Строение дыхательной системы рыб

Органы дыхания рыб

Органы водного дыхания позвоночных развиваются в переднем отделе кишечника. Первоначально жабры появляются в виде ряда парных мешковидных энтодермических отростков глотки, растущих по направлению к наружным стенкам тела; навстречу этим отросткам снаружи внутрь растут соответствующие эктодермические впячивания. В результате подобного процесса каждый жаберный мешок, образовавшийся из елияния упомянутых выростов, несет два отверстия: внутреннее, сообщающее мешок с глоткой, и наружное—с внешней средой. От каждого смежного мешка прилежащий к нему отделяется межжаберной волокнистой перегородкой. Передние и задние стенки мешков выстилает слизистая оболочка, образующая особые пластинчатые выросты—жабры, обильно снабженные кровью и поделенные на лепестки многочисленными поперечными складочками (рис.). Выше мы описывали висцеральный скелет жаберных дужек. Каждая из этих дужек, заложенная в глоточной стенке, проходит по середине межжаберной перегородки. Ясно, что жаберные дужки расположены на границах смежных жаберных мешков. Этим обусловлена связь жаберной дужки с задними жаберными лепестками одного мешка и с передними—другого. У низших рыб, например, у акуловых, межжаберные перегородки хорошо развиты и разделяют группы жаберных листочков. Другую картину видим мы у высших костистых рыб: у них межжаберные перегородки низведены до узких промежутков, содержащих лишь одни жаберные дужки. На жаберной дужке расположены, таким образом, две полужабры; одна из них образуется из слизистой оболочки лежащего к переди жаберного мешка, другая обязана своим возникновением жаберному мешку, прилегающему сзади.

У акул каждая жаберная перегородка продолжается на наружной стороне жаберной щели в кожную складку, прикрывающую следующую, находящуюся за ней жаберную щель. Особенно велики эти складки у так называемой плаще-носной акулы. Жаберный аппарат костистых рыб защищен значительной жаберной крышкой, оставляющей относительно узкую щель, расположенную по заднему краю каждой жаберной области.

В заключение укажем, что жаберные щели у высших позвоночных имеются лишь в эмбриональных стадиях развития, а затем совершенно утрачиваются.

У амфибий описанный жаберный аппарат характерен для личинок и сохраняется в течение всей жизни и у некоторых взрослых особей (см. ниже). Для личинок двоякодышащих рыб, для лиЧинки бихиря (Polypterus), для личиночных стадий амфибий (у взрослых амфибий—у амфиумы и сирены) типично наличие наружных жабер, развивающихся в качеств выростов стенок тела в ближайшем соседстве с жаберными щелями. Эти наружные жабры одеты эктодермическим эпителием.

Рис . Поперечный разрез через жаберную дугу c парой жаберных листочков костистой рыбы. А —с поверхности, В —с изображением хода кровеносных сосудов. Схема.

1 —жаберная артерия; 2—жаберная вена; 3—жаберная дуга. Стрелки указывают направление тока крови.

При наиболее обычном типе строения легкие позвоночных представляют парные мешки, сообщающиеся с глоткой при помощи особой гортанной щели, которая открывается на брюшной стороне глотки и снабжена особой мускулатурой. По своей первоначальной закладке легкие представляют полый энтодермический вырост брюшной глоточной стенки. Этот одиночный вырост, удлиняясь, продолжается назад и вверх и в дальнейшей своей эволюции разделяется на две половины: правую и левую. Внутренняя поверхность подобных легочных мешков усложняется сетью выростов, в которых ветвятся мелкие кровеносные сосуды (капилляры). При усиленном развитии упомянутых выростов структура внутренних стенок легкого принимает губчатый характер. У низших позвоночных животных дыхательные пути, которыми легкие связаны с глоткой, относительно коротки. Так, у амфибий мы имеем наличие небольшой укороченной гортанной камеры, связанной с обоими легкими. У более высокоорганизованных форм, начиная с рептилий, дыхательные пути намечаются в виде хорошо диференцированной трахейной трубки, распадающейся на более мелкие бронхи, посылающие свои тончайшие отростки в вещество внутренних стенок легких.

У многих рыб из спинной стенки глотки развивается особый полый мешок— плавательный пузырь. Для значительного количества рыб характерна утрата связи пузыря с дорзальной стенкой глотки, что обусловливает замкнутость этого органа.

Статья на тему Органы дыхания рыб

Акваловер

Аквариумистика — аквариум новичкам, аквариум любителям, аквариум профессионалам

Строение жаберного аппарата рыб. Дыхание рыб

Самое читаемое

Жабры расположены в жаберной полости, прикрытой жаберной крышкой.
Строение жаберного аппарата разных групп рыб может различаться： у круглоротых рыб жабры мешковидные, у хрящевых — пластинчатые, у костистых — гребенчатые.

Интересно, что вода для дыхания поступает к жабрам костистых рыб через ротовое отверстие, а не снаружи.

В процессе эволюции, жаберный аппарат рыб постоянно совершенствовался, а площадь дыхательной поверхности жабр — увеличивалась. Большинство рыб дышит растворенным в воде кислородом, однако некоторые — частично и кислородом из воздуха.

Жаберный аппарат костистых рыб имеет пять жаберных дуг (1 — на рис.), находящихся в жаберной полости и покрытых твердой жаберной крышкой. Четыре дуги на внешней выпуклой стороне имеют по два ряда жаберных лепестков (4 — на рис.), поддерживаемых опорными хрящами. В другую сторону от жаберной дуги отходят жаберные тычинки (2 — на рис.), играющие фильтрующую роль： защищающие жаберный аппарат от попадания пищевых частиц (у хищников тычинки еще и дополнительно фиксируют добычу).
В свою очередь, жаберные лепестки покрыты тонкими лепесточками: в них и происходит газообмен. Число лепесточков может быть разным у разных видов рыб.

Жаберная артерия, подходящая к основанию лепестков, подносит к ним окисленную (артериальную) кровь и обогащается кислородом (3 — сердце на рис.).

Дыхание рыб происходит следующим образом：при вдохе открывается ротовое отверстие, жаберные дуги отходят в стороны, жаберные крышки наружным давлением плотно прижимаются к голове и закрывают жаберные щели.
Из-за разницы в давлении вода всасывается в жаберную полость, омывая жаберные лепестки. При выдохе ротовое отверстие рыбы закрывается, жаберные дуги и жаберные крышки двигаются навстречу друг другу: давление в жаберной полости увеличивается, жаберные щели открываются, и вода выжимается через них наружу. При плавании, рыба может создавать ток воды, двигаясь с открытым ртом.

В капиллярах жаберных лепесточков происходит газообмен и водно-солевой обмен：из воды в кровь попадает кислород, а выделяются двуокись углерода (СО 2), аммиак, мочевина. Ввиду активного кровообращения жабры имеют ярко-розовый цвет. Кровь в капиллярах жабр течет в направлении, противоположном току воды, что обеспечивает максимальное извлечение кислорода из воды (до 80 % растворенного в воде кислорода).

Помимо жабр рыба имеет и дополнительные органы дыхания, помогающие им переносить неблагоприятные кислородные условия：

— кожа； у некоторых видов рыб, особенно живущих в мутной и бедной кислородом воде, кожное дыхание бывает очень интенсивным： до 85% от всего поглощаемого из воды кислорода;

— плавательный пузырь: особенно у двоякодышащих рыб; оказавшись вне воды, рыба может начать поглощать кислород из плавательного пузыря;

— кишечник;

— наджаберные органы;

— специальные дополнительные органы： у лабиринтовых рыб есть лабиринт — расширенный карманообразный отдел жаберной полости, стенки которого пронизаны плотной сетью капилляров, в которых и происходит газообмен. Лабиринтовые рыбы дышат кислородом атмосферы, заглатывая его с поверхности воды, и могут обходиться без воды в течение нескольких дней. К дополнительным органам дыхания можно также отнести: слепой вырост желудка, парный вырост в глотке и другие органы рыб.

На рис.： 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.

Самцам рыб требуется больше кислорода чем самкам. Ритм дыхания рыб в первую очередь определяется содержанием кислорода в воде, а также концентрацией диоксида углерода, температурой, pH и другими факторами. При этом чувствительность рыб к недостатку кислорода в воде и крови намного больше, чем к избытку диоксида углерода (СО 2).

§ 32. Внутреннее строение рыб

Внутреннее строение рыб рассмотрено на примере речного окуня.

Опорно-двигательная система. Основу внутреннего скелета рыбы (рис. 117) составляют позвоночник и череп.

Рис. 117. Скелет костной рыбы: А — общий вид: 1 — челюсти; 2 — череп; 3 — жаберная крышка; 4 — плечевой пояс; 5 — скелет грудного плавника; 6 — скелет брюшного плавника; 7 — ребра; 8 — плавниковые лучи; 9 — позвонки; Б — туловищный позвонок; В — хвостовой позвонок: 1 — остистый отросток; 2 — верхняя дуга; 3 — боковой отросток; 4 — нижняя дуга

Позвоночник состоит из нескольких десятков позвонков, похожих друг на друга. Каждый позвонок имеет утолщенную часть — тело позвонка, а также верхние и нижние дуги. Верхние дуги вместе образуют канал, в котором лежит спинной мозг (рис. 117, Б). Дуги защищают его от травм. Вверх от дуг торчат длинные остистые отростки. В туловищном отделе нижние дуги (боковые отростки) разомкнуты. К боковым отросткам позвонков примыкают ребра — они прикрывают внутренние органы и служат опорой для туловищной мускулатуры. В хвостовом отделе нижние дуги позвонков образуют канал, в котором проходят кровеносные сосуды.

В скелете головы видна небольшая черепная коробка, или череп. Кости черепа защищают головной мозг. Основную часть скелета головы составляют верхние и нижние челюсти, кости глазниц и жаберного аппарата.

В жаберном аппарате хорошо заметны крупные жаберные крышки. Если их приподнять, можно увидеть жаберные дуги — они парные: левые и правые. На жаберных дугах находятся жабры. Мышц в головной части мало, они расположены в области жаберных крышек, челюстей и на затылке.

Есть скелеты непарных и парных плавников. Скелет непарных плавников состоит из многих удлиненных косточек, укрепленных в толще мускулатуры. Скелет парного плавника состоит из скелета пояса и скелета свободной конечности. Скелет грудного пояса причленен к скелету головы. Скелет свободной конечности (собственно плавника) включает много мелких и удлиненных косточек. Брюшной пояс образован одной костью. Скелет свободного брюшного плавника состоит из многих длинных косточек.

Таким образом, скелет представляет собой опору для тела и органов движения, защищает важнейшие органы.

Основные мышцы располагаются равномерно в спинной части тела рыбы; особенно хорошо развиты мышцы, двигающие хвост.

Плавательный пузырь — особый орган, свойственный только костным рыбам. Он расположен в полости тела под позвоночником. В ходе эмбрионального развития он возникает как спинной вырост кишечной трубки (рис. 118). Плавательный пузырь позволяет рыбе не утонуть под собственной тяжестью. Он состоит из одной или двух камер, заполнен смесью газов, близкой по составу к воздуху. У так называемых открытопузырных рыб объем газов в плавательном пузыре может меняться при выделении и поглощении их через кровеносные сосуды стенок пузыря или при заглатывании воздуха. Это изменяет объем тела рыбы и ее удельную массу- Благодаря плавательному пузырю масса тела рыбы приходит в равновесие с выталкивающей силой, действующей на рыбу на определенной глубине.

Рис. 118. Внутреннее строение костной рыбы (самка окуня): 1 — рот; 2 — жабры; 3 — сердце; 4 — печень; — желчный пузырь; 6 — желудок; 7 — плавательный пузырь; 8 — кишечник; 9 — головной мозг; 10 — позвоночник; 11 — спинной мозг; 12 — мышцы; 13 — почка; 14 — селезенка; 15 — яичник; 16 — анальное отверстие; 17 — половое отверстие; 18 — мочевое отверстие; 19 — мочевой пузырь

Пищеварительная система начинается крупным ртом, расположенным на конце головы и вооруженным челюстями. Имеется обширная ротовая полость. Есть зубы. За ротовой полостью находится полость глотки. В ней видны жаберные щели, разделенные межжаберными перегородками. На них расположены жабры — органы дыхания. Далее следует пищевод и объемистый желудок. Из желудка пища поступает в кишку. В желудке и кишечнике пища переваривается под действием пищеварительных соков: в желудке действует желудочный сок, в кишечнике — соки, выделяемые железами стенок кишечника и поджелудочной железы, а также желчь из желчного пузыря и печени. В кишечнике переваренная пища и вода всасываются в кровь. Непереваренные остатки выбрасываются наружу через анальное отверстие.

Дыхательная система расположена в области глотки (рис. 119, Б, В). Скелетной опорой жаберного аппарата служат четыре пары вертикальных жаберных дуг, к которым прикрепляются жаберные пластины. Они разделены на бахромчатые жаберные лепестки. Внутри них проходят тонкостенные, ветвящиеся на капилляры кровеносные сосуды. Через стенки капилляров идет газообмен: поглощение из воды кислорода и выделение углекислого газа. Вода движется между жаберными лепестками благодаря сокращению мускулатуры глотки и движению жаберных крышек. Со стороны глотки костные жаберные дуги несут жаберные тычинки. Они оберегают мягкие нежные жабры от засорения пищевыми частицами.

Рис. 119. Кровеносная и дыхательная системы костной рыбы: А — схема кровеносной системы: 1 — сердце; 2 — брюшная аорта; 3 — приносящие жаберные артерии: 4 — выносящие жаберные артерии; 5 — сонная артерия (несет кровь к голове); 6 — спинная аорта; 7 — кардинальные вены (несут кровь к сердцу); 8 — брюшная вена; 9 — капиллярная сеть внутренних органов: Б — жаберная дуга: 1 — жаберные тычинки; 2 — жаберные лепестки; 3 — жаберная пластина; В — схема дыхания: 1 — направление потока воды; 2 — жабры; 3 — жаберные крышки

Кровеносная система рыб замкнутая (рис. 119, А). Кровь непрерывно течет по сосудам благодаря сокращению двухкамерного сердца, состоящего из предсердия и желудочка. Через сердце проходит венозная кровь, содержащая углекислый газ. Желудочек при сокращении направляет кровь вперед в крупный сосуд — брюшную аорту. В области жабр он распадается на четыре пары приносящих жаберных артерий. Они ветвятся на капилляры вперед в жаберных лепестках. Здесь кровь освобождается от углекислого газа, обогащается кислородом (становится артериальной) и через выносящие жаберные артерии направляется в спинную аорту. Этот второй крупный сосуд несет артериальную кровь ко всем органам тела и в голову. В органах и тканях кровь отдает кислород, насыщается углекислым газом (становится венозной) и по венам поступает в сердце.

Нервная система. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга (рис. 120, А). Головной мозг имеет пять отделов: передний, промежуточный, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг (рис. 120, Б).

Рис. 120. Нервная система костной рыбы: А — общая схема: 1 — черепно-мозговые нервы; 2 — головной мозг; 3 — спинной мозг; 4 — спинномозговые нервы; Б — схема головного мозга: 1 — передний мозг; 2 — промежуточный мозг; 3 — средний мозг; 4 — мозжечок; 5 — продолговатый мозг

Продолговатый мозг плавно переходит в спинной мозг. Периферическая нервная система представлена нервами, соединяющими ЦНС с органами. От головного мозга отходят черепно-мозговые нервы. Они обеспечивают работу органов чувств и некоторых внутренних органов. От спинного мозга отходят спинномозговые нервы. Они регулируют согласованную работу мускулатуры тела, органов движения, внутренних органов. Нервная система координирует деятельность всего организма, адекватные реакции животных на воздействия внешней среды.

Органы выделения представлены почками, расположенными вдоль позвоночника, мочеточниками и мочевым пузырем (см. рис. 118). Через эти органы из тела рыбы удаляются излишние соли, вода и вредные для организма продукты жизнедеятельности.

Моча поступает по мочеточникам в мочевой пузырь, а из него выбрасывается наружу.

Лабораторная работа № 7

Тема. Внутреннее строение рыбы.

Цель. Изучить особенности внутреннего строения рыб и его усложнение в сравнении с бесчерепными животными.

Оборудование: пинцет, ванночка, готовый влажный препарат рыбы (или вскрытая свежая рыба).

Ход работы

1. Рассмотрите расположение внутренних органов в теле рыбы.
2. Найдите и рассмотрите жабры. Определите место их расположения. Установите, к какой системе органов они относятся. Как дышат рыбы?
3. Найдите желудок, кишечник, печень.
4. Найдите на влажном препарате сердце. Установите его место расположения в полости тела. Какие органы относятся к кровеносной системе? Почему такая кровеносная система называется замкнутой?
5. Определите, самку или самца вы рассматриваете. Установите расположение семенников (яичников) в полости тела.
6. Определите расположение почек в полости тела. Укажите, к какой системе органов относятся рассмотренные органы. Как происходит удаление вредных продуктов жизнедеятельности из организма рыбы?
7. Сделайте заключение.

По сравнению с ланцетниками рыбы более высокоорганизованные животные. Хорда у них замещена позвоночником; жабры имеют сложное строение; сердце мускулистое, двухкамерное; органами выделения служат почки, мочеточники и мочевой пузырь. Центральная нервная система (нервная трубка) разделена на головной (пять отделов) и спинной мозг.

Чем дышат рыбы? Какие приспособления для дыхания у них существуют?

Рыб можно встретить в болотах, озерах, морях и реках всех географических поясов планеты. Всю свою жизнь они проводят под водой, не испытывая при этом никаких трудностей с дыханием. У большинства из них нет необходимости всплывать на поверхность, чтобы заглотнуть очередную порцию воздуха. Чем дышат рыбы? Какие механизмы помогают им выживать в водной среде? О внутреннем строении рыб и природных хитростях этих водных животных мы и поговорим в нашей статье.

Потребность в кислороде

В водной среде рыбы являются преобладающей группой животных. В реках и океанах они проходят все стадии их биологического развития – от икринки до взрослой особи. При этом лишь немногие виды могут время от времени выныривать и вдыхать атмосферный воздух, большинство же приспособилось жить без него.

Но чем дышат рыбы, будучи постоянно в воде? Как и другим позвоночным, для нормальной жизнедеятельности им необходим кислород. Его они «добывают» не из воздуха, а прямо из воды, буквально фильтруя ее. Чтобы получить достаточное количество газа, им приходится «перерабатывать» огромное количество жидкости.

Содержание кислорода в водоеме крайне важно для их нормального функционирования, а недостаток вызывает у животных кислородное голодание и смерть. Однако нормы концентрации газа у каждого вида свои. Например, линь и сазан живут в стоячих водоемах и способны выживать даже при слабом присутствии кислорода (от 4 см 3 /л до 0,5 см 3 /л). Форель, лосось, судак, наоборот, очень требовательны. Они нуждаются в концентрации газа больше 7 см 3 /л.

Восприятие рыб изменяется с их возрастом, с переходом от сезона к сезону, а также в зависимости от их активности. Так, чем моложе и подвижнее особь, тем больше она нуждается в кислороде. Потребности сильно возрастают перед нерестом, когда рыбе необходимо много сил и энергии. В жару и при зимнем замерзании водоема возникает недостаток кислорода, отчего животные испытывают трудности с дыханием.

Чем дышат рыбы? Приспособления для газообмена

Точно так же, как и у нас, газообмен у рыб осуществляется при помощи кровеносной системы. Для этого у большинства из них существует всего один круг кровообращения и двухкамерное сердце, у двоякодышащих видов таких кругов два. К сердцу кислород поступает по сосудам, а к ним попадает через жабры, которые и отфильтровывают газ из воды.

Дыхательная система рыб, по сути, эффективнее человеческой. Она способна фильтровать из воды в два-три раза больше кислорода, чем легкие отделяют из атмосферы. В основном рыбы дышат жабрами, но иногда их работы недостаточно или условия не позволяют их нормально использовать. В таком случае к ним подключаются другие специальные органы.

Дополнительных или альтернативных способов дыхания у рыб довольно много. Абсолютно все виды помогают себе, частично осуществляя газообмен через кожные покровы. Некоторые также используют плавательный пузырь, другие — кишечник или слепой отросток в желудке. Некоторые виды приспособились к дыханию воздухом атмосферы, для этого они используют лабиринтовые или наджаберные органы.

Внутреннее строение рыб: как устроены жабры

Дыхание рыб начинается с заглатывания воды ртом. В глотке у них расположен жаберный аппарат, в котором и происходит дальнейший процесс. Аппарат состоит из жаберных дуг, расположенных по бокам животного. Их поддерживают жаберные лепестки и тычинки. Снаружи у костистых рыб дуги покрыты крышками.

Жабры у рыб соединены с многочисленными кровеносными сосудами. Попадая в глотку, вода проходит через жаберные дуги, омывает лепестки и отдает кислород прикрепленным к ним артериям. Обогащенная кровь направляется к сердцу и тканям, а оттуда возвращается в глотку, где отдает воде углекислый газ и выводит ее через жаберные щели наружу.

Двоякодышащие рыбы

Как было сказано выше, главным инструментом для газообмена являются жабры. Однако чем дышат рыбы, которых называют «двоякодышащими»? Эти животные сейчас представлены всего одним отрядом, который включает шесть видов. Обитают они возле Австралии, Африки и Южной Америки.

Из всех рыб именно они являются ближайшими родственниками четвероногих. Еще одна их особенность заключается в том, что кроме жабр, у них имеются упрощенные легкие. Такое приспособление позволяет им обитать в водоемах с очень маленьким количеством кислорода, а в случае необходимости получать его из атмосферного воздуха, выныривая на поверхность.

Лабиринтовые или ползуновидные рыбы

Лабиринтовые рыбы представляют отряд лучеперых. К ним относится много аквариумных видов, например ляпиус, гурами, сиамские петушки, макроподы, лябтозы и другие. В природе они обитают в пресных водах Африки и Азии.

Все они тоже умеют дышать воздухом. У них нет легких, но есть специальный орган в виде кармашка, состоящий из множества пластин. К его стенкам подходят капилляры, с которыми и происходит обмен газами. Лабиринтовый орган расположен над жабрами рыбы. Благодаря ему животные могут несколько дней существовать без воды. При этом «второе дыхание» не является удобным дополнением к жабрам. Не использовать лабиринтовый орган они не могут, поэтому вынуждены периодически выныривать из воды, иначе рискуют задохнуться.