Как работают жабры

IT News

Last update Вс, 29 янв 2017 11pm

Как рыбы дышат под водой?

Как и всем живым созданиям, рыбам необходим кислород. Большинство рыб получает его при помощи специальных решетообразных органов, которые называются жабрами.

Жабры находятся прямо за ротовой полостью по обеим сторонам головы и, как правило, защищены полупрозрачной пластинкой — жаберной крышкой, или оперкулумом. Под оперкулумом располагается четыре ряда частично перекрывающих друг друга кроваво-красных жабер. Жабры состоят из костных дуг, которые поддерживают многочисленные жаберные лепестки — пары тонких мягких отростков, напоминающих плотно посаженные зубья расчески. Каждый лепесток содержит крошечные мембраны, или ламеллы, сотканные из миллиардов кровеносных капилляров. Стенки мембран настолько тонки, что текущая по ним кровь экстрагирует кислород непосредственно из водного потока, омывающего жабры. Затем ламеллы выводят из крови в воду углекислый газ. Вода, как и воздух, на 1/30 состоит из кислорода, и этот газовый обмен — кислорода и углекислого газа является ключевым компонентом подводной жизни.

Жесткие жаберные тычинки, расположенные на жаберной дуге, фильтруют поступающую воду. Кровеносные сосуды в жаберных лепестках снабжают кровью и осушают капилляры в ламелле.

Вода, проходящая по жаберным лепесткам, обогащает артериальную кровь кислородом. После этого кровь по венозным сосудам поступает в мембрану, где она освобождается от углекислого газа.

Поступление воды в жабры

Нормальная жизнедеятельность рыб обеспечивается непрерывным поступлением в жабры насыщенной кислородом воды. У большей части костных рыб рот и жабры работают во взаимодействии по принципу насоса: сначала жабры плотно закрываются, рот распахивается, а его стенки расширяются, затягивая внутрь воду. Затем ротовая полость сжимается, рот захлопывается, а жабры раскрываются, выталкивая воду изо рта. Такой способ дыхания, позволяющий воде проникнуть в жабры, даже если рыба находится в состоянии покоя, характерен для малоподвижных рыб, таких, как карп, камбала и палтус.

Дыхание начинается, когда рот рыбы раскрывается, а ротовая полость расширяется, всасывая воду.

Затем рот рыбы закрывается, и открываются оперкулумы, выталкивая воду из жаберной полости через жабры.

Правильнее дышать ртом

Активным рыбам — макрели, тунцу и некоторым видам акул — необходимо больше кислорода, чем их медлительным собратьям, таким, как камбала, угорь, электрический скат и морские коньки. Вот почему подводные рыбы часто плавают с открытыми ртами: это позволяет им пропустить через жабры значительно больший объем воды, а значит, и кислорода. Кроме того, жабры у этих видов рыб крупнее и толще, с тесно расположенными мембранами, что заметно повышает их респираторную способность. Эти рыбы вынуждены плавать даже во время сна, иначе они погибнут от недостатка кислорода (от удушения).

Источник

Почему и как рыбы дышат под водой

Собаки, люди и рыбы дышат по одной и той же причине. Всем нужен кислород. Кислород – это газ, который тела используют для выработки энергии.

Живые существа испытывают два чувства голода – желудочное и кислородное. В отличие от перерывов между приемами пищи, перерывы между дыханиями намного короче. Люди делают около 12 вдохов в минуту.

Может показаться, что дышат только кислородом, но в воздухе много других газов. Когда вдыхаем, легкие наполняются этими газами. Легкие отделяют кислород из воздуха и выделяют остальные газы, которыми тела не пользуются.

Все выдыхают углекислый газ, который тела производят, когда вырабатывает энергию. Так же, как тело потеет, когда занимаетесь спортом, также тело выделяет углекислый газ, когда дышим.

Рыбам также нужен кислород для движения тела, но кислород, который они используют, уже находится в воде. Их тела не такие, как у людей. У людей и собак есть легкие, у рыб – жабры.

Как работают жабры

Жабры рыб видны, когда смотрят на их головы. Это линии по бокам головы рыбы. Жабры также находятся внутри тела рыб, но их нельзя увидеть снаружи – так же, как наши собственные легкие. Можно видеть, как рыба дышит в воде, потому что ее голова становится больше, когда она набирает воду. Также как когда человек заглатывает большой кусок еды.

Сначала вода поступает в рот рыб и протекает через жабры. Когда вода покидает жабры, она возвращается в водоём. Кроме того, углекислый газ, который вырабатывает рыба, также удаляется вместе с водой, когда она покидает жабры.

Забавный факт: рыбы и другие животные с жабрами дышат кислородом, потому что их кровь течет через жабры в противоположном направлении от воды. Если бы кровь текла через жабры в том же направлении, что и вода, рыба не получила бы из неё необходимый кислород.

Жабры подобны фильтру, и они собирают из воды кислород, необходимый рыбе для дыхания. После того, как жабры поглощают кислород (круговорот кислорода), газ распространяется по крови и питает тело.

Вот почему так важно оставлять рыбу в воде. Без воды они не получат кислород, необходимый для здоровья.

Другие механизмы дыхания у рыб

Многие рыбы дышат через кожу, особенно когда рождаются, потому что они настолько малы, что у них нет специализированных органов. По мере роста развиваются жабры, потому что диффузии через кожу недостаточно. 20% или более кожного газообмена наблюдают у некоторых взрослых рыб.

Некоторые виды рыб имеют развитые полости за жабрами, которые заполняются воздухом. У других сложные органы, развитые из орошаемой жаберной дуги, формируются и действуют как легкое.

Некоторые рыбы дышат воздухом без специальной адаптации. Американский угорь покрывает 60% потребностей в кислороде через кожу и 40% заглатывает из атмосферы.

Как дышат рыбы под водой – видео

Источник

Как дышат рыбы

Даже дети знают, что если вынуть рыбку из воды, она вскоре погибнет. Большинство представителей ихтиофауны могут полноценно дышать лишь в воде, но и из этого правила есть исключения. Как осуществляется процесс дыхания у рыб, какие органы в нем участвуют, как природа позаботилась о представителях ихтиофауны, живущих в весьма неблагоприятных со всех точек зрения условиях?

Дыхание как процесс

Аналогичным образом дышат и рыбы, только кислород они черпают преимущественно из воды, а не из воздуха. Вода в морях и океанах насыщена кислородом замечательно, а вот в пресноводных водоемах с его концентрацией возникают проблемы. Вода может стать бедной живительным газом по причине:

Какой бы ни была причина снижения концентрации кислорода, рыбам остается два варианта: либо приспосабливаться, либо вымирать. Именно поэтому природа наделила большинство современных рыб способностью впадать в оцепенение, замедлять метаболизм и снижать потребность в кислороде на некоторое, порой весьма приличное время.

Зачем рыбам жабры

Наверняка вы знаете, что основным органом дыхания рыб являются жабры. Из этого правила не существует исключений: рыб без жабр не бывает (ну почти, но об этом позже). А вот устройство их очень разное: иногда эти парные органы очень отдаленно напоминают всем известные жабры карася или карпа.

Наиболее сложно устроены жабры у костистых рыб, то есть, у большинства известных нам обитателей водоемов. Они имеют сложное устройство и непревзойденную эффективность: способность усваивать из воды до 30% растворенного кислорода – это рекорд, недоступный легким млекопитающих (в приложении к воздуху, разумеется).

Строение жабр костистых рыб

Жабры костистых рыб устроены достаточно сложно. Обычно они состоят из:

Дыхание хрящевых рыб

Хрящевые рыбы, те же акулы и скаты, имеют принципиально иной жаберный аппарат. У большинства акул он представляет собой ряд пластинок, куда вода поступает через щелевидные отверстия. Жаберные крышки отсутствуют в принципе, посему активно дышать, прогоняя воду через жаберный аппарат, акулы не могут.

Пассивное дыхание обеспечивается лишь во время движения, когда открытые жабры щедро омываются водой (благо, в морях-океанах она богата кислородом). Поэтому хищница вынуждена двигаться постоянно, даже во время сна (о механизмах которого ихтиологи спорят до сих пор), иначе попросту задохнется. Процессу дыхания способствуют и специальные брызгальца, расположенные позади глаз и подающие свежую воду на жабры.

Интересно, что пассивно дышат и прилипалы – сравнительно небольшие рыбки, наиболее часто паразитирующие на телах акул. Имеется такая способность у тунцов и скумбрий, хоть и с жаберными крышками у них все в порядке.

Немного о круглоротых

Круглоротых и рыбами назвать нельзя – биологи относят их в отдельный класс. Среди них наиболее известны миноги и миксины. Это самые примитивные позвоночные очень древнего происхождения, преимущественно паразитирующие на других представителях ихтиофауны. Их ротовой аппарат лишен челюстей, но усеян острыми зубами, что позволяет прогрызать кожу потенциальных «хозяев».

Дыхательный аппарат круглоротых представлен особыми мешками. Например, у той же миноги аж семь пар дыхательных мешков, каждый из которых снабжен двумя отверстиями (внутреннее ведет в дыхательную трубку, наружное – в окружающую среду). Это дает возможность миноге дышать при любых условиях: она не испытывает кислородного голодания, даже зарывшись в песок или присосавшись к «хозяину».

Вспомогательные органы дыхания

Как правило, природа «встраивает» в рыб и вспомогательные органы дыхания. И чем менее благоприятны условия обитания, тем больше таких вспомогательных органов, тем большая нагрузка ложится на них.

Выяснено, что большинство рыб вентилирует жабры плавниками. Конечно, они играют вспомогательную функцию, но важность ее сложно переоценить. Движения плавников способствуют быстрейшему току воды и омовению жабр, что особенно важно в бедной кислородом воде небольших стоячих водоемов.

Дело в том, что жабры работают только в воде: усваивать кислород из воздуха они неспособны. На суше они обсыхают и склеиваются, что ведет к быстрой гибели особи. Чем более герметично жаберные крышки способны закупорить деликатное содержимое, тем дольше рыба проживет без воды. Именно поэтому сельдь, толстолобик, форель погибают практически сразу, а карп, сазан или карась могут часами и даже днями лежать в мокрой траве без ощутимого вреда для здоровья.

Чтобы как-то позволить рыбам пережить не лучшие времена, природа наделила их резервными возможностями, подчас поражающими воображение.

Давайте немного отклонимся от рыбьей темы и вспомним о порах на нашей коже. В Средние, не очень просвещенные, века, порой людей покрывали краской, дабы придать им сходство со статуями (самодурство власть имущих, что поделать). Если краску оставить на коже на несколько часов, а потом смыть, особого вреда здоровью это не нанесет. А вот если насыщенное токсинами покрытие продержать несколько суток, человек, скорее всего, умрет: он отравится и задохнется одновременно. Это теперь-то мы знаем, что кожа должна дышать!

Осетрина в столице всегда была в чести, но технологии заморозки появились лишь недавно. Ранее крупных осетров везли в стольный град в брезентовых люльках, а более мелкую стерлядь – в корзинах, наполненных влажным мхом. Иногда в рты осетровых вкладывали тампоны, пропитанные крепким алкоголем, вследствие чего рыба обалдевала и неплохо переносила путешествие длительностью в несколько дней.

Плавательный пузырь

Пожалуй, нет у рыб более многофункционального органа, чем плавательный пузырь. Это и орган равновесия, и резонатор, позволяющий усилить акустические и другие сигналы, и этакий «спасательный круг», позволяющий рыбе держаться на выбранном горизонте воды, не прилагая к этому ни малейших усилий.

