Абсолютно все живые существа нуждаются в кислороде. Они могут его брать из атмосферного воздуха или воды. Но У них нет таких сложных по строению органов, как легкие. Но у рыб есть жабры. Именно они помогают поглощать этот газ при дыхании. При этом функционируют они куда эффективнее, чем наши легкие, ведь они способны забрать из воды до 30% растворенного в ней кислорода. Но в действительности способов дыхания у рыб намного больше. Все они развились в результате долгой эволюции и присущи только определенным видам.
Как дышат рыбы жабрами?
Конечно, все рыбы без исключения имеют жабры. Их форма разнообразна. У одних видов это мешочки, у других - пластинки или лепестки. Но все эти приспособления направлены на одно - создание большей поверхности, пронизанной густой сетью капилляров, при сравнительно маленьком объеме пространства.
Вода с растворенным в ней кислородом поступает через глотку в тот момент, когда рыба широко открывает рот. Сами жабры - органы довольно нежные, поэтому их сверху прикрывает плотная жаберная крышка. Она также принимает непосредственное участие в дыхании. В тот момент, когда вода поступает в полость глотки, жаберные крышки плотно прилегают к голове. Так они препятствуют оттоку жидкости. Когда жаберные крышки открываются, давление меняется, и вода поступает в специальную полость. Она пронизана густой сетью кровеносных сосудов. расправляются, и происходит процесс газообмена. В кровь поступает кислород, а из нее выводятся не только углекислый газ, но и продукты обмена веществ. Выходит вода из жаберной полости через специальные щели. Вот так осуществляется дыхание рыб.
Рыбы, которые дышат через кожу
Конечно, рыбы дышат жабрами. Это известно всем. Но тогда как объяснить тот факт, что некоторые виды, которые оказываются вне воды, во влажной траве или земле, способны там прожить несколько часов? Как дышат рыбы в таких условиях? Уж точно не через жабры.
У ряда видов, таких как карась, угорь, карп, сазан, в процессе эволюции появилась дополнительная возможность. Они могут поглощать кислород через всю поверхность кожи. Особенно это актуально, когда уровень этого жизненно важного газа в воде опускается до критической отметки. Тогда жабры становятся не эффективными, и на первый план выходит кожное дыхание.
Как дышат лабиринтовые рыбы?
Многие владельцы аквариумов замечали, как дышат рыбы. Они часто подплывают к поверхности воды и немного высовывают наружу голову. Для чего они это делают?
Очень многие разновидности аквариумных рыбок обладают специфическим органом дыхания - лабиринтом. С его помощью они фактически могут поглощать кислород не из воды, а из атмосферного воздуха. При этом рыбка должна хотя бы раз в несколько часов подняться к поверхности и сделать вдох. В противном случае она погибнет.
Расположен жаберный лабиринт по обе стороны головы рыбы. Он находится над жабрами. Когда рыба заглатывает пузырек воздуха, он попадает в губчатые камеры лабиринта. Их стенки густо покрыты капиллярами. В них и проникает кислород, который потом разносится ко всем органам и тканям организма. Жаберный лабиринт помогает рыбам не только выжить в обедненном кислородом водоеме, но и перебраться в другой.
Рыбы, дышащие через кишечник
Возможно, многих это удивит, но есть один вид рыбок, который для дыхания использует кишечник. Это сомики рода Coridoras. Они дышат атмосферным воздухом. Хотя это не совсем так. В отличие от тех же лабиринтовых рыб, никаких специальных органов у них не существует. способен усваивать кислород своим желудком. Это рыба, которая дышит воздухом. Она просто заглатывает его и перекачивает в плавательный пузырь. Тут и происходит усвоение кислорода.
Рыбы, способные лазить по деревьям
Итак, чем дышат рыбы в воде, вполне понятно. Но как быть с теми, что могут несколько дней находиться вне воды? Думаете, таких не существует? Вовсе нет. Яркий представитель таких рыб - лазающий окунь. Он обитает на Дальнем Востоке.
Жабры этой уникальной рыбки устроены так, что она способна усваивать кислород из воздуха. Кроме того, у нее особенное строение чешуи, которое позволяет ей не только передвигаться по земле, но и лазить по деревьям. Собственно, за эту особенность она и получила свое название.
К слову сказать, этот вид далеко не единственный. Есть еще одна рыба, способная дышать воздухом, - это илистый шкипер. Обитает он в тех районах Африки, где часто наблюдаются сильные засухи. Эта рыба выработала интересный способ пережить эти неблагоприятные для себя периоды. Когда водоем пересыхает, шкипер зарывается в ил. Там он способен находиться без воды несколько месяцев. Только когда вода приходит вновь, он выходит из своего импровизированного убежища. Так поступает большинство двоякодышащих рыб. Эта группа заслуживает отдельного внимания.
Двоякодышащая рыба
Двоякодышащие рыбы относятся к очень древней группе. Палеонтологи находят останки этих существ в слоях и отложениях Достаточно продолжительное время их считали полностью исчезнувшим видом. И только после изучения природы Австралии и Африки в 19 веке было сделано ошеломляющее открытие. Были найдены современные виды двоякодышащих рыб. Это не только повлияло на взгляды ученых относительно систематики позвоночных, но и внесло свои коррективы в
У всех двоякодышащих рыб, помимо характерных жабр, обнаруживаются еще и одно или пара легких. Это видоизмененный С легкими млекопитающих эти органы не имеют ничего общего. Их стенки пронизаны многочисленными капиллярами, с помощью которых происходит газообмен. Дышат ли рыбы при этом кислородом, растворенным в воде? Конечно же, да. Но только когда его в воде хватает. Легкие им нужны только для того, чтобы переждать долгий период засухи, замуровавшись в иле, или для того, чтобы перейти из одного водоема в другой. Как правило, у них сильно развиты плавники, которые способны играть роль конечностей. Так, двоякодышащие рыбы могут совершать переходы длительностью даже в несколько дней.
Лето мы проводили в деревне. И часто папа приносил с речки целое ведерочко рыбы, с которой нас позволяли некоторое время поиграть. К большому моему удивлению, рыбешка вскоре начинала двигаться все слабее, а потом и вовсе умирала. Я не могла понять, как так – ведь вода в ведерочке есть, рыба в воде дышит – и что тогда случилось? Любопытство заставило меня разобраться в вопросе, как дышат рыбы . Оказалось, тут все хитрее, чем мне тогда казалось.
Как все-таки дышат рыбы
Перечислю основные варианты:
Почему в ведре рыба задыхается, а в реке – нет
Надо все-таки помнить, что рыба дышит не самой водой, а кислородом, который в ней содержится. В ведре его количество слишком мало – рыба быстро успевает «выдышать» его. Поэтому-то в аквариумах ставят специальные системы обогащения воды воздухом – чтобы домашние рыбки чувствовали себя хорошо.
Если эта система перестанет работать – рыбки начнут всплывать на поверхность , чтобы ухватить кислорода. Но долго на нем им не протянуть – и вскоре рыбки умрут.
Получается, что рыба может вполне задохнуться даже в родной стихии. Более того – даже в водоемах рыбы иногда умирают от нехватки кислорода . Например, во время засухи – когда воды в принципе становится меньше. Или зимой – когда проблематично возобновление кислорода
Откуда в воде появляется кислород, которым дышат рыбы
Есть три основных пути его появления. И они не очень отличаются от того, что происходит на поверхности Земли.
Полезно1 1 Не очень
Друзья, вы часто спрашиваете, поэтому напоминаем! 😉
Авиабилеты - сравнить цены от всех авиакомпаний и агентств можно !
Отели - не забываем проверять цены от сайтов бронирования! Не переплачивайте. Это !
Аренда авто - тоже агрегация цен от всех прокатчиков, все в одном месте, идем !
Долгих пять лет я училась на ихтиолога , перерезала для анализов столько рыбы, сколько многие даже не видели никогда. Проходила производственную практику на судне-тральщике, целый месяц бороздившем просторы Куйбышевского водохранилища, все курсовые и диплом писала про рыбу. Поэтому, рассказать вам, как она дышит и еще кое-что полезное, у меня точно получится.
Как же они дышат
Итак, дыхание у рыбок бывает двух видов: водное и воздушное. В первом участвуют:
- жабры;
- кожа .
Во втором:
- кожа;
- плавательный пузырь;
- кишечник;
- наджаберные органы.
Появились и трансформировались они под действием условий обитания. Конечно, наиглавнейшим органом , благодаря которому обитатели глубин могут дышать - это жабры. Каждая из двух жабр состоит из 5 дуг: четырех полностью сформировавшихся и одной «недоделанной». На этих дугах размещаются лепестки, а на них - лепесточки или, по-другому, вторичные пластинки. Их очень много, свыше 30 штук на каждый миллиметр. Благодаря лепесткам и лепесточкам площадь поверхности жабр бывает в несколько раз больше поверхности тела рыбы. И вся она густо-густо оплетена мельчайшими кровеносными сосудиками. Кровь , поступившая в них, забирает из воды растворенный кислород, захватывая его с помощью гемоглобина (не удивляйтесь, у рыб он тоже есть). И разносит живительный О₂ по всем органам и тканям рыбы.
А жабры ли главные
Несомненно, жабрами «пользуются» все рыбки без исключения . И их принято называть главными в обеспечении рыбьего дыхания. Но ведь именно вспомогательные способы были «придуманы» природой, чтобы дать водным жителям возможность выжить в неблагоприятных условиях . Эти механизмы начинают работать тогда, когда жабры становятся почти бесполезными. Например, дышать кожей тоже могут абсолютно все рыбы, только когда вода чистая и богата кислородом, необходимости в этом нет, и кожное дыхание составляет всего 5%. Зато когда О₂ в воде мало, интенсивность его возрастает до 80%.
