен кисень. Більшість риб отримує його за допомогою спеціальних решіткоподібних органів, які називаються зябрами.

Зябра знаходяться прямо за ротовою порожниною по обидва боки голови і, як правило, захищені напівпрозорою пластинкою - зябрової кришкою, або оперкулумом. Під оперкулумом розташовується чотири ряди криваво-червоних зябер, що частково перекривають один одного. Зябра складаються з кісткових дуг, які підтримують численні зяброві пелюстки - пари тонких м'яких відростків, що нагадують щільно посаджені зуби гребінця. Кожна пелюстка містить крихітні мембрани, або ламели, зіткані з мільярдів кровоносних капілярів. Стіни мембран настільки тонкі, що поточна по них кров екстрагує кисень безпосередньо з водного потоку, що омиває зябра. Потім ламели виводять із крові у воду вуглекислий газ. Вода, як і повітря, на 1/30 складається з кисню, і цей газовий обмін - кисню та вуглекислий газ є ключовим компонентом підводного життя.

Жорсткі зяброві тичинки, розташовані на зябрової дузі, фільтрують воду, що надходить. Кровоносні судини в зябрових пелюстках постачають кров'ю і осушують капіляри в ламеллі.

Вода, що проходить зябровими пелюстками, збагачує артеріальну кров киснем Після цього кров по венозних судинах надходить у мембрану, де вона звільняється від вуглекислого газу.

Надходження води в зябра

Нормальна життєдіяльність риб забезпечується безперервним надходженням у зябра насиченої киснем води. Більшість кісткових риб рот і зябра працюють у взаємодії за принципом насоса: спочатку зябра щільно закриваються, рот розорюється, яке стінки розширюються, затягуючи всередину воду. Потім ротова порожнина стискається, рот закривається, а зябра розкриваються, виштовхуючи воду з рота. Такий спосіб дихання, що дозволяє воді проникнути в зябра, навіть якщо риба знаходиться в стані спокою, характерний для малорухливих риб, таких як короп, камбала і палтус.

Дихання починаєтьсяколи рот риби розкривається, а ротова порожнина розширюється, всмоктуючи воду.

Потім рот рибизакривається, і відкриваються оперкулуми, виштовхуючи воду з зябрової порожнини через зябра.

Правильніше дихати ротом

Активним рибам – макрелі, тунцю та деяким видам акул – необхідно більше кисню, ніж їх повільним побратимам, таким, як камбала, вугор, електричний скат та морські ковзани. Ось чому підводні риби часто плавають з відкритими ротами: це дозволяє їм пропустити через зябра значно більший обсяг води, а отже, і кисню. Крім того, зябра у цих видів риб більші і товщі, з тісно розташованими мембранами, що помітно підвищує їхню респіраторну здатність. Ці риби змушені плавати навіть під час сну, інакше вони загинуть від нестачі кисню (удушення).

Як риби дихають?

Риба дихає, набираючи воду до рота. Через глотку, в якій є ряди парних отворів - зяброві щілини, вода надходить до зябер, що розташовані по обидва боки голови і, омиваючи їх, витікає з-під зябрової кришки. При цьому розчинений у ній кисень через найтонші покриви зябрових пелюсток, пронизані кровоносними капілярами, проникає в кров, а кровоносна система доставляє кисень у клітини. На повітрі у риби настає ядуха, як тільки зяброві пелюстки підсихають і стають не проникними для кисню.

Коли риби дихають, вони вдихають і видихають не повітря, як люди, а воду. Спостерігайте за рибкою в акваріумі: її рот і зяброві кришки то відкриваються, то закриваються, забезпечуючи організм свіжим водним розчином кисню.

І протоптери, і американські лускати з басейну Амазонки під час сплячки дихають повітрям. Австралійський рогозуб не впадає в сплячку і виживає, якщо від його водоймища залишається хоча б смердюча калюжа. Навіть тоді він, дихаючи своїм непарним «легким», почувається добре, але зовсім без води швидко гине.

Двоякодишачі харчуються безхребетними, рибами та земноводними. Нерестяться вони під час дощів.

Насамперед вчені вважали, що наземні хребетні походять від стародавніх дводихання. Але тепер твердо встановлено, що сполучною ланкою між рибами та земноводними були тварини з класу майже повністю вимерлих кистеперих риб, а двоякодишачі, теж вимерлі, крім сучасних шести видів, - це бічна, тупикова гілка еволюції.

<<< Назад

Вперед >>>

Сторінка 4 з 14

Як риби дихають?

Жодна тварина не може жити без кисню. Він є у повітрі та розчинений у воді. Наземні хребетні дихають киснем повітря; їхній орган дихання - легкі. Риби видобувають кисень із води, при цьому вони мають зябра.
Риба дихає, набираючи воду до рота. Через глотку, в якій є ряди парних отворів - зяброві щілини, вода надходить до зябер, що розташовані по обидва боки голови і, омиваючи їх, витікає з-під зябрової кришки. При цьому розчинений у ній кисень через найтонші покриви зябрових пелюсток, пронизані кровоносними капілярами, проникає в кров, а кровоносна система доставляє кисень у клітини. На повітрі у риби настає ядуха, як тільки зяброві пелюстки підсихають і стають не проникними для кисню.
Коли риби дихають, вони вдихають і видихають не повітря, як люди, а воду. Спостерігайте за рибкою в акваріумі: її рот і зяброві кришки то відкриваються, то закриваються, забезпечуючи організм свіжим водним розчином кисню.

Наземні тварини дихають киснем повітря з допомогою легень, а риби - киснем, розчиненим у питній воді, з допомогою зябер. На нижньому малюнку зображена голова тріски без зябрової кришки, під якою знаходяться ряди зябрових пелюсток, що заходять один на одного. Дві верхні схеми показують, як дихає кісткова риба. При відкритій піднебінній складці та закритому клапані зябрової кришки вода втікає в ротову порожнину. Коли дно ротової порожнини піднімається, клапан зябрової кришки відкривається і вода витікає, омиваючи зяброві пелюстки, поверхня яких пронизана мережею кровоносних капілярів. Кров зв'язує розчинений у воді кисень та віддає вуглекислий газ.

Однак із цього загального правила є виняток. В Африці, Південній Америці та Австралії мешкають риби, що дихають, які дихають не тільки зябрами, а й плавальною бульбашкою, з'єднаною протокою з глоткою. Втім, будовою їх комірчастий плавальний міхур мало чим відрізняється від справжніх легень. Більшість сучасних видів це навіть парний орган, як в усіх вищих хребетних. Двоякодишачі риби втягують повітря в «легкі» ніздрями при закритому роті, як і всі наземні хребетні, але, крім того, вони можуть дихати і зябрами, як риби. Всі вони - мешканці прісних водойм, які в суху пору року частково або повністю пересихають. Тоді подвійні риби залягають у вириті в грунті нори і впадають у сплячку. Африканські протоптери можуть прожити без води 9 місяців, а один піддослідний протоптер встановив рекорд – понад чотири роки!
І протоптери, і американські лускати з басейну Амазонки під час сплячки дихають повітрям. Австралійський рогозуб не впадає в сплячку і виживає, якщо від його водоймища залишається хоча б смердюча калюжа. Навіть тоді він, дихаючи своїм непарним «легким», почувається добре, але зовсім без води швидко гине.
Двоякодишачі харчуються безхребетними, рибами та земноводними. Нерестяться вони під час дощів.
Насамперед вчені вважали, що наземні хребетні походять від стародавніх дводихання. Але тепер твердо встановлено, що сполучною ланкою між рибами та земноводними були тварини з класу майже повністю вимерлих кистеперих риб, а двоякодишачі, теж вимерлі, крім сучасних шести видів, - це бічна, тупикова гілка еволюції.

Двояко дихаючі риби Африки, Південної Америки та Австралії - це живі копалини, оскільки вони існують на Землі вже майже 400 млн. років. У посушливі періоди року вони зариваються в ґрунт, споруджують кокони зі слизу та сплять у цих норах доти, доки знову не ллють дощі.

Чому ми називаємо риб холоднокровними?

Температура теплокровних тварин - птахів та ссавців, а отже, і людини - майже стала. У здорової людини вона коливається від 36 до 37 °C. У мороз ми одягаємося тепліше.
Це ж, по суті, роблять усі ссавці: до зими у них відростає густе підшерстя. Тюленів, що плавають у крижаних водах, гріє товстий шар підшкірного жиру.
А ось температура крові риб, земноводних та ящірок майже не відрізняється від температури води чи повітря, тому вона не постійна. Усіх цих тварин називають холоднокровними. Пристосовуючись до зниження температури, вони впадають у сплячку або стають менш активними.
Рибам затишно і влітку у теплій воді, і взимку під льодом. Однак при різкому зниженні температури води вони ціпеніють і можуть загинути. У риб немає повік, тому вони не заплющують очі. Крім того, вони не сплять міцним сном, як ми.
Але, спостерігаючи за акваріумними рибками, можна помітити, що ночами вони хаотично рухаються, тобто, як кажуть знавці, стають сонними.

