Žuvys kvėpuoja dviejų tipų: oro ir vandens. Šie skirtumai atsirado ir tobulėjo evoliucijos procese, veikiami įvairių išorinių veiksnių. Jei žuvys kvėpuoja tik vandens būdu, tai šis procesas vyksta jų odos ir žiaunų pagalba. Oro tipo žuvims kvėpavimo procesas vyksta supragilinių organų, plaukimo pūslės, žarnų ir per odą pagalba. Žinoma, pagrindiniai kvėpavimo organai yra žiaunos, o likusieji yra pagalbiniai. Tačiau pagalbiniai ar papildomi organai ne visada atlieka antraeilį vaidmenį, dažniausiai jie yra patys svarbiausi.
Žuvų kvėpavimo įvairovė
Kremzlinės ir kaulinės žuvys turi skirtingą žiaunų dangalų struktūrą. Taigi pirmieji turi pertvaras žiaunų plyšiuose, kurios užtikrina žiaunų atsivėrimą į išorę su atskiromis skylutėmis. Šios pertvaros yra padengtos žiauniniais siūlais, kurie savo ruožtu yra iškloti kraujagyslių tinklu. Ši žiaunų dangalų struktūra aiškiai matoma rajų ir ryklių pavyzdyje.
Tuo pačiu metu kaulinėms rūšims šios pertvaros sumažinamos kaip nereikalingos, nes žiaunų gaubtai juda patys. Žuvų žiaunų lankai veikia kaip atrama, ant kurios yra žiaunų siūlai.
Žiaunų funkcijos. Žiaunų arkos
Svarbiausia žiaunų funkcija, žinoma, yra dujų mainai. Jų pagalba iš vandens pasisavinamas deguonis, į jį išsiskiria anglies dioksidas (anglies dioksidas). Tačiau mažai žmonių žino, kad žiaunos taip pat padeda žuvims keistis vandens-druskos medžiagomis. Taigi po apdorojimo į aplinką patenka karbamidas ir amoniakas, tarp vandens ir žuvies kūno vyksta druskų mainai, o tai pirmiausia susiję su natrio jonais.
Žuvų pogrupių evoliucijos ir modifikacijos procese keitėsi ir žiaunų aparatas. Taigi kaulinėse žuvyse žiaunos atrodo kaip šukutės, kremzlinėse jos susideda iš plokštelių, o ciklostomos turi maišelio formos žiaunas. Priklausomai nuo kvėpavimo aparato sandaros, skiriasi ir žuvų žiaunų lanko struktūra ir funkcijos.
Pastatas
Žiaunos yra atitinkamų kaulinių žuvų ertmių šonuose ir yra apsaugotos gaubtais. Kiekviena žiauna susideda iš penkių arkų. Keturios žiaunų arkos yra visiškai suformuotos ir viena yra pradinė. Iš išorės žiaunų lankas yra labiau išgaubtas, žiaunų gijos tęsiasi į lankų šonus, kurių pagrindas yra kremzliniai spinduliai. Žiaunų lankai tarnauja kaip atrama tvirtinant žiedlapius, kurie ant jų laikomi už pagrindo su pagrindu, o laisvieji kraštai smailiu kampu išsiskiria į vidų ir išorę. Ant pačių žiaunų žiedlapių yra vadinamosios antrinės plokštelės, esančios skersai žiedlapio (arba žiedlapių, kaip jie dar vadinami). Ant žiaunų yra daugybė žiedlapių, skirtingose žuvyse jų gali būti nuo 14 iki 35 vienojemilimetro, kurio aukštis ne didesnis kaip 200 mikronų. Jie tokie maži, kad jų plotis nesiekia net 20 mikronų.
Pagrindinė žiaunų lankų funkcija
Stuburinių gyvūnų žiauniniai lankai atlieka filtravimo mechanizmo funkciją žiauninių grėblių pagalba, esančiais ant arkos, nukreiptos į žuvies burnos ertmę. Tai leidžia išlaikyti suspenduotas kietąsias medžiagas vandens storymėje ir įvairius maistinius mikroorganizmus burnoje.
Priklausomai nuo to, ką žuvis valgo, pasikeitė ir žiauniniai grėbliai; jie remiasi kaulų plokštelėmis. Taigi, jei žuvis yra plėšrūnas, jos kuokeliai yra rečiau ir yra žemesni, o žuvyse, kurios maitinasi tik vandens storymėje gyvenančiu planktonu, žiauniniai grėbliai yra aukšti ir tankesni. Žuvų, kurios yra visaėdės, kuokeliai yra viduryje tarp plėšrūnų ir planktono tiekėjų.
