Акваловер

Акваріумістика - акваріум новачкам, акваріум любителям, акваріум професіоналам

Будова зябрового апарату риб. Дихання риб

Найбільш читане

Зябра розташовані в зябрової порожнини, прикритою зябрової кришкою.
Будова зябрового апарату різних груп риб може різнитися： у круглоротих риб зябра мішковидні, у хрящових - Пластичасті, у костистих - Гребінчасті.

Цікаво, що вода для дихання надходить до зябер. костистих риб через ротовий отвір, а не зовні.

У процесі еволюції, зябровий апарат риб постійно вдосконалювався, а площа дихальної поверхні зябер — збільшувалася. Більшість риб дихає розчиненим у воді киснем, проте деякі частково і киснем з повітря.

Зябровий апарат костистих риб має п'ять зябрових дуг (1 — на рис.), що у зябрової порожнини і покритих твердою зябровою кришкою. Чотири дуги на зовнішній опуклій стороні мають по два ряди зябрових пелюсток (4 - на рис.), що підтримуються опорними хрящами. В інший бік від зябрової дуги відходять зяброві тичинки (2 — на рис.), що відіграють фільтруючу роль： захищають зябровий апарат від потрапляння харчових частинок (у хижаків тичинки ще й додатково фіксують видобуток).
У свою чергу, зяброві пелюсткиі вкриті тонкими пелюсточками: у них і відбувається газообмін. Число пелюсток може бути різним у різних видів риб.

Зяброва артерія, що підходить до основи пелюсток, підносить до них окислену (артеріальну) кров та збагачується киснем (3 - серце на рис.).

Дихання риб відбувається наступним чином:при вдиху відкривається ротовий отвір, зяброві дуги відходять у сторони, зяброві кришки зовнішнім тиском щільно притискаються до голови і закривають зяброві щілини.
Через різницю в тиску вода всмоктується в зяброву порожнинуобмивання зябрових пелюсток. При видиху ротовий отвір риби закривається, зяброві дуги і зяброві кришки рухаються назустріч один одному: тиск у зябрової порожнини збільшується, зяброві щілини відкриваються, і вода вичавлюється через них назовні. При плаванні риба може створювати струм води, рухаючись з відкритим ротом.

У капілярах зябрових пелюсток відбувається газообмін та водно-сольовий обмін：з води в кров потрапляє кисень, а виділяються двоокис вуглецю (СО 2), аміак, сечовина. Через активний кровообігу зябра мають яскраво-рожевий колір. Кров у капілярах зябер тече у напрямку, протилежному струму води, що забезпечує максимальне вилучення кисню з води (до 80% розчиненого у воді кисню).

Крім зябер риба має і додаткові органи дихання, що допомагають їм переносити несприятливі кисневі умови：

— шкіра; у деяких видів риб, особливо живуть у каламутній і бідній киснем воді, шкірне дихання буває дуже інтенсивним: до 85% від усього кисню, що поглинається з води;

— плавальний міхур: особливо у подвійних риб; опинившись поза водою, риба може почати поглинати кисень із плавального міхура;

— кишечник;

— наджаберні органи;

— спеціальні додаткові органи： у лабіринтових риб є лабіринт - Розширений кишенькоподібний відділ зябрової порожнини, стінки якого пронизані щільною мережею капілярів, в яких і відбувається газообмін. Лабіринтові риби дихають киснем атмосфери, заковтуючи його з поверхні води і можуть обходитися без води протягом декількох днів. До додатковим органам дихання можна також віднести: сліпий виріст шлунка, парний виріст у горлянці та інші органи риб.

На рис.： 1 – випинання у ротовій порожнині, 2 – надджаберний орган, 3, 4, 5 – відділи плавального міхура, 6 – випинання у шлунку, 7 – ділянка поглинання кисню в кишечнику, 8 – зябра.

Самцям риб потрібно більше кисню, ніж самкам. Ритм дихання риб насамперед визначається вмістом кисню у воді, а також концентрацією діоксиду вуглецю, температурою, pH та іншими факторами. При цьому чутливість риб до нестачі кисню у воді та крові набагато більша, ніж до надлишку діоксиду вуглецю. (З 2).

§ 36. ДИХАННЯ ТВАРИН

Щоб жити, потрібно вміти десь діставати кисень, а потім відправляти його в кожну живу клітку. Більшість організмів нашої Землі черпають цей газ з атмосфери або води, де він знаходиться в розчиненому стані», - писав Б. Ф. Сергєєв у своїй книзі «Цікава фізіологія». А навіщо потрібний кисень живим організмам? Яке походження кисню?

ЗМІСТ

Яке значення дихання для вивільнення енергії у клітинах тварин?

Цілісний процес дихання у тварин умовно поділяють на три етапи: зовнішнє дихання, транспортування газів та внутрішнє дихання. Зовнішнє дихання ще називають газообміном, оскільки відбувається обмін газів між організмом та зовнішнім середовищем. Завдяки цьому процесу тварина отримує кисень і позбавляється вуглекислого газу, який є кінцевим продуктом дихання. Другий етап – транспортування газів в організмі.Це забезпечують або спеціальні трубочки-трахеї або рідини всередині тіла тварин. У більшості випадків такою рідиною є кров, що містить гемоглобін. Ця сполука зв'язується з киснем і транспортує його до клітин, подібним способом звільняє клітини від вуглекислого газу. Внутрішнє дихання відбувається вже у клітинах. Прості поживні речовини (амінокислоти, жирні кислоти, прості вуглеводи) з допомогою ферментів клітини розщеплюються, у своїй вивільняється необхідна життєдіяльності організму ЕНЕРГИЯ. І саме для цього потрібний КИСНЕ. Основне значення дихання полягає у вивільненні енергії з поживних речовин за допомогою кисню, який бере участь у реакціях окиснення.

Зауважимо, що окислення поживних речовин під час внутрішнього дихання може відбуватися без кисню за допомогою інших реакцій, але тоді вихід енергії буде незначним. Таке дихання називають анаеробним, а самі організми – анаеробами. Анаеробне дихання властиве внутрішнім паразитам (сисунам, ціп'якам, аскаридам), глибоководним черв'якам. Більшість тварин у своєму диханні використовують кисень атмосферного повітря чи кисень, розчинений у питній воді; їх називають аеробними, а дихання – аеробним.

Отже, ДИХАННЯ ТВАРИН - сукупність процесів, що забезпечують надходження в організм кисню з навколишнього середовища, його використання клітинами для окислення органічних речовин та виділення з організму вуглекислого газу.

Чим визначається тип дихання тварин?

Тварини залежно від способу життя мають органи водного дихання (зябра) та повітряного дихання (трахеї та легені). Крім того, досить часто у тварин у процесі дихання беруть участь їх покриви.Тому залежно від способу дихання та будови дихального апарату у тварин виділяють чотири типи дихання: шкірне, трахейне, зяброве та легеневе.

Шкірне дихання – це обмін кисню та вуглекислого газу через покриви тіла. Основою цього дихання є найважливіший фізичний процес – дифузія. Тільки в розчиненому стані гази можуть проникати через покриви неглибоко та з невисокою швидкістю. Тому шкірне дихання є основним у тих організмів, які мають невеликі розміри, зволожені покриви, ведуть водний спосіб життя. Цим вимогам відповідають губки, кишковопорожнинні, черв'яки, амфібії та ін.

Іл. 140. Трахейна система комах

Трахейне дихання - це дихання за допомогою системи об'єднаних трубочок-трахей, що пронизують все тіло. З довкіллям їх з'єднують спеціальні отвори – дихальця. Така система доставляє гази до клітин та органів без участі рідин. Швидке переміщення повітря в трахейній системі забезпечується лише на невелику відстань, тому розміри організмів із трахейним диханням невеликі. Тварина може бути товщі, ніж 2 див, інакше організму не вистачить кисню. Дихають за допомогою трахей не тільки комахи, а й багатоніжки, павукоподібні.

Зяброве дихання - це дихання за допомогою спеціалізованих утворень із густою мережею кровоносних судин. Ці вирости називаються зябрами. Добре розвинений цей тип дихання у водних тварин – ракоподібних, молюсків, голкошкірих, риб, певних видів амфібій. У безхребетних зябра, як правило, зовнішні, а у хордових – внутрішні. Кисень транспортується до таких зябер у розчиненому вигляді за допомогою води.У зв'язку з тим, що у воді міститься в 30 разів менше кисню, ніж у повітрі, для зябровидних організмів характерні додаткові форми дихання через шкіру, кишки, поверхню рота, плавальний міхур.

Легеневий подих - це дихання за допомогою внутрішніх спеціалізованих органів, якими є легені. Такий тип дихання найбільш досконалий, оскільки швидкість газообміну висока, що забезпечує відповідно високий рівень обміну речовин.

Легкими дихають майже всі наземні хребетні - плазуни, птахи, ссавці, частина наземних безхребетних (павуки, скорпіони, легеневі молюски) та деякі водні тварини (двояко дихаючі риби). Повітря в легені надходить дихальними шляхами.

Отже, дихання у тварин визначається їх способом життя і здійснюється за допомогою покривів, трахей, зябер та легень.

Які функції та органи дихальної системи тварин?

Дихальна система - сукупність органів для надходження повітря або води, що містять кисень, та газообміну між організмом та навколишнім середовищем. Розвиваються органи дихання як вирости зовнішніх покривів чи стінки кишечника. До складу дихальної системи можуть входити дихальні шляхи та органи газообміну. Так, у хребетних дихальними шляхами є носова порожнина, гортань, трахея та бронхи, а органами газообміну – легені.

Таблиця 14. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНІВ ДИХАННЯ

Група

Характерні особливості органів дихання

Газообмін через усю поверхню тіла. Спеціальних органів дихання немає

Зовнішні зябра (багатощетинкові черв'яки) і вся поверхня тіла (малощетинкові черв'яки, п'явки)

Зябра (двостулкові, головоногі) та легені (черевоногі)

Зябра (ракоподібні), трахеї та легені (павукоподібні), трахеї (комахи)

Зябра. Додаткові органи для дихання: легкі (двояко дихаючі риби), ділянки ротової порожнини, глотки, кишечника, плавальний міхур

Легкі комірчасті, зябра (у личинок) і шкіра (з великою кількістю судин). Дихальні шляхи: ніздрі, рот, трахейно-гортанна камера

Легкі ніздрюваті. Дихальні шляхи: ніздрі, горло, трахея, бронхи

Легкі губчасті. Дихальні шляхи: ніздрі, носова порожнина, верхня горло, трахея, нижня горло з голосовим апаратом, бронхи. Є повітряні мішки

Легкі альвеолярні. Дихальні шляхи: ніздрі, носова порожнина, горло з голосовим апаратом, трахея, бронхи

Основною функцією органів дихальної системи є доставка кисню, видалення вуглекислого газу та газообмін. Крім того, органи дихання беруть участь у виконанні інших важливих для організму функцій. Так, легкі та дихальні шляхи беруть участь у регуляції температури тіла, оскільки здатні випаровувати воду через поверхню. Епітелій носової порожнини, трахей має вії та слизові залози для очищення та знезараження повітря, що надходить із зовнішнього середовища. У носовій порожнині багатьох тварин розташовані нюхові рецептори, що сприймають запахи, а у верхній гортані ссавців або нижній гортані птахів знаходиться голосовий апарат, за допомогою якого утворюються звуки.

Отже, органи дихання у тварин різноманітні і виконують як функцію дихання, а й беруть участь у процесі терморегуляції, захисту, сприйнятті інформації, освіті звуків.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Біологія + Література

У романі А. Бєляєва «Людина-амфібія» розповідається про юнака Іхтіандра, якому пересадили зябра акули, і він, завдяки цьому, жив під водою.Чи можна насправді створити такого напівлюда-напіврибу, який мав зяброве та легеневе дихання і зміг би дихати під водою без спеціальних пристосувань? Для яких тварин характерні два типи дихання одночасно? Які переваги це їм надає?

Самостійна робота з ілюстраціями

Іл. 141. Зябра риби

1. Розгляньте (іл. 141) зяброві пелюстки (1), зяброві дуги (2) і зяброві тичинки (3). Який тип дихання та який етап такого дихання пов'язані зі зябрами у риб?

2. Який тип дихання та який етап такого дихання пов'язані з рухами дна ротоглоткової порожнини та вологими покривами у жаб?

3. Який тип дихання та який етап такого дихання пов'язані з рухами грудної клітки у ящірок?

4. Розгляньте ілюстрацію 142 «Еволюція дихання хребетних тварин» та визначте основні напрямки еволюції органів газообміну та типів дихання.

Іл. 142. Еволюція дихання хребетних тварин

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Запитання для самоконтролю

1. Що таке дихання? 2. Які основні етапи дихання? 3. Назвіть основні типи дихання тварин. 4. Наведіть приклади тварин, які дихають за допомогою шкіри, зябер, трахей та легень. 5. Що таке дихальна система? 6. Назвіть основні функції дихальної системи.

7. Яке значення дихання для вивільнення енергії у клітинах тварин?

8. Чим визначається тип дихання тварин? 9. Які функції та органи дихальної системи тварин?

10. Опишіть способи дихання тварин.