Практически все представители ихтиофауны, обитающие в наших водоемах, умеют нагнетать и стравливать воздух из этого органа, но некоторые рыбы научились им даже дышать! Заглатывают атмосферный воздух с транспортировкой его не только в жабры, но и в плавательный пузырь многие обитатели водоемов (слышали, как «чавкают» в зарослях сазаны и караси?), но полноценную дыхательную функцию этот орган выполняет лишь у двоякодышащих, о которых мы поговорим чуть позже.

Ученые полагают, что первичной функцией плавательного пузыря у доисторических видов была именно дыхательная, и только потом, с появлением костистых рыб, она преобразовалась в гидростатическую.

Кишечник

Да-да, вы не ослышались: существуют рыбы, способные заглатывать воздух и пропускать его через пищеварительный тракт с целью обогащения организма кислородом. Наиболее ярким примером такого явления являются сомики рода Corydoras.

В связи с этим нельзя не упомянуть и известного нам вьюна: у него кишечник играет важнейшую дыхательную роль. При благоприятных условиях вьюн дышит жабрами, но при дефиците кислорода он задействует и вспомогательный орган. Он заглатывает атмосферный воздух, пропускает его через желудок и кишечник, испещренный густой сетью капилляров, а затем выпускает наружу через анальное отверстие.

Неэстетично? Зато практично: эта небольшая рыбка может дышать атмосферным воздухом даже сквозь слой ила, дожидаясь дождей или паводка в относительно комфортных и безопасных условиях.

Лабиринт

Особый орган дыхания под названием «лабиринт» позволяет некоторым представителям ихтиофауны практически полноценно дышать атмосферным воздухом. Этот орган парный, расположен над жабрами. При вдохе атмосферный воздух попадает в камеры лабиринта, испещренные сосудами, и обогащает кровь кислородом.

Обитатели наших водоемов не могут похвастаться наличием этого органа (за исключением, разве что, змееголова), но многие аквариумные рыбки умеют дышать именно при помощи лабиринта. Секрет кроется в том, что рыбки эти в естественных условиях живут в тропиках, где даже в нормальных условиях вода бедна кислородом, да и засухи нередки.

Те же гурами периодически поднимаются к поверхности воды, чтобы заглотить воздуха. Кстати, если лишить их такой возможности, они попросту задохнутся, то есть жабры в данном случае делят дыхательную функцию с лабиринтом, но не заменяют его.

Двоякодышащие рыбы

Существуют рыбы, которые практически с одинаковым успехом могут усваивать кислород как из воды, так и воздуха. Вот их с полным правом можно назвать истинными чемпионами по выживанию, которых не напугаешь самыми суровыми условиями.

Двоякодышащие – одни из древнейших представителей ихтиофауны. Долгое время их считали вымершими, и только каких-то 150 лет тому назад ихтиологи сделали потрясающее открытие: в засушливых районах Африки и Австралии двоякодышащие живут и неплохо себя чувствуют!

Дело в том, что помимо жабр, двоякодышащие имеют и орган, по функциям аналогичный нашим легким. Доказано, что развился он из плавательного пузыря и в ходе эволюции обзавелся ячеистой структурой и сетью капилляров. Некоторые ученые полагают, что именно двоякодышащие рыбы предвосхитили выход животных из водной стихии на сушу.

Африканский протоптерус при высыхании водоема зарывается в ил, который, засыхая, образует вокруг его тела плотный кокон. Там протоптерус впадает в спячку, дыша атмосферным воздухом через отверстие в иле, причем проспать таким образом может несколько лет. Как только вода растворит кокон, протоптерус проснется и начнет вести приличествующий рыбе образ жизни. А вот рогозуб (австралийский эндемик) переживает засуху в локальных бочагах, дыша исключительно атмосферным воздухом – кислорода в таких лужах крайне мало.

Интересные факты

Вы еще не устали удивляться? Тогда еще несколько интересных фактов на закуску:

В этой публикации приведены самые примечательные особенности дыхания различных представителей ихтиофауны, но по факту их значительно больше. Мир рыб слишком удивителен и многогранен, чтобы изучать его исключительно с гастрономической точки зрения!

Источник

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).

Источник

Жабры

Жа́бры — органы водного дыхания. Жабры у рыб расположены на жаберных дугах в ротоглоточной полости и прикрыты снаружи жаберными крышками. У других животных жабры имеют различное расположение.

В воде содержание растворённого кислорода достигает 11 см³ на литр (для сравнения, в воздухе содержание кислорода достигает 210 см³ на литр).

Дыхание у морских ежей и морских звёзд происходит с помощью очень примитивных типов жабр, названными папулами, или кожными жабрами. Папулы представляют собой многочисленные тонкостенные выросты в промежутках между скелетными пластинками на поверхности тела, содержащими в себе дивертикулы — трубчатые органы водяного кровообращения. У ракообразных, моллюсков и некоторых насекомых они представляют собой пучковатые или плоские выросты на поверхности тела, в которых циркулирует кровь. Кровь многих из этих животных содержит в себе дыхательные пигменты — синий гемоцианин и красный гемоглобин, которые связывают большое количество кислорода.

Внутренние жабры позвоночных расположены в стенках глотки и представляют собой ряды жаберных лепестков, которые находятся на жаберных дугах. Глотка рыб и личинок амфибий пронизана жаберными щелями. Попадающая в рот вода проходит через эти щели, снабжая организм кислородом. Некоторые рыбы используют жабры для выделения электролитов. У некоторых земноводных жабры также расположены внутри ротовой полости. на ранних стадиях развития у головастиков, у личинок некоторых рыб (например, двоякодышащих) и личинок хвостатых амфибий (а также некоторых взрослых нетенических форм) имеются наружные жабры в виде ветвящихся тонких выростов. У большинства видов имеется противоточная система для усиления диффузии веществ через жабры, где кровь и вода текут в обратных направлениях. Считается, что жаберные мешки и жаберные железы рыб позднее эволюционировали в миндалевидные железы, тимус и евстахиевы слуховые трубы других животных. Развитие в онтогенезе некоторых других органов также связано с зародышевыми жаберными карманами. Большая поверхность жабр создаёт проблемы для рыб, которые регулируют осмолярность плазмы крови. Поскольку морская вода менее разбавлена, чем кровь, морские рыбы теряют большое количество воды через жабры. Для восстановления баланса они пьют большое количество морской воды и выводят наружу соли.

Источник

Жабры

Полезное

Смотреть что такое «Жабры» в других словарях:

ЖАБРЫ — (branchiae), органы газообмена водных животных. Представляют разнообразные по происхождению, строению и положению выросты тела с хорошо развитой сетью кровеносных (или лим фатич.) сосудов, через тонкие стенки к рых из циркулирующей в них крови… … Биологический энциклопедический словарь

ЖАБРЫ — ЖАБРЫ, орган, посредством которого большинство рыб, некоторые личиночные земноводные, такие как головастики, и многие водные беспозвоночные получают кислород из воды. Когда рыба дышит, она открывает рот, втягивает воду и закрывает рот снова. Вода … Научно-технический энциклопедический словарь

Жабры — органы дыхания водных животных, служащие для дыханиявоздухом, растворенным в воде. Дыхание посредством жабр есть в сущностилишь усовершенствованное кожное дыхание. Первоначальный способ дыхания,который наблюдается у множества низших… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

жабры — ЖАБРЫ, жабр (или ов), мн. Легкие, грудь, грудки. Дать по жабрам ударить в грудь или вообще ударить. Жабры свистят. От курева колтун в жабрах. Посадить жабры испортить легкие. Всеми жабрами своей души (любить, чувствовать и т. п.) шутл. Пер … Словарь русского арго

ЖАБРЫ — ЖАБРЫ, жабер, жабрам, ед. (редк.) жабра, жен. Наружные органы дыхания водных животных (рыб, раков, моллюсков, земноводных в начальном периоде развития и др.). ❖ Взять за жабры кого (прост. вульг.) 1) взять за ворот, за шею; 2) перен. оказать на… … Толковый словарь Ушакова

ЖАБРЫ — ЖАБРЫ, водные дыхательные органы, которые у низших позвоночных располагаются в особых жаберных щелях. Жабры представляют сложные складки слизистой оболочки, обильно снабжаемые венозной кровью. Они поддерживаются скелетом, состоящим из жаберных… … Большая медицинская энциклопедия

жабры — гидросамолёта. жабры гидросамолёта — пластины трапециевидной формы, которые крепятся к бортам гидросамолёта (летающей лодки) в средней части и обеспечивают его поперечную остойчивость (см. рис.). Ж. заменяют подкрыльные поплавки… … Энциклопедия «Авиация»

жабры — гидросамолёта. жабры гидросамолёта — пластины трапециевидной формы, которые крепятся к бортам гидросамолёта (летающей лодки) в средней части и обеспечивают его поперечную остойчивость (см. рис.). Ж. заменяют подкрыльные поплавки… … Энциклопедия «Авиация»

ЖАБРЫ — ЖАБРЫ, органы газообмена водных животных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и некоторых земноводных. Содержат кровеносные (или лимфатические) капилляры, через тонкие стенки которых в воду поступает диоксид углерода, а из нее поглощается… … Современная энциклопедия

ЖАБРЫ — органы газообмена водных животных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и некоторых земноводных. Содержат кровеносные капилляры, в которых происходит газообмен между водой и кровью … Большой Энциклопедический словарь

ЖАБРЫ — ЖАБРЫ, жабр, жабрам, ед. жабра, ы, жен. Органы дыхания рыб и нек рых других водных животных. Взять за жен. кого н. (перен.: силой принудить к чему н.; прост.). | прил. жабровый, ая, ое и жаберный, ая, ое. Жабровые ракообразные. Жаберное дыхание.… … Толковый словарь Ожегова

Источник

Жабры: характеристики, функции, виды и значение

Видео: Жабры: характеристики, функции, виды и значение

Содержание:

Клеткам для функционирования требуется энергия, эта энергия получается в результате расщепления сахаров и других веществ в процессе метаболизма, называемого клеточным дыханием. У большинства видов кислород в воздухе используется для получения энергии, а углекислый газ выбрасывается как отходы.

Способ, которым организмы осуществляют газообмен с окружающей средой, зависит как от формы тела, так и от среды, в которой они обитают.

В водной среде меньше кислорода, чем в земной среде, а диффузия кислорода происходит медленнее, чем в воздухе. Количество растворенного кислорода в воде уменьшается с увеличением температуры и уменьшением силы тока.

Менее развитым видам не требуются специальные дыхательные структуры для выполнения своих основных функций. Однако для более крупных жизненно важно иметь более сложные обменные системы, чтобы они могли адекватно удовлетворять свои метаболические потребности.

Жабры встречаются у беспозвоночных и позвоночных, они могут быть нитевидными, ламинарными или древовидными, наделены многочисленными капиллярными сосудами, и мы также наблюдаем их внутри или снаружи.

В прибрежной зоне обитают животные, такие как моллюски и крабы, которые способны активно дышать своими жабрами в воде и в воздухе, пока они остаются влажными. В отличие от других водных организмов, которые задыхаются, покидая воду, несмотря на обилие доступного кислорода.

Общие характеристики

Количество кислорода в воздухе составляет примерно 21%, тогда как в воде он растворен только на 1%. Этот вариант заставил водные организмы создать такие структуры, как жабры, предназначенные исключительно для извлечения кислорода.

Жабры могут быть настолько эффективными, что достигают 80% степени извлечения кислорода, что в три раза выше, чем у легких человека из воздуха.

Разнообразие водных организмов

Эти органы дыхания развиты у огромного разнообразия водных организмов, мы можем найти разные типы жабр у моллюсков, червей, ракообразных, иглокожих, рыб и даже у рептилий на определенных этапах их жизненного цикла.

Разнообразие форм

Как следствие, они сильно различаются по форме, размеру, местоположению и происхождению, что приводит к специфическим адаптациям у каждого вида.

Для более развитых водных животных увеличение размера и подвижности обусловило более высокую потребность в кислороде. Одним из решений этой проблемы было увеличение площади жабр.

У рыб, например, много складок, которые отделены друг от друга водой. Это дает им большую поверхность газообмена, что позволяет им достичь максимальной эффективности.

Чувствительные органы

Травмы

У костистых рыб жабры при воздействии высоких концентраций химических загрязнителей, таких как тяжелые металлы, взвешенные твердые частицы и другие токсичные вещества, претерпевают морфологические повреждения или травмы, называемые отеками.

Они вызывают некроз жаберной ткани, а в тяжелых случаях могут даже вызвать гибель организма из-за нарушения дыхания.

Из-за этой характеристики жабры рыб часто используются учеными в качестве важных биомаркеров загрязнения водной среды.

Характеристики

Основная функция жабр, как для беспозвоночных, так и для позвоночных животных, заключается в осуществлении процесса газообмена человека с водной средой.

Поскольку доступность кислорода в воде ниже, водные животные должны усерднее работать, чтобы захватить определенный объем кислорода, что представляет интересную ситуацию, поскольку это означает, что большая часть полученного кислорода будет использоваться для поиска новых кислород.

Человек использует от 1 до 2% своего метаболизма в состоянии покоя для вентиляции легких, в то время как рыбе в состоянии покоя требуется примерно 10-20% для вентиляции жабр.

У некоторых видов жабры также могут развивать вторичные функции, например, у некоторых моллюсков они были изменены, чтобы способствовать захвату пищи, поскольку они являются органами, которые непрерывно фильтруют воду.

У различных ракообразных и рыб они также осуществляют осмотическое регулирование концентрации веществ, доступных в окружающей среде, по отношению к телу, выявляя случаи, в какой степени они ответственны за выделение токсичных элементов.

У каждого типа водных организмов жабры выполняют определенную функцию, которая зависит от степени развития и сложности дыхательной системы.

Как они работают?

В общем, жабры функционируют как фильтры, задерживающие кислород O₂ содержится в воде, необходим для выполнения своих жизненно важных функций и выводит углекислый газ CO₂ отходы, которые присутствуют в организме.

Для достижения этой фильтрации требуется постоянный поток воды, который может создаваться движениями наружных жабр у червей, движениями особи, выполняемыми акулами, или перекачкой жабр у костистых рыб.

Газообмен происходит за счет контактной диффузии между водой и жидкостью крови, содержащейся в жабрах.

Если бы потоки воды и крови были в одном направлении, одинаковые скорости поглощения кислорода не были бы достигнуты, потому что концентрации этого газа быстро выравнивались бы вдоль жаберных мембран.

Типы (внешний и внутренний)

Жабры могут появиться как во внешней, так и во внутренней части организма. Эта дифференциация в основном является следствием степени эволюции, типа среды обитания, в которой она развивается, и конкретных характеристик каждого вида.

Наружные жабры

Наружные жабры наблюдаются в основном у малообразованных видов беспозвоночных и временно на первых стадиях развития рептилий, поскольку они теряют их после метаморфоза.

Этот вид жабр имеет определенные недостатки, во-первых, это нежные придатки, они подвержены ссадинам и привлекают хищников. У организмов, у которых есть движение, они затрудняют их передвижение.

Находясь в прямом контакте с внешней средой, они обычно очень восприимчивы и могут легко пострадать от неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как плохое качество воды или присутствие токсичных веществ.

Если жабры повреждены, очень вероятно, что возникнут бактериальные, паразитарные или грибковые инфекции, которые в зависимости от степени тяжести могут привести к смерти.

Внутренние жабры

Внутренние жабры, поскольку они более эффективны, чем внешние, встречаются у более крупных водных организмов, но они имеют разные уровни специализации в зависимости от того, насколько развит вид.

Как правило, они расположены в камерах, которые их защищают, но им нужны токи, которые позволяют им иметь постоянный контакт с внешней средой, чтобы обеспечить обмен газов.

У рыб также образовались известковые крышки, называемые жабрами, которые служат для защиты жабр, действуют как ворота, ограничивающие поток воды, а также перекачивают воду.

Важность

Жабры необходимы для выживания водных организмов, потому что они играют незаменимую роль в росте клеток.

Помимо дыхания и важной части системы кровообращения, они могут способствовать питанию некоторых моллюсков, функционировать как система выделения токсичных веществ и быть регуляторами различных ионов в организмах, которые эволюционировали как рыба.

Научные исследования показывают, что люди с поражением жаберной дыхательной системы, медленнее развиваются и меньше по размеру, более подвержены инфекциям, а иногда и серьезным травмам, которые могут привести к смерти.

Жабры адаптировались к самым разнообразным средам обитания и условиям окружающей среды, что позволило установить жизнь в практически бескислородных экосистемах.

Уровень специализации жабр напрямую связан с фазой эволюции вида, и они, безусловно, являются наиболее эффективным способом получения кислорода в водных системах.

Источник

Что такое жабры: у кого встречаются, функциональное предназначение и строение

Что такое жабры в биологии, какую роль они выполняют? Почему они были сформированы, в чем их отличие от легких, которыми мы дышим? Почему у людей только одна система получения кислорода? Вот эти, а также некоторые другие вопросы и будут рассмотрены.

Вводная информация

Начать следует с определения. Что такое жабры? Это специфические органы дыхания, которые специализируются на проведении газообмена между организмом и водной средой. Наличие активной или пассивной циркуляции воды и крови или (гемо) лимфы, как правило, позволяет обеспечить максимальное диффузное поглощение кислорода постоянно подтекающей кровью, которая обедненная на предмет содержания О2. Жабры могут существенно различаться по происхождению, строению и местоположению у различных видов и семейств. Давайте рассмотрим это более подробно.

Что они собой представляют?

Было рассмотрено, что такое жабры в общем случае. А теперь более специализированно:

Вот, что такое жабры.

Замолвим слово об отдельных представителях

Наиболее известное широким массам населения является присутствие таких органов дыхания у рыб и им подобных водных обитателях. Это связано с тем, что практически каждый на той или иной регулярной основе употребляет их. Газообмен осуществляется или на течении при движении, или во время отдыха. Также есть представители с самостоятельно открываемыми отверстиями. У костных рыб вода прокачивается через жабры благодаря действию крышек и рта даже в неподвижном состоянии.

Но самое необычное – это жабры у насекомых. У них часто имеется трахейная система закрытого типа, то есть нет прямого сообщения с внешней средой. Для обеспечения возможности дышать в эволюционном процессе было выработано особое приспособление. Оно называется трахейными жабрами. Обычно выглядит как складка кожи, обладающая листовидной формой. Располагаются они, как правило, на брюшке около места нахождения дыхальца.

А как же с людьми?

Было уже рассмотрено, что такое жабры у рыб, насекомых и позвоночных. Вот только о людях еще разговора не было. Когда-то давно и у наших предков также были жабра, еще когда они жили в водной среде. Но затем началось осваивание суши. В результате жабры были заменены на более эффективные легкие, которые могут быстро извлекать столь необходимый кислород из воздуха. А все малоэффективные органы атрофировались от ненужности.

Источник

Характерные жабры, функции, типы и важность

Клетки требуют энергии для функционирования, эта энергия получается из распада сахара и других веществ в процессе обмена веществ, называемого клеточным дыханием. У большинства видов кислород, присутствующий в воздухе, используется в качестве энергии, а углекислый газ выбрасывается в виде отходов..

Способ, которым организмы выполняют обмен газами с окружающей средой, зависит как от формы тела, так и от среды, в которой он живет..

Водные среды имеют меньше кислорода, чем наземные, и диффузия кислорода медленнее, чем в воздухе. Количество кислорода, растворенного в воде, уменьшается с ростом температуры и уменьшением тока.

Менее развитые виды не нуждаются в специализированных дыхательных структурах для выполнения своих основных функций. Однако в более крупных системах жизненно важно иметь более сложные системы обмена, чтобы они могли адекватно покрывать свои метаболические потребности..

Жабры встречаются у беспозвоночных и позвоночных, могут быть в виде нитей, ламинарных или древовидных, наделенных множеством капилляров, мы также наблюдаем их внутренне или внешне.

В прибрежной зоне обитают животные, такие как моллюски и крабы, которые могут активно дышать жабрами в воде и воздухе, пока они остаются влажными. В отличие от остальных водных организмов, которые задыхаются при выходе из воды, несмотря на обилие доступного кислорода.

Общие характеристики

Количество кислорода, присутствующего в воздухе, составляет приблизительно 21%, тогда как в воде он растворяется только в пропорции 1%. Это изменение заставило водные организмы создавать структуры, подобные жабрам, предназначенные исключительно для извлечения кислорода..

Жабры могут быть настолько эффективными, что достигают уровня экстракции кислорода 80%, что в три раза выше, чем в легких человека из воздуха..

Разнообразие водных организмов

Эти органы дыхания развиваются в огромном разнообразии водных организмов, мы можем найти различные виды жабр у моллюсков, червей, ракообразных, иглокожих, рыб и даже рептилий на определенных этапах их жизненного цикла..

Разнообразие форм

В результате они сильно различаются по форме, размеру, местоположению и происхождению, что приводит к специфической адаптации у каждого вида.

Для наиболее развитых водных животных увеличение размера и подвижности обусловило большую потребность в кислороде. Одним из решений этой проблемы стало увеличение площади жабр.

Рыба, например, имеет большое количество складок, которые отделены друг от друга водой. Это дает им большую поверхность газообмена, что позволяет им достичь максимальной эффективности.

Чувствительные органы

травма

У костистых рыб жабры, сталкивающиеся с высокими концентрациями химических загрязнителей, таких как тяжелые металлы, взвешенные твердые частицы и другие токсичные вещества, страдают от морфологических повреждений или травм, называемых отеками..

Они вызывают некроз жаберной ткани, а в тяжелых случаях могут даже привести к гибели организма вследствие изменения дыхания..

Благодаря этой характеристике, жабры рыб часто используются учеными как важные биомаркеры загрязнения в водной среде..

функции

Основная функция жабр, как для беспозвоночных, так и для позвоночных, заключается в том, чтобы влиять на процесс газообразного обмена человека с водной средой..

Поскольку доступность кислорода в воде ниже, водные животные должны работать усерднее, чтобы захватить определенный объем кислорода, что представляет интересную ситуацию, поскольку это означает, что большая часть полученного кислорода будет снова использоваться при поиске. кислород.

Человек использует от 1 до 2% своего метаболизма в состоянии покоя, чтобы добиться вентиляции легких, в то время как рыбе в состоянии покоя требуется приблизительно от 10 до 20% для вентиляции жабр..

Жабры могут также развивать вторичные функции у некоторых видов, например, у некоторых моллюсков они были изменены, чтобы способствовать захвату пищи, так как они являются органами, которые непрерывно фильтруют воду.

У разных ракообразных и рыб они также осуществляют осмотическое регулирование концентрации веществ, имеющихся в окружающей среде, по отношению к организму, выявляя случаи, когда они ответственны за выделение токсичных элементов..

В каждом типе водных организмов жабры имеют определенное функционирование, которое зависит от степени эволюции и сложности дыхательной системы..

Как они работают?

В целом жабры работают как фильтры, которые задерживают кислород или₂ который содержится в воде, необходим для выполнения ее жизненно важных функций и удаления углекислого газа CO₂ отходов, которые присутствуют в организме.

Для достижения этой фильтрации необходим постоянный поток воды, который может быть вызван движениями наружных жабр у червей, движениями человека, выполняемыми акулами, или накачкой оперкулы в костную рыбу..

Газообмен происходит через контактную диффузию между водой и кровью, содержащейся в жабрах.

Наиболее эффективная система называется противотоком, в котором кровь, которая течет через жаберные капилляры, вступает в контакт с водой, богатой кислородом. Создается градиент концентрации, который позволяет поступлению кислорода через жаберные пластины и их диффузию в кровеносную жидкость, в то же время, когда диоксид углерода диффундирует наружу.

Если бы поток воды и крови был в одном направлении, одинаковые скорости поглощения кислорода не были бы достигнуты, потому что концентрации этого газа быстро выровнялись бы вдоль жаберных мембран..

Типы (внешние и внутренние)

Жабры могут появляться во внешней или внутренней части организма. Эта дифференциация в основном является следствием степени эволюции, типа среды обитания, в которой она развивается, и конкретных характеристик каждого вида..

Внешние жабры

Наружные жабры наблюдаются в основном у менее развитых видов беспозвоночных и временно на ранних стадиях развития рептилий, поскольку они теряют их после перенесенных метаморфоз..

У этого типа жабр есть определенные недостатки, во-первых, потому что они являются деликатными придатками, подвержены ссадинам и привлекают хищников. В организмах, которые имеют движение, они препятствуют их передвижению.

Находясь в непосредственном контакте с внешней средой, они обычно очень восприимчивы и могут легко подвергаться воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как плохое качество воды или присутствие токсических веществ..

Если жабры повреждены, очень вероятно, что возникнут бактериальные, паразитарные или грибковые инфекции, которые в зависимости от тяжести могут привести к смерти..

Внутренние жабры

Внутренние жабры, потому что они более эффективны, чем внешние жабры, встречаются у более крупных водных организмов, но имеют разные уровни специализации в зависимости от того, как эволюционировал вид..

Они обычно расположены в камерах, которые защищают их, но требуют токов, которые позволяют им иметь постоянный контакт с внешней средой, чтобы соответствовать обмену газами.

У рыб также появились известковые покровы, называемые оперкула, которые выполняют функцию защиты жабр, действуют как ворота, которые ограничивают поток воды, а также перекачивают воду..

важность

Жабры имеют основополагающее значение для выживания водных организмов, потому что они играют незаменимую роль для роста клеток.

Помимо того, что они дышат и являются жизненно важной частью системы кровообращения, они могут способствовать питанию определенных моллюсков, функционировать в качестве выделительных систем токсичных веществ и регулировать различные ионы в организмах, которые эволюционировали как рыбы..

Научные исследования показывают, что люди, которые пострадали от поражения ветвистой дыхательной системы, имеют более медленное развитие и имеют меньшие размеры, более подвержены инфекциям и иногда серьезным травмам, это может происходить до самой смерти.

Жабры достигли адаптации к самым разнообразным местам обитания и условиям окружающей среды, что позволило наладить жизнь практически в бескислородных экосистемах..

Уровень специализации жабр напрямую связан с эволюционной фазой вида, и они, безусловно, являются наиболее эффективным способом получения кислорода в водных системах..

Источник

Дыхание Рыб. Чем Дышат Рыбы? | Когда Усиливается Клев?

Дыхание рыб осуществляется Кислородом, растворенным в воде. Органы дыхания у рыб — Жабры, состоящие из множества лепестков, с Кровеносными сосудами.

Количество жаберных лепестков у каждого Вида рыб разное. Так, например, у Окуня она в 30 раз Больше чем у других.

Оглавление:

Чем Дышат Рыбы? | Кровеносные Сосуды Жабер

Наблюдая за Поведением рыбы в воде, Дыхание рыб происходит таким образом, что Рыба то открывает, то закрывает рот. Тоже самое происходит и с Жабрами, если жабры открываются – рот у рыбы Закрывается, и наоборот.

Таким образом, рыба, заглатывая воду, закрывает рот, вода проходит в жаберную полость и через жаберную щель вытекает наружу. Именно Кровеносные сосуды жаберных лепестков и служат рыбе для Обогащения Крови Кислородом.

У каждого Вида рыб существует свой «Минимум» содержания кислорода в воде. Если этот порог ниже, чем должен быть, рыбы становятся Вялыми, Неактивными и вовсе погибают (это так называемые Заморы).

Некоторые рыбы, например Карась и другие, при отсутствии Кислорода в воде заглатывают и Атмосферный воздух;

В дыхательной функции, например Окуня может участвовать и Плавательный пузырь, пронизанный сетью Капиллярных сосудов;

А вот у Сома и Линя есть дополнительное кожное дыхание.

Обогащение Воды Кислородом Происходит в Основном из Атмосферного Воздуха и Зависит от Многих Факторов:

Наличие ключей и родников;

А также перемешивания различных слоев воды.

Когда Усиливается Клев Рыбы? | Улучшение Самочувствия

Понижение температуры воды Летом и Ветра, способствует Лучшему растворению кислорода. В такое время Рыбы чувствуют себя лучше в тех водоемах, в которых до этого была Нехватка кислорода.

Улучшение самочувствия рыб, их оживление предполагает и Активизацию клева. Это лишний раз Доказывает, что рыболову следует интересоваться Состоянием и Прогнозом погоды на период предстоящей рыбалки.

Повышается активность и Усиливается клев рыбы после Дождя – это замечали многие рыболовы. Это все потому, что дождевые капли Насыщены Кислородом, и повышают общее содержание кислорода в воде, перемешивая воду с воздухом.

В Зимний период рыбы выбирают Более Глубокие участки водоема с Каменистым или Песчаным дном, места у выхода ключевых вод, при впадении Ручьев и Речек.

Итак, нашей Главной Задачей было ответить на вопрос: Дышат Ли Рыбы? Да, рыбы дышат! И от того, Достаточно ли рыбе Кислорода, можно судить по Активности рыбы.

Ответить

Добавить комментарий Отменить ответ

Поиск по рыбе

Самые популярные способы ловли щуки. Фото и видео

Судак

Самые популярные способы ловли судака. Фото и видео

Окунь

Все о ловле окуня. Фото и видео

Все о ловле леща. Фото и видео

Плотва

4 основных правила. Фото и видео

Карась

Снасти и оснастка. Топ-2 популярных. Фото и видео

Сазан

Лучшие советы от профессионалов. Фото и видео

Правильная тактика на крупного карпа. Фото и видео

5 необходимых вещей для ловли сома. Фото и видео

Жерех

Основные правила в ловле жереха. Фото и видео

Налим

За налимом в холодное время ночью. Фото и видео

Хариус

Успешно ловить хариуса в любое время года. Фото и видео

Форель

Как, и на что ловить форель. Фото и видео

Голавль

Самые популярные способы ловли голавля

Сейчас читают:

Об Авторе

Обратная Связь

Вопрос-Ответ

Мы в Яндекс Дзен

Политика конфиденциальности

Пользовательское соглашение

Поиск по Сайту

Мы используем файлы cookie для вас и вашего удобства. Нажимая «Принять и продолжить», вы соглашаетесь с нашей
Политика конфиденциальности

Cookie и настройки приватности

Мы можем запросить сохранение файлов cookies на вашем устройстве. Мы используем их, чтобы знать, когда вы посещаете наш сайт, как вы с ним взаимодействуете, чтобы улучшить и индивидуализировать ваш опыт использования сайта.

Чтобы узнать больше, нажмите на ссылку категории. Вы также можете изменить свои предпочтения. Обратите внимание, что запрет некоторых видов cookies может сказаться на вашем опыте испольхования сайта и услугах, которые мы можем предложить.

These cookies are strictly necessary to provide you with services available through our website and to use some of its features.

Because these cookies are strictly necessary to deliver the website, refusing them will have impact how our site functions. You always can block or delete cookies by changing your browser settings and force blocking all cookies on this website. But this will always prompt you to accept/refuse cookies when revisiting our site.

We fully respect if you want to refuse cookies but to avoid asking you again and again kindly allow us to store a cookie for that. You are free to opt out any time or opt in for other cookies to get a better experience. If you refuse cookies we will remove all set cookies in our domain.

We provide you with a list of stored cookies on your computer in our domain so you can check what we stored. Due to security reasons we are not able to show or modify cookies from other domains. You can check these in your browser security settings.

These cookies collect information that is used either in aggregate form to help us understand how our website is being used or how effective our marketing campaigns are, or to help us customize our website and application for you in order to enhance your experience.

If you do not want that we track your visit to our site you can disable tracking in your browser here:

We also use different external services like Google Webfonts, Google Maps, and external Video providers. Since these providers may collect personal data like your IP address we allow you to block them here. Please be aware that this might heavily reduce the functionality and appearance of our site. Changes will take effect once you reload the page.

Google Webfont Settings:

Google Map Settings:

Google reCaptcha Settings:

Vimeo and Youtube video embeds:

Подробнее о нашей политике конфиденциальности и файлах cookies вы можете прочесть на странице Политики конфиденциальности.

Источник

Жабры и дыхание акулы

Что такое дыхание?
На этот вопрос большинство ответит, не задумываясь: «поглощение кислорода и выделение углекислого газа». А вот зачем нам кислород и откуда в организме берется углекислый газ, простой обыватель, скорее всего, затруднится объяснить.

Многие удивятся, узнав, что дышать можно и без кислорода. Правда, на это способны только некоторые бактерии и паразитические черви.

Жабры акулы, как и легкие человека, должны постоянно снабжать организм этим необходимым для жизни газом, а ведь в воде его в 30 раз меньше, чем в воздухе.

Что такое жабры?

Это тоже простой для обывателя вопрос. Любой скажет, что это органы, предназначенные для дыхания в воде, и будет прав. Это вывернутые наружу дыхательные поверхности, снабженные огромным количеством тончайших кровеносных капилляров, в которых и происходит газообмен.

Жабры есть у некоторых морских червей, у всех моллюсков и раков. У позвоночных жабры представляют собой щели в глотке, снабженные большим количеством выростов.

Как устроены жабры акулы?

Жаберные щели хорошо видны в виде линий перед грудными плавниками. Между ними находятся широкие перегородки, хрящевой основой которым служат жаберные дуги, образованные хрящом.

На внутренних поверхностях жаберных мешков находится большое количество темно-красных складок, которые за форму и цвет назвали жаберными лепестками. Лепестки имеют значительную общую площадь поверхности и пронизаны огромным количеством кровеносных капилляров.

Как работают жабры акулы?

Акулы также совершают и дыхательные движения, при которых сначала через брызгальце и рот в расширяющуюся глотку попадает вода, через внутренние жаберные щели проникает к лепесткам и дальше в полости перед наружными закрытыми давлением воды жаберными щелями. Так происходит вдох.

Выдох начинается со сближения жаберных дуг и вследствие этого уменьшения объема глотки. Сближенные лепестки не дают воде попасть опять в глотку, она вся направляется в наружные жаберные полости и под давлением отдавшая кислород и насыщенная углекислым газом вода выходит наружу.

При быстром движении достаточно одной проточной вентиляции.

Исследователи часто вылавливают акул для установки спутниковых радиопередатчиков. Для такой процедуры нужно не менее 10-20 минут, так как устройства прикручивают на спинной плавник массивными болтами. Все это время акула находится на воздухе.

Чтобы рыба могла дышать, ей в рот вставляют шланг с мощным напором морской воды, которая вытекает через жаберные щели. Большие белые акулы, а тем более виды помельче, успешно выживают после установки передатчика и еще долго потом сообщают о своем местонахождении, помогая изучать жизнь свою и своих соплеменниц.

Бытует мнение, что можно отбиться от нападающей акулы, ударив ее в жабры или в глаз. Скорее всего, у несчастной жертвы не будет возможности дотянуться до этих чувствительных мест, но все же такая вероятность есть.

Один из серферов, подвергшийся нападению акулы-людоеда, смог ухватиться за спинной плавник большой белой хищницы и ударить прямо в жаберную щель. Это спасло ему жизнь, так как акуле пришлось отплыть, чтобы отойти от чувствительного удара.

К моменту следующей атаки ловкий юноша успел ухватиться за остатки своей перекушенной акулой доски и доплыть до прибрежного мелководья, на котором стал недосягаем для чудовища.

Поэтому нужно уважать существ, во владения которых мы постоянно вторгаемся без спроса, и признавать их право чувствовать себя в этих владениях хозяевами.

Источник

Как работают жабры у рыб

Животные на суше дышат воздухом, состоящим из различных газов. Кислород — один из этих газов, и он производится растениям. Всем животным необходимо дышать кислородом, чтобы выжить.

Когда воздух поступает в наши легкие, кислород поступает в нашу кровь и разносится по всему телу. Воздух легкий, поэтому легко передвигается. Это позволяет довольно легко дышать воздухом вперед и назад — это немного похоже на надувание воздушных шаров и их сдувание.

С рыбой дело обстоит иначе. Рыбам тоже нужен кислород, но не из воздуха, а из воды.

Но кислорода в воде меньше, чем в воздухе. И что еще хуже для бедных рыбок, вода гуще воздуха, поэтому для ее перемещения требуется гораздо больше усилий. Это еще больше усложняет проблему поступления кислорода в организм рыб.

Вот зачем рыбам нужны жабры

Вместо того, чтобы вдыхать и выдыхать через рот, рыбы используют одностороннюю систему, пропуская воду через жабры в одном направлении.

Вода попадает в рот, проходит через жабры и выходит через жаберные крышки (костное покрытие, защищающее их жабры).

Но жабры и легкие больше похожи, чем вы думаете. У обоих действительно большие площади поверхности, что увеличивает количество воды или воздуха, которые соприкасаются с жабрами или легочной тканью, и, таким образом, увеличивает количество доступного кислорода.

Более того, стенки легких и жабр очень тонкие и заполнены крошечными трубочками, транспортирующими кровь (так называемыми «капиллярами»).

Это означает, что капилляры вступают в тесный контакт с воздухом или водой снаружи, позволяя кислороду проходить через тонкие стенки в кровь.

Жабры также важны для контроля количества соли в организме, но давайте оставим эту историю на другой день.

Источник

Жабры насекомых

Строение жабр

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/trachea.html»>трахеи не сообщаются с внешней средой через дыхальца, а слепо оканчиваются в теле. Чтобы дышать, им нужно особое приспособление, которое представлено у них трахейными жабрами.

Типичная трахейная жабра выглядит как складка кожи листовидной формы, обычно находящаяся на брюшке в месте расположения дыхальца (то есть, на боковой его части).

Подробнее при переходе по ссылке

» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/trachea.html»>трахей, которые находятся внутри туловища, в ее толщу входит стволик, многократно разветвляющийся внутри органа. Наиболее тонкие трахеолы подходят к поверхности жабры, но никогда не открываются наружу. Они захватывают кислород, который проникает в них путем диффузии из воды, и распространяют его по всему трахейному дереву, доставляя ко всем клеткам и тканям.

Особенности жабр у разных насекомых

Лучше всего трахейные жабры представлены у личинок различных поденок, у которых они хорошо заметны при взгляде со стороны. Их жабры обычно имеют округлые контуры и располагаются в два ряда по обеим сторонам брюшка.

Однако их морфология может и отличаться. Например, у Ephemera в состав каждой жабры входят две удлиненные лопасти, на краях которых располагаются отростки. Leptophlebia имеют другое строение трахейных жабр: у них они приобрели кистевидную форму. Общая пластинка каждой жабры разделена на несколько отростков пальцевидной формы, в каждый из которых впадает самостоятельный трахейный стволик.

У некоторых поденок жабры спрятаны под «крышечкой». Например, у Baetisca такой «крышечкой» являются зачатки крыльев, а у Prosopistoma есть целая жаберная камера, которая сформирована из отростков заднегрудных тергитов и зачатков крыльев. В ней находятся три отверстия, через которые жабры омываются водой.

В сравнении с наземными формами, у водных насекомых газообмен осуществляется на порядок хуже. Поэтому представители ряда групп «обзавелись» не только брюшными трахейными жабрами, но и аналогичными органами, расположенными на других частях тела. Личинки Jolia имеют небольшие кистевидные жабры на брюшной поверхности переднегруди и головы. Это свидетельствует против утверждения, что трахейные жабры у водных насекомых образовались из брюшных ног, которыми некогда обладали предковые формы.

У некоторых стрекоз (Anisoptera) личинки имеют кишечные жабры. Они засасывают воду в прямую кишку, в результате чего происходит Дыхание насекомых – это процесс потребления кислорода, его расходования клетками организма и выделения углекислого газа.

Подробнее при переходе по ссылке

» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/spiro_1.html»>дыхание. Втягивание и выталкивание воды не только позволяет нимфам дышать, но и помогает им при перемещении в воде, где они передвигаются толчками.

Личинки веснянок отличаются наличием жабр на церках и у оснований ног. Эти образования сохраняются у них и во взрослом виде, но в газообмене они уже не участвуют.

Также трахейные жабры имеются у личинок ручейников, у которых они присутствуют в большом количестве. Их жабры имеют нитевидное строение, находятся на брюшке и располагаются в три парных ряда на боковой части тела: ближе к вентральной части и ближе к спине. В некоторых случаях они также находятся на задних грудных сегментах. К сожалению, рассмотреть их невозможно, так как эти личинки живут в плотных чехликах, которыми защищены их жабры и их тело в целом. Вода свободно проникает под чехлик и омывает жабры.

Помимо перечисленных насекомых, жабры встречаются у гусениц Nymphulastratiolata и у личинок жуков-вертячек.

Источник

Надкласс рыбы

Общими признаками всех рыб является наличие обтекаемой формы тела, жизнь в воде. Тело подразделяется на голову, туловище и хвост. Хорошо развиты органы чувств: зрения, обоняния, слуха, осязания, равновесия.

Ароморфозы рыб

Рыбы отличаются от предшествующих эволюционных форм новыми, прогрессивными чертами строения, которые повысили их уровень организации. Давайте их перечислим.

Образуются предшественники конечностей, плавники, парные придатки тела, обособленные от туловища и головы, приводимые в движение мускульной силой.

У рыб хорда редуцируется, на ее месте формируется позвоночник. У хрящевых рыб позвоночник в течение всей жизни имеет хрящевое строение, а у костных рыб позвоночник окостеневает: он представлен костной тканью.

Обратите особое внимание, что в скелете хрящевых ганоидов (осетровых рыб) хорда сохраняется на всю жизнь.

Костные рыбы

Для большинства костных рыб характерен костный скелет, наличие жаберных крышек, прикрывающих жабры. Жаберные лепестки расположены непосредственно на жаберных дугах, имеется плавательный пузырь. Оплодотворение наружное.

Большинство видов костных рыб (90%) относятся к костистым рыбам. Для большей части костистых рыб характерно непрямое развитие (с метаморфозом).

Форма тела обтекаемая, рыбообразная, за счет чего снижается трение о воду. Поверхность тела покрыта налегающими друг на друга (подобно черепице) чешуйками.

В коже находится множество желез, которые секретируют слизь, покрывающую все тело рыбы, благодаря чему снижается трение о воду. Из-за слизи пойманную рыбу тяжело удержать в руках, она выскальзывает.

Позвоночник состоит из двух отделов: туловищного и хвостового. В центре каждого позвонка имеется отверстие. Прилегая друг к другу, отверстия позвонков вместе соединяются в единый спинномозговой канал, в котором лежит спинной мозг.

Скелет грудных плавников соединен с позвоночником костями плечевого пояса, в отличие от скелета брюшных плавников, который не сочленяется с позвоночником. Имеются жаберные крышки, снаружи прикрывающие жаберные щели (у хрящевых рыб жаберные крышки отсутствовали, 5 жаберных щелей открывались каждая в отдельности наружу.)

Полость тела вторичная (целом).

Мышечная система сегментируется, что выражается в возникновении отдельных (дифференцированных) мышечных пучков. Наиболее ярким примером дифференцировки являются мышцы ротового аппарата и парных плавников.

Состоит из ротовой полости, глотки, продолжающейся в пищевод, желудка, толстого и тонкого кишечника. У многих рыб в ротовой полости имеются язык и острые зубы, расположенные на челюстях. Зубы предназначены не для механического измельчения пищи, а в основном для схватывания и удержания добычи. Слюнные железы отсутствуют, имеются вкусовые рецепторы.

Глотка тесно связано не только с пищеварительной, но и с дыхательной системой: здесь располагается жаберный аппарат рыб. С помощью жабр они приспособились забирать из воды растворенный в ней кислород и насыщать им кровь, откуда кислород поступает ко внутренним органам и тканям.

Процесс дыхания осуществляется благодаря тому, что вода через ротовое отверстие попадает в глотку. Вследствие движений жаберной крышки вода из ротоглоточной полости втягивается в боковую жаберную полость, омывая жабры. В результате газообмена в кровь рыбы поступает кислород, а углекислый газ покидает ее и растворяется в воде.

Как и хрящевые, костные рыбы имеют один круг кровообращения. Сердце двухкамерное, состоит из одного предсердия и одного желудочка. Запомните, что в сердце у рыб кровь венозная. Она накачивается сердцем в жабры, где происходит ее насыщение кислородом, после чего кровь становится артериальной.

Артериальная кровь направляется к внутренним органам и тканям, движется кровь внутри сосудов: кровеносная система замкнутого типа.

У всех хордовых нервная система трубчатого типа. Головной мозг состоит из продолговатого, среднего мозга, мозжечка, промежуточного и переднего мозга.

Развитие одних и тех же отделов у разных классов хордовых неодинаково, что мы с вами отчетливо увидим по мере изучения данного раздела. Я рекомендую вам обратить на данную тему особое внимание.

Также хорошо выражен (развит) мозжечок, который отвечает за координацию движений и ориентацию тела в пространстве. Это связано со сложными перемещениями рыбы, которая «парит как птица» только не в воздушной, а в водной среде. От головного мозга берут начало 10 пар черепно-мозговых нервов.

Органы зрения приспособлены к водной среде: хрусталик имеет шарообразную форму. Роговица плоская, аккомодация (настройка глаза на наилучшее видение объекта) происходит только благодаря перемещению хрусталика.

Рыбы хорошо видят лишь на близком расстоянии. Имеются органы вкуса на коже и нижней челюсти, а также органы обоняния, открывающиеся в ротовую полость.

Развитие у большинства рыб (костистые рыбы) непрямое, с метаморфозом. Запомните, что процесс выметывания икры и ее последующего оплодотворения называется нерест, он носит сезонный характер. У пресноводных рыб нерест происходит весной, в это время строго запрещена ловля рыбы.

Плавательный пузырь

Этот орган характерен исключительно для костных рыб: у хрящевых рыб (акулы, скаты) он отсутствует. Плавательный пузырь представляет собой воздушный мешок, заполненный смесью газов: азотом, кислородом, углекислым газом.

При заполнении газом пузырь расширяется: это меняет удельный вес рыбы, он понижается и рыба всплывает. Обратная схема происходит при уменьшении пузыря. Но откуда появляется газ, которым наполняется пузырь, если рыба обитает в воде? Отвечая на этот вопрос, отметим, что все рыбы делятся на два типа: открытопузырные и закрытопузырные.