Чи є у риб зір, слух та нюх?

Риби бачать гірше за більшість наземних тварин. У воді світла менше, ніж на суші, і що глибше, то темніше. Деякі, що мешкають на глибині 560 м, де панує вічна темрява, мають органи світіння (фотофори). Якби їх, риби не змогли б приманювати видобуток і знаходити собі партнерів.
Врівноважує слабкий зір риб найтонший нюх. Особливо цим відрізняються акули та піранії. Акули, яких не дарма називають «плавучими носами», чують запах навіть краплі крові, розчиненої у мільйонах літрів води. Ця разюча здатність пояснюється тим, що в нюху беруть участь дві третини клітин їхнього мозку.
Вчені досі не знають, чи риби добре чують. Зовнішнього вуха риб немає, але є орган, схожий на наше внутрішнє вухо. У багатьох прісноводних риб він пов'язаний з плавальною бульбашкою так званим вебером. Вважають, що він передає звукові хвилі від плавального міхура, що є резонатором, до внутрішнього вуха.
Завдяки бічній лінії, особливій системі органів чуття, риби відчувають найменші коливання води. Бічна лінія – це система канальців під шкірою. На ній луска іншої форми або в ній є отвори.
Органи бічної лінії сприймають напрямок і швидкість течії, дозволяючи рибам орієнтуватися в підводній темряві, дотримуватися порядку в одвірку. Форель «розбіжиться», навіть якщо ми обережно підкрадатимемося до струмка, але не тому, що побачить чи почує нас, а тому, що відчує легкий струс води біля берега від кроків. Сом, мешканець мулистих водойм, багато чого про навколишній світ дізнається за допомогою м'ясистих вусів, що звисають: вони торкаються предметів, повз яких інакше він проплив би, не помітивши. Як і всі тварини, риби відчувають біль, але не так гостро, як люди.

Всі живі організми потребують кисню. Цей газ вони поглинають під час дихання. У воді, навіть насиченої киснем (а не повітрям), при температурі 20°С об'ємна частка кисню становить трохи більше 1%.

Дихання риб у водній здійснюється головним чином за допомогою зябер: вода з розчиненим киснем проходить через рот в зябра, де розчинений кисень поглинається і надходить в організм. Ступінь поглинання кисню з води при такому способі дихання дуже висока і становить до 30% (для порівняння: ссавці поглинають лише до чверті кисню, що вдихається).

У деяких риб існують і додаткові органи дихання: вони поглинають кисень через шкіру або спеціальних органів, характерних для окремих видів, пологів або сімейств. Наприклад, у риб сімейства Anabantidae, до яких належать багато популярних представників акваріумної іхтіофауни (гурамі, півники, ляліуси, макроподи), є особливий орган - зябровий лабіринт, що дозволяє поглинати кисень з повітря. Якщо ці риби немає можливості піднятися до поверхні води протягом кількох годин, всі вони гинуть.

Кисень, що потрапляє через зябра та інші органи дихання в організм, надходить у кров і розноситься по всьому тілу риби. Він бере участь у процесі окиснення органічних речовин. Ці окислювально-відновні реакції постачають енергію підтримки життєдіяльності риб.

Якими є джерела кисню в акваріумній воді? Головний із них, як і в природних водоймах, - природний газообмін із навколишнім повітрям. Цей газообмін покращується, якщо у водоймі є хвилі, пороги, перекати (в акваріумних умовах їх замінює примусова аерація води за допомогою помп або мікрокомпресорів). Значна кількість кисню у процесі фотосинтезу постачають рослини.

Розчинений у воді кисень поглинається рибами та іншими акваріумними тваринами та у нічний час рослинами. Він витрачається також при розкладанні екскрементів, залишків рослин та мертвих риб.

Кількість кисню, яке необхідне рибам, буває різним і багато в чому залежить від температури води, виду та розміру риб, ступеня їхньої активності та інших факторів.

Температура води впливає вміст у ній кисню: як відомо, розчинність газів зменшується зі збільшенням температури рідини. Зазвичай вміст кисню у воді, що контактує з атмосферним повітрям, менший за граничну розчинність і становить 0,7 мл у 100 г води при 15" С, 0,63 мл - при 20" С і 0,58 мл - при 25" С. Це вміст кисню цілком достатньо для акваріумних мешканців, тому що встановлено, що найбільш оптимальним для них вмістом О2 є від 0,55 мл до 0,7 мл 100 г води.

Всюдиходи саморобки мотоцикли