Як улаштований процес дихання у риб? Давайте розбиратися

Процес дихання є життєво важливим для живого на Землі, оскільки кисень, що міститься в повітрі, відіграє ключову роль у більшості метаболічних процесів. Винятком є ​​лише деякі види анаеробних бактерій, грибів та водоростей, які становлять незначну меншість.

Для рослин кисень необхідний у процесі фотосинтезу, а тварин - підтримки всіх видів обміну речовин. Ми дихаємо киснем через ніс чи рот, який потрапляє у легені і потім у кров. Кров розносить кисень по всьому тілу до всіх клітин, після чого він повертається в кров із підвищеним вмістом вуглекислого газу.

Риби дихають аналогічно, забираючи кисень переважно з води, а не з повітря. Концентрація кисню в морській воді зазвичай дуже висока, однак у прісній воді можуть виникати проблеми. Причини нестачі кисню у воді можуть бути різними: значне підвищення температури, зниження рівня критичних значень, перекриття товстим шаром льоду, зменшення вільного простору, гниття рослин під льодом, збільшення кількості живих організмів або діяльність людини.

Якими б не були причини зниження концентрації кисню у воді, риб має два варіанти: або пристосуватися, або загинути. У зв'язку з цим природа наділила більшість сучасних видів риб здатністю входити в стан заціпеніння, уповільнювати обмін речовин і зменшувати потребу в кисні на певний, часом досить тривалий період часу.

Для чого рибам зябра

Риба дихає головним чином через зябра, і винятків із цього правила не існує (майже про це пізніше).Однак будова зябер може бути різною: у деяких видів вони зовсім не схожі на зябра знайомих нам карасів або коропів.

Так, у костистих риб зябра мають гребінчасту структуру, у хрящових – пластинчасту, а у круглоротих – мішковидну.

Найскладніші за будовою зябра спостерігаються у костистих риб, до яких належить більшість знайомих нам мешканців водойм. Їхня структура складна і ефективна: вони здатні витягувати з води до 30% розчиненого в ній кисню - це показник, недосяжний для легких ссавців (щодо повітря, звичайно).

Як влаштовані зябра у риб

Зябра кісткових риб мають досить складну будову. Зазвичай вони включають:

1. Зяброві дуги - дугоподібні структури, вкриті мережею капілярів. Зазвичай їх десять - по п'ять з кожного боку тіла (чотири нормальні дуги та одна рудиментарна).
2. Пелюстки - утворення, розташовані на кожній зябровій дузі зовні по два ряди на кожному. На кожному з основних пелюсток розташовуються численні вторинні пелюстки, які відіграють ключову роль у газовому та водно-сольовому обміні.
3. Тичинки - це невеликі структури, що покривають дуги зсередини і виконують функцію фільтра, запобігаючи попаданню в зябра різних частинок.

Дихальна система кісткових риб включає розгалужену мережу судин, яка починається аортою і закінчується безліччю тонких капілярів, розмір яких порівняний з розміром еритроцитів. У процесі дихання ці судини доставляють в зябра “використану” кров, насичену вуглекислим газом і відходами, і виводять її, поширюючи по всьому тілу риби вже насичену киснем.
Зяброві кришки - тверді кісткові структури, які виконують не тільки захисну функцію, а й служать клапанами, що забезпечують певний тиск води при диханні. Їх пристрій настільки специфічний, що за ними можна досить точно визначити вік риби – вони вкриті гребенями та борознами, що нагадують річні кільця дерев!
У всіх костистих риб ротова порожнина з'єднана з зябровими апаратами. На вдиху риба розкриває рот, "всмоктуючи" воду в максимально розширені зябра (зяброві кришки в цей час закриті). Через капіляри відбувається обмін продуктами оксигенації із зовнішнім середовищем, і кров збагачується киснем. На видиху рот закривається, зяброві кришки розкриваються, і вода виводиться назовні.

Допоміжні органи дихання

Найчастіше природа також наділяє риб додатковими органами дихання. Чим менш сприятливі умови їхнього проживання, тим більше таких органів вони мають, і тим більше навантаження на них лягає.

Було встановлено, що багато риб використовують свої плавці для вентиляції зябер. Хоча вони відіграють допоміжну роль, їхню важливість складно переоцінити. Рух плавників сприяє швидкому потоку води та омиванню зябер, що особливо актуально в умовах нестачі кисню в маленьких стоячих водоймах.

Слід зазначити, що зябра функціонують лише під водою: вони не здатні засвоювати кисень із повітря. На суші зябра висихають і злипаються, що призводить до швидкої загибелі риби. Чим щільніше зяброві кришки можуть закрити вразливі органи, тим довше риба може прожити без води.З цієї причини, наприклад, оселедець і товстолобик гинуть майже відразу, тоді як короп і сазан можуть лежати в мокрій траві протягом кількох годин і навіть днів без шкоди для здоров'я.

