Главной частью дыхательной системы рыб являются жабры. Именно благодаря им в кровь поступает основная масса кислорода, а из крови выделяется углекислый газ. Однако газообмен у рыб происходит не только через жабры. У всех видов в дыхании принимает участие кожа. Но при этом у видов, обитающих в водоемах с большим содержанием кислорода, дыхание через кожу незначительно. А у рыб, которые живут в условиях дефицита кислорода (сомы, карпы, угри), кожный газообмен может занимать существенную часть дыхания. Также у костных рыб небольшой газообмен происходит в плавательном пузыре. У двоякодышащих рыб плавательный пузырь даже видоизменился в ячеистое легкое, поэтому они могут дышать не только в воде, но и на воздухе.
Описывая дыхательную систему рыб, обычно рассматривают строение их жаберного аппарата, который находится в области глотки. Жабры состоят из жаберных щелей , поддерживающих их жаберных дуг , жаберных лепестков и жаберных тычинок . У костных рыб обязательной структурой дыхательной системы является еще и пара жаберных крышек . Они защищают жабры от попадания туда посторонних частиц. Защитную функцию выполняют и жаберные тычинки. Они обращены в сторону глотки и предохраняют тонкие и нежные жаберные лепестки от попадания в них частиц со стороны глотки. Газообмен же осуществляется в жаберных лепестках. Поэтому их можно считать самой важной частью дыхательной системы рыб. У многих высокоразвитых в эволюционном плане рыб жаберные лепестки как бы ветвятся (на первичных жаберных лепестках перпендикулярно располагаются вторичные жаберные пластинки). Это увеличивает общую поверхность лепестков, а значит и площадь тела рыбы, на которой происходит газообмен.
К дыхательной системе рыб можно отнести еще и сеть кровеносных сосудов, которые приносят венозную кровь к жабрам и отводят уже артериальную кровь от жабр. В жаберных лепестках кровеносные сосуды распадаются на сеть мелких капилляров, находящихся близко к поверхности. Именно здесь и происходит газообмен (в кровь из воды поступает кислород, а из крови в воду выделяется углекислый газ).
Механизм дыхания у костных рыб таков. При вдохе (при этом рыба приподнимает жаберные крышки) вода поступает в рот, далее она достигает глотки и при выдохе, который осуществляется за счет сокращения мышц глотки и прижимания жаберных крышек к телу, проталкивается через жаберные щели, омывая жаберные лепестки. При быстром движении костные рыбы дышат пассивно (также как хрящевые) без движения жаберных крышек и напряжения мышц: вода просто затекает в рот и вытекает из жаберных щелей.
У костных рыб нет жаберных перегородок, которые имеются у хрящевых рыб. Поэтому у костных рыб жаберные лепестки расположены прямо на жаберных дугах и омываются водой со всех сторон.
Дыхательная система костных рыб весьма эффективна в том плане, что они усваивают большую часть кислорода из воды, прошедшей через их жабры. Это важно, так как в воде содержится меньше кислорода, чем в воздухе.
Дыхательная система рыб имеет основной орган - жабры, которые обеспечивают газообмен.
Они расположены по обе стороны рта животного.
Представляют собой расположенные на костях головы жаберные лепестки с мельчайшими кровеносными сосудами.
Про рыб
Рыбами принято называть большую группу водных животных, имеющих позвоночник. Они живут в пресных и соленых водоемах. Их встречают в высокогорных ручьях и в океанских глубинах по всему миру.
Рыбы умело приспосабливаются к самым разным условиям их обитания. Подтверждением тому служит их дыхательная система, обеспечивающая жизнедеятельность таких животных в самых сложных обстоятельствах. Большинство из них после развития из эмбриона дышат с помощью жабр.
Некоторые, кроме того, могут пользоваться другими способами дыхания. Одни могут аккумулировать в организме влажный воздух, другие могут непосредственно дышать воздухом. Значение рыб как важного элемента в системе питания человека и других животных трудно переоценить.
Благодаря ним функционирует рыбопромысловая промышленность и рыбоперерабатывающие предприятия.
Как работает система дыхания рыб
Когда рыба находится в состоянии личинки, роль органа дыхания выполняет оплетенный сетью капилляров желточный мешок. Позже в системе дыхания используются плавниковые кровеносные сосуды. Иногда - расположенные снаружи личиночные жабры.
У взрослых рыб жабры расположены в называемых жаберными щелями отверстиях. Они позволяют глотке животного сообщаться с окружающей его водной средой. Сформировались жабры в качестве органа рыбного дыхания преимущественно из выпуклостей глоточных стенок.
дыхательная система рыб фото
Костные рыбы имеют специальные крышки на теле, именуемые жаберными. Они попеременно открываются и закрываются, обеспечивая омывание дыхательного органа при поступлении воды через рот. Таким образом он активно вентилируется при помощи своеобразного жаберного насоса.
Хрящевые рыбы вроде скатов или акул имеют перегородки на жаберных щелях. Это позволяет специальными отверстиями открывать жабры для пропускания воды. Жаберные лепестки на стенках этих перегородок покрывает плотная сеть капилляров. В процессе дыхания рыбы получение нею кислорода и вывод из организма других газов происходит с помощью этих кровеносных сосудов.
Жабры помимо дыхания выполняют другие важные функции. Через них выделяется углекислый газ, прочие вещества, появляющиеся в результате обмена веществ, такие как мочевина и аммиак. Они также помогают водно-солевому обмену. У многих рыб на них расположены рецепторы вкуса. Если в водоеме содержание кислорода невелико, у некоторых рыб, живущих в иле или лабиринтах, образуются специальные наросты в виде гроздей или покрытых слизистой оболочкой пластинок.
- свыше 31 тысячи видов позвоночных, живущих на Земле, а это больше половины считаются рыбами
- в древности у костных рыб появились лёгкие, что давало им возможность дышать воздухом и осваивать сушу
- рыбы живут в водоемах на высоте свыше шести километров над уровнем моря и на глубине более одиннадцати километров в океане
- у некоторых рыб функцию дополнительного дыхательного органа выполняет соединенный с кишечником плавательный пузырь
- вьюны и им подобные рыбы заглатывают пузырьки воздуха и подпитываются ними через кишечник.
Поскольку есть два отдельных класса рыб, хрящевые и костные, в докладе про дыхание мы будем говорить отдельно про каждый.
Как дышат хрящевые рыбы
Самая известная рыба этого класса - . Строение её тела имеет ряд особенностей, что влияет на дыхание. По бокам тела, в передней части есть жаберные щели, обычно их от пяти до семи пар. Между ними расположены, широкие жаберные пластины, в которых и происходит обмен кислорода с углекислым газом. Заглатывая воду ртом, акула сильно расширяет глотку, вода омывает жаберные пластины и затем через жабры выходит. Благодаря тому, что эти пластины довольно широкие, организму для полноценного дыхания достаточно кислорода, который при этом процессе орган забирает (отфильтровывает) из воды. Жаберных крышек у хрящевых рыб нет. За их глазами есть рудименты (зачатки) жаберных крышек. Их называют брызгальцами, через них в глотку вода может поступать при вдохе вода.
Скаты тоже относятся к хрящевым рыбам. Жаберные щели у них находятся только на брюшной стороне. Вода при дыхании через брызгальца попадает к жаберным пластинам.
Дыхательная система у костных рыб
Самое главное здесь отличие в дыхании костный рыб в том, что у них есть жаберные крышки, которые прикрывают жабры, и обеспечивают ток воды через них. В эти крышках есть костные пластинки, поэтому они оказывают дополнительную защиту.
В передней части пищевода - глотке, имеются отверстия - жаберные щели, через которые протекает вода. Между ними есть жаберные дужки, которых насчитывают четыре пары. Жабры имеют также жаберные лепестки, а в них есть жаберные пластинки - они увеличивают полезную поверхность для газообмена. В них множество капилляров, через которые газ попадают в кровь.
Полость от жабр до жаберных крышек называют жаберной. В случае когда рыба делает очередной глоток воды, она открывает рот, а жаберные крышки плотно прилегают к телу, закрывая щель. Та вода, что осталась, омывает жабры. Обратим внимание, что газообмен происходит после выдоха, при наборе воды для вдоха. Потом рот закрывается, и вода по глотке проталкивается к жабрам. Когда делается выдох, оба отверстия (входное и выходное) в пищеводе закрываются. Затем вода, что была, через жаберные щели из жаберной полости удаляется наружу. Таким образом, рот и жаберные крышки, находятся в постоянном в движении. В этом и заключает процесс дыхания и насыщения кислородом организма рыбы.
Концы жаберных лепестков перекрываются задними частями, что приводит к задержке воды. Ток крови в них противоположен течению воды. Эти две особенности создают оптимальные условия для газообмена в жабрах. Поскольку в крови концентрация кислорода гораздо меньше, чем в воде, он диффундирует из воды в кровь (перемещается из большей концентрации в меньшую).
Рыба не может обеспечить себя кислородом на суше. Она гибнет от его нехватки, хотя в атмосфере этого газа гораздо больше.
Объясняется это явление тем, что без воды у рыб разрушаются маленькие элементы жабр, т.к. они не приспособлены к получению кислорода из воздуха, так же как лёгкие человека не могут получать его из воды.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
Эволюция рыб привела к появлению жаберного аппарата, увеличению дыхательной поверхности жабр, а отклонение от основной линии развития - к выработке приспособлений для использования кислорода воздуха. Большинство рыб дышит растворенным в воде кислородом, но есть виды, приспособившиеся частично и к воздушному дыханию (двоякодышащие, прыгун, змееголов и др.).
Основные органы дыхания. Основным органом извлечения кислорода из воды являются жабры.
Форма жабр разнообразна в зависимости от видовой принадлежности и подвижности: это или мешочки со складочками (у рыбообразных), или пластинки, лепестки, пучки слизистой, имеющие богатую сеть капилляров. Все эти приспособления направлены на создание наибольшей поверхности при наименьшем объёме. дыхательный система рыба жаберный
У костистых рыб жаберный аппарат состоит из пяти жаберных дуг, располагающихся в жаберной полости и прикрытых жаберной крышкой. Четыре дуги на внешней выпуклой стороне имеют по два ряда жаберных лепестков, поддерживаемых опорными хрящами.
Таблица 1 Дыхательная поверхность жабр (по Строганову, 1962)
Жаберные лепестки покрыты тонкими складками - лепесточками. В них и происходит газообмен. К основанию жаберных лепестков подходит приносящая жаберная артерия, ее капилляры пронизывают лепесточки; из них окисленная (артериальная)кровь по выносящей жаберной артерии попадает в корень аорты. Число лепесточков варьирует; на1 мм жаберного лепестка их приходится: у щуки - 15, камбалы - 28, окуня - 36. В результате полезная дыхательная поверхность жабр очень велика (табл. 1).
Более активные рыбы имеют относительно большую поверхность жабр; у окуня она почти в 2,5 раза больше, чем у камбалы.
Общая схема механизма дыхания у высших рыб представляется в следующем виде (рис.). При вдохе рот открывается, жаберные дуги отходят в стороны, жаберные крышки наружным давлением плотно прижимаются к голове и закрывают жаберные щели. Вследствие уменьшения давления вода всасывается в жаберную полость, омывая жаберные лепестки. При выдохе рот закрывается, жаберные дуги и жаберные крышки сближаются, давление в жаберной полости увеличивается, жаберные щели открываются и вода выжимается через них наружу. При плавании рыбы ток воды может создаваться за счет движения с открытым ртом.
Рис 1. Механизм дыхания взрослой рыбы: А - вдох; Б - выдох (по Никольскому, 1974)
В капиллярах жаберных лепесточков из воды поглощается кислород (он связывается гемоглобином крови) и выделяются двуокись углерода, аммиак, мочевина. Большую роль играют жабры и в водно-солевом обмене, регулируя поглощение или выделение воды и солей. Замечательны приспособления для дыхания у рыб в эмбриональный период развития - у зародышей и личинок, когда жаберный аппарат ещё не сформирован, а кровеносная система уже функционирует. В это время органами дыхания служат: а) поверхность тела и система кровеносных сосудов Кювьеровы протоки, вены спинного и хвостового плавников, подкишечная вена, сеть капилляров на желточном мешке, голове, плавниковой кайме и жаберной крышке; б) наружные жабры (рис. 18). Это временные, специфические личиночные образования, исчезающие после образования дефинитивных органов дыхания. Чем хуже условия дыхания эмбрионов и личинок, тем сильнее развивается кровеносная система или наружные жабры. Поэтому у рыб, близких в систематическом отношении, но различающихся экологией нереста, степень развития личиночных органов дыхания различна.
Рис.2 Эмбриональные органы дыхания рыб: А - пелагическая рыба; Б - карп; В - вьюн (по Строганову, 1962): 1 - Кювьеровы протоки, 2 - нижняя хвостовая вена, 3 - сеть капилляров, 4 - наружные жабры
Дополнительные органы дыхания. К дополнительным приспособлениям, помогающим переносить неблагоприятные кислородные условия, относятся водное кожное дыхание, т. е. использование растворенного в воде кислорода при помощи кожи, и воздушное дыхание - использование воздуха при помощи плавательного пузыря, кишечника или через специальные добавочные органы (рис. 19).
Рис.3 Органы водного и воздушного дыхания у взрослых рыб (по Строганову, 1962): 1 - выпячивание в ротовой полости, 2 - наджаберный орган, 3, 4, 5 - отделы плавательного пузыря, 6 - выпячивание в желудке, 7 - участок поглощения кислорода в кишечнике, 8 - жабры
Благодаря тому, что каждое существо наделено все мы получаем то, без чего не можем жить - кислород. У всех наземных животных и людей эти органы называются легкими, которые поглощают максимальное количество кислорода из воздуха. рыб же состоит из жабр, которые втягивают в организм кислород из воды, где его куда меньше, чем в воздухе. Именно из-за этого строение тела данного биологического вида так отличается от всех хребетных наземных существ. Что же, рассмотрим все особенности строения рыб, их дыхательной системы и прочих жизненно важных органов.
Кратко о рыбах
Для начала попробуем разобраться в том, что же это за существа, как и чем они живут, какую имеют взаимосвязь с человеком. Потому сейчас мы начинаем наш урок биологии, тема "Морские рыбы". Это надкласс позвоночных животных, которые обитают исключительно в водной среде. Характерной чертой является то, что все рыбы челюсторотные, а также обладают жабрами. Отметить стоит, что данные показатели характерны для каждого вне зависимости от размера и массы. В жизни человека данный подкласс играет экономически важную роль, так как большинство его представителей употребляются в пищу.
Считается также, что рыбы были на заре эволюции. Именно такие существа, которые могли обитать под водой, но еще не имели челюстей, когда-то были единственными жителями Земли. С тех пор вид эволюционировал, некоторые из них превратились в животных, некоторые остались под водой. Вот и весь урок биологии. Тема "Морские рыбы. Краткий экскурс в историю" рассмотрена. Наука, изучающая морские рыбы, носит название "ихтиология". Давайте теперь перейдем к изучению этих существ с более профессиональной точки зрения.
Общая схема строения рыб
Обобщенно можно сказать, что тело каждой рыбы делится на три части - голова, туловище и хвост. Голова заканчивается в районе жабр (в их начале или конце - зависит от надкласса). Туловище оканчивается на линии анального отверстия у всех представителей данного класса морских обитателей. Хвост же - простейшая часть организма, которая состоит из стержня и плавника.
Форма тела строго зависит от условий обитания. Рыба, которая живет в средней толще воды (лосось, акула), имеет торпедовидную фигуру, реже - стреловидную. Те же которые плавают над самым дном, имеют сплющенную форму. К ним можно отнести лисиц и других рыбок, которые вынуждены плавать среди растений или камней. Они приобретают более маневренные очертания, которые имеют много общего со змеями. К примеру, угорь является обладателем сильно вытянутого тела.
Визитка рыбы - ее плавники
Без плавников невозможно себе представить строение рыбы. Картинки, которые представлены даже в детских книгах, непременно демонстрируют нам эту часть тела морских жителей. Что же они собой представляют?
Итак, плавники бывают парными и непарными. К парным можно отнести грудные и брюшные, которые симметричны и синхронно двигаются. Непарные представлены в виде хвоста, спинных плавников (от одного до трех), а также анального и жирового, который находится сразу сзади спинного. Сами по себе плавники состоят из жестких и мягких лучей. Именно исходя из количества этих лучей высчитывается плавниковая формула, которая применяется для определения конкретного вида рыбы. Латинскими буквами определяется местоположение плавника (А - анальный, P - грудной, V - брюшной). Далее римскими цифрами указывается количество жестких лучей, а арабскими - мягких.
Классификация рыб
Сегодня условно всех рыб можно разделить на две категории - хрящевые и костные. В первую группу входят такие обитатели моря, скелет которых состоит их хрящей различного размера. Это вовсе не означает, что подобное существо мягкое и не способное к передвижению. У многих представителей надкласса хрящи затвердевают, и по своей плотности становятся почти как кости. Вторая категория - костные рыбы. Биология как наука утверждает, что именно этот надкласс был отправной точкой эволюции. Некогда в его рамках находилась давно вымершая кистеперая рыба, от которой, возможно, произошли все наземные млекопитающие. Далее мы более подробно рассмотрим строение тела рыбы каждого из этих видов.
Хрящевые
В принципе, строение не являет собой нечто сложно и необычное. Это обыкновенный скелет, который состоит из очень твердых и прочных хрящей. Каждое соединение пропитано солями кальция, благодаря которым в хрящах и появляется прочность. Хорда держит свою форму на протяжении всей жизни, при этом она частично редуцирована. Череп соединен с челюстями, вследствие чего скелет рыбы имеет целостную структуру. К нему также присоединены плавники - хвостовой, парные брюшные и грудные. Челюсти располагаются на брюшной стороне скелета, а над ними находятся две ноздри. Хрящевой скелет и мышечный корсет таких рыб снаружи покрыт плотной чешуей, которая называется плакоидной. Она состоит из дентина, который по своему составу похож на обыкновенные зубы у всех наземных млекопитающих.
Как хрящевые дышат
Дыхательная система хрящевых представлена в первую очередь жаберными щелями. Их насчитывают от 5 до 7 пар на теле. Во внутренние органы кислород распространяется благодаря спиральному клапану, который тянется вдоль всего организма рыбы. Характерной чертой всех хрящевых является то, что у них отсутствует плавательный пузырь. Именно поэтому они вынуждены постоянно находиться в движении, чтобы не пойти ко дну. Важно также отметить, что в организме хрящевых рыб, которые априори обитают в соленых водах, содержится минимальное количество этой самой соли. Ученые полагают что это связано с тем, что в крови у данного надкласса очень много мочевины, которая состоит преимущественно из азота.
Костные
Теперь рассмотрим, как выглядит скелет рыбы, принадлежащий к надклассу костных, а также узнаем, чем еще характерны представители этой категории.
Итак, скелет представлен в виде головы, туловища (они существуют отдельно, в отличие от предыдущего случая), а также парных и непарных конечностей. Черепная коробка поделена на два отдела - мозговой и висцеральный. Второй включает в себя челюстную и подъязычную дуги, которые являются главными составляющими челюстного аппарата. Также в скелете костной рыбы имеются жаберные дуги, которые предназначены для удержания жаберного аппарата. Что касается мышц данного вида рыб, то все они имеют сегментарное строение, а наиболее развитые из них - это челюстные, плавниковые и жаберные.
Дыхательный аппарат костных обитателей моря
Наверное, уже стало всем понятно, что дыхательная система рыб надкласса костных главным образом состоит из жабр. Они располагаются на жаберных дугах. Также неотъемлемой составляющей частью таких рыб являются жаберные щели. Они прикрыты одноименной крышкой, которая предназначена для того, чтобы рыба могла дышать даже в обездвиженном состоянии (в отличие от хрящевых). Некоторые представители надкласса костных могут дышать через кожный покров. А вот те, которые обитают непосредственно под поверхностью воды, и при этом никогда глубоко не опускаются, наоборот, захватывают воздух своими жабрами из атмосферы, а не из водной среды.
Строение жабр
Жабры - уникальный орган, который ранее был присущ всем первичноводным созданиям, проживавшим на Земле. В нем происходит процесс газообмена между гидросредой и организмом, в котором они функционируют. Жабры рыбы нашего времени мало чем отличаются от тех жабр, которые были присущи более ранним обитателям нашей планеты.
Как правило, они представлены в виде двух одинаковых пластинок, которые пронизаны весьма густой сетью кровеносных сосудов. Неотъемлемой частью жабр является целомическая жидкость. Именно она совершает процесс газообмена между водной средой и организмом рыбы. Отметим, что данное описание дыхательной системы присуще не только рыбам, а многим позвоночным и не позвоночным обитателям морей и океанов. А вот о том, что особенного в себе несут именно те органы дыхания, которые находятся в организме рыб, читайте далее.
Где располагаются жабры
Дыхательная система рыб в своем большинстве сосредоточена в глотке. Именно там располагаются на которых закреплены одноименные органы газообмена. Они представлены в виде лепестков, которые пропускают сквозь себя и воздух, и различные жизненно-необходимые жидкости, что находятся внутри каждой рыбы. В определенных местах глотка пронизывается жаберными щелями. Именно через них проходит тот кислород, который поступает в рот рыбы с заглатываемою ею водой.
Весьма важным фактом является то, что в сравнении с размерами организма многих морских обитателей, их жабры весьма велики для них. В связи с этим в их организмах возникают проблемы с осмолярностью плазмы крови. Из-за этого рыбы всегда пьют морскую воду и выпускают ее через жаберные щели, тем самым ускоряя различные обменные процессы. Она имеет меньшую консистенцию, нежели кровь, потому быстрее и эффективнее снабжает жабры и прочие внутренние органы кислородом.
Сам процесс дыхания
Когда рыба только появляется на свет, дышит практически все ее тело. Кровеносными сосудами пронизан каждый ее орган, включая наружную оболочку, потому кислород, который находится в морской воде, проникает в организм постоянно. Со временем у каждой подобной особи начинает развиваться жаберное дыхание, так как наибольшей сеткой кровеносных сосудов оснащаются именно жабры и все прилегающие к ним органы. Тут то и начинается самое интересное. Процесс дыхания каждой рыбы зависит от ее анатомических особенностей, потому в ихтиологии принято делить его на две категории - активное дыхание и пассивное. Если с активным все понятно (рыба дышит «обычно», набирая кислород в жабры и обрабатывая его, как человек), то с пассивным мы сейчас попробуем разобраться более детально.
Пассивное дыхание и от чего оно зависит
Данный тип дыхания свойственен только быстроходным обитателям морей и океанов. Как мы уже говорили выше, акулы, а также некоторые другие представители хрящевого надкласса не могут длительное время находиться без движения, так как у них отсутствует плавательный пузырь. Этому есть еще одна причина, а именно - это и есть пассивное дыхание. Когда рыба плывет на большой скорости, она приоткрывает рот, и туда автоматически попадает вода. Приближаясь к трахеям и жабрам, от жидкости отделяется кислород, который и питает организм морского скороходного обитателя. Именно поэтому длительное время находясь без движения рыба лишает себя возможности дышать, не затрачивая на это никаких сил и энергии. Напоследок заметим, что к таким быстроходным жителям соленых вод относятся преимущественно акулы и все представители скумбриевых.
Главная мышца организма рыбы
Весьма простым является рыбы, которое, отметим, за всю историю существования данного класса животных, практически не эволюционировало. Итак, этот орган у них двухкамерный. Он представлен одним основным насосом, в состав которого входит две камеры - предсердие и желудочек. Рыбье сердце перекачивает только венозную кровь. В принципе, у данного вида морских обитателей имеет замкнутую систему. Кровь циркулирует через все капилярчики жабр, затем сливается в сосудах, а оттуда снова расходится на более мелкие капилляры, которые уже снабжают остальные внутренние органы. После этого «отработанная» кровь собирается в венах (их у рыб две - печеночная и кардиальная), откуда уже поступает непосредственно к сердцу.
Заключение
Вот и подошел к концу наш краткий урок биологии. Тема рыб, как оказалось, весьма интересна, увлекательна и проста. Организм данных обитателей моря крайне важен для изучения, так как считается, что именно они были первыми обитателями нашей планеты, каждая из них - это есть ключ к разгадке эволюции. Кроме того, изучать строение и функционирование рыбьего организма намного проще, чем какого-либо другого. И размеры данных обитателей водной стохии вполне приемлемы для детального рассмотрения, и при этом все системы и образования просты и доступны даже для детей школьного возраста.