Plaučių kraujotakos sistema
Žuvų žiaunos yra ryškiai rausvos spalvos dėl didelio deguonimi praturtinto kraujo kiekio. Taip yra dėl intensyvaus kraujotakos proceso. Kraujas, kurį reikia praturtinti deguonimi (veninis), surenkamas iš viso žuvies kūno ir per pilvo aortą patenka į žiaunų lankus. Pilvo aorta išsišakoja į dvi bronchų arterijas, po kurių seka žiaunų arterijos lankas, kuris, savo ruožtu, yra padalintas į daugybę žiedlapių arterijų, apgaubiančių žiaunų gijas, esančias palei vidinį kremzlinių spindulių kraštą. Tačiau tai nėra riba. Pačios žiedlapių arterijos yra suskirstytos į daugybę kapiliarų, gaubiančių vidiniuso išorinė žiedlapių dalis. Kapiliarų skersmuo toks mažas, kad prilygsta paties eritrocito, pernešančio deguonį per kraują, dydžiui. Taigi, žiaunų lankai veikia kaip atrama grėbliams, kurie užtikrina dujų mainus.
Kitoje žiedlapių pusėje visos kraštinės arteriolės susilieja į vieną kraujagyslę, kuri teka į veną, kuria teka kraujas, o šis patenka į bronchus, o paskui į nugaros aortą.
Jei pažvelgsime į žuvų žiaunų lankus išsamiau ir atliksime histologinį tyrimą, geriausia ištirti išilginį pjūvį. Taigi bus matomi ne tik kuokeliai ir žiedlapiai, bet ir kvėpavimo raukšlės, kurios yra barjeras tarp vandens aplinkos ir kraujo.
Šios raukšlės yra išklotos tik vienu epitelio sluoksniu, o viduje – kapiliarai, kuriuos palaiko stulpinės ląstelės (palaiko). Kapiliarų ir kvėpavimo ląstelių barjeras yra labai pažeidžiamas išorinės aplinkos poveikio. Jei vandenyje yra nuodingų medžiagų priemaišų, šios sienelės išsipučia, atsiskiria, sustorėja. Tai kupina rimtų pasekmių, nes sutrinka dujų mainų kraujyje procesas, o tai galiausiai sukelia hipoksiją.
Dujų mainai žuvyje
Deguonį žuvys gauna per pasyvius dujų mainus. Pagrindinė kraujo praturtinimo deguonimi sąlyga yra nuolatinis vandens tekėjimas į žiaunas, todėl būtina, kad žiaunų lankas ir visas aparatas išlaikytų savo struktūrą, tada žuvų žiaunų lankų funkcija nebus atlikta. sutrikusi. Difuzinis paviršius taip pat turi išlaikyti vientisumątinkamas hemoglobino praturtinimas deguonimi.
Pasyviam dujų mainams kraujas žuvų kapiliaruose juda priešinga kryptimi nei kraujotaka žiaunose. Ši savybė prisideda prie beveik visiško deguonies ištraukimo iš vandens ir kraujo praturtinimo juo. Kai kuriems asmenims kraujo praturtėjimo greitis, palyginti su deguonies sudėtimi vandenyje, yra 80%. Vandens tekėjimas per žiaunas atsiranda dėl jo siurbimo per žiaunų ertmę, o pagrindinė funkcija atliekama judant burnos aparatu, taip pat žiaunų gaubtais.
Kas lemia žuvų kvėpavimo dažnį?
Dėl būdingų savybių galima apskaičiuoti žuvų kvėpavimo dažnį, kuris priklauso nuo žiaunų gaubtų judėjimo. Deguonies koncentracija vandenyje ir anglies dioksido kiekis kraujyje turi įtakos žuvų kvėpavimo dažniui. Be to, šie vandens gyvūnai yra jautresni mažai deguonies koncentracijai nei dideliam anglies dioksido kiekiui kraujyje. Kvėpavimo dažnį taip pat veikia vandens temperatūra, pH ir daugelis kitų veiksnių.
Žuvys turi specifinį gebėjimą išskirti pašalines medžiagas iš žiaunų lankų paviršiaus ir iš jų ertmių. Šis gebėjimas vadinamas kosuliu. Periodiškai uždengiami žiaunų dangteliai, o atvirkštinio vandens judėjimo pagalba visos ant žiaunų esančios suspensijos išplaunamos vandens srovės. Šis pasireiškimas žuvims dažniausiai pastebimas, jei vanduo užterštas skendinčiomis arba toksiškomis medžiagomis.
Papildomos žiaunų funkcijos
Be pagrindinių, kvėpavimo, žiaunų atliekaosmoreguliacinės ir išskyrimo funkcijos. Žuvys yra amonioteliniai organizmai, kaip ir visi vandenyje gyvenantys gyvūnai. Tai reiškia, kad galutinis organizme esančio azoto skilimo produktas yra amoniakas. Būtent žiaunų dėka jis pašalinamas iš žuvies kūno amonio jonų pavidalu, kartu valant organizmą. Be deguonies, dėl pasyvios difuzijos per žiaunas į kraują patenka druskos, mažos molekulinės masės junginiai, taip pat daug neorganinių jonų, esančių vandens stulpelyje. Be žiaunų, šios medžiagos absorbuojamos naudojant specialias struktūras.
Šis skaičius apima specifines chlorido ląsteles, kurios atlieka osmoreguliavimo funkciją. Jie gali perkelti chlorido ir natrio jonus, o juda priešinga didelio difuzijos gradiento kryptimi.
Clorido jonų judėjimas priklauso nuo žuvies buveinės. Taigi gėlo vandens individuose chlorido ląstelės perneša vienavalečius jonus iš vandens į kraują, pakeičiant tuos, kurie buvo prarasti dėl žuvų šalinimo sistemos veikimo. Tačiau jūrinėse žuvyse procesas vyksta priešinga kryptimi: iš kraujo išsiskiria į aplinką.
Jei vandenyje pastebimai padidėja kenksmingų cheminių elementų koncentracija, gali sutrikti pagalbinė osmoreguliacinė žiaunų funkcija. Dėl to į kraują patenka ne toks medžiagų kiekis, koks yra būtinas, o daug didesnės koncentracijos, o tai gali neigiamai paveikti gyvūnų būklę. Ši specifika nėravisada yra neigiamas. Taigi, žinodami šią žiaunų savybę, galite kovoti su daugeliu žuvų ligų, įvedę vaistus ir vakcinas tiesiai į vandenį.
Įvairių žuvų odos kvėpavimas
Absoliučiai visos žuvys turi galimybę kvėpuoti oda. Tik tiek, kiek jis išsivysto – priklauso nuo daugybės veiksnių: tai yra amžius, aplinkos sąlygos ir daugelis kitų. Taigi, jei žuvis gyvena švariame tekančiame vandenyje, tada odos kvėpavimo procentas yra nereikšmingas ir sudaro tik 2–10%, o embriono kvėpavimo funkcija atliekama tik per odą, taip pat kraujagyslių sistemą. tulžies maišelis.
Žarnyno kvėpavimas
Priklausomai nuo buveinės, keičiasi žuvų kvėpavimo būdas. Taigi atogrąžų šamai ir žuvys aktyviai kvėpuoja per žarnyną. Nurijus, oras patenka ten ir jau tankaus kraujagyslių tinklo pagalba prasiskverbia į kraują. Šis metodas pradėjo vystytis žuvyse dėl specifinių aplinkos sąlygų. Jų rezervuaruose esantis vanduo dėl aukštos temperatūros turi mažą deguonies koncentraciją, o tai apsunkina drumstumas ir tėkmės trūkumas. Dėl evoliucinių transformacijų žuvys tokiuose rezervuaruose išmoko išgyventi naudodamos deguonį iš oro.
Papildoma plaukimo pūslės funkcija
Maudymosi pūslė skirta hidrostatiniam reguliavimui. Tai yra pagrindinė jo funkcija. Tačiau kai kurių rūšių žuvims plaukimo pūslė yra pritaikyta kvėpuoti. Jis naudojamas kaip oro rezervuaras.
Pastatų tipaiplaukimo pūslė
Priklausomai nuo anatominės plaukimo pūslės struktūros, visų rūšių žuvys skirstomos į:
- atidaryti burbulą;
- uždaryti burbulai.
Pirmoji grupė yra pati gausiausia ir yra pagrindinė, o uždaros pūslės žuvų grupė yra labai maža. Jį sudaro ešeriai, kefalės, menkės, lazdelės ir kt. Atviros pūslės žuvims, kaip rodo pavadinimas, plaukimo pūslė yra atvira, kad susisiektų su pagrindine žarnyno srove, o žuvims su uždara pūsle atitinkamai – ne.
Kiprinai taip pat turi specifinę plaukimo pūslės struktūrą. Jis padalintas į galines ir priekines kameras, kurios yra sujungtos siauru ir trumpu kanalu. Šlapimo pūslės priekinės kameros sieneles sudaro du apvalkalai, išorinis ir vidinis, o užpakalinėje kameroje nėra išorinio.
Plaukimo pūslė yra išklota viena plokščiojo epitelio eile, po kurios yra laisvo jungiamojo, raumenų ir kraujagyslinio audinio sluoksnio eilė. Plaukimo pūslė turi tik jai būdingą perlamutrinį blizgesį, kurį suteikia specialus tankus pluoštinės struktūros jungiamasis audinys. Siekiant užtikrinti burbulo stiprumą iš išorės, abi kameros yra padengtos elastine serozine membrana.
Labirinto vargonai
Nedidelė dalis atogrąžų žuvų sukūrė tokį specifinį organą kaip labirintas ir supragilis. Šiai rūšiai priklauso makropodai, guramiai, gaidžiai ir gyvatės. Formoje galima stebėti dariniuspakinta ryklės, kuri transformuojasi į supragiliarinį organą, arba išsikiša žiaunų ertmė (vadinamasis labirintinis organas). Jų pagrindinis tikslas – galimybė gauti deguonies iš oro.
