Istnieją dwa rodzaje metod oddychania dla ryb: powietrze i woda. Różnice te powstały i poprawiły się w procesie ewolucji pod wpływem różnych czynników zewnętrznych. Jeśli ryby oddychają tylko wodą, proces ten odbywa się za pomocą skóry i skrzeli. U ryb typu powietrznego proces oddechowy odbywa się za pomocą narządów skrzelowych, pęcherza pływającego, jelit i przez skórę. Głównymi narządami oddechowymi są oczywiście skrzela, a reszta ma charakter pomocniczy. Jednak narządy pomocnicze lub dodatkowe nie zawsze odgrywają drugorzędną rolę, najczęściej są one najważniejsze.
Odmiany oddychające ryby
Chrząstki i ryby kostne mają inną strukturę pokryw skrzelowych. Tak więc pierwsze mają przegrody w szczelinach skrzelowych, które zapewniają otwarcie skrzeli na zewnątrz z oddzielnymi otworami. Przegrody te pokryte są płatami skrzelowymi, które z kolei są pokryte siecią naczyń krwionośnych. Taka struktura pokryw skrzelowych jest wyraźnie widoczna na przykładzie płaszczek i rekinów.
Jednocześnie u gatunków kostnych przegrody te są zmniejszane jako niepotrzebne, ponieważ pokrywy skrzeli same się poruszają. Łuki skrzelowe ryb służą jako podpora, na której znajdują się płatki skrzelowe.
Funkcje skrzelowe Łuki rozgałęzione
Najważniejszą funkcją skrzeli jest oczywiście wymiana gazowa. Za ich pomocą tlen jest wchłaniany z wody i uwalnia się do niej dwutlenek węgla (dwutlenek węgla). Ale niewielu wie, że skrzela również pomagają rybom w wymianie substancji wodno-solnych. Tak więc po przetworzeniu mocznik, amoniak są uwalniane do środowiska, następuje wymiana soli między wodą a organizmem rybnym, a dotyczy to przede wszystkim jonów sodu.
W procesie ewolucji i modyfikacji podgrup ryb zmienił się również aparat skrzeli. Tak więc u kościstych ryb skrzela wyglądają jak przegrzebki, u chrząstek składają się z płytek, a cyklostomy mają skośny kształt skrzeli. W zależności od struktury aparatu oddechowego struktura, jak również funkcja łuku skrzelowego ryby są różne.
Budynek
Skrzela znajdują się po bokach odpowiednich wnęk kościanych ryb i są chronione osłonami. Każdy skrzel składa się z pięciu łuków. Cztery rozgałęzione łuki są w pełni uformowane, a jeden jest szczątkowy. Z zewnątrz łuk skrzelowy jest bardziej wypukły; po bokach łuków rozciągają się płaty skrzelowe, oparte na promieniach chrząstki. Łuki skrzelowe służą jako podpora do mocowania płatków, które są podparte ich podstawą na podstawie, a wolne krawędzie rozchodzą się do wewnątrz i na zewnątrz pod ostrym kątem. Na samych płatkach skrzelowych znajdują się tak zwane płytki wtórne, które znajdują się w poprzek płatka (lub płatków, jak się je również nazywa). Na skrzelach znajduje się ogromna liczba płatków; różne ryby mogą mieć od 14 do 35 na milimetr, o wysokości nie większej niż 200 mikronów. Są tak małe, że ich szerokość nie osiąga 20 mikronów.
Główną funkcją łuków skrzelowych
Łuki skrzelowe kręgowców służą jako mechanizm filtrujący za pomocą pręcików skrzelowych umieszczonych na łuku skierowanym w stronę ujścia ryby. Umożliwia to trzymanie w ustach zawiesin znajdujących się w kolumnie wodnej i różnych mikroorganizmów odżywczych.
W zależności od tego, co je ryba, pręciki skrzelowe również się zmieniły; oparte są na płytkach kostnych. Tak więc, jeśli ryba jest drapieżnikiem, wówczas jej pręciki znajdują się rzadziej i są niższe, a u ryb żywiących się wyłącznie planktonem żyjącym w kolumnie wodnej pręciki skrzelowe są wysokie i gęstsze. U ryb wszystkożernych pręciki mają środkowe położenie między drapieżnikami a planktonofagami.
Układ krążenia w krążeniu płucnym
Skrzela ryb mają jasny różowy kolor z powodu dużej ilości krwi wzbogaconej tlenem. Wynika to z intensywnego procesu krążenia krwi. Krew, która musi zostać wzbogacona w tlen (żylny), jest pobierana z całego organizmu ryby i wchodzi do łuków skrzelowych przez aortę brzuszną. Aorta brzuszna rozgałęzia się na dwie tętnice oskrzelowe, a następnie łuk tętniczy skrzelowy, który z kolei jest podzielony na dużą liczbę tętnic płatowych otaczających płaty skrzelowe znajdujące się wzdłuż wewnętrznej krawędzi promieni chrząstki. Ale to nie jest granica. Same tętnice płatkowe są podzielone na ogromną liczbę naczyń włosowatych, owijając grubą siatkę wokół wewnątrz i na zewnątrz płatków. Średnica naczyń włosowatych jest tak mała, że jest równa wielkości samej czerwonej krwinki, która przenosi tlen przez krew. Zatem łuki rozgałęzione służą jako wsparcie dla pręcików zapewniających wymianę gazową.
Z drugiej strony płatki wszystkie tętniczki brzeżne łączą się w jedno naczynie, które przepływa do żyły, w której unosi się krew, która z kolei przechodzi do oskrzeli, a następnie do aorty kręgowej.
Jeśli bardziej szczegółowo zbadamy rozgałęzione łuki ryb i przeprowadzimy badanie histologiczne, najlepiej zbadać przekrój podłużny. Widoczne będą więc nie tylko pręciki i płatki, ale także fałdy oddechowe, które stanowią barierę między środowiskiem wodnym a krwią.
Fałdy te są wyłożone tylko jedną warstwą nabłonka, a wewnątrz - naczyniami włosowatymi wspartymi przez komórki pylarowe (podtrzymujące). Bariera naczyń włosowatych i komórek oddechowych jest bardzo wrażliwa na wpływy środowiska. Jeśli w wodzie znajdują się zanieczyszczenia toksycznymi substancjami, ściany te puchną, złuszczają się i gęstnieją. Jest to obarczone poważnymi konsekwencjami, ponieważ proces wymiany gazu we krwi jest skomplikowany, co ostatecznie prowadzi do niedotlenienia.
Wymiana gazowa u ryb
Produkcja tlenu przez ryby odbywa się poprzez pasywną wymianę gazową. Głównym warunkiem wzbogacenia krwi w tlen jest stały przepływ wody w skrzela, a do tego konieczne jest, aby łuk skrzelowy i cały aparat zachowały swoją strukturę, wówczas funkcja łuków skrzelowych u ryb nie zostanie zakłócona. Rozproszona powierzchnia musi również zachować swoją integralność, aby właściwie wzbogacić hemoglobinę w tlen.
W przypadku pasywnej wymiany gazu krew w naczyniach włosowatych ryby przesuwa się w przeciwnym kierunku niż przepływ krwi w skrzelach. Ta funkcja przyczynia się do prawie całkowitej ekstrakcji tlenu z wody i wzbogacania krwi. U niektórych osób współczynnik wzbogacenia krwi w stosunku do składu tlenu w wodzie wynosi 80%. Przepływ wody przez skrzela następuje z powodu przepompowania go przez jamę skrzelową, a główną funkcję pełni ruch aparatu ustnego i pokryw skrzeli.
Co decyduje o częstości oddychania ryb?
Ze względu na charakterystyczne cechy można obliczyć częstość oddechów ryb, która zależy od ruchu pokryw skrzelowych. Stężenie tlenu w wodzie i zawartość dwutlenku węgla we krwi wpływa na częstość oddechów ryb. Ponadto te zwierzęta wodne są bardziej wrażliwe na niskie stężenie tlenu niż na dużą ilość dwutlenku węgla we krwi. Temperatura wody, pH i wiele innych czynników również wpływa na częstość oddechów.
Ryby mają specyficzną zdolność do wydobywania ciał obcych z powierzchni łuków skrzelowych i ich wnęk. Ta umiejętność nazywa się kaszlem. Pokrywy skrzeli są okresowo przykryte, a przy pomocy wstecznego ruchu wody wszystkie zawiesiny znajdujące się na skrzelach są wypłukiwane przez prąd wody. Taka manifestacja u ryb jest najczęściej obserwowana, jeśli woda jest zanieczyszczona zawiesinami lub substancjami toksycznymi.
Dodatkowe funkcje skrzeli
Oprócz głównych, oddechowych, skrzela pełnią funkcje osmoregulacyjne i wydalnicze. Ryby to w rzeczywistości organizmy amoniakalne, podobnie jak wszystkie zwierzęta żyjące w wodzie. Oznacza to, że końcowym produktem rozkładu azotu w ciele jest amoniak. To dzięki skrzela są uwalniane z organizmu ryby w postaci jonów amonowych podczas oczyszczania organizmu. Oprócz tlenu, soli, związków niskocząsteczkowych, a także dużej liczby jonów nieorganicznych w kolumnie wodnej, dostają się do krwi przez skrzela w wyniku biernej dyfuzji. Oprócz skrzeli wchłanianie tych substancji odbywa się za pomocą specjalnych struktur.
Liczba ta obejmuje określone komórki chlorkowe, które pełnią funkcję osmoregulacyjną. Są w stanie przenosić jony chloru i sodu, jednocześnie poruszając się w kierunku przeciwnym do dużego gradientu dyfuzji.
Ruch jonów chloru zależy od siedliska ryb. Tak więc u osobników słodkowodnych jony monowalentne są przenoszone przez komórki chlorkowe z wody do krwi, zastępując te, które zostały utracone w wyniku funkcjonowania układu wydalniczego ryb. Ale u ryb morskich proces odbywa się w przeciwnym kierunku: uwalnianie następuje z krwi do środowiska.
Jeśli stężenie szkodliwych pierwiastków chemicznych zostanie znacznie zwiększone w wodzie, może to zaburzyć pomocniczą funkcję osmoregulacji skrzeli. W rezultacie nie ilość substancji, która jest konieczna, ale znacznie wyższe stężenie dostaje się do krwioobiegu, co może niekorzystnie wpływać na stan zwierząt. Ta specyfika nie zawsze jest negatywna. Znając taką cechę skrzeli, możesz poradzić sobie z wieloma chorobami ryb, wprowadzając leki i szczepionki bezpośrednio do wody.
Oddychanie skóry różnych ryb
Absolutnie wszystkie ryby mają zdolność oddychania przez skórę. Ale tylko to, w jakim stopniu zostanie opracowany, zależy od wielu czynników: jest to wiek, warunki środowiskowe i wiele innych. Tak więc, jeśli ryba żyje w czystej bieżącej wodzie, odsetek oddychania skóry jest nieznaczny i wynosi tylko 2-10%, podczas gdy funkcja oddechowa zarodka jest wykonywana wyłącznie przez skórę, a także układ naczyniowy woreczka żółciowego.
Oddychanie jelitowe
W zależności od siedliska zmienia się sposób oddychania ryb. Tak więc tropikalne sumy i bochenki aktywnie oddychają przez jelita. Po połknięciu powietrze dostaje się tam i za pomocą gęstej sieci naczyń krwionośnych dostaje się do krwioobiegu. Ta metoda zaczęła się rozwijać u ryb w związku ze szczególnymi warunkami środowiskowymi. Woda w swoich zbiornikach wodnych z powodu wysokich temperatur ma niskie stężenie tlenu, które pogarsza zmętnienie i brak przepływu. W wyniku przemian ewolucyjnych ryby w takich zbiornikach nauczyły się przetrwać, wykorzystując tlen z powietrza.
Dodatkowa funkcja pęcherza pływackiego
Pęcherz pływacki przeznaczony jest do regulacji hydrostatycznej. To jest jego główna funkcja. Jednak u niektórych gatunków ryb pęcherz pływacki jest przystosowany do oddychania. Służy jako zbiornik powietrza.
Rodzaje struktury pęcherza pływackiego
W zależności od budowy anatomicznej pęcherza pływackiego wszystkie gatunki ryb dzielą się na:
- otwarta bańka;
- zamknięta bańka.
Pierwsza grupa jest najliczniejsza i jest główna, podczas gdy grupa ryb z zamkniętymi pęcherzykami jest bardzo mała. Należą do niego okoń, barwena, dorsz, stickleback itp. W rybach z otwartymi bąbelkami, zgodnie z nazwą, pęcherz pływacki jest otwarty do komunikacji z głównym strumieniem jelitowym, a u ryb z zamkniętymi pęcherzykami odpowiednio nie.
Cyprinidy mają również specyficzną strukturę pęcherza pływackiego. Jest podzielony na tylne i przednie kamery, które są połączone wąskim i krótkim kanałem. Ściany przedniej komory pęcherza składają się z dwóch skorup, zewnętrznej i wewnętrznej, podczas gdy zewnętrzna komora jest nieobecna w tylnej komorze.
Pęcherz pływacki jest wyłożony jednym rzędem nabłonka płaskonabłonkowego, po którym jest rząd luźnego łącznika, mięśnia i warstwy tkanki naczyniowej. Pęcherz pływacki ma charakterystyczne dla niego odbicie perłowe, które zapewnia specjalna gęsta tkanka łączna o strukturze włóknistej. Aby zapewnić wytrzymałość pęcherza na zewnątrz, obie komory są pokryte elastyczną membraną surowiczą.
