Zivis elpo divu veidu: gaiss un ūdens. Šīs atšķirības radās un uzlabojās evolūcijas procesā, dažādu ārējo faktoru ietekmē. Ja zivīm ir tikai ūdens tipa elpošana, tad šis process tiek veikts ar ādas un žaunu palīdzību. Gaisa tipa zivīm elpošanas process notiek ar supragillāro orgānu, peldpūšļa, zarnu un caur ādu palīdzību. Galvenie elpošanas orgāni, protams, ir žaunas, bet pārējie ir palīgierīces. Tomēr palīgorgāni vai papildu orgāni ne vienmēr spēlē sekundāru lomu, visbiežāk tie ir vissvarīgākie.
Zivju elpošanas šķirnes
Skrimšļainajām un kaulainajām zivīm ir dažādas žaunu vāku struktūras. Tātad pirmajiem ir starpsienas žaunu spraugās, kas nodrošina žaunu atvēršanos uz āru ar atsevišķiem caurumiem. Šīs starpsienas ir pārklātas ar žaunu pavedieniem, kas savukārt ir izklāti ar asinsvadu tīklu. Šī žaunu vāku struktūra ir skaidri redzama raju un haizivju piemērā.
Tajā pašā laikā kaulainām sugām šīs starpsienas ir samazinātas kā nevajadzīgas, jo žaunu vāki ir kustīgi paši. Zivju žaunu arkas darbojas kā atbalsts, uz kura atrodas žaunu pavedieni.
Žaunu funkcijas. Žaunu arkas
Vissvarīgākā žaunu funkcija, protams, ir gāzes apmaiņa. Ar to palīdzību no ūdens tiek absorbēts skābeklis, un tajā izdalās oglekļa dioksīds (oglekļa dioksīds). Taču tikai daži cilvēki zina, ka žaunas arī palīdz zivīm apmainīties ar ūdens un sāls vielām. Tādējādi pēc apstrādes vidē izdalās urīnviela un amonjaks, starp ūdeni un zivju ķermeni notiek sāļu apmaiņa, un tas galvenokārt attiecas uz nātrija joniem.
Zivju apakšgrupu evolūcijas un modifikācijas procesā mainījās arī žaunu aparāts. Tātad kaulainām zivīm žaunas izskatās kā ķemmīšgliemenes, skrimšļainās tās sastāv no plāksnēm, un ciklostomās ir maisa formas žaunas. Atkarībā no elpošanas aparāta uzbūves atšķiras arī zivju žaunu loka uzbūve un funkcijas.
Ēka
Žaunas atrodas kaulainu zivju atbilstošo dobumu malās un ir aizsargātas ar vākiem. Katra žauna sastāv no piecām arkām. Četras žaunu arkas ir pilnībā izveidotas un viena ir rudimentāra. No ārpuses žaunu arka ir izliektāka, žaunu pavedieni stiepjas uz velvju sāniem, kuru pamatā ir skrimšļaini stari. Žaunu arkas kalpo kā balsts ziedlapu piestiprināšanai, kuras tiek turētas uz tām aiz pamatnes ar pamatni, un brīvās malas akūtā leņķī atšķiras iekšā un ārā. Uz pašām žaunu ziedlapiņām ir tā sauktās sekundārās plāksnes, kas atrodas pāri ziedlapai (vai ziedlapiņām, kā tās sauc arī). Uz žaunām ir milzīgs skaits ziedlapu, dažādās zivīs tās var būt no 14 līdz 35 vienāmilimetrs, ar augstumu ne vairāk kā 200 mikronus. Tie ir tik mazi, ka to platums nesasniedz pat 20 mikronus.
Žaunu arku galvenā funkcija
Mugurkaulnieku žaunu arkas veic filtrēšanas mehānisma funkciju ar žaunu grābekļu palīdzību, kas atrodas uz arkas, kas vērsta pret zivju mutes dobumu. Tas ļauj saglabāt suspendētās cietās vielas ūdens stabā un dažādus barības vielu mikroorganismus mutē.
Atkarībā no tā, ko zivs ēd, ir mainījušies arī žaunu grābekļi; to pamatā ir kaulu plāksnes. Tātad, ja zivs ir plēsējs, tad tās putekšņi atrodas retāk un ir zemāki, un zivīm, kas barojas tikai ar planktonu, kas dzīvo ūdens stabā, žaunu grābekļi ir augsti un blīvāki. Zivīm, kas ir visēdājas, putekšņlapas atrodas pa vidu starp plēsējiem un planktona barotājiem.
Plaušu cirkulācijas asinsrites sistēma
Zivju žaunām ir spilgti rozā krāsa, pateicoties lielajam asiņu daudzumam, kas bagātināts ar skābekli. Tas ir saistīts ar intensīvu asinsrites procesu. Asinis, kuras nepieciešams bagātināt ar skābekli (venozās), tiek savāktas no visa zivs ķermeņa un caur vēdera aortu nonāk žaunu lokos. Vēdera aorta sazarojas divās bronhu artērijās, kam seko žaunu artērijas arka, kas, savukārt, ir sadalīta lielā skaitā ziedlapu artēriju, aptverot žaunu pavedienus, kas atrodas gar skrimšļa staru iekšējo malu. Bet tas nav ierobežojums. Ziedlapu artērijas pašas ir sadalītas milzīgā skaitā kapilāru, kas aptver iekšējosun ziedlapu ārējā daļa. Kapilāru diametrs ir tik mazs, ka tas ir vienāds ar paša eritrocīta izmēru, kas pārvadā skābekli pa asinīm. Tādējādi žaunu arkas darbojas kā atbalsts grābekļiem, kas nodrošina gāzes apmaiņu.
Ziedlapu otrā pusē visas marginālās arteriolas saplūst vienā asinsvadā, kas ieplūst vēnā, kas ved asinis, kas, savukārt, nonāk bronhiālajā un pēc tam muguras aortā.
Ja sīkāk aplūkojam zivju žaunu lokus un veicam histoloģisku izmeklēšanu, vislabāk ir izpētīt garengriezumu. Tātad būs redzami ne tikai putekšņlapiņas un ziedlapiņas, bet arī elpceļu krokas, kas ir barjera starp ūdens vidi un asinīm.
Šīs krokas ir izklātas tikai ar vienu epitēlija slāni, un iekšpusē - kapilāri, ko atbalsta pīlāra šūnas (atbalsta). Kapilāru un elpošanas šūnu barjera ir ļoti neaizsargāta pret ārējās vides ietekmi. Ja ūdenī ir toksisku vielu piemaisījumi, šīs sienas uzbriest, notiek atslāņošanās, tās sabiezē. Tam ir nopietnas sekas, jo tiek traucēts gāzu apmaiņas process asinīs, kas galu galā izraisa hipoksiju.
Gāzes apmaiņa zivīs
Skābekli zivis iegūst pasīvās gāzu apmaiņas ceļā. Galvenais nosacījums asins bagātināšanai ar skābekli ir pastāvīga ūdens plūsma žaunās, un šim nolūkam ir nepieciešams, lai žaunu arka un viss aparāts saglabātu savu struktūru, tad žaunu velvju funkcija zivīs netiks pildīta. traucēta. Izkliedētajai virsmai arī jāsaglabā tā integritātepareiza hemoglobīna bagātināšana ar skābekli.
Pasīvai gāzu apmaiņai asinis zivju kapilāros pārvietojas pretējā virzienā, salīdzinot ar asins plūsmu žaunās. Šī funkcija veicina gandrīz pilnīgu skābekļa ekstrakciju no ūdens un asiņu bagātināšanu ar to. Dažiem indivīdiem asins bagātināšanas ātrums attiecībā pret skābekļa sastāvu ūdenī ir 80%. Ūdens plūsma caur žaunām notiek, izsūknējot to caur žaunu dobumu, savukārt galveno funkciju veic mutes aparāta, kā arī žaunu vāku kustība.
Kas nosaka zivju elpošanas ātrumu?
Raksturīgo pazīmju dēļ ir iespējams aprēķināt zivju elpošanas ātrumu, kas atkarīgs no žaunu vāku kustības. Skābekļa koncentrācija ūdenī un oglekļa dioksīda saturs asinīs ietekmē zivju elpošanas ātrumu. Turklāt šie ūdensdzīvnieki ir jutīgāki pret zemu skābekļa koncentrāciju nekā lielu oglekļa dioksīda daudzumu asinīs. Elpošanas ātrumu ietekmē arī ūdens temperatūra, pH un daudzi citi faktori.
Zivīm piemīt īpaša spēja izvilkt svešķermeņus no žaunu velvju virsmas un to dobumiem. Šo spēju sauc par klepu. Žaunu vāki periodiski tiek pārklāti, un ar ūdens apgrieztās kustības palīdzību visas suspensijas uz žaunām tiek izskalotas ar ūdens straumi. Visbiežāk šī izpausme zivīm tiek novērota, ja ūdens ir piesārņots ar suspendētām vielām vai toksiskām vielām.
Papildu žaunu funkcijas
Papildus galvenajām veic elpošanas, žaunasosmoregulācijas un ekskrēcijas funkcijas. Zivis faktiski ir amonioteliski organismi, tāpat kā visi ūdenī dzīvojošie dzīvnieki. Tas nozīmē, ka organismā esošā slāpekļa sadalīšanās galaprodukts ir amonjaks. Pateicoties žaunām, tas izdalās no zivju ķermeņa amonija jonu veidā, vienlaikus attīrot ķermeni. Bez skābekļa pasīvās difūzijas rezultātā caur žaunām asinīs nonāk sāļi, mazmolekulāri savienojumi, kā arī liels skaits neorganisko jonu, kas atrodas ūdens kolonnā. Papildus žaunām šo vielu absorbcija tiek veikta, izmantojot īpašas struktūras.
Šis skaitlis ietver specifiskas hlorīda šūnas, kas veic osmoregulācijas funkciju. Tie spēj pārvietot hlorīda un nātrija jonus, vienlaikus pārvietojoties pretējā virzienā lielam difūzijas gradientam.
Hlorīda jonu kustība ir atkarīga no zivju dzīvotnes. Tātad saldūdens indivīdiem monovalentos jonus pārnes hlorīda šūnas no ūdens uz asinīm, aizstājot tos, kas tika zaudēti zivju izvadsistēmas darbības rezultātā. Bet jūras zivīs process notiek pretējā virzienā: izdalīšanās no asinīm notiek vidē.
Ja ūdenī jūtami palielinās kaitīgo ķīmisko elementu koncentrācija, tad var tikt traucēta žaunu osmoregulācijas palīgfunkcija. Rezultātā asinīs nonāk nevis nepieciešamais vielu daudzums, bet gan daudz lielākā koncentrācijā, kas var nelabvēlīgi ietekmēt dzīvnieku stāvokli. Šī specifika navvienmēr ir negatīvs. Tātad, zinot šo žaunu īpašību, jūs varat cīnīties ar daudzām zivju slimībām, ielaižot zāles un vakcīnas tieši ūdenī.
Dažādu zivju ādas elpošana
Pilnīgi visām zivīm piemīt ādas elpošanas spēja. Tas ir tikai tas, cik lielā mērā tas tiek attīstīts - tas ir atkarīgs no daudziem faktoriem: tas ir vecums, vides apstākļi un daudzi citi. Tātad, ja zivs dzīvo tīrā tekošā ūdenī, tad ādas elpošanas procents ir nenozīmīgs un ir tikai 2-10%, savukārt embrija elpošanas funkcija tiek veikta tikai caur ādu, kā arī caur asinsvadu sistēmu. žultspūšļa maisiņš.
Zarnu elpošana
Atkarībā no dzīvotnes mainās zivju elpošana. Tātad, tropu sams un lops zivis aktīvi elpo caur zarnām. Norijot, tur iekļūst gaiss un jau ar blīva asinsvadu tīkla palīdzību iekļūst asinīs. Šī metode sāka attīstīties zivīs īpašu vides apstākļu dēļ. Ūdenim to rezervuāros augstās temperatūras dēļ ir zema skābekļa koncentrācija, ko pastiprina duļķainība un plūsmas trūkums. Evolūcijas transformāciju rezultātā zivis šādos rezervuāros ir iemācījušās izdzīvot, izmantojot skābekli no gaisa.
Papildu peldpūšļa funkcija
Peldpūšļi ir paredzēti hidrostatiskai regulēšanai. Šī ir tā galvenā funkcija. Tomēr dažām zivju sugām peldpūslis ir pielāgots elpošanai. To izmanto kā gaisa rezervuāru.
Ēku veidipeldpūslis
Atkarībā no peldpūšļa anatomiskās uzbūves visu veidu zivis iedala:
- atvērt burbuli;
- slēgti burbuļi.
Pirmā grupa ir vislielākā un ir galvenā, savukārt slēgtā pūšļa zivju grupa ir ļoti maza. Tas ietver asari, kefale, mencas, nūju utt. Atvērta urīnpūšļa zivīm, kā norāda nosaukums, peldpūslis ir atvērts, lai sazinātos ar galveno zarnu plūsmu, savukārt zivīm ar slēgtu urīnpūsli tā nav.
Kiprinīdiem ir arī specifiska peldpūšļa struktūra. Tas ir sadalīts aizmugurējā un priekšējā kamerā, kuras savieno šaurs un īss kanāls. Pūšļa priekšējās kameras sienas sastāv no diviem apvalkiem, ārējā un iekšējā, savukārt aizmugurējā kamerai trūkst ārējās.
Peldpūslis ir izklāts ar vienu plakanšūnu epitēlija rindu, pēc kura ir rinda vaļēju saistaudu, muskuļu un asinsvadu audu slāņa. Peldpūslim ir tikai tam raksturīgs perlamutra spīdums, ko nodrošina īpaši blīvi saistaudi ar šķiedru struktūru. Lai nodrošinātu burbuļa stiprību no ārpuses, abas kameras ir pārklātas ar elastīgu serozu membrānu.
Labirinta ērģeles
Nelielam skaitam tropu zivju ir izveidojies tāds specifisks orgāns kā labirints un supragills. Šī suga ietver makropodus, gurami, gailīšus un čūsku galviņas. Formā var novērot veidojumusizmaiņas rīklē, kas pārveidojas par supragillāru orgānu, vai izvirzās žaunu dobums (tā sauktais labirinta orgāns). To galvenais mērķis ir spēja iegūt skābekli no gaisa.