Кое-что полезное «на десерт»
Рыбы - это не только животные, но и … ценный продукт питания. А некоторые знания о жабрах могут помочь выбрать «правильную» рыбку, не только вкусную, но и полезную. Вот вам три основных совета:
- выбирая рыбу, обязательно взгляните на жабры , розовые - смело покупайте;
- рыбку с ярко-розовыми жабрами лучше не брать , поверьте мне, нередки случаи, когда продавцы подкрашивают их марганцовкой, чтобы выдать лежалый товар за свежий улов;
- если готовите рыбу с головой, то обязательно удалите жабры , ведь вся бяка, содержащаяся в воде, накапливается именно в них.
Полезно0 0 Не очень
Комментарии0
Когда-то, когда я еще была совсем маленькой, родители подарили мне большой аквариум с разнообразными рыбками. Как они мне нравились даже и не описать словами, они были такими красивыми, и я подолгу сидела и разглядывала, как они плавают там в своем небольшом мирке, с маленьким замком и другими штучками. Но больше всего меня интересовало, как и чем они там дышат , там ведь совсем нет воздуха . Моя мама по образованию биолог, поэтому она мне все прекрасно объяснила, а я в свою очередь могу рассказать вам, ну если интересно, конечно.
В воде тоже можно дышать
Как оказалось, в воде тоже есть кислород , но содержание его в ней очень низкое, но рыбам этого достаточно. Конечно, человек и наземные животные дышать им не могут, для этого необходимо иметь жабры . Жабры – это и есть основной дыхательный орган рыб . Непрерывно пропуская через себя воду , жаберные лепестки обогащают кровь кислородом, через мембраны в воду выходит углекислый газ .
Но не все рыбы дышат только при помощи жабр, есть и другие органы , о них я вам сейчас расскажу поподробнее:
Почему рыбы иногда выползают на сушу
Иногда рыбам приходится некоторое время находиться на поверхности, к таким ситуациям относятся засуха, жара, отлив и загрязнение . Все эти явления приводят к снижению кислорода в воде, и рыбам приходится находиться на поверхности.
Полезно0 0 Не очень
Комментарии0
Помню, лет в 13 я увлекся рыбками и выпросил у родителей аквариум. Я тогда прочитал много книжек по разведению и уходу за рыбками и знал, что дышат они жабрами. Но и только. А не очень давно выяснил, что есть рыба, способная лазить по деревьям! Этот факт меня поразил, и я понял, что дело тут не только в жабрах…
Как дышат рыбы
В воде в двадцать раз меньше кислорода, чем в воздухе . Как же рыбы там выживают? Всё просто! Чтобы в воде нормально дышалось, нужны жабры. И ещё вода, которая все время должна поступать к жабрам . Поэтому рыба всё время глотает воду. Вода входит в рот рыбы, омывает жабры, отдаёт им кислород и выходит сквозь жаберные крышки. Чем больше размеры жабр, тем лучше используется находящийся в воде кислород.
Размер и форма жабр зависит образа жизни рыбы:
Большинство видов рыб дышит растворённым в воде кислородом, но есть такие, кто приспособился отчасти к воздушному дыханию. Например, двоякодышащая рыба-рогозуб () или змееголов (Дальний Восток), у которого имеется наджаберная полость, где кровь обогащается кислородом, когда рыба глотает воздух. И, конечно, илистый прыгун , который так меня поразил.
Эта рыбка относится к семейству бычковых и имеет ряд удивительных качеств. Её жаберная щель никогда не пересыхает благодаря специальной перегородке и ещё потому, что во рту у рыбки всё время есть запас воды. Во время отлива прыгун передвигается по илу с помощью мощных плавников. А глазки на макушке позволяют осматривать поверхность воды подобно перископу на подводной лодке. В случае опасности рыба спасается при помощи прыжков, либо может затаиться на дереве (нижние ветки) или зарыться в ил.
Вот такие удивительные создания эти рыбы!
Полезно0 0 Не очень
Комментарии0
Когда я была маленькая, мы с родителями часто ездили на дачу. Поблизости от нее был небольшой пруд, на берегу которого мне с другими детьми очень нравилось играть. Однажды, зачерпнув в нем ведерко, вместе с водой я достала малюсенькую рыбку! Я выловила ее из ведра, чтобы получше разглядеть, и к моему ужасу она стала задыхаться прямо у меня на руках! Я тогда очень испугалась и бросила ее обратно в ведерко. В воде рыба снова ожила!
Как дышат рыбы
После того случая на даче меня очень заинтересовали вопросы о том, каким же образом дышат рыбы в воде, как получают из нее кислород?
Интернета тогда еще у меня не было, поэтому я одолела маму вопросами. С мамой мне повезло, она у меня учитель географии, поэтому всегда доступно отвечает на все мои каверзные вопросы!
Она мне рассказала, что у рыб есть специальный орган – жабры. Именно благодаря жабрам и осуществляется дыхание. При вдохе рыба широко открывает рот, тогда жабры занимают определенное положение, при котором вода , проникающая в рот, не выходит обратно, а идет дальше через жаберные полости. Там через лепестки поглощается кислород из воды. Сюда же подходит окисленная кровь, чтобы насытиться кислородом и разнести его по всем тканям. При выдохе рыба закрывает рот, а вода выдавливается наружу через жаберные крышки.
Дополнительные органы дыхания рыб
Про основной орган дыхания я уже рассказала выше. Но, оказывается, есть еще несколько вспомогательных:
- Кожа. У рыб, обитающих в мутной воде, кожное дыхание очень развито. Кислород при таком способе дыхания просто поглощается через поверхность кожи.
- Плавательный пузырь. Это полезный для многих видов рыб орган. В нем накапливается воздух, который затем поглощается рыбой . Благодаря плавательному пузырю, рыба некоторое время может даже продержаться вне воды.
- Кишечник. Иногда он выполняет функцию плавательного пузыря.
- Легочные мешочки.
- Карманообразный отдел , присущий некоторым видам рыб. Стенки его наполнены капиллярами. Благодаря им и происходит дыхание. Рыбы, у которых имеется этот орган, могут прожить без воды пару дней.
Полезно0
Как дышат рыбы
Все живое на нашей планете нуждается в кислороде . Это основное условие для выживания, так как благодаря кислороду возможны окислительно-восстановительные процессы. Вода, даже при специальном насыщении, при температуре 20 градусов содержит не более 1% этого газа. Дыхание рыб в водной среде возможно благодаря такому органу, как жабры . Строение аппарата различно у разных групп рыб:
- мешковидные - круглоротые рыбы;
- пластинчатые - хрящевые рыбы;
- костистые - гребенчатые рыбы.
Основную функцию выполняют жаберные лепестки - крошечные мембраны, пронизанные миллионами капилляров . Через мембраны происходит «вытягивание» кислорода в кровь и отдача углекислого газа. Примечателен тот факт, что активные рыбы, в отличие от своих более медлительных «собратьев», часто дышат ртом. Это позволяет пропускать через дыхательный аппарат большее количество воды, тем самым получая больше кислорода. Жабры у них заметно крупнее, площадь мембран больше, что повышает респираторную способность . Интересно, что такие рыбы вынуждены двигаться даже во сне - в противном случае гибель их будет неминуема.
Смогут ли люди дышать под водой
Существует понятие - жидкостное дыхание - заполнение легочного пространства жидкостью, насыщенной необходимым количеством кислорода . Уже изучена подобная жидкость - перфтоуглеродное соединение , отвечающее требованиям растворимости кислорода и углекислого газа. Но как найти этому практическое применение? Например, при таком дыхательном процессе, станет возможным погружение на большие глубины, а в некоторых случаях возможно в качестве терапии различных заболеваний. Жак Ив Кусто считал, что рано или поздно человечество найдет способ пересадки акульих жабр человеку, в точности как в произведении А.Р. Беляева «Человек-амфибия»
Благодаря процессам дыхания организм получает элексир жизни - кислород, разносимый кровью по тканям тела. У рыб поглощение кислорода и поступление его в кровь, происходит, в первую очередь, в жабрах, имеющих множество мельчайших кровеносных капилляров. Дополнительными органами дыхания, снабжающими кровь кислородом, могут служить брызгальца, имеющиеся у акул и скатов на голове перед глазами, лабиринт (воздушная полость, снабженная кровеносными сосудами), плавательный пузырь, кишечник.
Своеобразное приспособление имеется у электрического угря Electrophorus sp. Южной Америки. При работе его электрических батарей происходит электролиз непосредственно в крови рыбы, и вода разлагается на кислород и водород. Последний выпускается пузырьками через жабры, а кислород разносится кровью по всему организму. Угорь хорошо чувствует себя в заморных тропических озерах-полуболотах при высокой температуре воды.
В процессе индивидуального развития и роста рыб дыхательный аппарат их меняется. У личинок и ранней молоди большинства рыб кровеносные сосуды покрывают всю поверхность желточного мешка, грудных плавников, головы, жаберных крышек, у некоторых видов - всю поверхность тела. Постепенно развивается жаберное дыхание. Грудные плавники играют важную роль в дыхании рыб на всех этапах их развития, помогая вентиляции дыхательной системы. Однако у акул грудные плавники не способны совершать дыхательные движения. У них, так же, как и у некоторых других быстродвижущихся рыб, например, скумбриевых, имеется пассивное дыхание. При скорости 2 метра в секунду и выше рот песчаной акулы Carcharias sp. полуоткрыт, и вода, омывая жаберную полость, обеспечивает поступление кислорода. Обычное активное дыхание у песчаной акулы наблюдается лишь при очень медленном движении и в покое.