У открытопузырных рыб плавательный пузырь сообщается с пищеварительной системой. Они в течение всей жизни поднимаются к поверхности воды и заглатывают воздух, по мере необходимости они могут освобождаться от газов, выдавливая их через глотку, а затем рот в окружающую среду. К таким рыбам относятся сельдеобразные, щукообразные, карпообразные, двоякодышащие.

Закрытопузырные рыбы имеют пузырь, не сообщающийся с пищеварительной трубкой. Газы в него поступают благодаря газовой секреции: они переходят из растворенного (в крови) состояния в газообразное, заполняя пузырь. Когда пузырь уменьшается газы вновь растворяются в крови, возвращаясь в кровеносное русло. К таким рыбам относятся: трескообразные, окунеобразные, кефалеобразные.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

ЖАБРЫ

Смотреть что такое ЖАБРЫ в других словарях:

ЖАБРЫ

органы дыхания водных животных, служащие для дыхания воздухом, растворенным в воде. Дыхание посредством жабр есть в сущности лишь усовершенствованное к. смотреть

ЖАБРЫ

органы водного дыхания животных; выросты тела, через тонкие стенки которых из циркулирующей в них крови или полостной жидкости выделяется в окр. смотреть

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

жабры мн. 1) Органы дыхания рыб и некоторых других животных, дышащих кислородом, растворенным в воде. 2) Костные пластинки, прикрывающие органы дыхания рыб.

ЖАБРЫ

жабры мн. (ед. жабра ж.)gills; branchia(e) научн. ♢ взять кого-л. за жабры разг. — put* the screws on smb.

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ, органы водного дыхания животных; выросты тела, через тонкие стенки к-рых из циркулирующей в них крови или полостной жидкости выделяется в окру. смотреть

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

Жабры гидросамолёта. жа́бры гидросамолёта — пластины трапециевидной формы, которые крепятся к бортам гидросамолёта (летающей лодки) в средней част. смотреть

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ, орган, посредством которого большинство рыб, некоторые личиночные земноводные, такие как головастики, и многие водные беспозвоночные получают ки. смотреть

ЖАБРЫ

1) Орфографическая запись слова: жабры2) Ударение в слове: ж`абры3) Деление слова на слоги (перенос слова): жабры4) Фонетическая транскрипция слова жаб. смотреть

ЖАБРЫ

Rzeczownik жабры pl. skrzele n pokrywy skrzelowe n жабра f Biologiczny skrzele n blaszki n

ЖАБРЫ

мн. (ед. жабра ж.)branquias f pl, agallas f pl••брать (взять) за жабры (кого-либо) разг. — coger del gañote (a alguien); poner el pie sobre el cuello (. смотреть

ЖАБРЫ

мн. ouïes f pl; branchies f pl (scient) •• взять кого-либо за жабры разг. — serrer les pouces à qn

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

мн.ouïes f pl; branchies f pl (scient)••взять кого-либо за жабры разг. — serrer les pouces à qn

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ, органы газообмена водных животных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и некоторых земноводных. Содержат кровеносные (или лимфатические) капилляры, через тонкие стенки которых в воду поступает диоксид углерода, а из нее поглощается кислород.
. смотреть

ЖАБРЫ

, органы газообмена водных животных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и некоторых земноводных. Содержат кровеносные (или лимфатические) капилляры, через тонкие стенки которых в воду поступает диоксид углерода, а из нее поглощается кислород. смотреть

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

Взять за жабры кого (разг. вульг.).Узяти (ухопити, схопити) за горло (за горлянку) кого; ухопити (схопити) за карк кого; узяти (ухопити) за петельки ко. смотреть

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ, органы газообмена водных животных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и некоторых земноводных. Содержат кровеносные капилляры, в которых происходит газообмен между водой и кровью.

ЖАБРЫ

Мн. (ед. жабра j) zool. qəlsəmə (suda yaşayan heyvanların tənəffüs orqanı); брать (взять) за жабры dan. 1) yaxasından yapışmaq, boğazından tutmaq; 2) məc. məcbur etmək, sıxışdırmaq, təzyiq göstərmək. смотреть

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ

ЖАБРЫ, органы газообмена водных животных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и некоторых земноводных. Содержат кровеносные капилляры, в которых происходит газообмен между водой и кровью. смотреть

ЖАБРЫ

органы газообмена водных ж-ных. Имеются у ряда беспозвоночных, у рыб и нек-рых земноводных. Содержат кровеносные капилляры, в к-рых происходит газообме. смотреть

ЖАБРЫ

сущ.множ.; един, жабра (ы) жен.суха (шыв чӗр чунӗсен сывлав органе); жабры рыб пула сухи; дышать жабрами сухапа сывла ♦ взять за жабры ярса тыт, пӑвса ларт (куҫӑмлӑ пӗлтерӗшпе). смотреть

ЖАБРЫ

Ударение в слове: ж`абрыУдарение падает на букву: аБезударные гласные в слове: ж`абры

Источник

Кто из животных дышит жабрами?

Название органа происходит от диалектного слова «жабать» (глотать). Оно буквально переводится как «глотатели воздуха». Это проясняет предназначение дублирующих приспособлений дыхания. Изначально природа наградила этими парными «устройствами» беспозвоночных представителей животного мира, много времени проводящих под водой или под землей. Однако позже их получили и некоторые другие. Поговорим обо всех, кто дышит жабрами.

Что такое жабры и как ими дышат?

Речь идет о выростах на туловищах некоторой фауны. Это нити, которые разветвлены между собой и часто укрыты с внешней стороны створками (как у рыб, например). Система снабжена сетью кровеносных сосудов, которые и заполняются заглоченным кислородом, пуская его дальше.

Беспозвоночные животные, которые имеют жабры, в отличие от рыб не располагают на месте их расположения мускулатурой. Орган действует непрерывно, наполняясь кислородом.

Жабры бывают 2 видов – кровяные и трахейные. Первые действуют как раз так как описано. Однако трахейная категория (будучи также состоящей из тонких стенок) снабжена не кровеносными сосудами, а самым настоящим вторым дыхательным органом. Это трахейные стволы или трахейные капилляры. Кислород, пузырьками плавающий в воде, уходит по ним внутрь рыбы. То есть рыбы дышат в прямом понимании этого слова. Хотя и водой. И она разбивается, выпуская «из плена» пузырьки воздуха. «Створки» как бы прикрывают эти трубы. У обычных (речных) рыб такая шторка одна. А вот у акул и прочих гигантов моря намного больше.

Речь о ротоглоточной части, занимающей нижнюю половину головы. Она заканчивается там, где уже ритмично открывающаяся «шторка». Далее идет основное тело. Тонкие жаберные стенки у чешуйчатой ихтиофауны называются «лепестками» и они всегда имеют розоватый оттенок. В них кислород и поглощается.

Кто дышит жабрами?

Множество представителей фауны получили в результате эволюции эти органы. Кто же это?

Водные обитатели

Среди ихтиофауны это:

все разновидности моллюсков;

все виды ракообразных;

рыбы (также без исключений);

Кстати, жабрами второго из указанных типов обладают в этом перечне исключительно рыбы. Напомним, что к ним не относятся угри (им приходится каждые 15 минут всплывать и глотать воздух). А также морские млекопитающие. Киты и дельфины дышат просто легкими. Как и мы.

Другие живые существа с жабрами

Есть существа-амфибии (нормально чувствуют себя и на суше, и на воде). К примеру, жаба дышит жабрами. Данное земноводное снабжено специальными перепонками, позволяющими воздуху проходить внутрь даже когда животное в воде. Но прочие земноводные (крокодил) дышат легкими. Чего не скажешь про многощетинковых червей, всегда обитающих где-то глубоко.

А самый интересный экземпляр – лягушка. Тоже являясь амфибией, она, тем не менее, не имеет «устройства», о котором мы беседуем. Оно ей не нужно. Квакающее создание дышит кожей! Дело в том, что специальная поверхность существа способна не только выделять защитную слизь, но и впитывать воду. А уже внутри с жидкостью происходит описанный выше процесс – выделение кислорода и направление его в кровяную и прочие системы.

Остается добавить, что природа снабдила организмы беззащитной живности и более загадочными инструментами. К примеру, хамелеон оборудован клетками, связанными с нервной системой (в том числе со зрением). Они способны приказать коже поменять расцветку на ту, которой обладает объект, возле которого встала ящерица. Эволюция предусмотрела все.

Источник

Как возникли жаберные щели?

Владимир Малахов, Ольга Ежова
«Природа» №10, 2016

Об авторах

Владимир Васильевич Малахов — член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, руководитель лаборатории биологии морских беспозвоночных Дальневосточного федерального университета (Владивосток). Область научных интересов — сравнительная анатомия, эмбриология и филогения беспозвоночных.

Ольга Владимировна Ежова — кандидат биологических наук, доцент той же кафедры, сотрудник той же лаборатории. Специалист в области морфологии и тонкой организации кишечнодышащих, морских звезд, офиур и голотурий; занимается изучением эволюции амбулакралий, морфологии, микроскопической анатомии и ультраструктуры полухордовых, иглокожих и хордовых.

Все хорошо представляют, как выглядят у костных рыб (например, у щуки или окуня) жабры — они скрыты костяными крышками. У хрящевых рыб (акул и скатов) жаберные щели видны снаружи, они напрямую соединяют передний отдел кишечника с внешней средой (рис. 1, а, б). У более примитивных бесчелюстных позвоночных (например, у миног) это жаберные мешки — метамерные выросты кишечника, открывающиеся во внешнюю среду серией округлых отверстий по бокам тела (рис. 1, в).

Рис. 1. Жаберные щели у хрящевых рыб (китовой акулы — а и манты — б), у современного представителя бесчелюстных — речной миноги (в; справа — схема фронтального среза миноги, на котором видны энтодермальные жаберные мешки) и жабры у низших хордовых: ланцетника (г), асцидии (д), бочоночника (е). Фото с сайтов: funniestmemes.com, discoverymaldives.com, tumblr.com, faculty.baruch.cuny.edu

Жаберные щели есть не только у позвоночных, но и у других подтипов типа хордовых. У ланцетников (небольших донных животных, похожих на маленьких рыбок, которые входят в подтип бесчерепных) жаберные щели представляют собой серию из более чем сотни метамерных отверстий, проникающих в кишечную трубку в передней половине тела (рис. 1, г). Есть жаберные щели и у еще одного подтипа хордовых животных — оболочников, которые так называются потому, что их тело заключено в оболочку из особого материала туницина, похожего на целлюлозу. Среди оболочников есть сидячие организмы — асцидии (рис. 1, д), а также плавающие в толще воды животные — бочоночники, сальпы, огнетелки и аппендикулярии (рис. 1, е). Все ископаемые хордовые тоже имели жаберные щели (рис. 2).

Рис. 2. Ископаемые хордовые с жаберными щелями: а — Didazoon haoae (ранний кембрий), б — Haikouichthys ercaicunensis (ранний кембрий), в — Metaspriggina walcotti (средний кембрий), г — Astraspis desiderata (поздний ордовик), д — конодонты (ордовик-девон), е — Jamoytius (ордовик-силур). Фото с сайтов: spinops.blogspot.ru, anthropology-news.org, tumblr.com, dinopedia.wikia.com, pvsm.ru

У хордовых животных жаберные щели служат не только для дыхания, но и для фильтрации, что позволяет извлекать из воды мелкие пищевые объекты. Так питаются не только оболочники и ланцетники, но и многие рыбы, в том числе и самая крупная из них — китовая акула (см. рис. 1, а).

Эволюция жаберных щелей представляет собой одну из самых увлекательных глав сравнительной анатомии позвоночных животных. По мнению К. Гегенбауэра, А. Н. Северцова, И. И. Шмальгаузена и других выдающихся сравнительных анатомов XIX–XX вв., с жаберными щелями связано развитие важнейших структур в челюстном аппарате, органах чувств и кровеносной системе. Но несмотря на это, до сих пор в зоологии не существует внятной гипотезы, объясняющей, как возникли столь таинственные, своеобразные органы — метамерные жаберные щели, напрямую соединяющие полость энтодермального кишечника с внешней средой.

Эволюция жаберных щелей у позвоночных

Рис. 3. Эволюция жаберных дуг у позвоночных животных: желтым показаны губные хрящи, красным — челюстная дуга, фиолетовым — подчелюстная дуга и ее производные, голубым — жаберные дуги задних жаберных щелей и подчелюстной аппарат ( [1; 2], с изм.)

У позвоночных жаберные щели имеют хрящевой или костный скелет — жаберные дуги (рис. 3). Одна из передних дуг у большинства позвоночных изменила свою функцию — превратилась в челюсти, благодаря которым все современные челюстноротые позвоночные (кроме миног и миксин) имеют возможность хватать, откусывать и пережевывать добычу. За челюстной жаберной дугой следует так называемая подчелюстная дуга. Между двумя этими дугами у хрящевых рыб (например, акулы) даже сохраняются рудиментарные жаберные щели — брызгальца. У большинства рыб подчелюстная дуга обеспечивает подвижную связь челюстей с черепной коробкой. Челюсти как бы подвешены снизу к черепной коробке с помощью парных «подвесок» (по-латыни эти хрящи или косточки называются hyomandibulare).

У позвоночных жаберные щели и кровеносные дуги связаны между собой (рис. 4), ведь жабры — основной орган газообмена: к ним притекает бедная кислородом кровь, в них она обогащается кислородом и далее несет его ко всем органам животного.

Рис. 4. Эволюция жаберных кровеносных дуг у водных и наземных позвоночных ( [2], с изм.)

У наземных позвоночных во взрослом состоянии жаберных щелей нет, но элементы жаберного скелета, естественно, сохраняются. У таких животных (амфибий) верхняя челюсть прирастает к черепной коробке. «Подвески» освобождаются от функции прикрепления челюстей к черепу и приобретают новую функцию: они превращаются в слуховые косточки — стремечко, а полость брызгальца становится полостью среднего уха. Скелет последующих жаберных щелей превращается в подъязычный аппарат, щитовидные хрящи, хрящи гортани и трахеи. Жаберные кровеносные дуги водных позвоночных преобразуются у наземных в главные сосуды кровеносной системы — сонные артерии, дуги аорты и легочные артерии (рис. 4).

Даже в развитии человеческого зародыша закладываются жаберные щели. Хрящевые зачатки жаберных дуг дают важнейшие элементы скелета человека — челюсти, слуховые косточки, шиловидный отросток височной кости и хрящи гортани. Любой дефект в развитии жаберных щелей приводит к необратимым нарушениям и гибели зародыша человека (рис. 5). Так что можно сказать, что без них и человек не был бы человеком.

Рис. 5. Преобразование жаберных дуг зародыша человека; цифрами обозначены номера жаберных дуг ( [3], с изм.)

Все изложенное показывает, как много элементов строения тела высших позвоночных, включая человека, происходит от жаберных щелей. Между тем само их происхождение остается неразгаданной тайной эволюционной морфологии животных. В самом деле, как можно представить себе происхождение многочисленных дырок, связывающих кишку с внешней средой? По какой причине могли возникнуть такие дырки? Какие органы могли дать начало жаберным щелям? Какова их первичная функция? На эти вопросы не только нет ответа, но они, по существу, даже не ставятся — по-видимому, мы слишком привыкли к тому, что жаберные щели существуют как характерный признак типа хордовых, и нечего об этом спрашивать. Чтобы попытаться ответить на вопрос о происхождении жаберных щелей, придется выйти за пределы типа хордовых.

Жаберные щели вторичноротых животных

Рис. 6. Ископаемое иглокожее Cothurnocystis elizae (Calcichordata) [6]. Стрелками показаны метамерные жаберные щели

Хордовые входят в состав вторичноротых животных — одной из главных филогенетических ветвей билатерально симметричных животных, которая очень рано обособилась от общего корня билатерий [4]. Два других типа в составе вторичноротых — полухордовые и иглокожие. Согласно современным представлениям, основанным на данных молекулярной филогенетики, иглокожие и полухордовые — это родственные типы, образующие кладу Ambulacralia. Заметим, что впервые на филогенетическую близость иглокожих и полухордовых указал выдающийся российский биолог И. И. Мечников [5], который и ввел в научный обиход название Ambulacralia.

Иглокожие широко распространены в морях и океанах планеты. Это морские звезды, морские ежи, офиуры-змеехвостки, голотурии и морские лилии. Ни у кого из современных иглокожих жаберных щелей нет. Однако, у этих животных есть известковый скелет, был он и у их предков, поэтому палеонтологическая история иглокожих хорошо известна. Оказывается, самые древние кембрийские иглокожие, выделяемые в подтип Calcichordata, или Carpozoa, обладали серией отверстий [6], которые рассматриваются как гомологи жаберных щелей позвоночных (рис. 6).

Рис. 7. Строение кишечнодышащих (слева) и крыложаберных животных

Полухордовые — тоже морские животные. В состав этого типа входят две группы, очень непохожие друг на друга, — кишечнодышащие и крыложаберные. Кишечнодышащие — довольно крупные морские черви, обитающие в толще грунта. На пляжах Бразилии в приливно-отливной полосе обитает Balanoglossus gigas, который достигает в длину 2 м. Исследования последних лет показали, что на больших глубинах (более 2 км) Мирового океана скрывается богатая и разнообразная фауна кишечнодышащих [7, 8]. Тело взрослых особей подразделяется на три отдела: мускулистый хобот, воротник, где располагается рот, и длинное туловище, в передней части которого открываются многочисленные (до 200 пар) метамерные жаберные щели (рис. 7). Крыложаберные — это мелкие колониальные организмы. На воротниковом отделе они несут щупальца, с помощью которых собирают пищу — мелкую органическую взвесь. Крыложаберные тоже имеют жаберные щели, но их немного — одна или две пары (см. рис. 7).

Рис. 8. Три типа вторичноротых животных. В каждом типе есть представители с многочисленными жаберными щелями

Таким образом, жаберные щели есть у животных всех трех типов, входящих в состав вторичноротых (рис. 8). Это означает, что, скорее всего, жаберные щели были унаследованы от общего предка вторичноротых животных. Биологи называют такие унаследованные от общего предка признаки синапоморфиями. Мы можем с полным основанием утверждать, что жаберные щели — это важнейшая синапоморфия вторичноротых животных.

Происхождение жаберных щелей

Чтобы попытаться понять происхождение жаберных щелей, надо разобраться в том, как они устроены у низших вторичноротых животных, а именно у полухордовых. Рассмотрим организацию жаберного аппарата на примере типичных кишечнодышащих. В передней части туловищного отдела кишечник с двух сторон пронизан жаберными щелями, которые имеют подковообразную форму. Они открываются не прямо во внешнюю среду, а в жаберные мешки, которые представляют собой выросты кишечника. А уже жаберные мешки соединяются с внешней средой метамерными порами, располагающимися по бокам туловища (рис. 9).

Рис. 9. Устройство жаберного аппарата кишечнодышащих (по [9], с изм.). Второй жаберный мешок частично вскрыт, и видна жаберная щель кишечника

Первая пара жаберных мешков имеет особое строение. В них открывается первая пара жаберных щелей, и одновременно в них же открываются выделительные органы (нефридии), выводящие продукты обмена из воротникового отдела. Таким образом, первая пара жаберных мешков выполняет двойную функцию — дыхательную и выделительную. Такое слияние нефридиев и первых жаберных щелей у кишечнодышащих позволило нам предложить гипотезу происхождения метамерных жаберных щелей от метамерных выделительных органов, первоначально располагавшихся в каждом сегменте тела предков вторичноротых [10].

Современные данные по филогении животного царства позволяют предположить, что общий предок билатерально симметричных животных был сложно устроенным метамерным организмом [4]. Вторичная полость тела такого организма была метамерна, т. е. разделена на сегменты перегородками — диссепиментами. В каждом сегменте имелась пара боковых выростов кишечника (дивертикулов) и пара выделительных органов — целомодуктов. Воронки целомодуктов всегда располагаются на диссепименте, а каналы и выделительные поры находятся в соседнем сегменте. Такой предок дал начало и первичноротым животным (кольчатым червям, моллюскам, членистоногим и др.), и вторичноротым (рис. 10, а).

Рис. 10. Гипотеза происхождения жаберных щелей в результате слияния метамерных выделительных органов с метамерными карманами кишечника. Пояснения в тексте

Согласно нашей гипотезе, у предков вторичноротых каналы выделительных органов соединились с кишечными карманами (рис. 10, б). В результате в каждом сегменте сформировалась пара сложных органов, в состав которых вошли карманы кишечника и выделительные органы. Каждый такой орган имел три отверстия: воронку выделительного органа, щель, ведущую в кишечник, и отверстие во внешнюю среду (рис. 10, б). Такое соединение оказывается выгодным для животных, ведущих роющий образ жизни (как современные кишечнодышащие) или обитающих в трубках (как современные крыложаберные). Когда животное закапывается в толщу осадка, продукты обмена выводятся через кишечник, а когда высовывается из грунта — через наружные отверстия в воду.

Заметим, что у большинства роющих животных происходит редукция перегородок между сегментами. Причины этого кроются в том, что роющие червеобразные беспозвоночные, как правило, используют для передвижения в толще грунта гидравлический способ локомоции, при этом полостная жидкость перекачивается вдоль оси животного. Перегородки между сегментами препятствуют этому и потому редуцируются, нередко вместе с поддерживаемыми ими нефридиями.

У современных кишечнодышащих только первая пара жаберных щелей соответствует по своей организации тому сложному органу, который имелся у предков вторичноротых во всех сегментах (рис. 9, 10, в). Здесь имеется все, что нужно: воронки выделительных органов, открывающиеся в предыдущий сегмент (воротниковый отдел), дивертикул кишечника (первый жаберный мешок) и отверстие во внешнюю среду. Кишечные дивертикулы последующих сегментов утратили воронки выделительных органов, сохранив только два отверстия — в кишечник и во внешнюю среду (рис. 10, в).

Появление отверстий, которые соединяют дивертикулы кишечника с внешней средой, позволило гипотетическим сложным органам осуществлять две функции — и выделительную, и дыхательную. Это вполне очевидно для первой пары жаберных мешков современных кишечнодышащих. Однако, как оказалось, у этих животных стенки других жаберных мешков тоже сохраняют выделительную функцию. Со стороны целома они окружены специализированными выделительными клетками — подоцитами, которые обеспечивают ультрафильтрацию из целома в полость жаберных мешков [11].

Наша гипотеза позволяет проследить связь специфических органов вторичноротых животных — жаберных щелей — с метамерными органами, имеющимися у других билатерально симметричных животных, а именно с метамерными целомодуктами и метамерными дивертикулами кишечника. Гипотеза объясняет энтодермальную природу жаберных мешков и у полухордовых, и у низших хордовых вплоть до современных бесчелюстных — миног. Вряд ли можно считать случайным и то, что жаберные мешки и жаберные щели сохраняют выделительную функцию — и не только у полухордовых, но и у позвоночных животных. Хорошо известно, что жаберные мешки миног и жабры рыб выполняют не только дыхательную, но и экскреторную функцию [12].

В заключение мы считаем нужным отметить, что предлагаемая гипотеза, как бы авторам этого ни хотелось, не является абсолютно новой. Очень близкие взгляды высказывал еще в 1875 г. выдающийся немецкий биолог, основатель всемирно известной Неаполитанской зоологической станции, Антон Дорн. Он предполагал, что у метамерного предка хордовых животных произошло слияние метамерных нефридиев и метамерных выростов кишечника, которые соединились с внешней средой и дали начало жаберным щелям: «Если мы теперь представим себе, что в различных точках внутренние отверстия сегментальных органов сольются со стенкой кишечника, то установится постулированная нами связь кишечника с внешней средой, помимо ротового и заднепроходного отверстия. Мы уже предположили выше, что между сегментальными органами и кишкой установилась связь, — возможно, что связь эта была вызвана или по крайней мере поддержана образованием выростов кишечника» [13]. Современники не обратили внимания на интересную гипотезу Дорна, вероятно, потому, что ее автор высказал эту идею, так сказать, походя, при обсуждении других вопросов, и не снабдил ее иллюстрациями. Гипотеза Дорна была полностью забыта почти на полтора столетия. Но «время — честный человек», как сказал Пьер Огюстен Бомарше в своей бессмертной «Женитьбе Фигаро», и время, как мы видим, подарило гипотезе Дорна вторую жизнь в XXI в.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Проект 14-50-00034.

Источник

Как дышат рыбы?

Лето мы проводили в деревне. И часто папа приносил с речки целое ведерочко рыбы, с которой нас позволяли некоторое время поиграть. К большому моему удивлению, рыбешка вскоре начинала двигаться все слабее, а потом и вовсе умирала. Я не могла понять, как так – ведь вода в ведерочке есть, рыба в воде дышит – и что тогда случилось? Любопытство заставило меня разобраться в вопросе, как дышат рыбы. Оказалось, тут все хитрее, чем мне тогда казалось.

Как все-таки дышат рыбы

Перечислю основные варианты:

Почему в ведре рыба задыхается, а в реке – нет

Надо все-таки помнить, что рыба дышит не самой водой, а кислородом, который в ней содержится. В ведре его количество слишком мало – рыба быстро успевает «выдышать» его. Поэтому-то в аквариумах ставят специальные системы обогащения воды воздухом – чтобы домашние рыбки чувствовали себя хорошо.

Если эта система перестанет работать – рыбки начнут всплывать на поверхность, чтобы ухватить кислорода. Но долго на нем им не протянуть – и вскоре рыбки умрут.

Получается, что рыба может вполне задохнуться даже в родной стихии. Более того – даже в водоемах рыбы иногда умирают от нехватки кислорода. Например, во время засухи – когда воды в принципе становится меньше. Или зимой – когда проблематично возобновление кислорода

Откуда в воде появляется кислород, которым дышат рыбы

Есть три основных пути его появления. И они не очень отличаются от того, что происходит на поверхности Земли.

Долгих пять лет я училась на ихтиолога, перерезала для анализов столько рыбы, сколько многие даже не видели никогда. Проходила производственную практику на судне-тральщике, целый месяц бороздившем просторы Куйбышевского водохранилища, все курсовые и диплом писала про рыбу. Поэтому, рассказать вам, как она дышит и еще кое-что полезное, у меня точно получится.

Как же они дышат

Итак, дыхание у рыбок бывает двух видов: водное и воздушное. В первом участвуют:

Появились и трансформировались они под действием условий обитания. Конечно, наиглавнейшим органом, благодаря которому обитатели глубин могут дышать — это жабры. Каждая из двух жабр состоит из 5 дуг: четырех полностью сформировавшихся и одной «недоделанной». На этих дугах размещаются лепестки, а на них — лепесточки или, по-другому, вторичные пластинки. Их очень много, свыше 30 штук на каждый миллиметр. Благодаря лепесткам и лепесточкам площадь поверхности жабр бывает в несколько раз больше поверхности тела рыбы. И вся она густо-густо оплетена мельчайшими кровеносными сосудиками. Кровь, поступившая в них, забирает из воды растворенный кислород, захватывая его с помощью гемоглобина (не удивляйтесь, у рыб он тоже есть). И разносит живительный О₂ по всем органам и тканям рыбы.

А жабры ли главные

Несомненно, жабрами «пользуются» все рыбки без исключения. И их принято называть главными в обеспечении рыбьего дыхания. Но ведь именно вспомогательные способы были «придуманы» природой, чтобы дать водным жителям возможность выжить в неблагоприятных условиях. Эти механизмы начинают работать тогда, когда жабры становятся почти бесполезными. Например, дышать кожей тоже могут абсолютно все рыбы, только когда вода чистая и богата кислородом, необходимости в этом нет, и кожное дыхание составляет всего 5%. Зато когда О₂ в воде мало, интенсивность его возрастает до 80%.

Кое-что полезное «на десерт»

Рыбы — это не только животные, но и … ценный продукт питания. А некоторые знания о жабрах могут помочь выбрать «правильную» рыбку, не только вкусную, но и полезную. Вот вам три основных совета:

Когда-то, когда я еще была совсем маленькой, родители подарили мне большой аквариум с разнообразными рыбками. Как они мне нравились даже и не описать словами, они были такими красивыми, и я подолгу сидела и разглядывала, как они плавают там в своем небольшом мирке, с маленьким замком и другими штучками. Но больше всего меня интересовало, как и чем они там дышат, там ведь совсем нет воздуха. Моя мама по образованию биолог, поэтому она мне все прекрасно объяснила, а я в свою очередь могу рассказать вам, ну если интересно, конечно.

В воде тоже можно дышать

Как оказалось, в воде тоже есть кислород, но содержание его в ней очень низкое, но рыбам этого достаточно. Конечно, человек и наземные животные дышать им не могут, для этого необходимо иметь жабры. Жабры – это и есть основной дыхательный орган рыб. Непрерывно пропуская через себя воду, жаберные лепестки обогащают кровь кислородом, через мембраны в воду выходит углекислый газ.

Но не все рыбы дышат только при помощи жабр, есть и другие органы, о них я вам сейчас расскажу поподробнее:

Почему рыбы иногда выползают на сушу

Иногда рыбам приходится некоторое время находиться на поверхности, к таким ситуациям относятся засуха, жара, отлив и загрязнение. Все эти явления приводят к снижению кислорода в воде, и рыбам приходится находиться на поверхности.

Помню, лет в 13 я увлекся рыбками и выпросил у родителей аквариум. Я тогда прочитал много книжек по разведению и уходу за рыбками и знал, что дышат они жабрами. Но и только. А не очень давно выяснил, что есть рыба, способная лазить по деревьям! Этот факт меня поразил, и я понял, что дело тут не только в жабрах…

Как дышат рыбы

В воде в двадцать раз меньше кислорода, чем в воздухе. Как же рыбы там выживают? Всё просто! Чтобы в воде нормально дышалось, нужны жабры. И ещё вода, которая все время должна поступать к жабрам. Поэтому рыба всё время глотает воду. Вода входит в рот рыбы, омывает жабры, отдаёт им кислород и выходит сквозь жаберные крышки. Чем больше размеры жабр, тем лучше используется находящийся в воде кислород.

Размер и форма жабр зависит образа жизни рыбы:

«Второе» дыхание

Большинство видов рыб дышит растворённым в воде кислородом, но есть такие, кто приспособился отчасти к воздушному дыханию. Например, двоякодышащая рыба-рогозуб (Австралия) или змееголов (Дальний Восток), у которого имеется наджаберная полость, где кровь обогащается кислородом, когда рыба глотает воздух. И, конечно, илистый прыгун, который так меня поразил.

Эта рыбка относится к семейству бычковых и имеет ряд удивительных качеств. Её жаберная щель никогда не пересыхает благодаря специальной перегородке и ещё потому, что во рту у рыбки всё время есть запас воды. Во время отлива прыгун передвигается по илу с помощью мощных плавников. А глазки на макушке позволяют осматривать поверхность воды подобно перископу на подводной лодке. В случае опасности рыба спасается при помощи прыжков, либо может затаиться на дереве (нижние ветки) или зарыться в ил.

Вот такие удивительные создания эти рыбы!

Когда я была маленькая, мы с родителями часто ездили на дачу. Поблизости от нее был небольшой пруд, на берегу которого мне с другими детьми очень нравилось играть. Однажды, зачерпнув в нем ведерко, вместе с водой я достала малюсенькую рыбку! Я выловила ее из ведра, чтобы получше разглядеть, и к моему ужасу она стала задыхаться прямо у меня на руках! Я тогда очень испугалась и бросила ее обратно в ведерко. В воде рыба снова ожила!

Как дышат рыбы

После того случая на даче меня очень заинтересовали вопросы о том, каким же образом дышат рыбы в воде, как получают из нее кислород?

Интернета тогда еще у меня не было, поэтому я одолела маму вопросами. С мамой мне повезло, она у меня учитель географии, поэтому всегда доступно отвечает на все мои каверзные вопросы!

Она мне рассказала, что у рыб есть специальный орган – жабры. Именно благодаря жабрам и осуществляется дыхание. При вдохе рыба широко открывает рот, тогда жабры занимают определенное положение, при котором вода, проникающая в рот, не выходит обратно, а идет дальше через жаберные полости. Там через лепестки поглощается кислород из воды. Сюда же подходит окисленная кровь, чтобы насытиться кислородом и разнести его по всем тканям. При выдохе рыба закрывает рот, а вода выдавливается наружу через жаберные крышки.

Дополнительные органы дыхания рыб

Про основной орган дыхания я уже рассказала выше. Но, оказывается, есть еще несколько вспомогательных:

Когда я впервые посмотрел фильм «Человек-амфибия», у меня сразу появился вопрос: возможно ли подобное в реальной жизни? Чтобы получить ответ, мне пришлось основательно разобраться как происходит дыхание у рыб.

Как дышат рыбы

Все живое на нашей планете нуждается в кислороде. Это основное условие для выживания, так как благодаря кислороду возможны окислительно-восстановительные процессы. Вода, даже при специальном насыщении, при температуре 20 градусов содержит не более 1% этого газа. Дыхание рыб в водной среде возможно благодаря такому органу, как жабры. Строение аппарата различно у разных групп рыб:

Основную функцию выполняют жаберные лепестки — крошечные мембраны, пронизанные миллионами капилляров. Через мембраны происходит «вытягивание» кислорода в кровь и отдача углекислого газа. Примечателен тот факт, что активные рыбы, в отличие от своих более медлительных «собратьев», часто дышат ртом. Это позволяет пропускать через дыхательный аппарат большее количество воды, тем самым получая больше кислорода. Жабры у них заметно крупнее, площадь мембран больше, что повышает респираторную способность. Интересно, что такие рыбы вынуждены двигаться даже во сне — в противном случае гибель их будет неминуема.

Смогут ли люди дышать под водой

Существует понятие — жидкостное дыхание — заполнение легочного пространства жидкостью, насыщенной необходимым количеством кислорода. Уже изучена подобная жидкость — перфтоуглеродное соединение, отвечающее требованиям растворимости кислорода и углекислого газа. Но как найти этому практическое применение? Например, при таком дыхательном процессе, станет возможным погружение на большие глубины, а в некоторых случаях возможно в качестве терапии различных заболеваний. Жак Ив Кусто считал, что рано или поздно человечество найдет способ пересадки акульих жабр человеку, в точности как в произведении А.Р. Беляева «Человек-амфибия».

Теория жидкостного дыхания — продукт исследований профессора Йоганеса Килстра в 50-х годах прошлого века. Проведя серию экспериментов над мышами, он получил потрясающий результат — при соблюдении определенного давления, мыши прожили в специальном растворе несколько часов. Результат заинтересовал спецслужбы США, и разработки получили гриф секретности.

Источник