Як деякий “компроміс” природа також наділила риб здатністю дихати повітрям. Щоправда, для цього риба повинна бути на поверхні води, щоб мати можливість "вдихнути" повітря через рот.

Декілька цікавих фактів про риб

Глистий стрибун - цей представник фауни не є в строгому сенсі слова дводихаючим, проте він також вражає своєю здатністю перебувати поза водним середовищем. Більшість свого життя цей незвичайний мешканець проводить на землі, дихаючи вологим повітрям у мангрових заростях. Примітно, що він здатний досить високо стрибати і навіть підніматися корінням дерев, у пошуках комах, які становлять основу його раціону (його передні плавці перетворилися на добре розвинені кінцівки). Дихання цієї риби здійснюється всією поверхнею тіла, причому основна роль процесі насичення організму киснем відводиться хвосту. У воді вона переключається на звичайне дихання.

Карась - це риба, яка може вижити в найсуворіших умовах. Він живе в зарослих ставках, де нестача кисню – звичайна справа. Карась має добре розвинене шкірне дихання і здатність ковтати атмосферне повітря. Ви не повірите, але у висихаючих озерах у Казахстані знаходили живих карасів, які провели в мулі понад рік!

Анабас, або повзучий окунь, - ще одна дивовижна риба, характерна для прісноводних водойм Південної Азії. Візуально він нагадує окуня, але належить до окремого загону риб.Лабіринт у анабаса влаштований так, що дозволяє йому проводити до декількох днів поза водою, полюючи на черв'яків і комах.

Вугор - ще одне дивовижне створення зі світу риб. Ця риба не тільки зовні нагадує змію, але й має здатність дихати атмосферним повітрям. , оскільки саме там він кидає ікру. суші переважно вночі та рано вранці. Він використовує росу на траві, і може обходитися без води протягом кількох годин, завдяки добре розвиненому шкірному диханню.

Арапайма - це найбільша прісноводна риба, яка мешкає в басейні Амазонки. структуру і служить аналогом легень, що дозволяє рибам дихати повітрям. повинні спливати на поверхню за ковтком повітря кожні

Всім дякую за увагу! Ні хвоста, ні луски, рибалки!

Органи дихання риб.

Еволюція риб призвела до появи зябрового апарату, збільшення дихальної поверхні зябер, а відхилення від основної лінії розвитку - до вироблення пристосувань для використання кисню повітря.Більшість риб дихає розчиненим у воді киснем, але є види, що пристосувалися частково і до повітряного дихання (двояко дихаючі, стрибун, змієголов та ін.).

Основні органи дихання. Основним органом вилучення кисню з води є зябра.

Форма зябер різноманітна залежно від видової приналежності та рухливості: це або мішечки зі складочками (у рибоподібних), або платівки, пелюстки, пучки слизової оболонки, що мають багату мережу капілярів. Всі ці пристрої спрямовані на створення найбільшої поверхні при найменшому обсязі. дихальний система риба зябровий

У костистих риб зябровий апарат складається з п'яти зябрових дуг, що розташовуються в зябрової порожнини і прикритих зябрової кришкою. Чотири дуги на зовнішній опуклій стороні мають по два ряди зябрових пелюсток, що підтримуються опорними хрящами.

Таблиця 1 Дихальна поверхня зябер (по Строганову, 1962)

Зяброві пелюстки покриті тонкими складками - пелюсточками. У них відбувається газообмін. До основи зябрових пелюсток підходить жаберна артерія, що приносить, її капіляри пронизують пелюстки; їх окислена (артеріальна) кров по виносить жаберної артерії потрапляє у корінь аорти. Число пелюсток варіює; на 1 мм зябрової пелюстки їх доводиться: у щуки - 15, камбали - 28, окуня - 36. В результаті корисна дихальна поверхня зябер дуже велика (табл. 1).

Більш активні риби мають відносно більшу поверхню зябер; у окуня вона майже в 2,5 рази більша, ніж у камбали.

Загальна схема механізму дихання у вищих риб представляється у такому вигляді (рис.). При вдиху рот відкривається, зяброві дуги відходять у сторони, зяброві кришки зовнішнім тиском щільно притискаються до голови і закривають зяброві щілини.Внаслідок зменшення тиску вода всмоктується в зяброву порожнину, омиваючи зяброві пелюстки. При видиху рот закривається, зяброві дуги і зяброві кришки зближуються, тиск у зябрової порожнини збільшується, зяброві щілини відкриваються і вода вичавлюється через них назовні. При плаванні риби струм води може створюватися з допомогою руху з відкритим ротом.

Рис. Механізм дихання дорослої риби: А – вдих; Б - видих (за Микільським, 1974)

У капілярах зябрових пелюсток з води поглинається кисень (він зв'язується гемоглобіном крові) і виділяються двоокис вуглецю, аміак, сечовина. Велику роль відіграють зябра і у водно-сольовому обміні, регулюючи поглинання чи виділення води та солей. Чудові пристрої для дихання у риб в ембріональний період розвитку - у зародків і личинок, коли зябровий апарат ще не сформований, а кровоносна система вже функціонує. У цей час органами дихання служать: а) поверхня тіла та система кровоносних судин Кюв'єрові протоки, вени спинного та хвостового плавців, підкишкова вена, мережа капілярів на жовтковому мішку, голові, плавниковій облямівці та зябрової кришці; б) зовнішні зябра (рис. 18). Це тимчасові, специфічні личинкові утвори, що зникають після утворення дефінітивних органів дихання. Чим гірші умови дихання ембріонів та личинок, тим сильніше розвивається кровоносна система або зовнішні зябра. Тому в риб, близьких у систематичному відношенні, але які відрізняються екологією нересту, рівень розвитку личинкових органів дихання різна.

Рис.2 Ембріональні органи дихання риб: А – пелагічна риба; Б - короп; В - в'юн (за Строгановим, 1962): 1 - Кюв'єрові протоки, 2 - нижня хвостова вена, 3 - мережа капілярів, 4 - зовнішні зябра

Додаткові органи дихання. До додаткових пристосувань, що допомагають переносити несприятливі кисневі умови, відносяться водне дихання, т.ч. е. використання розчиненого у воді кисню за допомогою шкіри, та повітряне дихання - використання повітря за допомогою плавального міхура, кишечника або через спеціальні додаткові органи (рис. 19).

Рис.3 Органи водного та повітряного дихання у дорослих риб (за Строгановим, 1962): 1 - випинання в ротовій порожнині, 2 - надджаберний орган, 3, 4, 5 - відділи плавального міхура, 6 - випинання в шлунку, 7 - ділянка поглинання кисню в кишечнику , 8 - зябра

Головною частиною дихальної системи риб є зябра. Саме завдяки їм у кров надходить переважна більшість кисню, та якщо з крові виділяється вуглекислий газ. Однак газообмін у риб відбувається не лише через зябра. У всіх видів у диханні бере участь шкіра. Але при цьому у видів, що мешкають у водоймищах з великим вмістом кисню, дихання через шкіру незначне. А у риб, які живуть в умовах дефіциту кисню (соми, коропи, вугри), шкірний газообмін може займати істотну частину дихання. Також у кісткових риб невеликий газообмін відбувається у плавальному міхурі. У подвійних риб плавальний міхур навіть видозмінився в пористу легеню, тому вони можуть дихати не тільки у воді, а й на повітрі.

Описуючи дихальну систему риб, зазвичай розглядають будову їх зябрового апарату, що у області глотки. Зябра складаються з зябрових щілин , які підтримують їх зябрових дуг , зябрових пелюсток і зябрових тичинок . У кісткових риб обов'язковою структурою дихальної системи є ще й пара зябрових кришок . Вони захищають зябра від попадання туди сторонніх частинок. Захисну функцію виконують і зяброві тичинки. Вони звернені у бік глотки і оберігають тонкі та ніжні зяброві пелюстки від потрапляння в них частинок з боку глотки. Газообмін ж здійснюється в зябрових пелюстках. Тому їх можна вважати найважливішою частиною дихальної системи риб. У багатьох високорозвинених в еволюційному плані риб зяброві пелюстки хіба що гілкуються (на первинних зябрових пелюстках перпендикулярно розташовуються вторинні зяброві пластинки). Це збільшує загальну поверхню пелюсток, отже, і площу тіла риби, де відбувається газообмін.

До дихальної системи риб можна віднести ще й мережу кровоносних судин, які приносять венозну кров до зябер і відводять вже артеріальну кров від зябер. У зябрових пелюстках кровоносні судини розпадаються на мережу дрібних капілярів, що знаходяться близько до поверхні. Саме тут і відбувається газообмін (до крові з води надходить кисень, а з крові у воду виділяється вуглекислий газ).

Механізм дихання у кісткових риб такий. При вдиху (при цьому риба піднімає зяброві кришки) вода надходить у рот, далі вона досягає глотки і при видиху, який здійснюється за рахунок скорочення м'язів глотки і притискання зябрових кришок до тіла, проштовхується через зяброві щілини, омиваючи зяброві пелюстки. При швидкому русі кісткові риби дихають пасивно (також як хрящові) без руху зябрових кришок і напруги м'язів: вода просто затікає в рот і витікає з зябрових щілин.

У кісткових риб немає зябрових перегородок, які є у хрящових риб. Тому у кісткових риб зяброві пелюстки розташовані прямо на зябрових дугах і омиваються водою з усіх боків.

Дихальна система кісткових риб дуже ефективна в тому плані, що вони засвоюють більшу частину кисню з води, що пройшла через їхні зябра. Це важливо, тому що у воді міститься менше кисню, ніж у повітрі.

Оскільки є два окремі класи риб, хрящові та кісткові, у доповіді про дихання ми говоритимемо окремо про кожен.

Як дихають хрящові риби

Найвідоміша риба цього класу - . Будова її тіла має низку особливостей, що впливає дихання. З боків тіла, в передній частині є зяброві щілини, зазвичай їх від п'яти до семи пар. Між ними розташовані широкі зяброві пластини, в яких відбувається обмін кисню з вуглекислим газом. Заковтуючи воду ротом, акула сильно розширює горлянку, вода омиває зяброві пластини і потім через зябра виходить. Завдяки тому, що ці пластини досить широкі, організму для повноцінного дихання. достатньо кисню, який при цьому процесі орган забирає (відфільтровує) із води. Зябрових кришок у хрящових риб немає. За їхніми очима є рудименти (зачатки) зябрових кришок. Їх називають бризгальцями, через них у горлянку вода може надходити при вдиху вода.

Скати теж відносяться до хрящових риб. Зяброві щілини у них знаходяться лише на черевній стороні. Вода при диханні через бризгальця потрапляє до зябрових пластин.

Дихальна система у кісткових риб

Найголовніша тут відмінність у диханні кісткових риб у тому, що у них є зяброві кришки, які прикривають зябра, і забезпечують струм води через них. У цих кришках є кісткові пластинки, тому вони надають додатковий захист.

У передній частині стравоходу - глотці, є отвори - зяброві щілини, через які протікає вода.Між ними є зяброві дужки, яких налічують чотири пари. Зябра мають також зяброві пелюстки, а в них є зяброві пластинки - вони збільшують корисну поверхню для газообміну. Вони безліч капілярів, якими газ потрапляють у кров.

Порожнину від зябер до зябрових кришок називають зябрової. Якщо риба робить черговий ковток води, вона відкриває рот, а зяброві кришки щільно прилягають до тіла, закриваючи щілину. Та вода, що залишилася, омиває зябра. Зазначимо, що газообмін відбувається після видиху, при наборі води для вдиху. Потім рот закривається, і вода по ковтку проштовхується до зябер. Коли робиться видих, обидва отвори (вхідний та вихідний) у стравоході закриваються. Потім вода, що була, через зяброві щілини з зябрової порожнини видаляється назовні. Таким чином, рот і зяброві кришки, що знаходяться в постійному русі. У цьому полягає процес дихання і насичення киснем організму риби.

Кінці зябрових пелюсток перекриваються задніми частинами, що призводить до затримки води. Струм крові у них протилежний течії води. Ці дві особливості створюють оптимальні умови для газообміну в зябрах. Оскільки в крові концентрація кисню набагато менша, ніж у воді, він дифундує з води в кров (переміщається з більшої концентрації до меншої).

Риба не може забезпечити себе киснем на суші. Вона гине від його нестачі, хоча в атмосфері цього газу значно більше.

Пояснюється це тим, що без води у риб руйнуються маленькі елементи зябер, т.к. вони не пристосовані до отримання кисню з повітря, як і легкі людини що неспроможні отримувати його з води.

Якщо це повідомлення тобі стало в нагоді, буду рада бачити тебе

Завдяки тому, що кожна істота має всі ми отримуємо те, без чого не можемо жити - кисень. У всіх наземних тварин та людей ці органи називаються легкими, які поглинають максимальну кількість кисню з повітря. риб складається з зябер, які втягують в організм кисень з води, де його куди менше, ніж у повітрі. Саме через це будова тіла цього біологічного виду так відрізняється від усіх хребетних наземних істот. Що ж, розглянемо всі особливості будови риб, їхньої дихальної системи та інших життєво важливих органів.

Коротко про рибу

Для початку спробуємо розібратися в тому, що це за істоти, як і чим вони живуть, які мають взаємозв'язок з людиною. Тому зараз ми розпочинаємо наш урок біології, тема "Морські риби". Це надклас хребетних тварин, які мешкають виключно у водному середовищі. Характерною рисою є те, що всі риби щелепоротні, а також мають зябра. Відзначити варто, що дані показники характерні для кожного незалежно від розміру та маси. У житті цього підклас грає економічно важливу роль, оскільки більшість його представників вживаються в їжу.

Вважається також, що риби були на зорі еволюції. Саме такі істоти, які могли мешкати під водою, але ще не мали щелеп, колись були єдиними жителями Землі. З того часу вигляд еволюціонував, деякі з них перетворилися на тварин, деякі залишилися під водою. Ось і весь урок біології. Тему "Морські риби. Короткий екскурс в історію" розглянуто. Наука, що вивчає морські риби, зветься "іхтіологія". Давайте тепер перейдемо до вивчення цих істот з професійнішої точки зору.

Загальна схема будови риб

Узагальнено можна сказати, що тіло кожної риби ділиться на три частини – голова, тулуб та хвіст. Голова закінчується в районі зябер (на їхньому початку чи кінці - залежить від надкласу). Тулуб закінчується лінії анального отвори в усіх представників цього класу морських жителів. Хвіст - найпростіша частина організму, яка складається з стрижня і плавника.

Форма тіла строго залежить від умов проживання. Риба, яка живе в середній товщі води (лосось, акула), має торпедоподібну фігуру, рідше – стрілоподібну. Ті ж, що плавають над самим дном, мають сплющену форму. До них можна віднести лисиць та інших рибок, які змушені плавати серед рослин чи каміння. Вони набувають більш маневрених обрисів, які мають багато спільного зі зміями. Наприклад, вугор є володарем сильно витягнутого тіла.

Візитка риби - її плавці

Без плавників неможливо собі уявити будову риби. Картинки, представлені навіть у дитячих книгах, неодмінно демонструють нам цю частину тіла морських жителів. Що ж вони являють собою?

Отже, плавці бувають парними та непарними. До парних можна віднести грудні та черевні, які симетричні та синхронно рухаються. Непарні представлені у вигляді хвоста, спинних плавців (від одного до трьох), а також анального та жирового, що знаходиться відразу позаду спинного. Самі собою плавці складаються з жорстких і м'яких променів. Саме з кількості цих променів обчислюється плавникова формула, яка застосовується визначення конкретного виду риби. Латинськими літерами визначається місце розташування плавника (А – анальний, P – грудний, V – черевний). Далі римськими цифрами вказується кількість жорстких променів, а арабськими – м'яких.

Класифікація риб

Сьогодні умовно всіх риб можна розділити на дві категорії – хрящові та кісткові. У першу групу входять такі жителі моря, скелет яких складається з хрящів різного розміру. Це зовсім не означає, що подібна істота м'яка і не здатна до пересування. У багатьох представників надкласу хрящі твердніють, і за своєю густиною стають майже як кістки. Друга категорія – кісткові риби. Біологія як наука стверджує, що цей надклас був відправною точкою еволюції. Колись у його межах знаходилася давно вимерла кистепера риба, від якої, можливо, походять всі наземні ссавці. Далі ми детальніше розглянемо будову тіла риби кожного з цих видів.

Хрящові

У принципі, будова не є чимось складним і незвичайним. Це звичайний скелет, який складається з дуже твердих та міцних хрящів. Кожна сполука просочена солями кальцію, завдяки яким у хрящах і з'являється міцність. Хорда тримає свою форму протягом усього життя, при цьому вона частково редукована. Череп з'єднаний із щелепами, внаслідок чого скелет риби має цілісну структуру. До нього також приєднані плавці - хвостовий, парні черевні та грудні. Щелепи розташовуються на черевній стороні скелета, а над ними знаходяться дві ніздрі. Хрящовий скелет та м'язовий корсет таких риб зовні покритий щільною лускою, яка називається плакоїдною. Вона складається з дентину, який за своїм складом схожий на звичайні зуби у всіх наземних ссавців.

Як хрящові дихають

Дихальна система хрящових представлена ​​насамперед зябровими щілинами. Їх налічують від 5 до 7 пар на тілі.У внутрішні органи кисень поширюється завдяки спіральному клапану, що тягнеться вздовж усього організму риби. Характерною рисою всіх хрящових є те, що у них відсутня плавальна бульбашка. Саме тому вони змушені постійно перебувати у русі, щоб не піти на дно. Важливо також відзначити, що в організмі хрящових риб, які апріорі мешкають у солоних водах, міститься мінімальна кількість цієї солі. Вчені вважають, що це пов'язано з тим, що в крові у надкласу дуже багато сечовини, яка складається переважно з азоту.

Кісткові

Тепер розглянемо, як виглядає скелет риби, що належить до надкласу кісткових, а також дізнаємося, чим характерні представники цієї категорії.

Отже, скелет представлений у вигляді голови, тулуба (вони існують окремо, на відміну від попереднього випадку), а також парних та непарних кінцівок. Черепна коробка поділена на два відділи - мозковий та вісцеральний. Другий включає щелепну і під'язичну дуги, які є головними складовими щелепного апарату. Також у скелеті кісткової риби є зяброві дуги, які призначені для утримання зябрового апарату. Що стосується м'язів даного виду риб, то всі вони мають сегментарну будову, а найрозвиненіші з них – це щелепні, плавникові та зяброві.

Дихальний апарат кісткових мешканців моря

Напевно, вже стало всім зрозуміло, що дихальна система риб надкласу кісткових переважно складається з зябер. Вони розташовуються на зябрових дугах. Також невід'ємною складовою таких риб є зяброві щілини.Вони прикриті однойменною кришкою, яка призначена для того, щоб риба могла дихати навіть у знерухомленому стані (на відміну від хрящових). Деякі представники надкласу кісткових можуть дихати через шкіру. А ось ті, які мешкають безпосередньо під поверхнею води, і при цьому ніколи глибоко не опускаються, навпаки, захоплюють повітря своїми зябрами з атмосфери, а не водного середовища.

Будова зябер

Зябра - унікальний орган, який раніше був притаманний всім первинним створенням, що проживали на Землі. У ньому відбувається процес газообміну між гідросередовищем та організмом, у якому вони функціонують. Зябра риби нашого часу мало чим відрізняються від тих зябер, які були притаманні більш раннім мешканцям нашої планети.

Як правило, вони представлені у вигляді двох однакових пластинок, які пронизані густою мережею кровоносних судин. Невід'ємною частиною зябер є целомическая рідина. Саме вона здійснює процес газообміну між водним середовищем та організмом риби. Зазначимо, що цей опис дихальної системи притаманний не тільки рибам, а багатьом хребетним і нехребетним мешканцям морів та океанів. А ось про те, що особливого в собі несуть ті органи дихання, які знаходяться в організмі риб, читайте далі.

Де розташовуються зябра

Дихальна система риб здебільшого зосереджена в глотці. Саме там розташовуються на яких закріплені однойменні органи газообміну. Вони представлені у вигляді пелюсток, які пропускають крізь себе і повітря, і різні життєво необхідні рідини, що знаходяться всередині кожної риби. У певних місцях ковтка пронизується зябровими щілинами.Саме через них проходить той кисень, який надходить до рота риби із заковтується нею водою.

Дуже важливим фактом є те, що в порівнянні з розмірами організму багатьох морських мешканців, їх зябра дуже великі для них. У зв'язку з цим у їхніх організмах виникають проблеми з осмолярністю плазми. Через це риби завжди п'ють морську воду і випускають її через зяброві щілини, тим самим прискорюючи різні обмінні процеси. Вона має меншу консистенцію, ніж кров, тому швидше і ефективніше забезпечує зябра та інші внутрішні органи киснем.

Сам процес дихання

Коли риба тільки з'являється на світ, дихає практично її тіло. Кровоносними судинами пронизаний кожен її орган, включаючи зовнішню оболонку, тому кисень, що у морській воді, проникає в організм постійно. Згодом у кожної подібної особини починає розвиватися зяброве дихання, тому що найбільшою сіткою кровоносних судин оснащуються саме зябра та всі прилеглі до них органи. Тут і починається найцікавіше. Процес дихання кожної риби залежить від її анатомічних особливостей, тому в іхтіології прийнято ділити його на дві категорії – активне дихання та пасивне. Якщо з активним все зрозуміло (риба дихає «зазвичай», набираючи кисень у зябра та обробляючи його, як людина), то з пасивним ми зараз спробуємо розібратися детальніше.

Пасивне дихання та від чого воно залежить

Даний тип дихання властивий лише швидкохідним мешканцям морів та океанів. Як ми вже говорили вище, акули, а також деякі інші представники хрящового надкласу не можуть тривалий час перебувати без руху, тому що у них відсутня плавальна бульбашка.Тому є ще одна причина, а саме - це і є пасивне дихання. Коли риба пливе на великій швидкості, вона відкриває рота, і туди автоматично потрапляє вода. Наближаючись до трахеїв і зябер, від рідини відокремлюється кисень, який живить організм морського скорохідного мешканця. Саме тому тривалий час, перебуваючи без руху, риба позбавляє себе можливості дихати, не витрачаючи на це жодних сил і енергії. Насамкінець зауважимо, що до таких швидкохідних жителів солоних вод відносяться переважно акули та всі представники скумбрієвих.

Головний м'яз організму риби

Дуже простим є риби, яке, зазначимо, за всю історію існування даного класу тварин практично не еволюціонувало. Отже, цей орган у них двокамерний. Він представлений одним основним насосом, до складу якого входить дві камери – передсердя та шлуночок. Риб'яче серце перекачує лише венозну кров. В принципі, у цього виду морських мешканців має замкнуту систему. Кров циркулює через капілярчики зябер, потім зливається в судинах, а звідти знову розходиться більш дрібні капіляри, які постачають інші внутрішні органи. Після цього «відпрацьована» кров збирається у венах (їх у риб дві – печінкова та кардіальна), звідки вже надходить безпосередньо до серця.

Висновок

Ось і добіг кінця наш короткий урок біології. Тема риб, як виявилося, дуже цікава, захоплююча та проста. Організм даних мешканців моря вкрай важливий для вивчення, оскільки вважається, що саме вони були першими мешканцями нашої планети, кожна з них – це ключ до розгадки еволюції. Крім того, вивчати будову та функціонування риб'ячого організму набагато простіше, ніж будь-якого іншого.І розміри даних мешканців водної стохії цілком прийнятні для детального розгляду, і при цьому всі системи та освіти прості та доступні навіть для дітей шкільного віку.