Возможно, пассивное дыхание свойственно более широкому числу видов. Во всяком случае, известно, что больших быстроходных акул нельзя содержать в маленьких бассейнах, где они не могут развить скорости, достаточной для полноценного дыхания. Постепенно рыбы становятся анемичными и гибнут от удушья. Интересно, что и для частого спутника акулы - прилипалы Remora sp. характерно пассивное дыхание.
Жабры у рыбы работают только в воде. Если ее вытащить на сушу, вода из жабр выливается, они обсыхают и склеиваются. Сельди и толстолобик в этом случае погибают почти мгновенно, немногим дольше живут форели, лососи, судак. У карася и сазана жаберные крышки плотно закрываются, и рыбы несколько часов остаются живыми в мокрой траве. Дело в том, что они потребляют мало кислорода, и при "выключенных" жабрах он поступает в кровь через поверхность кожи. Кожное дыхание в какой-то степени свойственно осетровым, щуке.
В прошлом столетии к столу именитых купцов нередко доставляли живых осетров, которых по нескольку суток везли без воды в брезентовой люльке. В рот рыбы клали кусочек ваты, пропитанной коньяком или спиртом. "Захмелевшая" рыба, впав в оцепенение, отлично выдерживала путешествие. А стерлядь к царскому столу доставляли в живом виде после 3-5 суток пути в корзинах с влажным мхом.
На холоде долго живет без воды щука. Если ее завернуть в плотную бумагу, она может "ожить" спустя 3 часа. Сильно развито кожное дыхание у угря. Он по многу суток может обходиться без воды и по утрам нередко переползает из водоема в водоем. Даже обыкновенный карась благодаря активному кожному дыханию способен по году и более выживать в иле пересохших озер, пока водоем не заполнится водой. В Северном Казахстане, где много бессточных озер с сильными колебаниями уровня воды, нередко наблюдаются такие случаи.
Вспомним также об удивительной тропической рыбке - илистом прыгуне, или периофтальмусе Periophtalmus sp. Передняя пара плавников у него превратилась в подобие ног, что дает возможность совершать прыжки. Прыгуна не встретишь плавающим в воде, часами он сидит или ползает во влажной атмосфере мангров по веткам и корням, гоняясь за насекомыми. Его любимая поза - тело на суше, хвост в воде. Тонкая кожа хвоста, насыщенная множеством расположенных на поверхности капилляров, легко пропускает кислород. Хвост, таким образом,- важный орган дыхания. Жабры этой рыбы защищены от высыхания плотно закрывающимися крышками. Основная часть кислорода поступает как через кожу тела и головы, так и через слизистую оболочку ротовой и жаберной полости, насыщенную сосудами.
У нашего вьюна наблюдается особый вид дополнительного дыхания - кишечное. Заглатывая воздух, вьюн пропускает его через кишечник, в котором имеется густая сеть кровеносных сосудов. Вьюн тоже может жить в высохшем водоеме под слоем сухого ила толщиной 30-40 сантиметров.
Атмосферный воздух для дыхания заглатывают и другие рыбы нашей средней полосы. Часто в летний зной в зарослях тростника и осоки на озере или речке слышится чмоканье. Его издают, высунув голову из воды, линь, карась, сазан. Заглотанный воздух при движении через жабры обогащает воду в полости кислородом. Такое дыхание вынужденно и наступает при ухудшении кислородного баланса а водоеме.
Но для некоторых тропических рыб дыхание атмосферным воздухом является нормальным и обязательным. У лабиринтовых рыб для этого имеется надносовая полость, снабженная множеством кровеносных сосудов. Даже а воде с достаточным количеством кислорода они регулярно поднимаются к поверхности, чтобы пополнить запас воздуха. Таким же свойством обладает и змееголов, обитающий сейчас и в европейской части СССР. Окунь-ползун анабас Anabas sp. после дождей выползает из воды в поисках земляных червей, и нередко птицы заносят его на верхушки деревьев.
Пожалуй, нет у рыб другого органа, имеющего столь многоцелевое назначение, как плавательный пузырь. Он может функционировать как орган дыхания, слуха, регулятор плавучести и источник звука. Плавательный пузырь, как показывает история его развития, возник из складок слизистой оболочки передней кишки. Дыхательная функция плавательного пузыря является, видимо, более ранней. К этой мысли приводит тот факт, что гидростатическая функция пузыря появляется у более поздних рыб - костистых. У ряда видов, например у тропического сомика Doras sp. , он играет роль легкого. Известный путешественник прошлого века Шомбург описывал, как сомики при пересыхании родного водоема стаями совершали перекочевки по суше в поисках новых водоемов. Тысячи рыб ползли со скоростью медленно идущего человека, подталкивая туловище гибким хвостом и опираясь на иглы грудных плавников.
Еще лучше приспособлены к дыханию атмосферным воздухом двоякодыщащие рыбы, родственники предков первых наземных позвоночных. Они могут дышать как жабрами, так и ячеистым плавательным пузырем, который подобно настоящим легким состоит из двух долей. Так, например, африканская рыба протоптерус Protopterus sp. при полном высыхании водоема зарывается в ил, роет гнездо, вокруг своего тела сооружает из ила кокон и впадает в спячку. На глубине 0,5м он может пребывать в спячке до 2-3 лет. Как только вода заливает кокон и он растворяется, рыба выбирается на поверхность и начинает активный образ жизни.
Протоптерус располагается в коконе ртом к отверстию, кожа остается влажной. Продукты обмена скапливаются в тканях и выделяются после пробуждения рыбы из спячки. Родственник протоптеруса австралийский рогозуб Ceratodus sp. живет в заросших реках с медленным течением. В конце лета, когда река распадается на изолированные бочаги и вся рыба погибает, рогозуб в спячку не впадает, а существует, дыша воздухом, за которым поднимается к поверхности. Туземцы отыскивают его по характерным чмокающим звукам, которые рыба издает, заглатывая воздух. Крупнейшая пресноводная рыба - арапаима Arapaima sp. , обитающая в бассейне Амазонки, тоже дышит пузырем, выглядящим, как губчатые легкие наземных животных. В них существует артериальный и венозный поток крови, разделение которого еще недостаточно совершенно. Жабры используются рыбой лишь на первом месяце жизни, затем она дышит только при помощи пузыря. Вода в "легкие" не попадает. За кислородом рыба также поднимается к поверхности, молодь - 20-30 раз в час, взрослая - 6-10 раз. Академик И.И.Шмальгаузен, рассматривая происхождение наземных позвоночных животных, пришел к выводу, что выход рыбы на сушу произошел в прогреваемых пресноводных водоемах с недостатком кислорода, где в преимущественном положении оказались формы, способные дышать атмосферным кислородом. Первичными органами их дыхания были, как уже сказано, кожа и плавательный пузырь, из которого впоследствии развились легкие. В девонский период (320-400млн. лет назад) широко распространились древние двоякодышащие рыбы, вымершие родственники современных двоякодышащих, а также кистеперые. У тех и других форм конечности были приспособлены не только для плавания, но и для ползания по суше. Но для того, чтобы по-настоящему завоевать сушу, позвоночным потребовалось еще 200млн. лет.
Рыб можно встретить в болотах, озерах, морях и реках всех географических поясов планеты. Всю свою жизнь они проводят под водой, не испытывая при этом никаких трудностей с дыханием. У большинства из них нет необходимости всплывать на поверхность, чтобы заглотнуть очередную порцию воздуха. Чем дышат рыбы? Какие механизмы помогают им выживать в водной среде? О внутреннем строении рыб и природных хитростях этих водных животных мы и поговорим в нашей статье.
Потребность в кислороде
В водной среде рыбы являются преобладающей группой животных. В реках и океанах они проходят все стадии их биологического развития - от икринки до взрослой особи. При этом лишь немногие виды могут время от времени выныривать и вдыхать атмосферный воздух, большинство же приспособилось жить без него.
Но чем дышат рыбы, будучи постоянно в воде? Как и другим позвоночным, для нормальной жизнедеятельности им необходим кислород. Его они «добывают» не из воздуха, а прямо из воды, буквально фильтруя ее. Чтобы получить достаточное количество газа, им приходится «перерабатывать» огромное количество жидкости.
Содержание кислорода в водоеме крайне важно для их нормального функционирования, а недостаток вызывает у животных кислородное голодание и смерть. Однако нормы концентрации газа у каждого вида свои. Например, линь и сазан живут в стоячих водоемах и способны выживать даже при слабом присутствии кислорода (от 4 см 3 /л до 0,5 см 3 /л). Форель, лосось, судак, наоборот, очень требовательны. Они нуждаются в концентрации газа больше 7 см 3 /л.
Восприятие рыб изменяется с их возрастом, с переходом от сезона к сезону, а также в зависимости от их активности. Так, чем моложе и подвижнее особь, тем больше она нуждается в кислороде. Потребности сильно возрастают перед нерестом, когда рыбе необходимо много сил и энергии. В жару и при зимнем замерзании водоема возникает недостаток кислорода, отчего животные испытывают трудности с дыханием.
Чем дышат рыбы? Приспособления для газообмена
Точно так же, как и у нас, газообмен у рыб осуществляется при помощи кровеносной системы. Для этого у большинства из них существует всего один круг кровообращения и двухкамерное сердце, у двоякодышащих видов таких кругов два. К сердцу кислород поступает по сосудам, а к ним попадает через жабры, которые и отфильтровывают газ из воды.
Дыхательная система рыб, по сути, эффективнее человеческой. Она способна фильтровать из воды в два-три раза больше кислорода, чем легкие отделяют из атмосферы. В основном рыбы дышат жабрами, но иногда их работы недостаточно или условия не позволяют их нормально использовать. В таком случае к ним подключаются другие специальные органы.
Дополнительных или альтернативных способов дыхания у рыб довольно много. Абсолютно все виды помогают себе, частично осуществляя газообмен через кожные покровы. Некоторые также используют плавательный пузырь, другие - кишечник или слепой отросток в желудке. Некоторые виды приспособились к дыханию воздухом атмосферы, для этого они используют лабиринтовые или наджаберные органы.
Внутреннее строение рыб: как устроены жабры
Дыхание рыб начинается с заглатывания воды ртом. В глотке у них расположен жаберный аппарат, в котором и происходит дальнейший процесс. Аппарат состоит из жаберных дуг, расположенных по бокам животного. Их поддерживают жаберные лепестки и тычинки. Снаружи у костистых рыб дуги покрыты крышками.
Жабры у рыб соединены с многочисленными кровеносными сосудами. Попадая в глотку, вода проходит через жаберные дуги, омывает лепестки и отдает кислород прикрепленным к ним артериям. Обогащенная кровь направляется к сердцу и тканям, а оттуда возвращается в глотку, где отдает воде углекислый газ и выводит ее через жаберные щели наружу.
Двоякодышащие рыбы
Как было сказано выше, главным инструментом для газообмена являются жабры. Однако чем дышат рыбы, которых называют «двоякодышащими»? Эти животные сейчас представлены всего одним отрядом, который включает шесть видов. Обитают они возле Австралии, Африки и Южной Америки.
Из всех рыб именно они являются ближайшими родственниками четвероногих. Еще одна их особенность заключается в том, что кроме жабр, у них имеются упрощенные легкие. Такое приспособление позволяет им обитать в водоемах с очень маленьким количеством кислорода, а в случае необходимости получать его из атмосферного воздуха, выныривая на поверхность.
Лабиринтовые или ползуновидные рыбы
Лабиринтовые рыбы представляют отряд лучеперых. К ним относится много аквариумных видов, например ляпиус, гурами, сиамские петушки, макроподы, лябтозы и другие. В природе они обитают в пресных водах Африки и Азии.
Все они тоже умеют дышать воздухом. У них нет легких, но есть специальный орган в виде кармашка, состоящий из множества пластин. К его стенкам подходят капилляры, с которыми и происходит обмен газами. Лабиринтовый орган расположен над жабрами рыбы. Благодаря ему животные могут несколько дней существовать без воды. При этом «второе дыхание» не является удобным дополнением к жабрам. Не использовать лабиринтовый орган они не могут, поэтому вынуждены периодически выныривать из воды, иначе рискуют задохнуться.
Почему рыбы, вынутые на воздух, погибают? - Дети обычно отвечают, что у них высыхают жабры. Но ведь поверхность наших легких тоже соприкасается с сухим воздухом - почему же она не высыхает?
Дети говорят "мы дышим носом, и воздух там увлажняется". Молодцы. А когда зловещие физруки заставляют вас бежать 10 кругов - вы тоже дышите носом? Нет, вы дышите ртом, он широко открыт, и язык ваш лежит на плече.
Причина гибели рыб на воздухе - слипание (смыкание) жаберных лепестков: они рассчитаны на поддержку воды и на воздухе «опадают». Вы могли видеть такое, если вынимали «пушистые» водоросли из аквариума - на воздухе они сразу теряют свою пушистость и превращаются в склизкие комочки.
Решение проблемы - армировать жабры, то есть вставлять в жаберные лепестки скелетные элементы, чтобы лепестки не опадали. Почему рыбы этого не делают - понятно: они водные жители и, вообще-то говоря, на сушу не собираются.
Точно не собираются?
Беситься с жиру - человеческое занятие, а от рыб как-то ожидаешь более разумного поведения. И тут - нá тебе! Лезут! На сушу! ...Точно так же любой старый старикашка говорит про молодых выскочек: «Ишь, умный какой выискался!» - забывая, что 500 миллионов лет назад он сам был абсолютно таким же.
Палеонтологи говорят, что все наземные позвоночные являются дальними потомками рыб, когда-то выползших на сушу. - Поэтому мы и волнуемся так, и кричим рыбам: «Здесь уже занято, ползите назад!» Рыбы отвечают: «Да ладно вам, мы же не собираемся на вашей суше жить, нам бы только засуху/жару/отлив/загрязнение переждать!»
Засуха. Больше всего не повезло рыбам, живущим в пресных водоемах. В особо жарких местах такие водоемы могут пересохнуть, и что тогда делать? Либо помирать, либо отправляться искать другой водоем. Понятно, что рыбы стараются делать это влажной и росистой ночью, но все равно - они ползут по суше!
Жара. Впрочем, и без пересыхания в пресном водоеме летом не соскучишься: в теплой воде очень мало кислорода, а в горячей почти совсем нет, так что пользы от такой воды (в смысле дыхания) немного. А кислорода как назло требуется больше, чем обычно - ведь рыбы - холоднокровные животные, и при нагревании воды скорость их обмена веществ увеличивается автоматически.
Отлив. Луна, летая вокруг Земли, формирует небольшой . Когда этот бугорок у нас - наступает прилив, когда не у нас - отлив. Рыбы, не желающие покидать родную (богатую пищей) приливно-отливную зону, во время отлива остаются на освободившейся суше (скорее, жиже).
Загрязнение. Кстати, о жиже. Жабры, по своему первоначальному предназначению (вспомним ланцетника) являются фильтрами, задерживающими разную водную мелочь. Если в воде по какой-то причине становится слишком много микроскопических частиц, то рыбные жабры могут просто засориться, как унитазы.
Армируем жабры
1 - жабры обычных рыб в воде.
2 - жабры обычных рыб на воздухе слипаются. Из-за этого поверхность, через которую идет газообмен (обведенная черненьким) резко уменьшается.
3 - армированные жабры: грубовато, зато надежно.
Пример армированных рыб - илистые прыгуны, живущие в приливно-отливной зоне тропической части Тихого и Индийского океанов. В момент отлива они остаются на суше, но не лежат тупо среди ила и не ждут, пока их съест какая-нибудь крыса, а с помощью своих мощных плавников «с поразительной ловкостью лазают по воздушным корням прибрежных мангровых зарослей» (БСЭ), забираясь на высоту до 2 м.
Дышим поверхностью ротовой и жаберной полостей
Лабиринтовые рыбы дышат в основном с помощью лабиринта
- органа, находящегося над жабрами и по строению напоминающего нашу с вами носовую полость (множество тонких костных пластинок, покрытых слизистой оболочкой с большим количеством кровеносных сосудов). На картинке разрезан анабас (ползун, его лабиринтовый орган похож на комок смятой бумаги). Второе название анабаса говорит само за себя - он ползает
.
Предводителем (под)отряда лабиринтовых является известная по аквариумам рыбка гурами, которая в природе вырастает до 60 см. Латинское название гурами (оsphronemus) означает «обоняющий» - описавший ее зоолог увидел, как часто она всплывает и втягивает воздух, и посчитал, что она что-то вынюхивает. На самом деле - она так дышит, и если лишить ее возможности всплывать, то гурами задохнется (ее жабры недоразвиты - следовательно, эти рыбы могут утонуть
). Если же, с другой стороны, оставить аквариум с гурами открытым, то рыбки, подышав слишком свежим воздухом, могут легко простудиться.
Тропические сомы увеличивают поверхность своего наджаберного органа проще - без всяких хитрых складок-лабиринтов просто удлиняют его вдоль тела, получается мешок, похожий на примитивное легкое.
Дышим легкими
Костные рыбы первоначально возникли на суше, а значит, они сразу же столкнулись с засухой, жарой и загрязнением. Скорее всего, древнейшие костные рыбы изначально имели легкие и использовали его для дыхания. Затем с ходом эволюции
- часть костных рыб вылезла на сушу и осталась там насовсем, превратившись в древних земноводных (их в этой статье нет, потому что она про рыб);
- часть костных рыб вернулась в океан, где больших проблем с кислородом нет, поэтому их легкие превратились в плавательный пузырь (см. ниже);
- часть костных рыб осталась зимовать на суше, поэтому они совершенно спокойно дышат легкими (прямо сейчас).
Легкими дышат современные двоякодышащие рыбы - метровый амазонский лепидосирен, двухметровый австралийский рогозуб, и три вида африканских протоптеров. Последние среди рыб являются чемпионами по безводной жизни: при полном высыхании водоема они могут зарываться в грунт и сидеть там 5-9 месяцев , дыша атмосферным воздухом.
Дышим плавательным пузырем и/или кишечником
Открытопузырные рыбы (у которых плавательный пузырь соединен с пищеводом) помещают воздух в плавательный пузырь путем простого заглатывания. Следовательно, пока пузырек воздуха движется по пищеводу, и после, когда он уже попадет в пузырь, из него при желании можно поглощать кислород. Пример - североамериканская ильная рыба (на фото), имеет ячеистый пузырь, длину до 75 см, остается живой на воздухе в течение суток.
Вьюны (см. первое фото статьи) питаются воздухом, как мы с вами - манной кашей. Непосредственно функцию газообмена выполняет задний отдел кишечника. Вьюны заглатывают воздух, пузырьки воздуха проходят через всю кишку, в задней кишке происходит газообмен, пузырьки выбрасываются через анальное отверстие. По-моему, довольно хлопотно.
Дышим поверхностью тела
Поверхность тела у нас (у животных, в отличие от растений и грибов) относительно небольшая, поэтому использовать ее как основной источник кислорода могут только неспешные ледяные рыбы (ещё раз: рыбы - холоднокровные животные; при температуре 1-2°С обмен веществ у них идет очень медленно, кислорода хватает - ледяные рыбы даже отказались от гемоглобина и эритроцитов).
