Як риби дихають зябрами: пояснення, цікаві факти

Зябра - це унікальний орган дихання, що дозволяє рибам витягувати кисень з води. Хоча концентрація кисню у воді набагато нижча, ніж у повітрі, зябра влаштовані дуже ефективно. Вони мають величезну поверхню для газообміну та містять безліч крихітних кровоносних судин.

Як риби дихають зябрами? У цій статті ми докладно розберемо, як влаштовані зябра, які бувають їх різновиди і як вони дозволяють рибам дихати під водою.

Як влаштовані зябра риб

Зябра є основним органом дихання у риб. Вони розташовуються в зябрової порожнини по обидва боки голови і прикриті зябровими кришками. Зябра кріпляться до зябрових дуг - це хрящові або кісткові утворення, які підтримують зябра. На зябрових дугах розташовані зяброві пелюстки - це тонкі вирости, багаті на кровоносні судини. Саме в пелюстках і відбувається газообмін між водою та кров'ю.

• Зяброві пелюстки містять багато складок (ламелл), що збільшує поверхню для газообміну.
• Ламели пронизані густою сіткою кровоносних капілярів, через тонкі стінки яких йде дифузія газів.
• Вода, що проходить через зябра, збагачується киснем, а віддає вуглекислий газ.

Крім пелюсток, на зябрових дугах є зяброві тичинки. Це рогові вирости, що виконують функцію, що фільтрує - затримують великі частинки і планктон з води перед тим, як вона потрапляє на пелюстки. У різних видів риб тичинки відрізняються за будовою та кількістю.

Завдяки такому обладнанню зябра мають величезну поверхню для газообміну. Це дозволяє рибам витягувати кисень навіть із невеликої його кількості, розчиненої у воді.При цьому кровотік у зябрах організований таким чином, що вода та кров рухаються у протилежних напрямках, що оптимізує дифузію газів.

Типи зябер у різних водних тварин

У більшості риб зябра розташовані всередині ротової порожнини і прикриті зябровими кришками. Однак у інших водних тварин зябра можуть мати різну будову та розташування. Наприклад, у водних комах зустрічаються трахейні зябра – тонкі вирости, пронизані системою трубочок. У личинок бабок є анальні зябра, коли стінки кишечника виконують дихальну функцію.

У морських їжаків і зірок - шкірні зябра як численних виростів лежить на поверхні тіла.

Внутрішні зябра хребетних розташовуються на зябрових дугах в глотці. У риб і личинок амфібій вони утворюють зяброві щілини. У пуголовків і личинок риб зустрічаються зовнішні зябра у вигляді виростів, що гілкуються.

Таким чином, у різних водних тварин зябра можуть значно відрізнятися за будовою та розташуванням, що пов'язано з особливостями їх організації.

Як відбувається дихання через зябра

Дихання через зябра - це основний спосіб отримання кисню з води для риб та багатьох інших водних тварин. Зябра містять густу мережу кровоносних судин, через тонкі стінки яких відбувається газообмін із навколишньою водою.

Процес дихання через зябра у риб відбувається наступним чином: вода надходить у ротову порожнину, проходить між зябровими дугами і омиває зяброві пелюстки. Завдяки великій поверхні зябер і тонким стінкам кровоносних капілярів кисень із води дифундує у кров, а вуглекислий газ – із крові у воду.

Ефективність газообміну через зябра забезпечується за рахунок протитечії - вода і кров у зябрах рухаються в протилежних напрямках. Це дозволяє підтримувати градієнт концентрації газів між водою та кров'ю.

Для забезпечення постійного струму свіжої води через зябра риби здійснюють ритмічні рухи зябровими кришками, а також відкривають і закривають рот. У деяких риб у диханні бере участь насосоподібний механізм, коли за рахунок зміни об'єму порожнини ротоглотки відбувається засмоктування і виштовхування води.

Таким чином, конструкція та робота зябер забезпечує ефективний газообмін з водним середовищем та постачання організму риб киснем для дихання та життєдіяльності.

Особливості дихання різних видів риб

Хоча всі риби дихають зябрами, різні види мають особливості цього процесу.

Це з способом життя і поведінкою риб.

У малорухливих донних риб - камбали, палтуса - дихання може відбуватися за рахунок засмоктування води в рот і прокачування її через зябра при відкриванні та закриванні рота. Більш активні пелагічні риби – тунець, макрель, акули – зазвичай плавають із відкритим ротом. Це дозволяє пропускати через зябра більший обсяг води. У них зябра більш розвинені і мають більшу поверхню.

Лососеві риби здійснюють міграції на далекі відстані. Їх зябра відрізняються підвищеною ефективністю за рахунок збільшеної площі дихальної поверхні.

Карпові риби, що мешкають у стоячих водоймах, можуть додатково використовувати шкірне дихання - поглинання кисню всією поверхнею тіла.

Деякі риби, наприклад, піскарі та соми, здатні заковтувати атмосферне повітря та використовувати для дихання кишечник. Це дозволяє їм переживати дефіцит кисню у воді.

Таким чином, незважаючи на загальну будову зябер, особливості поведінки та місць проживання визначають відмінності в диханні у різних видів риб, що відбивається на будові та роботі їх зябер.

Органи почуттів у риб

Людина звикла екстраполювати власні відчуття і на навколишній світ. Ми підсвідомо вважаємо, що представники тваринного світу, в тому числі і іхтіофауни, сприймають довкілля за аналогією з людиною. А тим часом риби хоч мають органи почуттів, подібні до наших, реагують на зовнішні подразники дещо інакше. Більше того, в їхньому сенсорному арсеналі є і не властиві людині способи сприйняття.

Давайте розбиратися, як відчувають і сприймають зовнішні подразники представники іхтіофауни. Це допоможе нам зрозуміти, як правильно поводитися на риболовлі, що можна робити, а від чого краще утриматися. Орієнтуючись на цю інформацію, можна правильно вибрати як тактику лову, так і найрезультативнішу в конкретних умовах приманку. Та й взагалі, передбачуваного опонента потрібно знати досконало!

Що відчувають риби?

Риби - дивовижні істоти найдавнішого походження. Напевно, всі ви знаєте, що життя зародилося в Світовому океані. Згодом частина мешканців у ході еволюції залишила водну «колиску», але батьки сучасних риб воліли залишитися у звичному середовищі. Йшли тисячоліття, наземні жителі дедалі більше вдосконалювалися та утворювали нові класи, сімейства та види. Торкнулася еволюція та риб, удосконаливши їх механізми пристосовуваності до водної стихії та сенсорика.

Поговоримо про променеперих рибах – саме вони складають основу сучасної іхтіофауни (переважна більшість мешканців гідросфери, що нині живуть, відноситься саме до цього широкого класу), а конкретніше – про їх сенсорику.

Відомо, що людина має п'ять органів почуттів. Це зір, слух, нюх, дотик, смак. Подібні органи сприйняття є і в більшості риб, але влаштовані вони дещо інакше. Більше того: представники іхтіофауни мають і абсолютно унікальні рецептори, аналогів яким у наземних тварин немає взагалі. Це бічна лінія, яка може вважатися головним рецептором більшості риб. Деякі представники іхтіофауни мають і сьоме почуття, що дозволяє вловлювати обурення електрополів. Бачите скільки цікавого? А тепер про все по порядку.

Зір

У повсякденному житті ми звикли покладатися на зір: левову частку інформації ми отримуємо за допомогою очей. У риб склалася дещо інша ситуація: це почуття грає в їхньому житті не таку важливу роль, хоча й абсолютно сліпих серед них обмаль (за винятком найглибоководніших видів).

Очі риб влаштовані звичним для нас чином: райдужка, зіниця (на відміну від нашого – у більшості видів, що не реагує на ступінь освітленості), кришталик, сітківка. Сітківка складається з фоторецепторів (паличок та колб), які і відповідають за якість зображення.

Давайте коротко пробіжимося за основними характеристиками зору середньостатистичного мешканця водоймища:

• Кут зору. Очі у більшості прісноводних риб розташовані з обох боків голови, рухливі, але залежні один від одного (незалежно обертати зоровими рецепторами подібно до хамелеону риби не вміють).Зона бінокулярного зору вони невелика (близько 30 про ), зате кут монокулярного огляду вони справді завидний – до 170 про , що дозволяє їм бачити хижака чи їжу майже завжди. Основна сліпа зона розташовується за хвостом риби, тому найбільш уразлива вона «з тилу». Якщо враховувати коефіцієнт заломлення світла на межі водного та повітряного середовища, а також особливості органів зору риб, можна сміливо стверджувати, що об'єкти, розташовані на березі під кутом менше 45°, для них невиразні. Тобто, що сидить на березі або в човні людини риба, швидше за все не побачить, а от того, хто стоїть - запросто.
• Гострота. На далеких дистанціях риба швидше відчуває об'єкти, ніж бачить. Великі об'єкти риби розрізняють з відстані 10-12 метрів, але чітко диференціюють їх з найближчої відстані. Тобто, зовнішній вигляд принади має значення лише на відстані 2-5 метрів, а в каламутній воді або у темряві – і того менше.
• Розрізнення кольорів. Більшість риб непогано розрізняє кольори, принаймні чистої палітри (у сітківці присутні колбочки, що відповідають за розрізнення кольорів). Однак глибокосутінкові та нічні види (ті ж судак і минь) практично повні дальтоніки: в їхній сітківці майже немає колб. Зате вони краще розрізняють предмети у темряві, особливо контрастні за відтінком. Тобто, при лові того ж судака колірні нюанси приманки можна скидати з рахунків, але світлі тони, що виділяються з навколишнього середовища, у пріоритеті.

Слух

Навіть людина, далека від риболовлі, знає, що шуміти на березі вкрай не рекомендується. Однак водні жителі чудово почуваються під мостами, де організовано рух великовантажів та у ставках поблизу населених пунктів.Може, вони нічого не чують? Ні, просто до фонових звуків представники іхтіофауни звикають і не реагують на звичайні шуми.

Органи слуху у риб влаштовані принципово по-іншому, ніж у нас, і відчувають звукові коливання вони дещо по-іншому. Вух у звичному нам розумінні мешканців водойм немає, але є лабіринт (внутрішнє вухо), представлений трьома півкружними каналами, заповненими рідиною. У них є камінчики (отоліти), які вібрують при впливі акустичних хвиль.

Плавальний міхур є додатковим резонатором, а бічна лінія дозволяє сприймати недоступні для нашого слуху низькочастотні коливання. Але й верхній поріг сприйняття риб нижче: хижаки не чують звуки висотою понад 500 Гц, біла риба – 2 кГц. У цьому ми здатні сприймати хвилі частотою до 20 кГц!

Водне середовище чудово проводить звук – у 4,5 рази краще, ніж повітря. Навіть тихий звук розноситься за багато кілометрів, чим і користуються любителі ловити сомів «на квок» (спеціальним інструментом ударяють по воді, породжуючи звуки, привабливі для річкових гігантів) і прихильники штучних приманок з «брязкальцями». Однак на межі повітря та води трафік дуже великий, тому досить гучний (але не різкий) звук у воді практично не чуємо. Це означає, що на березі можна поводитися більш-менш вільно (в межах розумного), але у воді і на льоду потрібно бути обережними: риби відчувають незвичні для них акустичні коливання і поспішають піти в безпечне місце.

Нюхання

У більшості прісноводних риб є зовнішні та внутрішні органи нюху, на які вони покладаються більшою мірою, ніж на очі.Вони пропускають воду через ніздрі (зазвичай їх дві) і з допомогою відповідних рецепторів, розташованих у нюхових складках, аналізують розчинені у ній мікродози різних речовин. Ви не повірите, почуття нюху у деяких видів риб розвинене не гірше, ніж у визнаних «нюхачів» сухопутного світу собак.

Безперечним чемпіоном у цій номінації є річковий сом, але й інші відомі нам представники іхтіофауни розрізняють запахи набагато краще, ніж ми з вами. Завдяки цьому почуттю вони знаходять їжу, вибирають партнерів у період розмноження, рятуються від природних ворогів.

Акула відчуває запах крові, а короп – аромат свіжої маківки за кілька кілометрів. Це використовується рибалками при підборі приманок: широко застосовуються ароматичні добавки, що залучають рибу, іменовані атрактантами або активаторами клювання. Але ніякий атрактант не здатний забити непривабливий для риби запах, тому прокислі, залежалися або зіпсовані іншим чином приманки під забороною.

Висока чутливість до запахів – це що! Риби здатні аналізувати навіть хімічний склад води, ступінь її насиченості киснем та інші параметри! Це дозволяє тим же лососям безпомилково знаходити річки, в яких вони з'явилися на світ, а вуграм – прицільно прямувати в Саргасове море за тисячі кілометрів. Правда, це почуття не можна назвати нюхом у звичному нам сенсі цього слова, але яка різниця: риби успішно використовують його у процесі виживання.

Смак

Риба може отримати практично вичерпну інформацію про потенційно їстівний об'єкт, керуючись виключно нюхом. Однак і смак відіграє важливу роль у харчовій поведінці більшості представників іхтіофауни.Риби добре розрізняють смаки: гіркий, солодкий, кислий, солоний. Більше того: вони відчувають смакові відтінки набагато тонше, ніж ми з вами.

При наближенні до потенційно їстівного об'єкта риби зазвичай досліджують його за допомогою зовнішніх смакових рецепторів, розташованих на губах, вусиках, зябрах, голові, а іноді навіть плавцях. Ті ж коропи довго «смакують» запропоновану їжу, проганяючи через зябра воду з розчиненими в ній поживними речовинами.

Зрозуміло, якщо риба дуже голодна, вона нехтує дослідженням ласощів за допомогою зовнішніх органів чуття, відразу вистачаючи їжу і потім аналізуючи смак з допомогою рецепторів, розташованих вже у роті (як і нас). Якщо смак приманки не корелює з запахом, що їй видається, цілком можливо, що представниця іхтіофауни виплюне запропоновані ласощі з обуренням.

Смакові переваги різних риб визначаються складом їхньої основної кормової бази в конкретний сезон. Серед рибалок існує повір'я, що коропи люблять солодке. Однак дослідження показали, що коропи більш небайдужі до кислого, що пояснює успіх приманок з додаванням фруктових та ягідних компонентів. А ось амур, плотва та ялинець дійсно віддають перевагу їжі з великим вмістом сахарози. Голавль любить невелике додавання пікантної гіркоти: вона присутня в хітині повітряних комах, якими він переважно харчується. Звідси висновок: при доборі приманки необхідно орієнтуватися на особливості кормової основи конкретного водоймища, не забуваючи і сезонності.

Дотик

Риби, як і ми з вами, здатні відчувати дотик, біль, температурні коливання. Це обов'язково для забезпечення виживання: риба змушена реагувати на біль та коливання температури.Пам'ятайте, як уколовшись об гачок, вона випускає сумнівну видобуток із рота. Правда, нервова система у представників іхтіофауни не відрізняється високим ступенем розвитку, тому больовий поріг у них низький.

Відповідні тактильні та температурні рецептори розташовані по всьому тілу риби: від верхніх шарів шкіри та плавців до слизових оболонок та м'яких тканин. Особливу роль процесі виживання грають терморецептори, чуйно реагують зміни температури. Справа в тому, що риби - холоднокровні істоти, і вони не вміють підтримувати температуру тіла подібно до нас з вами. Отже, вони мають якось пристосовуватися.

Для кожного виду риб характерний комфортний температурний діапазон. Наприклад, при температурі нижче 8 про С карась і короп вже впадають у стан, близький до анабіозу, в той час, як форель або минь відчувають себе комфортно і в більш холодній воді (тільки б не замерзала). Зате холодолюбні риби відчувають справжній термошок при температурі води понад 20 про С, коли вищезгадані коропові граються щосили. І це потрібно враховувати при виборі часу, стратегії та тактики лову риб різних видів.

Бічна лінія

Бічна лінія - унікальний орган почуттів, властивий тільки представникам іхтіофауни і деяким земноводним, майже завжди живуть у воді. Чи бачили у риб таку лінію, що проходить з обох боків приблизно посередині тіла? Цей головний канал буквально усіяний рецепторами, що відповідають за сейсмосенсорику. Зовнішні висновки їх розташовуються на лусочках та голові, а нейрони пов'язують їх із головним мозком.

Бічна лінія може бути суцільною і добре помітною, може перериватися, а в деяких риб і зовсім розташовуватися в нетиповому місці. Наприклад, у оселедця органи сейсмосенсорики розташовані на голові.

У ході експериментів помічено, що навіть втративши зір, багато риби цілком непогано почуваються. Бічна лінія дозволяє їм розрізняти найменші коливання в середовищі, у тому числі і тонко вловлювати зміну напрямку струму води. Внаслідок цього риби не натикаються на перешкоди навіть у повній темряві чи каламутній воді, розпізнають характерні коливання, що видаються потенційним видобутком (наприклад, копошення мотиля у придонному мулі), чуйно реагують на наближення хижака.

Наприклад, якщо позбавити зору щуку, вона цілком успішно продовжить полювати, покладаючись на інші органи чуття. А от якщо зруйнувати їй і бічну лінію, хижачка, навіть дуже зголоднівши, не відреагує на ласу рибку, що грається поруч.

Висновок: потрібно постаратися не створювати у воді коливань, що насторожують, тобто не тупотіти на березі, тихо ходити по льоду, дотримуватися обережності в човні.

Електрорецепція

Деякі риби здатні генерувати слабке електромагнітне поле. Подібні органи є у електричних вугрів, скатів, сомів. Цих риб оточує електромагнітне поле, і вони чуйно реагують з його обурення, викликане потраплянням різних об'єктів.

Наприклад, у Нілі проживає разюча риба, що називається довгорилом або водяним слоном. Але найдивовижніше в ній не наявність довгого «носа» подібного до слонового хоботу, а вміння «бачити хвостом» (принаймні так вважають місцеві жителі).У ході досліджень було встановлено, що в районі "корми" у цієї риби розташовується своєрідний природний генератор, а в особливому плавнику - орган чуття, що відповідає за електрорецепцію.

Органи електрорецепції водяного слона дуже чутливі: він здатний вловити піщинку, що впала у воду. Це дозволяє йому успішно уникати рибальських мереж та інших об'єктів, що загрожують небезпекою.

Цікаві факти про рибу

І тепер, як десерт до публікації, кілька цікавих фактів про органи почуттів цікавих представників іхтіофауни:

• Камбала. Ця дивовижна риба на стадії малька мало чим відрізняється від інших представників іхтіофауни. Потім природа починає надавати їй характерної подоби: тіло сплощується, а очі з'їжджають на один бік. Більшість камбала проводить лежачи на дні. Її луска наділена здатністю до мімікрії, але втративши зір, камбала вже не може злитися з довкіллям. Однак це не заважає їй активно харчуватися і цілком непогано почуватися.
• Зеленушка. Основу кормової бази цієї чорноморської рибки становлять молюски. Якщо зеленушка втратить зір, корми вона знайде і, зрозуміло, загине, оскільки інші органи чуття в неї розвинені дуже слабко.
• Минь. Якось популяцію минь, що облюбувала гирло річки Оулуйокі, спіткала дивна недуга, викликана специфічними паразитами. Внаслідок цього майже третина популяції прісноводної тріски засліпла. Однак виглядають сліпі миня непогано - анітрохи не менш вгодованими, ніж зрячі побратими. Справа в тому, що прісноводна тріска веде переважно нічний спосіб життя, тому звикла покладатися на інші органи почуттів.
• Вугор. Ця дивовижна риба візуально схожа на змію.Живе вона в деяких водоймах Європейської частини Росії і дуже цінується за справді делікатесне м'ясо. Дивовижний не так зовнішній вигляд вугра, як його спосіб життя. суші. Яким почуттям керуються ці риби у дорозі – досі залишається. загадкою.
• БілугаЦя занесена в Червону книгу риба з сімейства осетрових вважається найбільшим представником прісноводної іхтіофауни (науково доведено, що деякі особини здатні нагуляти близько півтори тонни живої маси). вже, таким гігантам вбудовані радари точно не завадять.

Світ риб прекрасний у своєму різноманітті.

Рибалки дивуються, чому в мене клює, а в них немає? Тільки для вас розкриваю секрет: вся річ у диво-приманці!