1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Строение дыхательной системы рыб

Дыхательная система рыб

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.

СПАДИЛО.РУ

Теория для подготовки к блоку №3 ОГЭ по биологии: система, многообразие и эволюция живой природы.
Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.

Рыбы — надкласс позвоночных животных, включает в себя два класса: хрящевые и костные.

Класс Хрящевые рыбы (Hondrichthyes)

К этому классу относят около 730 видов. В процессе эволюции хрящевые появились раньше костных рыб. Их скелет состоит из хряща и не окостеневает до конца жизни. Класс разделяют на пластинчатожаберных и химеровых. рассмотрим строение плстинчатожаберных рыб на примере типичного представителя – акулы.

Тело по форме напоминает торпеду, сплющено в спинно-брюшном направлении. У донных рыб уплощение выражено сильнее. На нижней стороне головы находится рот, кзади от него по бокам находятся 5 пар жаберных щелей. По бокам тела располагаются парные грудные и брюшные плавники, на спине – два непарных плавника. Может также иметься анальный плавник.

Хвост ассиметричный, верхняя лопасть длиннее и шире, потому что в неё продолжается позвоночный столб. Такое строение хвостового плавника называется гетероцеркальным. У костных рыб встречаются другие типы строения (см. рисунок).

Хвостовой плавник является основным движителем рыб, остальные плавники служат для равновесия или изменения направления.

Тело хрящевых покрыто плакоидной чешуёй. Она состоит из множества пластинок с заострёнными зубцами и поэтому похожа на наждачную бумагу. Чешуйки, перешедшие на челюсть, становятся зубами, поэтому у акул может быть 5-10 рядов зубов.

Скелет

Осевой скелет образован позвоночным столбом и черепом. Позвоночник приходит на смену хорде в эмбриональном периоде. Между верхней и нижней дугами позвонков проходит спинной мозг. В туловищном отделе к позвонкам прикрепляются короткие рёбра.

Череп разделён на два отдела: мозговой и висцеральный. Висцеральный череп включает в себя челюсть, подъязычную дугу и жаберные дуги, на которых расположены жабры.

Конечности рыб – плавники. Парные плавники прикреплены к дугообразным хрящам, лежащим в мышцах тела, и образуют передний и задний пояса конечностей.

Пищеварительная система

Так как зубы хрящевых рыб образуются из чешуи, они сменяются в течении жизни. За несколько лет акула может сменить до 20 000 зубов.

Ротовое отверстие имеет вид косой щели. За ротовой полостью в пищеварительном тракте следует глотка, в которую открываются жаберные щели. Некоторые акулы фильтруют воду жаберными щелями, чтобы добыть питательный планктон, однако большинство видов хищники или падальщики.

Короткий пищевод ведёт из глотки в желудок, где пища обрабатывается ферментами (в основном, пепсином). Содержимое желудка имеет кислую реакцию. Через желудочный сфинктер частично переработанная пища попадает в тонкую кишку. Туда же открываются протоки поджелудочной железы и печени. В тонкой кишке создаётся щелочная среда.

Толстая кишка короткая, но имеет винтообразную складку стенки – спиральный клапан, что увеличивает площадь поверхности. Толстая кишка переходит в прямую, та открывается в клоаку. Также в клоаку открываются протоки половых желёз и мочеточника.

Дыхательная система

Жаберный аппарат расположен на хрящевых дугах. В просвет щелей выступает множество выростов – жаберных лепестков. Газообмен происходит при движении воды из глотки наружу, поэтому для дыхания акулы вынуждены постоянно двигаться или активно засасывать воду.

Кровеносная система

Кровь рыб красного цвета, содержит форменные элементы, в эритроцитах есть ядра.

Сердце состоит из предсердия и желудочка. Венозная кровь с низким содержанием кислорода из желудочка сердца попадает в единственный круг кровообращения. По брюшной аорте она идёт в сторону головы, к жабрам. В жабрах кровь насыщается кислородом, собирается в спинную аорту и разносится по всему телу, насыщая ткани и органы.

От органов пищеварения кровь направляется по воротной вене в печень, где очищается от токсических веществ и избавляется от избытка моносахаридов.

В хвостовой части происходит очищение от продуктов обмена: по хвостовой вене кровь попадает в почки.

Также у рыб имеется лимфатическая система, состоящая из тонкостенных сосудов, лимфатических узлов нет.

Выделительная система

Рыбы обладают туловищными почками (мезонефросами). Внешне они напоминают метанефридии кольчатых червей, но устроены сложнее.

В почечном клубочке происходит фильтрация крови, а не полостной жидкости, как у более примитивных животных. Образуется первичная моча, близкая по составу к плазме крови. При дальнейшем прохождении мочи по канальцу полезные для организма продукты всасываются обратно в кровь, а токсичные продукты обмена, наоборот, выводятся. В итоге образуется вторичная моча, которая выводится по мочеточнику. Структурно-функциональная единица почки – нефрон.

Половая система

Мужская половая система хрящевых рыб анатомически объединена с мочевыделительной. Протоки парных семенников впадают в мочеточник, который по совместительству является и семяпроводом.

Женская половая система устроена иначе. Гаметы из яичников сперва попадают в полость тела, а оттуда по яйцеводу идут к клоаке.

Для хрящевых рыб характерно внутренне оплодотворение. Пока оплодотворённая яйцеклетка движется по яйцеводу, она покрывается секретом скорлуповых желёз. В результате из клоаки выходит оформленное яйцо.

Большая часть акул откладывает по одному крупному яйцу, из которого через некоторое время выходит молодое животное. У некоторых хрящевых рыб яйца не покидают тело матери и развитие эмбриона полностью происходит в «матке».

Нервная система

У акул есть спинной и головной мозг, развитая сеть периферических нервов. В мозге различают белое и серое вещество. Так как акулы – подвижные хищники, головной мозг у них развит лучше, чем у других хрящевых. Он состоит из мозжечка, продолговатого, среднего, промежуточного и конечного отделов.

По бокам головы у акул расположены глаза. Так как рыбы не могут активно двигать головой, глаза обладают большой подвижностью. В черепе находится внутреннее ухо, воспринимающее колебания воды. Перед ротовым отверстием расположена пара ноздрей, ведущих в обонятельные мешки.

Орган чувств, который есть только у рыб и водных амфибий – боковая линия. Это полая трубка, которая проходит под кожей вдоль всего тела животного, снаружи в неё ведёт множество каналов. На дне трубки находятся рецепторные клетки. Вода по каналам попадает в трубку и оказывает определённое давление на рецепторы. По изменению этого давления рыба может находить добычу, ориентироваться в полной темноте, определять глубину погружения и т.д.

Костные рыбы (Osteichthyes)

Костные рыбы – самый распространённый класс рыб, к нему относятся около 25 000 видов. Выделяют подклассы хрящекостных, лучепёрых, кистепёрых и двоякодышащих.

Форма тела значительно варьирует в зависимости от образа жизни. Основным органом движения, как и у хрящевых, является хвост. Парные плавники могут видоизменяться, позволяя некоторым рыбам ползать по суше, планировать в воздухе, присасываться к предметам или другим животным.

Также у костных рыб есть непарные спиной и анальный плавники, у некоторых видов имеются добавочные плавники и выросты. Они также могут служить для разных целей: защищать от хищников, нести ядовитые шипы, образовывать парус и т.д.

Читать еще:  Скумбрия в сметане

Тело покрыто кожей с чешуёй. Многочисленные железы выделяют слизь, которая выполняет самые разные функции: защищает рыб от бактерий, принимает участие в водно-солевом обмене, служит для распознавания и сигнализации, может быть токсичной.

Чешуя состоит из костных чешуек, расположенных по принципу черепицы. На протяжении жизни число чешуек особи практически не меняется. Чешуйки растут вместе с рыбой, на них образуются годовые кольца.

Скелет

Не у всех костных рыб скелет окостеневает полностью. Так, у хрящекостных (к ним относятся осетровые) есть хрящевые элементы.

Кости рыб могут развиваться двумя способами: из хряща или образовываться в дерме кожи.

Осевой скелет костных рыб мало отличается от скелета хрящевых. Их ребра длиннее и ограничивают полость тела не только с верху, но и с боков. Череп более развит, кости висцерального отдела имеют смешанное происхождение и соединены неподвижно. В висцеральном отделе присутствуют жаберные крышки, которые прикрывают жаберные щели. Они принимают активное участие в токе воды через жабры.

Пищеварительная система

Состоит из тех же отделов, что у хрящевых. Формы строения ротового аппараты разнообразны и зависят от типа питания рыб. Зубы состоят из дентина, покрытого эмалью, могут прирастать к кости или быть подвижными. Некоторые рыбы не имеют зубов.

Желудок выражен слабо или может отсутствовать (например, у карповых). Тонкая кишка значительно длиннее, чем у хрящевых. Поджелудочной железы нет, её функции выполняет многолопастная печень. Спиральный клапан у высших костных отсутствует.

Кишечник открывается анальным отверстием во внешнюю среду, клоака есть только у двоякодышащих.

Органом рыб, который развился из пищеварительного тракта, является плавательный пузырь. Он может быть обособленным или сообщённым с кишечником. Рыба произвольно меняет количество воздуха в плавательном пузыре и таким образом погружается или всплывает. Хрящевые рыбы, у которых пузыря нет, вынуждены всё время двигаться, чтобы оставаться на нужной глубине.

Дыхательная система

Межжаберные перегородки у большинства видов редуцировались, поэтому жаберные лепестки располагаются прямо на дугах, с обеих сторон. При поднятии жаберных крышек вода засасывается в ротовое отверстие. При закрытии крышек вода выходит через жаберные щели, омывая лепестки.

Таким образом, костные рыбы могут дышать в стоячей воде, находясь на одном месте. В условиях дефицита кислорода возможен также кожный газообмен. У двоякодышащих и некоторых ильных рыб имеется ячеистое лёгкое (видоизменённый плавательный пузырь).

Кровеносная система

Сходна по строению с кровеносной системой хрящевых. Лимфатическая система развита лучше.

Выделительная система

Электролитный состав жидкостей хрящевых рыб близок к морской воде, поэтому поддерживать водно-солевой баланс им легче. Выделительная система костных устроена несколько сложнее, так как им постоянно приходится поддерживать разницу в солевом составе тела и среды.

Почки пресноводных костных рыб вынуждены постоянно реабсорбировать ионы (возвращать в организм из первичной мочи), иначе тело рыбы потеряет все соли. Конечный продукт азотистого обмена у пресноводных – не мочевина, а токсичный аммиак. Морские виды, наоборот, стремятся вывести соли и не потерять воду. Они выделяют гораздо меньше мочи, чем пресноводные.

У некоторых видов имеется мочевой пузырь, где скапливается моча. Жабры и кожа также могут участвовать в выведении продуктов обмена.

Нервная система

Головной мозг устроен проще, чем у хрящевых. Строение органов чувств схожее.

Поведение костных рыб сложнее. Если у акул рефлексы вырабатываются медленно и затухают за 2-3 дня, у костных рыб рефлекс может затухать в течении месяцев.

Половая система

Не сопряжена с выделительной, семявыносящие протоки самостоятельно открываются половым отверстием.

Оплодотворение у большинства видов наружное. Самка мечет яйца (икру), самец оплодотворяет её. Выбор партнёра и определение места для нереста у некоторых рыб может быть сложным процессом. Часто родители заботятся о потомстве: строят надёжные укрытия, присматривают за мальками.

Одна самка может метать тысячи икринок (рыба-луна – до 30 млн.). Икринки содержат много желтка, поэтому другие животные часто лакомятся ими.

ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ РЫБ

Как рыбы дышат?

ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ РЫБ

Рыбам свойственно два типа дыхания: водное (при помощи жабр и кожи) и воздушное (при помощи кожи, плавательного пузыря, ки- шечника и наджаберных органов). Органы дыхания рыб делятся на: 1) основные (жабры); 2) дополнительные (все остальные).

Основные органы дыхания. Главной функцией жабр является газообмен (поглощение кислорода и выделение углекислого газа), они участвуют также в водно-солевом обмене, выделяют аммиак и мочевину.

У круглоротых органы дыхания представлены жаберными мешками (энтодермального происхождения), которые образовались в результате отделения от глотки. У миноги имеется семь пар жаберных мешков с двумя отверстиями в каждом из них: наружным и внутренним, ведущим в дыхательную трубку и способным закрываться. Дыхательная трубка образовалась в результате разделения глотки на две части: нижнюю дыхательную и верхнюю пищеварительную. Заканчивается трубка слепо, а от ротовой полости отделена особым клапаном. У личинки миноги (пескоройки) дыхательной трубки нет и внутренние жаберные отверстия открываются прямо в глотку. У большинства миксин наружные жаберные отверстия с каждой стороны объединяются в общий канал, который открывается дальше последнего жаберного мешка. Кроме того, носовое отверстие у миксин сообщается с глоткой. Вода у круглоротых поступает через ротовое отверстие в глотку или дыхательную трубку (у взрослых миног и миксин), затем в жаберные мешки, откуда выталкивается наружу. При питании вода засасывается и выводится через наружные жаберные отверстия. У закопавшихся в ил миксин вода поступает в жаберные мешки через носовое отверстие.

У эмбрионов рыб дыхание осуществляется за счет развитой сети кровеносных сосудов на желточном мешке и в плавниковой складке. По мере рассасывания желточного мешка увеличивается количество кровеносных сосудов на плавниковых складках, боках, голове. У личинок некоторых рыб развиваются наружные жабры – выросты кожи, снабженные кровеносными сосудами (двоякодышащие, многопер, вьюн и др.).

Основными органами дыхания взрослых рыб являются жабры (эктодермального происхождения).

У большинства хрящевых рыб имеется пять пар жаберных отверстий (у некоторых 6–7) и столько же жаберных дуг. Жаберной крышки нет, исключение составляют цельноголовые (химеры), у которых жаберные щели прикрыты кожной складкой. У акул жаберные отверстия располагаются по бокам головы, у скатов – на нижней поверхности тела.

Каждая жабра хрящевых рыб состоит из: 1) жаберной дуги; 2) жаберных лепестков; 3) жаберных тычинок.

От внешней стороны жаберной дуги отходит межжаберная перегородка, жаберные лепестки покрывают ее с двух сторон, при этом задний край перегородки остается свободным и прикрывает наружное жаберное отверстие (рис. 18). Жаберные перегородки поддерживаются хрящевыми опорными лучами. Жаберные тычинки находятся на внутренней поверхности жаберной дуги. У основания межжаберной перегородки располагаются кровеносные сосуды: 1) приносящая жаберная артерия, по которой идет венозная кровь; 2) две выносящие жаберные артерии с артериальной кровью.

Жаберные лепестки, расположенные на одной стороне перегородки, образуют полужабру. Таким образом, жабра состоит из двух полужабр, находящихся на одной жаберной дуге, а совокупность двух полужабр, обращенных в одну жаберную щель, образует жаберный мешок. На первых четырех из пяти жаберных дугах имеется по две полужабры, а на последней жаберных лепестков нет, но в первом жаберном мешке на гиодной дуге есть еще одна полужабра. Следовательно, у хрящевых рыб имеются четыре с половиной жабры.

У хрящевых рыб к органам дыхания могут быть отнесены брызгальца, представляющие собой рудиментарную жаберную щель. Они располагаются позади глаз и сообщаются с ротоглоточной полостью. На передней стенке брызгалец имеются клапаны, а на задней стенке – ложная жабра, снабжающая кровью органы зрения. Брызгальца имеются у хрящевых и осетровых. У хрящевых рыб в отличие от костных рыб жабры не выделяют продукты азотистого обмена и соли.

У акул при дыхании вода поступает через ротовое отверстие и выходит через наружные жаберные щели. У скатов вода поступает в ротоглоточную полость через открытые клапаны брызгалец, а при закрытии клапанов выходит наружу через жаберные щели.

Осетровые рыбы в жабрах имеют короткие межжаберные перегородки. Их редукция связана с появлением жаберной крышки, от которой отходят жаберные перепонки, прикрывающие жабры снизу. У осетровых (как и у хрящевых рыб) имеется пять пар жаберных дуг, на последней жаберной дуге, скрытой под кожей, жаберных лепестков нет. Передний ряд жаберных лепестков располагается на внутренней поверхности жаберной крышки и образует полужабру гиодной дуги (оперкулярную жабру). У осетровых, как и у хрящевых, имеется четы ре с половиной жабры. На внутренней поверхности жаберной дуги в два ряда расположены жаберные тычинки.

У костистых рыб имеется четыре жаберные дуги и столько же полных жабр (задняя, пятая, жаберная дуга жабр не несет). Каждая жабра состоит из двух полужабр, но в связи с наличием развитой жаберной крышки межжаберная перегородка полностью редуцируется, и жаберные лепестки прикрепляются непосредственно к жаберной дуге, что увеличивает дыхательную поверхность жабр. Основу жабры составляет костная жаберная дуга, на которой располагаются жаберные лепестки треугольной формы. Жаберные лепестки с обеих сторон покрыты жаберными лепесточками (или респираторными складочками), где и происходит газообмен. У основания жаберных лепестков лежат хлоридные клетки, которые выводят соли из организма. По внутреннему краю жаберного лепестка проходит поддерживающий хрящевой луч, вдоль которого тянется лепестковая артерия, а по противоположной стороне – лепестковая вена. У основания жаберных лепестков проходят приносящая и выносящая жаберные артерии. На внутренней поверхности жаберной дуги расположены жаберные тычинки различных размеров и формы.

При жаберном дыхании костных рыб вода через рот поступает в глотку, проходит между жаберными лепестками, отдает кислород в кровь, получает углекислоту и выходит из жаберной полости наружу. Жаберное дыхание может быть: 1) активным, вода через ротовое отверстие засасывается в глотку и омывает жаберные лепестки за счет движения жаберных крышек (у всех рыб); 2) пассивным, рыбы плавают с приоткрытыми ртом и жаберными крышками, а ток воды создается за счет движения самой рыбы (у рыб, обитающих в воде с высоким содержанием кислорода).

Читать еще:  Лещ в мультиварке

Дополнительные органы дыхания. В процессе эволюции у костных рыб, живущих в водоемах, где существует дефицит кислорода, развились дополнительные органы дыхания.

Кожное дыхание свойственно почти всем рыбам. У рыб теплых стоячих водоемов через кожу поступает около 20% потребляемого кислорода, иногда эта величина может повышаться до 80% (карп, карась, линь, сом). У рыб, обитающих в водоемах с высоким со- держанием кислорода, кожное дыхание не превышает 10% общего потребления кислорода. Молодь, как правило, более интенсивно дышит кожей, чем взрослые особи.

Некоторым видам свойственно воздушное дыхание, которое осуществляется при помощи наджаберных органов, имеющих различное строение. В верхней части глотки у многих из них развиваются парные полые камеры (наджаберные полости), где слизистая оболочка образует многочисленные складки, пронизанные кровеносными капиллярами (змееголов). У ползуновых (лабиринтовых) рыб складки слизистой оболочки поддерживаются лабиринтообразно изогнутыми костными пластинками, отходящими от первой жаберной дуги (ползун, петушки, гурами, макроподы).

У клариевых сомов от жаберной полости отходит непарный древовидно разветвленный наджаберный орган, расположенный сверху и сзади жабр. У мешкожаберных сомов дополнительными органами дыхания являются парные длинные слепые мешки, которые отходят от жаберной полости и тянутся под позвоночником до хвоста. Рыбы, имеющие наджаберные органы, приспособились к дыха- нию атмосферным кислородом и лишенные возможности подни- маться и заглатывать воздух у поверхности погибают от удушья даже в воде, богатой кислородом.

У некоторых рыб наблюдается кишечное дыхание. Внутренняя поверхность части кишечника у них лишена пищеварительных желез и пронизана густой сетью кровеносных капилляров, где происходит газообмен. Воздух, заглатываемый через рот, проходит через кишечник и выходит наружу через анальное отверстие (вьюн) или выталкивается обратно и выходит через рот (тропические сомы). У ряда тропических рыб для дыхания воздухом используется желудок или специальный слепой вырост желудка, заполненный воздухом.

Плавательный пузырь рыб также участвует в газообмене. У двоякодышащих рыб он преобразовался в своеобразные легкие, они имеют ячеистое строение и сообщаются с глоткой. Воздух при дыхании поступает в легкие через ротовое или носовые отверстия. Среди двоякодышащих рыб есть однолегочные (рогозуб) и двулегочные (протоптер, лепидосирен). У однолегочных легкое разделено на две части и хорошо развиты жабры, поэтому они одинаково могут дышать и легкими, и жабрами. У двулегочных плавательный пузырь парный, жабры недоразвиты. Когда рыбы находятся в воде, легкие являются дополнительными органами дыхания, а в высохших водоемах, когда они зарываются в грунт, легкие становятся основным органом дыхания.

Плавательный пузырь является дополнительным органом дыхания и у некоторых других открытопузырных рыб (многопер, амия, панцирная щука, харациновые). Он пронизан густой сетью кровеносных капилляров, а у некоторых появляется ячеистость, что увеличивает внутреннюю поверхность.

Н. В. ИЛЬМАСТ. ВВЕДЕНИЕ В ИХТИОЛОГИЮ. Петрозаводск, 2005

Дыхательная система рыб

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.

Надкласс Рыбы. Характеристика, внешнее и внутреннее строение, системы органов

Надкласс рыб относится к той группе организмов, которые находятся в состоянии выраженного биологического прогресса. Насчитывается около 20 тыс. видов рыб, обитающих в морях и пресных водах.

Возникновение рыб было связано с появлением ряда ароморфозов:

  • черепа — вместилища для головного мозга;
  • челюстей, обеспечивающих активный захват добычи;
  • парных плавников, обеспечивающих большую подвижность;
  • прогрессивного развития центральной нервной системы.

Рыбы — животные, приспособленные к узким, довольно однообразным условиям жизни — водной среде, обитая в которой они дифференцировались на большое число видов.

Характерные черты рыб рассмотрим на примере окуня. В нашей стране он обитает повсеместно (за исключением озера Балхаш и Дальнего Востока) в реках, озерах, водохранилищах и проточных прудах. Форма тела окуня, как и большинства других видов рыб, обтекаемая, что позволяет ему лучше преодолевать сопротивление воды.

В теле рыбы различают три отдела:

Условной границей между головой и туловищем является задняя часть жаберных крышек, а между туловищем и хвостовым отделом — анальное отверстие.

Внешнее строение

Покровы и окраска тела. Все тело окуня, за исключением головы, покрыто костными чешуйками. Они располагаются правильными рядами. Своим передним краем чешуйки погружены в кожу, а задним налегают на чешуйки следующего ряда. Чешуя является защитным покровом и не мешает движениям тела рыбы.

Сверху чешуйки покрыты тонкой кожицей, одноклеточные кожные железы которой выделяют обильную слизь. Слой слизи уменьшает трение тела рыбы при плавании и защищает ее от возбудителей бактериальных и грибных болезней.

Внешнее строение рыб

Брюхо окуня светлее, чем спина. Это имеет приспособительный характер, так как окунь меньше заметен снизу, на светлом фоне поверхности воды и сверху — на темном фоне дна. В озерах с темным дном обитают окуни с темной окраской, а в водоемах со светлым песчаным дном — светлые, что является следствием отбора и выживанием наиболее приспособленных к конкретным условиям среды.

Зеленоватый цвет окуня и вертикальные темные полосы на его теле помогают ему быть менее заметным в зарослях, где он часто затаивается. Покровительственная окраска позволяет лучше подкарауливать добычу и скрываться от врагов.

Скелет и мускулатура рыб

Скелет окуня состоит из черепа, позвоночного столба и скелета конечностей (плавников). В состав черепа входит два отдела — мозговой и жаберно-челюстной:

  • В мозговом отделе черепа помещаются головной мозг, органы обоняния, зрения и слуха;
  • жаберно-челюстной отдел состоит из костей верхней и нижней челюстей, подъязычной и жаберной дуг и жаберных крышек.

Строение скелета рыб, на примере окуня

Позвоночный столб разделяется на туловищный и хвостовой отделы. Он состоит из 39-42 позвонков. Различают позвонки туловищные и хвостовые. Каждый позвонок имеет тело, со спинной стороны к которому примыкает верхняя дуга с остистым отростком. Между соседними телами позвонков сохраняются остатки хорды.

Спинной мозг находится в канале, образуемом верхними дугами позвонков. В туловищном отделе от позвонков отходят ребра, а в хвостовом отделе имеются нижние дуги с нижними отростками. В скелет парных плавников выходят пояса и костные лучи, а непарных — только костные лучи. Имеется два пояса: плечевой и тазовый.

Мускулатура. Основная масса мышц у окуня расположена в виде отдельных сегментов, которые соединяются между собой волокнистыми прослойками. Имеются и специализированные мышцы (мышцы грудных и брюшных плавников, жаберной крышки, мышцы, двигающие челюсти, глаза). Поступательное движение осуществляется за счет работы мышц хвостового плавника.

Читать еще:  Салат из сайры консервированной с рисом и яйцом

Системы внутренних органов

Пищеварительная система. Пищеварительный канал начинается ротовым отверстием, которое ведет в ротовую полость. На челюстях и других костях ротовой полости окуня находятся многочисленные недифференцированные зубы, служащие лишь для захвата и удержания добычи. Далее идут пищевод, желудок и кишка, заканчивающаяся анальным отверстием. Имеется печень. Поджелудочная железа развита слабо.

Пищеварительная система рыб

Плавательный пузырь у окуня, как и у многих других видов рыб, является гидростатическим аппаратом. Он представляет собой тонкостенный вырост кишки, который у личинок окуня и некоторых видов рыб (карп, плотва) соединяется в течение всей жизни с кишкой небольшой трубочкой.

Связь плавательного пузыря с кишкой у взрослого окуня утрачена. Пузырь расположен над кишкой и заполнен газом, в состав которого входят кислород, углекислый газ и азот. Стенки пузыря пронизаны многочисленными кровеносными сосудами, через которые кровь выделяет или поглощает газ.

Плавательный пузырь у рыб

При погружении или всплывании рыбы количество газа может увеличиваться или уменьшаться, и таким образом регулируется плотность тела рыбы. Так как в плавательном пузыре много кровеносных сосудов, образующих местами капиллярные скопления, то он может служить некоторым зарывающимся в ил рыбам для газообмена.

Органы дыхания у рыб представлены жабрами, состоящими из жаберных дуг, жаберных лепестков и жаберных тычинок. Жаберные тычинки являются цедильным аппаратом, препятствующим выскальзыванию проглоченной добычи через жаберные щели.

Органы дыхания у рыб

Жаберные лепестки наподобие бахромы покрывают жаберные дуги. Лепестки у живой рыбы имеют ярко-красный цвет, из-за просвечивания множества мелких кровеносных сосудов. В жаберных лепестках происходит газообмен. Нежные жабры снаружи прикрывают жаберные крышки.

Органами выделения являются почки. По двум мочеточникам моча попадает в мочевой пузырь, который открывается наружу позади заднепроходного отверстия.

Кровеносная система у рыб представлена одним кругом кровообращения. В сердце поступает только венозная кровь. Сердце у рыб двухкамерное. Оно состоит из предсердия и желудочка. В жабрах кровь насыщается кислородом.

Кровеносная система рыб

Нервная система у рыб. Центральная нервная система у окуня состоит из головного и спинного мозга. Головной мозг представлен типичными для позвоночных пятью отделами (передним, промежуточным, средним, мозжечком и продолговатым мозгом), но он имеет еще примитивное строение. Передний мозг развит слабо. Он служит высшим обонятельным центром. Средний мозг достигает наиболее крупных размеров. Хорошо развит мозжечок, что связано со сложной координацией движений.

Нервная система рыб

Внутреннее строение рыбы (органы дыхания рыбы — жабры)

Органом дыхания рыб являются жабры, которые представляют собой особые выросты на теле. Через их тонкие стенки из воды в организм рыбы попадает кислород, а из полостной жидкости или циркулирующей крови в окружающую среду выделяется углекислый газ.

Жабры у рыб работают гораздо эффективнее, чем дыхательная система наземных животных, так как для получения из воды 2-3% свободного кислорода нужно затратить значительные усилия. Поскольку кровь более разбавлена, чем соленая вода, у морских рыб через жабры происходит потеря значительного количества жидкости. Для восстановления баланса им необходимо много пить и выделять из морской воды соли.
Основой жабр у рыб являются тонкие пластинки ткани, лепестки или мелкие пучковатые слизистые лопасти, пронизанные многочисленными кровеносными сосудами или содержащие щелочную жидкость. Все эти приспособления внутреннего строения рыбы призваны создавать наибольшую дыхательную поверхность при наименьшем объеме. Жаберная поверхность более активных рыб имеет большую площадь.

У костистых рыб имеются 2 набора жабр, симметрично расположенных позади головы на каждой стороне тела. Нежные органы дыхания рыб защищают жаберные крышки, представляющие собой твердые пластины, вдоль передней линии которых расположен ряд выступов, называемый жаберной гребенкой.

Сложная структура жабр у рыб включает в себя 4 костные дуги, каждая из которых поддерживает два ряда перьевидных жаберных нитей, называемых первичными ламеллами, или лепестками. Первичные ламеллы также покрыты крошечными пластинками, которые называются вторичными лепестками.

Через них проходят узкие кровеносные капилляры от подходящей к лепесткам приносящей жаберной артерии. Именно тонкая оболочка вторичных ламелл является основным приспособлением для газообмена между кровью рыбы и внешней средой.

Через них проходят узкие кровеносные капилляры от подходящей к лепесткам приносящей жаберной артерии. Именно тонкая оболочка вторичных ламелл является основным приспособлением для газообмена между кровью рыбы и внешней средой.

Окисленная кровь попадает в аорту по выносящей жаберной артерии. Для выделения электролитов некоторые рыбы производят вибрирующие движения жабрами.

Внутреннее строение рыбы устроено таким образом, что направление движения крови во вторичных ламеллах противоположно направлению движения воды, которая проходит по поверхности лепестков. Такой «противоток» создает между этими жидкостями большой диффузионный градиент углекислого газа и кислорода, что, в свою очередь, способствует увеличению эффективности газообмена.

На выдохе рыба закрывает рот, происходит сближение жаберных дуг и жаберных крышек, в результате увеличивается давление в жаберной полости и открываются жаберные щели, «прогоняя» воду сначала сквозь жабры, а затем через жаберные крышки наружу. Процесс циркуляции воды через органы дыхания рыб происходит непрерывно. Некоторые рыбы приспособились дышать и другими способами. К дополнительным органам дыхания рыб относится кожа, кишечник и специальное приспособление в жаберной полости, называемое лабиринтом.

Этот орган представляет собой расширенный карманообразный участок со складчатыми стенками, пронизанными многочисленными капиллярами, связанный с глоточной камерой, наполненной воздухом. Таким образом, извлекать кислород лабиринтовые рыбы могут прямо из атмосферы путем заглатывания воздуха.

(кожное, жаберное, через трубки, захват воздуха при нырянии(диффузно))

Процесс поглощения, переноса и использование кислорода тканями и удаление отработанных веществ, прежде всего углекислого газа

У насекомых дыхание осуществляется с помощью трахейной системы состоящей из трубочек наполненных воздухом и называемых трахеями, воздунх мешков и трахеол которые доставляют воздух непосредственно к клеткам. Трахеи сообщаются с внутренней средой благодоря наличию отверстий дыхалец снабженных замыкательным механизмом предотвращающим потери воды за счет испарения.

Трахея трубчатое впячиавние эпикутикулы со слоем гиподермальных клеток под ней.

Кутикула образует спиральные утолшения- тенидии (прочность, не дают спадаться трахеям под давлением внутренних органов и гемолимфы. Трахеи многократно ветвятся и переходят в мелкие (2мкм) трахеолы. Трахеи проницаемы для газов и не проницаемы для воды. Через дыхальца вода так же не проникает.

Воздушные мешки- места расширения трахей

У активных крупных насекомых приток кислорода по трахеям и трахеолам к тканям и отток СО2 осуществляется путем диффузии, а так же некоторых механических приспособлений брюшных тканей и воздушных мешков. Углекислый газ выделятеся на 14 через поверхность тела.

Кровь у насекомых доставляет кислород к тем тканям и клеткам куда не доходят трахеоллы , а так же кислород потребляют сами клетки крови.

Активные насекомые требуют большое количество энергии следовательно должны потреблять большое количество кислорода и выделять СО2 и Н2О которого не достаточно при диффузии газов через кожу.

Следовательно существуют способы вентиляции трахейной системы

1. Трахеи могут сокращаться в продольном направлении благодаря гибким тинидиям как меха аккордеона.

2. Трахеи и воздушные мешки функционируют подобно легким позвоночных жиыотных сдвигаются и раздвигаются благодоря дыхательным движениям насекомых. Трахенйая система не имеет собственной мускулатуры. Дыхательные движения осуществляются путем открытия и закрытия дыхалец при сжатии и растежении брюшка (из-за сокрашения дорзо-вентральной и продольной мускулатуры). Механизм закрытия и открытия дыхалец предотвращает испарения воды, там естьтам есть мышечные замыкательные лопости.

Дыхательные движения регулируются нервными импульсами.

• Нервные импульсы идут от ганглиев брюшной нервной цепочки. Каждый сегмент насекомого функционирует как самостоятельная единица.

• Существует координационный механизм (несколько ганглий)

• В период пока дыхальца закрыты дыхательных движений нет.

• Любое внешнее раздражение нервной системы вызывает или усиливает дыхательную активность

Основной газообмен — минимальное количество кислорода необходимого для жизнедеятельности

Общий газообмен — количество поглощенного кислорода и выдыхаемого углекислого газа ( т.к дыхание изменяется в зависимости от физиологического состояния)

Как правило повышение температуры на 10 С увеличивает интенсивность дыхания насекомых в 2-3 раза.

Развитие яиц сопровождается значительным возрастанием газообмена, достигающего максимума при вылуплении личинки. (необходима энергия для превращения).

После линьки личинок интенсивность дыхания падает, а перед линькой возрастает.

Во время диапаузы газообмен снижается. При оккукливании и яйцекладках газообмен усиливается.

51. как осуществляется обмен веществ и превращение энергии в живых организмах.для чего необходима энергия?

Главным условием жизни как организма в целом, так и отдельной клетки является обмен веществ и энергии с окружающей средой. Для поддержания сложной динамической структуры живой клетки требуется непрерывная затрата энергии. Кроме того, энергия необходима и для осуществления большинства функций клетки (поглощение веществ, двигательные реакции, биосинтез жизненно важных соединений). Источником энергии в этих случаях служит расщепление органических веществ в клетке. Совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений называется энергетическим обменом, или диссимиляцией. Запас органических веществ, расходуемых в процессе диссимиляции, должен непрерывно пополняться либо за счет пищи, как это происходит у животных, либо путем синтеза из неорганических веществ при использовании энергии света (у растений). Приток органических веществ необходим также для построения органоидов клетки и для создания новых клеток при делении. Совокупность всех процессов биосинтеза называется пластическим обменом, или ассимиляцией.

Обмен веществ клетки включает многочисленные физические и химические реакции, объединенные в пространстве и времени в единое упорядоченное целое. В такой сложной системе упорядоченность может достигаться только при участии эффективных механизмов регуляции. Ведущую роль в регуляции играют ферменты, определяющие скорость биохимической реакции. Основная роль в обмене веществ принадлежит плазматической мембране, которая в силу избирательной проницаемости обусловливает осмотические свойства клетки.

Источники:

http://scienceland.info/biology7/fish-gill
http://spadilo.ru/ryby/
http://zooeco.com/0-rib/0-ribi3-09.html
http://scienceland.info/biology7/fish-gill
http://animals-world.ru/klass-ryby/
http://lektsii.org/8-23231.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector