Дыхание костных рыб - сельди.

Обновлено: 29.04.2024

Плевральная полость. Механизм вентиляции легких.

Легкие, находящиеся в грудной клетке, отделены от ее стенок плевральной полостью — шелевидным пространством, выстланным эластичной прозрачной оболочкой (плеврой). Она защищает легкие, не дает воздуху просачиваться из них в грудную полость и уменьшает трение между легкими и стенками грудной клетки. Внутренний, висцеральный, листок плевры покрывает легкие, а наружный, париетальный (пристеночный), выстилает стенки грудной клетки и диафрагму. Плевральная полость содержит жидкость, выделяемую плеврой. Эта жидкость увлажняет плевру и тем самым уменьшает трение между ее листками при дыхательных движениях. Плевральная полость непроницаема для воздуха и давление в ней на 3—4 мм рт. ст. ниже, чем в легких. Отрицательное давление в плевральной полости поддерживается на протяжении всего вдоха, что позволяет альвеолам расправляться и заполнять любое дополнительное пространство, возникающее при расширении грудной клетки.

Механизм вентиляции (дыхания)

Воздух поступает в легкие и выходит из них благодаря работе межреберных мышц и диафрагмы; в результате их попеременного сокращения и расслабления объем грудной клетки изменяется. Между каждой парой ребер расположены две группы межреберных мышц, направленных под углом друг к другу: наружные — вниз и вперед, а внутренние — вниз и назад. Диафрагма состоит из кольцевых и радиальных мышечных волокон, расположенных вокруг центрального сухожильного участка, состоящего из коллагена.

Схема расположения межреберных мышц.

Вдох — это активный процесс. Протекает он следующим образом.
1. Наружные межреберные мышцы сокращаются, а внутренние расслабляются.
2. Ребра вследствие этого отходят вперед, удаляясь от позвоночника. (Это легко почувствовать, положив при вдохе руку на грудь.)
3. Одновременно сокращаются мышцы диафрагмы.
4. Диафрагма становится более плоской.
5. Оба эти действия приводят к увеличению объема грудной клетки.
6. В результате давление в грудной клетке, и, следовательно, в легких, становится ниже атмосферного.
7. Воздух поступает внутрь и заполняет альвеолы до тех пор, пока давление в легких не сравняется с атмосферным.

Схематическое изображение грудной клетки, поясняющее, какие движения совершаются при дыхании (вид сбоку; показано только одно ребро).

Выдох

Выдох — процесс в обычных условиях в основном пассивный, происходящий в результате эластического сокращения растянутой легочной ткани, расслабления части дыхательных мышц и опускания грулной клетки под действием силы тяжести.
1. Наружные межреберные мышцы расслабляются, а внутренние — сокращаются. Грудная клетка опускается главным образом под действием собственной тяжести.
2. Одновременно расслабляется диафрагма. Опускающаяся грудная клетка вынуждает ее принять исходную куполообразную форму.
3. Вследствие этого объем грудной клетки уменьшается, и давление в ней становится выше атмосферного.
4. В результате воздух выталкивается из легких.

При физической нагрузке имеет место форсированное дыхание. В действие вводятся дополнительные мышцы и выдох становится более активным процессом, требующим расхода энергии. Внутренние межреберные мышцы сокращаются более энергично и сильнее отводят ребра вниз. Энергично сокращаются и брюшные мышцы, вызывая более активное движение диафрагмы вверх. То же самое происходит при чихании и кашле.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Костные рыбы

Представители костных рыб имеют костный или костно-хрящевый скелет. По старой систематике костных рыб выделяли в ранге класса, в котором было четыре подкласса: хрящекостные (осетровые), лучеперые (подавляющее большинство рыб), двоякодышащие (протоптерус), кистеперые (латимерия). По новой систематике костные рыбы — это группа, включающая два класса: лучеперые и лопастеперые рыбы.

Костные рыбы появились приблизительно в девоне. На сегодняшний день их около 30 тысяч видов.

Рыбы в процессе эволюции обзавелись множеством прогрессивных черт строения, которые позволили им приспособиться к разнообразным условиям водной жизни, а следовательно, рыбы многообразны по условиям жизни и форме тела.

Кожа костных рыб

Наружный покров рыб образует эпидермис (многослойный эпителий) и дерма (соединительная ткань). В эпидермисе есть железы, выделяющие слизь, которая уменьшает трение тела о воду при движении рыбы.

Чешуя костная. Это отличает костных рыб от хрящевых, у которых чешуя плакоидная (имеет иное происхождение и строение).

В коже рыб есть пигментные клетки, обуславливающие окраску тела. Некоторые виды рыб могут менять свою окраску, приспосабливаясь к окружающему фону.

Скелет рыбы

Скелет рыб составляет позвоночник, мозговой череп, висцеральный скелет, скелет парных конечностей и их поясов.

Также как у хрящевых у костных рыб позвоночник делится на туловищный и хвостовой отделы.

От поперечных отростков тел позвонков отходят ребра. Ребра оканчиваются свободно, они служат защитой внутренним органам.

Лучи парных плавников костные, соединены с костями поясов конечностей. Плавник движется относительно своего пояса как единый рычаг. Пояса конечностей костной рыбы лежат в мягких тканях свободно.

Мышечная система сохраняет метамерное строение, однако более сложное, чем у хрящевых рыб. Мышцы крепятся к костям скелета.

Плавают рыбы за счет движения хвостового плавника. Парные конечности — грудные и брюшные плавники — выполняют функцию рулей глубины.

Нервная система и органы чувств рыб

Спинной мозг рыб находится в канале, образованном верхними дугами позвонков. Таким образом спинной мозг хорошо защищен.

Головной мозг защищен черепной коробкой и состоит из пяти отделов: переднего мозга с обонятельными долями, промежуточного и среднего мозга, мозжечка, продолговатого мозга. Наиболее развиты у костных рыб мозжечок и средний мозг. Первый отвечает за координацию движений, а во втором находятся зрительные центры.

В глазах находится шаровидный хрусталик, роговица утолщена. Аккомодация достигается за счет движения хрусталика, а не изменения его формы (как, скажем, у млекопитающих). Рыбы видят в даль обычно до 15 м, т. е. их хрусталик приспособлен для зрения на близком расстоянии. Такое приспособление зрения в процессе эволюции обусловлено низкой прозрачностью воды. Глаза имеют веки.

Ноздри ведут в замкнутые обонятельные мешки. Там расположены обонятельные рецепторы.

Хорошо развиты органы химического чувства (обоняния и вкуса). Вкусовые почки у костных рыб находятся не только в ротовой полости, но и в различных местах кожи тела.

Орган слуха и равновесия состоит из внутреннего уха, включающего три полукружных канала (орган равновесия), и полого мешочка, который воспринимает звуковые колебания. Благодаря плотности воды звуковые волны передаются через кости черепа и достигают органов слуха (другими словами, во внешнем отверстии нет необходимости). Рыбы могут издавать звуки (скрип, щелчки). Такие звуки выполняют роль сигналов при поиске пищи и во время размножения. Звуки издаются с помощью трения зубов, костей, при изменении объема плавательного пузыря.

Осязательные клетки у рыб расположены по всей поверхности тела.

Орган боковой линии

У рыб имеется уникальный орган боковой линии. Он состоит из чувствительных клеток, которые расположены на дне желобков или в каналах на теле рыбы. Эти каналы или желобки имеют отверстия во внешнюю среду. Чувствительные клетки органа боковой линии имеют реснички. Каналы тянутся по обеим сторонам всего тела рыбы.

Функция органа боковой линии — это восприятие колебаний воды. С помощью боковой линии рыбы определяют скорость и направление течения, наличие предметов рядом и даже колебания напряженности магнитных и электрических полей.

Пищеварительная система рыб

В ротовой полости костных рыб имеются недифференцированные зубы. Зубы могут находиться не только на челюстных, но и небных и некоторых других костях. Зубы рыб выполняют лишь функции захвата и удержания добычи, но не измельчают еду. Рыбы просто заглатывают пищу. Слюнных желез у них нет.

За ротовой полостью идет глотка и пищевод, открывающийся в желудок. Желудочный сок содержит соляную кислоту и пепсин, которые частично расщепляют пищу. Дальнейшее переваривание происходит в кишечнике с помощью секретов печени и поджелудочной железы. У растительноядных видов костных рыб в кишечнике обитают симбиотические простейшие и бактерии, которые выделяют ферменты, способствующие перевариванию пищи.

Мальки рыб питаются планктоном. Пища взрослых костных рыб разнообразна, многие всеядны.

Плавательный пузырь

Плавательный пузырь, выполняя функцию гидростатического органа, позволяет костным рыбам находиться наплаву без всяких мышечных усилий. Это происходит за счет изменения объема газов в пузыре. Кровь капилляров стенок пузыря поглощает из него или выделяет в него газ. Когда пузырь увеличивается, общая плотность рыбы уменьшается, и она всплывает.

У всех хрящевых рыб плавательного пузыря нет. Среди костных рыб его нет у скумбриевых и многих донных видов.

Кроме своей основной функции, плавательный пузырь частично участвует в дыхании.

Дыхательная система костных рыб

У костных рыб от 5 до 7 пар жаберных щелей, поддерживаемых жаберными дугами и прикрытых с каждой стороны одной жаберной крышкой.

В процессе эмбрионального развития жаберные отверстия образуются в переднем отделе пищеварительной трубки.

На жаберных дугах расположены жаберные лепестки, в которых находится густая сеть мелких капилляров. Здесь происходит газообмен.

Движение воды и омывание жаберных лепестков обеспечивается движениями рта и жаберных крышек. Костные рыбы засасывают воду через рот и на выдохе прогоняют ее через жаберные щели. При этом вода омывает жаберные лепестки.

Кроме дыхания жабрами ряд рыб частично осуществляют газообмен с помощью кожи. Также могут заглатывать воздух, в этом случае кислород всасывается кишечником.

Кровеносная система рыб

Сердце рыб двухкамерное (одно предсердие и один желудочек), следовательно, имеется только один круг кровообращения. Через сердце проходит венозная кровь, которая затем направляется в жабры. Оттуда уже артериальная кровь через выносящие жаберные артерии попадает в спинную аорту и по отходящим от нее сосудам разносится по тканям. Отдав кислород, кровь по венам собирается в предсердие.

Таким образом, приносящие жаберные артерии доставляют венозную кровь от сердца, а выносящие жаберные артерии с артериальной кровью объединяются в спинную аорту.

Сердце у рыб сокращается редко и слабо. Так у речного окуня происходит 20 сокращений в минуту. Следовательно, у рыб достаточно медленный обмен веществ. Рыбы холоднокровны (температура их тела зависит от температуры окружающей среды).

Выделительная система

Выделительная система рыб представлена двумя туловищными почками, которые имеют лентовидную форму.

У большинства костных рыб конечным веществом распада белков является аммиак. Он ядовит и для вывода его из организма требуется много воды.

Моча из почек через мочеточники поступает в мочевой пузырь, откуда выходит через самостоятельное отверстие. Частично продукты распада у рыб удаляются через жабры в процессе дыхания.

Размножение костных рыб

Подавляющее большинство рыб раздельнополы. Однако в качестве исключения имеются гермафродитные виды, у которых половые железы попеременно выполняют функции то семенников, то яичников. А вот у морского окуня разные части половых желез одновременно образуют сперматозоиды и яйцеклетки.

Размножение только половое. У костных рыб оплодотворение почти всегда наружное.

Для рыб характерна большая плодовитость, так как при внешнем оплодотворении много икры не оплодотворяется. Кроме того гибнет много мальков. У рыб, проявляющих заботу о потомстве, плодовитость ниже.

Некоторые виды (лососевые и др.) размножаются один раз в жизни, после чего погибают.

Индивидуальное развитие происходит с неполным превращением. Личинки рыб называются мальками.

Дыхание костных рыб - сельди.

У костных рыб в стенках глотки (участка передней кишки, отделяющего ротовую полость от пищевода) имеются жаберные щели. Через них внутренняя среда организма рыбы сообщается с внешней средой, т. е. с водой. Между жаберными щелями располагаются костные образования, так называемые жаберные дуги. У костных рыб имеется четыре пары жаберных дуг, разделяющие пять пар жаберных щелей. Каждая жабра состоит из двух рядов жаберных лепестков, расположенных в виде буквы V. Лепестки несут жаберные пластинки, пронизанные многочисленными капиллярами. Жаберные пластинки значительно увеличивают площадь дыхательной поверхности. Толщина барьера, отделяющего кровь от воды, не более нескольких клеток; поэтому диффузия газов через этот барьер идет очень быстро.

Подвижная жаберная крышка, укрепленная тонкими костными слоями, прикрывает и защищает жабры. Пространство, отделяющее жабры от внутренней поверхности жаберной крышки, носит название жаберной полости. Жаберная крышка играет также определенную роль в функционировании вентиляционного механизма. Она может закрываться, плотно прижимаясь к телу рыбы, или открываться, регулируя таким образом ток воды — ее поступление внутрь через жаберную полость и выход наружу.

При вдохе ротовая полость расширяется и давление в ней падает, вследствие чего через ротовое отверстие внутрь устремляется вода. Одновременно под напором воды извне закрывается задний конец жаберной крышки, препятствуя поступлению воды с этой стороны. В то же время, однако, сокращаются мышцы жаберной крышки и жаберная полость расширяется. Давление в жаберной полости ниже, чем в ротовой, и поэтому вода поступает из ротовой полости в жаберную, проходя при этом над жабрами. Следовательно, газообмен может продолжаться и тогда, когда рыба набирает в рот новые порции воды.

При выдохе ротовое отверстие и входное отверстие пищевода закрываются, а дно ротовой полости поднимается. В результате вода выталкивается через жаберные щели в жаберную полость и, пройдя над жабрами, выходит затем наружу около заднего края жаберной крышки, открытой теперь под напором воды. Благодаря согласованной активности ротовой полости и мышц жаберной крышки жабры почти все время омываются потоком воды, так что в воде у их поверхности поддерживается высокая концентрация кислорода и низкая концентрация С02.

Лепестки соседних жабр перекрываются своими концами. Это создает сопротивление току воды, замедляя ее прохождение над жаберными пластинками и тем самым увеличивая время, на протяжении которого может происходить газообмен. Кровь в жаберных пластинках течет в направлении, противоположном току воды. Такая противоточная система более эффективна, нежели система с параллельными потоками, в которой обе жидкости движутся в одном направлении. В противоточной системе кровь на своем пути все время встречается с водой, в которой концентрация растворенного кислорода относительно высока, и градиент концентрации между кровью и водой поддерживается по всей длине жаберного лепестка и в каждой жаберной пластинке. Благодаря этому костные рыбы могут извлекать до 80% растворенного в воде кислорода.

2. Классы Костные и Хрящевые рыбы

Рыб делят на две группы по составу их скелета. У Хрящевых рыб (акул и скатов) внутренний скелет образован хрящом, а у Костных рыб (карпы, сельди, осётры, сомы, окуни, щуки и др.) основу скелета составляет костная ткань.

скелет из хрящевой ткани;
отсутствие плавательного пузыря;
жаберных крышек нет, жабры открываются наружу \(5\)–\(7\) жаберными щелями;
плакоидная чешуя;
внутреннее оплодотворение;
большинство видов живёт в солёных водах, хотя есть и пресноводные.

У акул торпедообразная форма тела и крупный хвост. Рот расположен на брюшной стороне тела, на челюстях много острых зубов. Все акулы питаются животным кормом — от планктона до крупных животных.

Скаты живут в придонных слоях морях. У них плоское тело с увеличенными грудными плавниками и длинным узким хвостом. Питаются ракообразными, моллюсками и иглокожими.

У химер закруглённая короткая голова, а плавники напоминают крылья. У некоторых видов длинный хвост. Живут химеры на глубине около \(500\) м. Основу их пищи составляют моллюски и другие рыбы.

имеются костные жаберные крышки, покрывающие жаберные щели;
внутренний скелет, хотя бы частично костный;
плавники поддерживаются костными лучами (за исключением двоякодышащих рыб);
чешуя ганоидная или костная (но не плакоидная);
имеется или плавательный пузырь (который может вторично недоразвиться), или (в редких случаях) лёгкое.
внешнее оплодотворение, икра мелкая.

Сельдеобразные — сельди, шпроты, сардины, салака, анчоусы;
Лососеобразные — лосось, кета, горбуша, нерка, хариус;
Карпообразные — плотва, уклейка, лещ, толстолобик, сазан, амур, карась;
Сомообразные — сом;
Трескообразные — треска, пикша, навага, путассу, минтай, налим;
Камбалообразные — камбала, морской язык, палтус.

К костно-хрящевых рыбам относятся осетровые . У них хорда сохраняется всю жизнь, а скелет состоит в основном из хряща. Костные пластины покрывают снаружи череп и образуют \(5\) продольных рядов на поверхности тела.

Осетровые — долгоживущие рыбы (до \(100\) лет), обитающие в водоёмах северного полушария. Для икрометания эти рыбы идут из морей или озёр в реки. Это ценные промысловые рыбы, их добывают и разводят из-за чёрной икры и вкусного красного мяса. Примеры: белуга, стерлядь, русский осётр.

Двоякодышащие — древняя группа рыб. Их всего \(6\) видов, например, австралийский рогозуб, африканский чешуйчатник.

У двоякодышащих во взрослом состоянии сохраняется хорда. У них два типа дыхания: жаберное и лёгочное. Лёгкие (одно или два) образуются из плавательного пузыря. Отличается строение сердца: в предсердии появляется перегородка, разделяющая его на две части; в одну часть попадает кровь от лёгких, а в другую — от жабр. Двоякодышащие рыбы могут жить в водоёмах с низким содержанием кислорода, в обмелевших водоёмах переходят на лёгочное дыхание.

Кистепёрые рыбы — древняя группа рыб, близких к двоякодышащим. У них тоже имеется лёгкое. До наших дней сохранился только один вид — латимерия . Характерной особенностью этих рыб являются мясистые парные плавники, похожие по строению на ноги наземных позвоночных.

Латимерия обитает в Индийском океане. Живёт она на большой глубине. Тело латимерии в длину может достигать \(180\) см. Оно покрыто крупными чешуями. Плавники латимерии имеют внутри костный скелет, погружённый в мышечные лопасти.

5. Внутреннее строение рыб

Пищеварительная система хорошо дифференцирована на отделы: рот (с зубами) — глотка — пищевод — желудок — кишка — анальное отверстие .

У рыб имеются печень с желчным пузырём и поджелудочная железа , их соки помогают перевариванию пищи в кишечнике.

К дыхательной системе рыб относятся жабры . В глотке есть жаберные щели , а между ними находятся межжаберные перегородки , на которых и расположены жабры.

Межжаберные перегородки образованы костными жаберными дугами и прикреплёнными к ним жаберными пластинами , образующими жаберные лепестки . Лепестки пронизаны густой сетью капилляров, через тонкие стенки которых осуществляется газообмен: из воды в кровь поступает кислород, а в воду из крови выделяется углекислый газ. Вода сквозь жабры движется при сокращении мышц стенок глотки, а также за счёт движения жаберных крышек.

На внутренней стороне жаберных дуг расположены жаберные тычинки . Они отфильтровывают из воды мелкие пищевые частицы.

В сердце из вен поступает венозная кровь , в которой содержится много углекислого газа. Кровь насыщается кислородом и становится артериальной в жабрах.

У рыб \(1\) круг кровообращения . Венозная кровь от желудочка сердца поступает в брюшную аорту, а из неё по приносящим жаберным артериям — в жабры. Там кровь избавляется от углекислого газа, насыщается кислородом и становится артериальной.

По выносящим жаберным артериям и спинной аорте артериальная кровь поступает к внутренним органам. В органах происходит обратный процесс: кровь отдаёт кислород и забирает углекислый газ. Она опять становится венозной и возвращается в предсердие сердца.

У рыб, как у всех позвоночных, нервная система имеет два отдела — центральный и периферический. Центральная нервная система (ЦНС) образована головным и спинным мозгом. Периферический отдел составляют нервы.

передний мозг;
промежуточный мозг;
средний мозг;
мозжечок;
продолговатый мозг.

в переднем — обоняния, контроля поведения животного и рефлексов;
в среднем — зрения;
в мозжечке — координации движений и равновесия;
в продолговатом — слуха и осязания, а также центры регуляции дыхания, кровообращения, пищеварения.

Продолговатый мозг соединён со спинным мозгом, который находится в позвоночном канале и похож на длинный белый шнур.

Головной мозг связан с органами тела черепно-мозговыми нервами . Он управляет работой органов чувств и частью внутренних органов. От спинного мозга к разным частям тела рыбы отходят спинномозговые нервы . Они регулируют сокращение мускулатуры, работу органов движения, внутренних органов.

Процесс выведения мочи состоит из нескольких этапов. Кровь проходит по кровеносным сосудам почек, из неё отфильтровываются вредные вещества, и образуется моча. Моча по мочеточникам стекает в мочевой пузырь , а затем по мочеиспускательному каналу выводится из тела.

У большинства костистых рыб конечным продуктом обмена белков является аммиак (как и у большинства беспозвоночных животных).

Читайте также: