Ο τρόπος που αναπνέουν τα ψάρια είναι δύο ειδών: αέρας και νερό. Αυτές οι διαφορές προέκυψαν και βελτιώθηκαν στη διαδικασία της εξέλιξης, υπό την επίδραση διαφόρων εξωτερικών παραγόντων. Εάν τα ψάρια έχουν μόνο έναν υδάτινο τύπο αναπνοής, τότε αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται με τη βοήθεια του δέρματος και των βραγχίων τους. Στα ψάρια τύπου αέρα, η αναπνευστική διαδικασία πραγματοποιείται με τη βοήθεια των υπεργλώσσιων οργάνων, της ουροδόχου κύστης, των εντέρων και μέσω του δέρματος. Τα κύρια αναπνευστικά όργανα φυσικά είναι τα βράγχια και τα υπόλοιπα είναι βοηθητικά. Ωστόσο, τα βοηθητικά ή πρόσθετα όργανα δεν παίζουν πάντα δευτερεύοντα ρόλο, τις περισσότερες φορές είναι τα πιο σημαντικά.
Ποικιλίες αναπνοής ψαριών
Τα χόνδρινα και οστεώδη ψάρια έχουν διαφορετικές δομές βραγχίων. Έτσι, τα πρώτα έχουν χωρίσματα στις σχισμές των βραγχίων, γεγονός που εξασφαλίζει το άνοιγμα των βραγχίων προς τα έξω με ξεχωριστές τρύπες. Αυτά τα διαφράγματα καλύπτονται με νημάτια βραγχίων, τα οποία με τη σειρά τους είναι επενδεδυμένα με ένα δίκτυο αιμοφόρων αγγείων. Αυτή η δομή των βραγχιακών καλυμμάτων φαίνεται ξεκάθαρα στο παράδειγμα των ακτίνων και των καρχαριών.
Ταυτόχρονα, στα οστεώδη είδη, αυτά τα διαφράγματα μειώνονται ως περιττά, αφού τα βραγχιακά καλύμματα είναι από μόνα τους κινητά. Τα βραγχιακά τόξα των ψαριών λειτουργούν ως στήριγμα, πάνω στο οποίο βρίσκονται τα βραγχιακά νήματα.
Λειτουργίες βραγχίων. Αψίδες βραγχίων
Η πιο σημαντική λειτουργία των βραγχίων είναι, φυσικά, η ανταλλαγή αερίων. Με τη βοήθειά τους, το οξυγόνο απορροφάται από το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα (διοξείδιο του άνθρακα) απελευθερώνεται σε αυτό. Αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ότι τα βράγχια βοηθούν επίσης τα ψάρια να ανταλλάσσουν ουσίες νερού-αλατιού. Έτσι, μετά την επεξεργασία, η ουρία και η αμμωνία απελευθερώνονται στο περιβάλλον, πραγματοποιείται ανταλλαγή αλάτων μεταξύ του νερού και του σώματος των ψαριών, και αυτό αφορά πρωτίστως ιόντα νατρίου.
Στη διαδικασία εξέλιξης και τροποποίησης των υποομάδων ψαριών, άλλαξε και η συσκευή των βραγχίων. Έτσι, στα οστεώδη ψάρια, τα βράγχια μοιάζουν με χτένια, στα χόνδρινα αποτελούνται από πλάκες και τα κυκλοσώματα έχουν βράγχια σε σχήμα σάκου. Ανάλογα με τη δομή της αναπνευστικής συσκευής, η δομή και οι λειτουργίες του βραγχίου τόξου των ψαριών είναι επίσης διαφορετικές.
Κτίριο
Τα βράγχια βρίσκονται στα πλαϊνά των αντίστοιχων κοιλοτήτων των οστεοψαριών και προστατεύονται με καλύμματα. Κάθε βράγχιο αποτελείται από πέντε τόξα. Τέσσερα βραγχιακά τόξα είναι πλήρως σχηματισμένα και το ένα είναι υποτυπώδες. Από έξω, το βραγχιακό τόξο είναι πιο κυρτό· τα βραγχιακά νήματα εκτείνονται στις πλευρές των τόξων, τα οποία βασίζονται σε χόνδρινες ακτίνες. Τα βραγχιακά τόξα χρησιμεύουν ως στήριγμα για τη στερέωση των πετάλων, τα οποία συγκρατούνται πάνω τους από τη βάση τους με τη βάση τους και οι ελεύθερες άκρες αποκλίνουν μέσα και έξω σε οξεία γωνία. Στα ίδια τα βραγχιακά πέταλα βρίσκονται οι λεγόμενες δευτερεύουσες πλάκες, οι οποίες βρίσκονται κατά μήκος του πέταλου (ή πέταλα, όπως ονομάζονται επίσης). Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός πετάλων στα βράγχια, σε διαφορετικά ψάρια μπορεί να είναι από 14 έως 35 ανά έναχιλιοστό, με ύψος όχι μεγαλύτερο από 200 μικρά. Είναι τόσο μικρά που το πλάτος τους δεν φτάνει ούτε τα 20 μικρά.
Η κύρια λειτουργία των βραγχιακών καμάρων
Τα βραγχίων των σπονδυλωτών εκτελούν τη λειτουργία ενός μηχανισμού φιλτραρίσματος με τη βοήθεια βραγχίων τσουγκράνας, που βρίσκονται στο τόξο, το οποίο βλέπει στη στοματική κοιλότητα των ψαριών. Αυτό καθιστά δυνατή τη συγκράτηση αιωρούμενων στερεών στη στήλη νερού και διάφορων θρεπτικών μικροοργανισμών στο στόμα.
Ανάλογα με το τι τρώει το ψάρι, οι τσουγκράνες των βραγχίων έχουν επίσης αλλάξει. βασίζονται σε οστέινες πλάκες. Έτσι, εάν ένα ψάρι είναι αρπακτικό, τότε οι στήμονές του βρίσκονται λιγότερο συχνά και είναι χαμηλότεροι, και στα ψάρια που τρέφονται αποκλειστικά με πλαγκτόν που ζουν στη στήλη του νερού, τα βραγχίων είναι ψηλά και πιο πυκνά. Σε αυτά τα ψάρια που είναι παμφάγα, οι στήμονες βρίσκονται στη μέση μεταξύ των αρπακτικών και των τροφοδοτών πλαγκτόν.
Κυκλοφορικό σύστημα της πνευμονικής κυκλοφορίας
Τα βράγχια των ψαριών έχουν έντονο ροζ χρώμα λόγω της μεγάλης ποσότητας αίματος εμπλουτισμένου με οξυγόνο. Αυτό οφείλεται στην εντατική διαδικασία της κυκλοφορίας του αίματος. Το αίμα που πρέπει να εμπλουτιστεί με οξυγόνο (φλεβικό) συλλέγεται από ολόκληρο το σώμα του ψαριού και εισέρχεται στα βραγχιακά τόξα μέσω της κοιλιακής αορτής. Η κοιλιακή αορτή διακλαδίζεται σε δύο βρογχικές αρτηρίες, ακολουθούμενη από το βραγχιακό αρτηριακό τόξο, το οποίο, με τη σειρά του, χωρίζεται σε μεγάλο αριθμό πεταλικών αρτηριών, που περιβάλλουν τα βραγχικά νήματα που βρίσκονται κατά μήκος της εσωτερικής άκρης των χόνδρινων ακτίνων. Αλλά αυτό δεν είναι το όριο. Οι ίδιες οι αρτηρίες των πετάλων χωρίζονται σε έναν τεράστιο αριθμό τριχοειδών αγγείων, που περιβάλλουν το εσωτερικόκαι το εξωτερικό μέρος των πετάλων. Η διάμετρος των τριχοειδών αγγείων είναι τόσο μικρή που ισούται με το μέγεθος του ίδιου του ερυθροκυττάρου, το οποίο μεταφέρει οξυγόνο μέσω του αίματος. Έτσι, τα βραγχιακά τόξα λειτουργούν ως στήριγμα για τους τσουγκράνες, οι οποίοι παρέχουν ανταλλαγή αερίων.
Στην άλλη πλευρά των πετάλων, όλα τα περιθωριακά αρτηρίδια συγχωνεύονται σε ένα ενιαίο αγγείο που ρέει σε μια φλέβα που μεταφέρει αίμα, το οποίο, με τη σειρά του, περνά στη βρογχική και στη συνέχεια στη ραχιαία αορτή.
Αν δούμε τις βραγχιακές καμάρες των ψαριών με περισσότερες λεπτομέρειες και κάνουμε ιστολογική εξέταση, είναι καλύτερο να μελετήσουμε τη διαμήκη τομή. Έτσι δεν θα είναι ορατοί μόνο οι στήμονες και τα πέταλα, αλλά και οι αναπνευστικές πτυχές, οι οποίες αποτελούν φραγμό μεταξύ του υδάτινου περιβάλλοντος και του αίματος.
Αυτές οι πτυχές είναι επενδεδυμένες με ένα μόνο στρώμα επιθηλίου, και εσωτερικά - τριχοειδή που υποστηρίζονται από πυλώνες (στήριγμα). Το φράγμα των τριχοειδών αγγείων και των αναπνευστικών κυττάρων είναι πολύ ευάλωτο στις επιπτώσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος. Εάν υπάρχουν ακαθαρσίες τοξικών ουσιών στο νερό, αυτά τα τοιχώματα διογκώνονται, συμβαίνει αποκόλληση και πυκνώνουν. Αυτό είναι γεμάτο με σοβαρές συνέπειες, καθώς παρεμποδίζεται η διαδικασία ανταλλαγής αερίων στο αίμα, η οποία τελικά οδηγεί σε υποξία.
Ανταλλαγή αερίου σε ψάρια
Το οξυγόνο λαμβάνεται από τα ψάρια μέσω της παθητικής ανταλλαγής αερίων. Η κύρια προϋπόθεση για τον εμπλουτισμό του αίματος με οξυγόνο είναι η συνεχής ροή νερού στα βράγχια, και γι 'αυτό είναι απαραίτητο το βραγχιακό τόξο και ολόκληρη η συσκευή να διατηρήσουν τη δομή του, τότε η λειτουργία των βραγχιακών τόξων στα ψάρια δεν θα είναι εξασθενημένος. Η διάχυτη επιφάνεια πρέπει επίσης να διατηρήσει την ακεραιότητά της γιασωστός εμπλουτισμός της αιμοσφαιρίνης με οξυγόνο.
Για παθητική ανταλλαγή αερίων, το αίμα στα τριχοειδή αγγεία των ψαριών κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη ροή του αίματος στα βράγχια. Αυτό το χαρακτηριστικό συμβάλλει στη σχεδόν πλήρη εξαγωγή οξυγόνου από το νερό και στον εμπλουτισμό του αίματος με αυτό. Σε ορισμένα άτομα, ο ρυθμός εμπλουτισμού του αίματος σε σχέση με τη σύνθεση του οξυγόνου στο νερό είναι 80%. Η ροή του νερού μέσα από τα βράγχια συμβαίνει λόγω της άντλησής του μέσω της βραγχιακής κοιλότητας, ενώ η κύρια λειτουργία εκτελείται από την κίνηση της στοματικής συσκευής, καθώς και των βραγχιακών καλυμμάτων.
Τι καθορίζει τον ρυθμό αναπνοής των ψαριών;
Λόγω των χαρακτηριστικών χαρακτηριστικών, είναι δυνατός ο υπολογισμός του αναπνευστικού ρυθμού των ψαριών, ο οποίος εξαρτάται από την κίνηση των βραγχιακών καλυμμάτων. Η συγκέντρωση οξυγόνου στο νερό και η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στο αίμα επηρεάζουν τον ρυθμό αναπνοής των ψαριών. Επιπλέον, αυτά τα υδρόβια ζώα είναι πιο ευαίσθητα σε χαμηλή συγκέντρωση οξυγόνου από μια μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα. Ο ρυθμός αναπνοής επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία του νερού, το pH και πολλούς άλλους παράγοντες.
Τα ψάρια έχουν μια συγκεκριμένη ικανότητα να εξάγουν ξένες ύλες από την επιφάνεια των βραγχιακών τόξων και από τις κοιλότητες τους. Αυτή η ικανότητα ονομάζεται βήχας. Τα καλύμματα των βραγχίων καλύπτονται περιοδικά και με τη βοήθεια της αντίστροφης κίνησης του νερού, όλα τα αιωρήματα στα βράγχια ξεπλένονται από το ρεύμα του νερού. Αυτή η εκδήλωση στα ψάρια παρατηρείται συχνότερα εάν το νερό είναι μολυσμένο με αιωρούμενες ουσίες ή τοξικές ουσίες.
Πρόσθετες λειτουργίες βραγχίων
Εκτός από τα κύρια, αναπνευστικά, εκτελούν βράγχιαοσμορρυθμιστικές και απεκκριτικές λειτουργίες. Τα ψάρια είναι αμμωνιοτελικοί οργανισμοί, στην πραγματικότητα, όπως όλα τα ζώα που ζουν στο νερό. Αυτό σημαίνει ότι το τελικό προϊόν της διάσπασης του αζώτου που περιέχεται στο σώμα είναι η αμμωνία. Χάρη στα βράγχια αποβάλλεται από το σώμα των ψαριών με τη μορφή ιόντων αμμωνίου, ενώ καθαρίζει τον οργανισμό. Εκτός από το οξυγόνο, άλατα, ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους, καθώς και μεγάλος αριθμός ανόργανων ιόντων που βρίσκονται στη στήλη του νερού εισέρχονται στο αίμα μέσω των βραγχίων ως αποτέλεσμα της παθητικής διάχυσης. Εκτός από τα βράγχια, η απορρόφηση αυτών των ουσιών πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών δομών.
Αυτός ο αριθμός περιλαμβάνει συγκεκριμένα κύτταρα χλωρίου που εκτελούν μια οσμορρυθμιστική λειτουργία. Είναι σε θέση να μετακινούν ιόντα χλωρίου και νατρίου, ενώ κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση μιας μεγάλης κλίσης διάχυσης.
Η κίνηση των ιόντων χλωρίου εξαρτάται από το περιβάλλον του ψαριού. Έτσι, στα άτομα του γλυκού νερού, τα μονοσθενή ιόντα μεταφέρονται από κύτταρα χλωρίου από το νερό στο αίμα, αντικαθιστώντας αυτά που χάθηκαν ως αποτέλεσμα της λειτουργίας του απεκκριτικού συστήματος των ψαριών. Αλλά στα θαλάσσια ψάρια, η διαδικασία πραγματοποιείται προς την αντίθετη κατεύθυνση: η απέκκριση γίνεται από το αίμα στο περιβάλλον.
Εάν η συγκέντρωση επιβλαβών χημικών στοιχείων στο νερό είναι αισθητά αυξημένη, τότε η βοηθητική οσμορρυθμιστική λειτουργία των βραγχίων μπορεί να επηρεαστεί. Ως αποτέλεσμα, όχι η ποσότητα των απαραίτητων ουσιών εισέρχεται στο αίμα, αλλά σε πολύ υψηλότερη συγκέντρωση, η οποία μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την κατάσταση των ζώων. Αυτή η ιδιαιτερότητα δεν είναιείναι πάντα αρνητικό. Έτσι, γνωρίζοντας αυτό το χαρακτηριστικό των βραγχίων, μπορείτε να καταπολεμήσετε πολλές ασθένειες των ψαριών εισάγοντας φάρμακα και εμβόλια απευθείας στο νερό.
Δερματική αναπνοή διαφόρων ψαριών
Απολύτως όλα τα ψάρια έχουν την ικανότητα να αναπνέουν από το δέρμα. Αυτός είναι ακριβώς ο βαθμός που έχει αναπτυχθεί - εξαρτάται από έναν μεγάλο αριθμό παραγόντων: αυτή είναι η ηλικία, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και πολλοί άλλοι. Έτσι, εάν ένα ψάρι ζει σε καθαρό τρεχούμενο νερό, τότε το ποσοστό της αναπνοής του δέρματος είναι ασήμαντο και ανέρχεται μόνο στο 2-10%, ενώ η αναπνευστική λειτουργία του εμβρύου πραγματοποιείται αποκλειστικά μέσω του δέρματος, καθώς και του αγγειακού συστήματος του ο χοληδόχος σάκος.
Εντερική αναπνοή
Ανάλογα με τον βιότοπο, αλλάζει ο τρόπος που αναπνέουν τα ψάρια. Έτσι, το τροπικό γατόψαρο και το ψάρι Λόουκ αναπνέουν ενεργά από τα έντερα. Κατά την κατάποση, ο αέρας εισέρχεται εκεί και ήδη με τη βοήθεια ενός πυκνού δικτύου αιμοφόρων αγγείων διεισδύει στο αίμα. Αυτή η μέθοδος άρχισε να αναπτύσσεται στα ψάρια λόγω συγκεκριμένων περιβαλλοντικών συνθηκών. Το νερό στις δεξαμενές τους, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών, έχει χαμηλή συγκέντρωση οξυγόνου, η οποία επιδεινώνεται από τη θολότητα και την έλλειψη ροής. Ως αποτέλεσμα εξελικτικών μετασχηματισμών, τα ψάρια σε τέτοιες δεξαμενές έχουν μάθει να επιβιώνουν χρησιμοποιώντας οξυγόνο από τον αέρα.
Επιπλέον λειτουργία κολυμβητικής κύστης
Η κολυμβήθρα έχει σχεδιαστεί για υδροστατική ρύθμιση. Αυτή είναι η κύρια λειτουργία του. Ωστόσο, σε ορισμένα είδη ψαριών, η κύστη κολύμβησης είναι προσαρμοσμένη για αναπνοή. Χρησιμοποιείται ως δεξαμενή αέρα.
Τύποι κτιρίωνκολυμβητική κύστη
Ανάλογα με την ανατομική δομή της κολυμβητικής κύστης, όλοι οι τύποι ψαριών χωρίζονται σε:
- ανοιχτή φούσκα;
- κλειστές φυσαλίδες.
Η πρώτη ομάδα είναι η πιο πολυάριθμη και είναι η κύρια, ενώ η ομάδα των ψαριών κλειστής κύστης είναι πολύ μικρή. Περιλαμβάνει πέρκα, κέφαλο, μπακαλιάρο, μπαστούνι κ.λπ. Στα ψάρια ανοιχτής κύστης, όπως υποδηλώνει το όνομα, η κύστη κολύμβησης είναι ανοιχτή για να επικοινωνήσει με το κύριο εντερικό ρεύμα, ενώ στα ψάρια κλειστής κύστης, αντίστοιχα, δεν είναι.
Οι Κυπρίνες έχουν επίσης μια συγκεκριμένη δομή της ουροδόχου κύστης. Χωρίζεται σε πίσω και μπροστινούς θαλάμους, οι οποίοι συνδέονται με ένα στενό και κοντό κανάλι. Τα τοιχώματα του πρόσθιου θαλάμου της ουροδόχου κύστης αποτελούνται από δύο κελύφη, εξωτερικό και εσωτερικό, ενώ στον οπίσθιο θάλαμο λείπει ένα εξωτερικό.
Η κολυμβητική κύστη είναι επενδεδυμένη με μία σειρά πλακώδους επιθηλίου, μετά από την οποία υπάρχει μια σειρά χαλαρού στρώματος συνδετικού, μυϊκού και αγγειακού ιστού. Η κύστη κολύμβησης έχει μια μαργαριταρένια λάμψη που είναι ιδιόμορφη μόνο σε αυτήν, η οποία παρέχεται από έναν ειδικό πυκνό συνδετικό ιστό με ινώδη δομή. Για να εξασφαλιστεί η αντοχή της φυσαλίδας από το εξωτερικό, και οι δύο θάλαμοι καλύπτονται με μια ελαστική ορώδη μεμβράνη.
Όργανο Λαβύρινθου
Ένας μικρός αριθμός τροπικών ψαριών έχει αναπτύξει ένα τόσο συγκεκριμένο όργανο όπως ο λαβύρινθος και το υπερβράγχιο. Αυτό το είδος περιλαμβάνει μακρόποδα, γκουράμι, κοκορέτσια και φιδοκέφαλους. Μπορούν να παρατηρηθούν σχηματισμοί στη μορφήαλλαγές στον φάρυγγα, ο οποίος μεταμορφώνεται στο υπεργλώσσιο όργανο ή η βραγχική κοιλότητα προεξέχει (το λεγόμενο όργανο του λαβύρινθου). Ο κύριος σκοπός τους είναι η ικανότητα λήψης οξυγόνου από τον αέρα.