Рибам властиві два типи дихання: водне (за допомогою зябер та шкіри) та повітряне (за допомогою шкіри, плавального міхура, кишківника та наджаберних органів). Органи дихання риб діляться на: 1) основні (зябра); 2) додаткові (всі інші).

Основні органи дихання. Головною функцією зябер є газообмін (поглинання кисню та виділення вуглекислого газу), вони беруть участь також у водно-сольовому обміні, виділяють аміак та сечовину.

У круглоротих органи дихання представлені зябровими мішками (ентодермального походження), які утворилися в результаті відокремлення від глотки. У міноги є сім пар зябрових мішків з двома отворами в кожному з них: зовнішнім і внутрішнім, що веде в дихальну трубку і здатним закриватися. Дихальна трубка утворилася в результаті поділу глотки на дві частини: нижню дихальну та верхню травну. Закінчується трубка сліпо, а від ротової порожнини відокремлена спеціальним клапаном. У личинки міноги (пескорійки) дихальної трубки немає і внутрішні зяброві отвори відкриваються прямо в горлянку. У більшості міксин зовнішні зяброві отвори з кожного боку об'єднуються в загальний канал, який відкривається далі останнього зябрового мішка. Крім того, носовий отвір у міксину повідомляється з горлянкою. Вода у круглоротих надходить через ротовий отвір в глотку або дихальну трубку (у дорослих міног і міксин), потім в зяброві мішки, звідки виштовхується назовні. При живленні вода засмоктується і виводиться через зовнішні зяброві отвори.У міксин, що закопалися в мул, вода надходить у зяброві мішки через носовий отвір.

У ембріонів риб дихання здійснюється за рахунок розвиненої мережі кровоносних судин на жовтковому мішку та в плавниковій складці. При розсмоктуванні жовткового мішка збільшується кількість кровоносних судин на плавникових складках, боках, голові. У личинок деяких риб розвиваються зовнішні зябра – вирости шкіри, забезпечені кровоносними судинами (двояко дихаючі, багатопер, в'юн та ін).

Основними органами дихання дорослих риб є зябра (ектодермального походження).

У більшості хрящових риб є п'ять пар зябрових отворів (у деяких 6-7) і стільки ж зябрових дуг. Зябрової кришки немає, виняток становлять цільноголові (химери), у яких зяброві щілини прикриті шкірною складкою. У акул зяброві отвори розташовуються з боків голови, у схилів – на нижній поверхні тіла.

Кожна зябра хрящових риб складається з: 1) зябрової дуги; 2) зябрових пелюсток; 3) зябрових тичинок.

Від зовнішньої сторони зябрової дуги відходить міжзяброва перегородка, зяброві пелюстки покривають її з двох сторін, при цьому задній край перегородки залишається вільним і прикриває зовнішній зябровий отвір (рис. 18). Зяброві перегородки підтримуються хрящовими опорними променями. Зяброві тичинки знаходяться на внутрішній поверхні зябрової дуги. У підстави межжаберной перегородки розташовуються кровоносні судини: 1) приносить жаберна артерія, якою йде венозна кров; 2) дві виносні зяброві артерії з артеріальною кров'ю.

Зяброві пелюстки, розташовані з одного боку перегородки, утворюють полужабру.Таким чином, зябра складається з двох напівзябер, що знаходяться на одній зябрової дузі, а сукупність двох напівзябер, звернених в одну зяброву щілину, утворює зябровий мішок. На перших чотирьох з п'яти зябрових дугах є по дві напівзябра, а на останній зябрових пелюсток немає, але в першому зябровому мішку на гіодній дузі є ще одна напівзябра. Отже, у хрящових риб є чотири з половиною зябра.

У хрящових риб до органів дихання можуть бути віднесені бризгальця, що являють собою рудиментарну зяброву щілину. Вони розташовуються за очима і повідомляються з ротоглотковою порожниною. На передній стінці бризгалець є клапани, а на задній стінці - помилкова зябра, що забезпечує кров'ю органи зору. Бризгальця є у хрящових та осетрових. У хрящових риб на відміну кісткових риб зябра не виділяють продукти азотистого обміну та солі.

У акул при диханні вода надходить через ротовий отвір і виходить через зовнішні зяброві щілини. У скатів вода надходить у ротоглоточную порожнину через відкриті клапани бризгалець, а при закритті клапанів виходить назовні через зяброві щілини.

Осетрові риби в зябрах мають короткі міжжаберні перегородки. Їх редукція пов'язана з появою зябрової кришки, від якої відходять зяброві перетинки, що прикривають зябра знизу. У осетрових (як і в хрящових риб) є п'ять пар зябрових дуг, на останній зябрової дузі, прихованої під шкірою, зябрових пелюсток немає. Передній ряд зябрових пелюсток розташовується на внутрішній поверхні зябрової кришки і утворює напівжабру гідної дуги (оперкулярну зябру). У осетрових, як і в хрящових, є чотири з половиною зябра. На внутрішній поверхні зябрової дуги в два ряди розташовані зяброві тичинки.

У костистих риб є чотири зяброві дуги і стільки ж повних зябер (задня, п'ята, зяброва дуга зябер не несе). Кожна зябра складається з двох напівзябер, але у зв'язку з наявністю розвиненої зябрової кришки міжжаберна перегородка повністю редукується, і зяброві пелюстки прикріплюються безпосередньо до зябрової дуги, що збільшує дихальну поверхню зябер. Основу зябра становить кісткова зяброва дуга, на якій розташовуються зяброві пелюстки трикутної форми. Зяброві пелюстки з обох боків покриті зябровими пелюсточками (або респіраторними складочками), де і відбувається газообмін. В основі зябрових пелюсток лежать хлоридні клітини, які виводять солі з організму. По внутрішньому краю зябрової пелюстки проходить підтримуючий хрящовий промінь, уздовж якого тягнеться пелюсткова артерія, а з протилежного боку – пелюсткова вена. У основи зябрових пелюсток проходять приносить і виносить зяброві артерії. На внутрішній поверхні зябрової дуги розташовані зяброві тичинки різних розмірів та форми.

При зябровому диханні кісткових риб вода через рот надходить у глотку, проходить між зябровими пелюстками, віддає кисень у кров, отримує вуглекислоту і виходить із зябрової порожнини назовні. Зяброве дихання може бути: 1) активним, вода через ротовий отвір засмоктується в горлянку і омиває зяброві пелюстки за рахунок руху зябрових кришок (у всіх риб); 2) пасивним, риби плавають з відкритими ротом і зябровими кришками, а струм води створюється з допомогою руху самої риби (у риб, що у воді з високим вмістом кисню).

Додаткові органи дихання.У процесі еволюції у кісткових риб, що у водоймах, де існує дефіцит кисню, розвинулися додаткові органи дихання.

Шкірне дихання властиве майже всім рибам. У риб теплих стоячих водойм через шкіру надходить близько 20% споживаного кисню, іноді ця величина може підвищуватися до 80% (короп, карась, лин, сом). У риб, що мешкають у водоймах із високим вмістом кисню, шкірне дихання не перевищує 10% загального споживання кисню. Молодь, зазвичай, інтенсивніше дихає шкірою, ніж дорослі особини.

Деяким видам властиве повітряне дихання, яке здійснюється за допомогою надджаберних органів, що мають різну будову. У верхній частині глотки у багатьох їх розвиваються парні порожнисті камери (наджаберные порожнини), де слизова оболонка утворює численні складки, пронизані кровоносними капілярами (змієголов). У повзунових (лабіринтових) риб складки слизової оболонки підтримуються лабіринтоподібно вигнутими кістковими пластинками, що відходять від першої зябрової дуги (повзун, півники, гурамі, макроподи).

У кларієвих сомів від зябрової порожнини відходить непарний деревоподібно розгалужений наджаберний орган, розташований зверху і ззаду зябер. У мішшкірих сомів додатковими органами дихання є парні довгі сліпі мішки, які відходять від зябрової порожнини і тягнуться під хребтом до хвоста. Риби, що мають надджаберні органи, пристосувалися до дихання атмосферним киснем і позбавлені можливості підніматися та заковтувати повітря біля поверхні гинуть від задухи навіть у воді, багатій на кисень.

У деяких риб спостерігається кишкове дихання.Внутрішня поверхня частини кишечника у них позбавлена ​​травних залоз та пронизана густою мережею кровоносних капілярів, де відбувається газообмін. Повітря, що заковтується через рот, проходить через кишечник і виходить назовні через анальний отвір (в'юн) або виштовхується назад і виходить через рот (тропічні соми). У ряду тропічних риб для дихання повітрям використовують шлунок або спеціальний сліпий виріст шлунка, заповнений повітрям.

Плавальний міхур риб також бере участь у газообміні. У подвійних риб він перетворився на своєрідні легені, вони мають пористу будову і повідомляються з глоткою. Повітря при диханні надходить у легені через ротове або носові отвори. Серед подвійних риб є однолегеневі (рогозуб) і дволегеневі (протоптер, лепідосирен). У однолегеневих легеня розділена на дві частини і добре розвинені зябра, тому вони однаково можуть дихати і легкими, і зябрами. У дволегкових плавальний міхур парний, зябра недорозвинені. Коли риби перебувають у воді, легені є додатковими органами дихання, а висохлих водоймах, що вони зариваються у грунт, легені стають основним органом дихання.

Плавальний міхур є додатковим органом дихання і в деяких інших відкритоміхурових риб (багатопер, амія, панцирна щука, харацинові). Він пронизаний густою сіткою кровоносних капілярів, а в деяких з'являється пористість, що збільшує внутрішню поверхню.

Н. В. ІЛЬМАСТ. ВСТУП В ІХТІОЛОГІЮ. Петрозаводськ, 2005

Рекомендуємо також