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.
Итак, жабры у:
- костистых – гребенчатые;
- хрящевых – пластинчатые;
- круглоротых – мешковидные.
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:
- Жаберных дуг. Это дугообразные образования, испещренные сетью капилляров. В классическом варианте дуг десять, по пять с каждой стороны (четыре нормально развитых, одна рудиментарная).
- Лепестков. Они расположены на каждой жаберной дуге с внешней стороны в два ряда. На каждом основном лепестке находится множество миниатюрных вторичных лепесточков. Они в максимальной степени отвечают как за газо-, так и за водно-солевой обмен.
- Тычинок. Эти миниатюрные органы покрывают дуги с внутренней стороны и выполняют функцию фильтра, защищая нежный жаберный аппарат от попадания всевозможных частичек.
- Разветвленной сети сосудов. Она начинается аортой и заканчивается массой тончайших капилляров, диаметр которых настолько мал, что сопоставим по размеру с эритроцитом. В процессе дыхания они доставляют в жабры «использованную» кровь, насыщенную углекислым газом и продуктами распада, и отводят ее, разнося по всему организму рыбы уже насыщенной кислородом.
- Жаберных крышек. Эти твердые костные образования исполняют не только защитную функцию: они играют роль этаких клапанов, обеспечивающих определенную силу тока воды при дыхании. Кстати говоря, их устройство весьма примечательно: оказывается, по этим костям можно достаточно точно определить возраст рыбы. Они покрыты выступами и бороздками, наподобие годичных колец дерева!
У всех костистых рыб рот соединен с жаберным аппаратом. На вдохе рыба открывает рот, «закачивая» воду в максимально раздутые жабры (крышки в это время плотно закрыты). Лепесточки через капилляры выводят продукты оксигенации во внешнюю среду и обогащают кровь кислородом. На выдохе рот закрывается, крышки раскрываются, жабры несколько сжимаются, продукты распада уходят в окружающую среду.
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».
Как дышат хрящевые рыбы
Самая известная рыба этого класса — акула. Строение её тела имеет ряд особенностей, что влияет на дыхание. По бокам тела, в передней части есть жаберные щели, обычно их от пяти до семи пар. Между ними расположены, широкие жаберные пластины, в которых и происходит обмен кислорода с углекислым газом. Заглатывая воду ртом, акула сильно расширяет глотку, вода омывает жаберные пластины и затем через жабры выходит. Благодаря тому, что эти пластины довольно широкие, организму для полноценного дыхания достаточно кислорода, который при этом процессе орган забирает (отфильтровывает) из воды. Жаберных крышек у хрящевых рыб нет. За их глазами есть рудименты (зачатки) жаберных крышек. Их называют брызгальцами, через них в глотку вода может поступать при вдохе вода.
Скаты тоже относятся к хрящевым рыбам. Жаберные щели у них находятся только на брюшной стороне. Вода при дыхании через брызгальца попадает к жаберным пластинам.
Конспект НОД «Чем дышат рыбы» старшая группа
Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение Детский сад «Аленка» с. Кудара муниципального образования «Кабанский район» Республики Бурятия
Конспект занятия на тему: «Чем дышат рыбы» Старшая группа
Учитель-логопед: Новолодская Марина Геннадиевна
Цель:
Создание условий для развития познавательно – исследовательской деятельности детей посредством ознакомления с обитателями озера Байкал и их средой обитания.
Задачи:
1.Познакомить детей с обитателями озера Байкал, дать общие сведения о представителях (название).
2.Дать детям представление о том, как дышат рыбы.
3. Путем наблюдения и эксперимента определить, в каком виде воздух находится в воде.
4. Способствовать развитию логического мышления, наблюдательности, внимания, умения выявлять условия жизни обитателей озера (познавательное развитие).
5.Сздать условия для побуждения детей к речевой активности (речевое развитие).
6.Способствовать развитию навыков взаимодействия детей со взрослыми и сверстниками (социально-коммуникативное развитие).
Активизация словаря:
Слова-названия рыб, эпишура, макрогектопус, названия органов дыхания рыб-жабры.
Планируемые результаты: дети узнают о том, что рыбам для жизни нужен воздух. Они дышат воздухом, имеющимся в воде, при помощи специальных органов – жабр. С помощью эксперимента дети узнают, что воздух в воде находится в виде пузырьков, он есть повсюду, во всех предметах и материалах, его легко обнаружить, если опускать предметы в воду.
Виды детской деятельности: коммуникативная, игровая, познавательно-исследовательская.
Материалы и оборудование: макет озера Байкал, макеты рыб, картинки с изображением рыб Байкала, стеклянная банка с водой, камни, аквариум с рыбами.
Содержание организованной деятельности детей
1.Организационный момент.
Дети сидят полукругом около стола, на котором расположен наглядный материал.
-Ребята, послушайте загадку:
Есть в Бурятии озеро такое,
Где вода в нём прозрачна, чиста.
Называем мы озеро — море,
Называем его мы ….Байкал.
2.Рассматривание плаката с изображением озера Байкал, рыб Байкала.
Воспитатель: дети, посмотрите это макет озера Байкал. Кто знает, где находится это озеро? (ответы детей). В Байкале живет большое количество рыб, а вы знаете, какие рыбы живут в Байкале? Попробуйте отгадать:
Серебрист, подвижен, гибок,
Он вкуснее многих рыбок
Начинается на О (омуль)
Бледно-розова, нежна
Студёна вода нужна.
А на солнце рыбка тает,
Рыбьим жиром истекает (голомянка)
Опасней всех она
Хитра, прожорлива, сильна
Притом такая злюка
Конечно это. (щука)
Одни пасутся в чистом поле,
Другие плавают на воле.
Одних по всей земле встречали,
Другие водятся в Байкале.
Широкий лоб, приличный хвост,
Как их название- вопрос!
(бычок- широколобка)
Серебрист, подвижен, гибок,
Он вкуснее многих рыбок
Даёт ухе особый вкус
Байкальский (хариус)
Перечисляем названия рыб, дети прикрепляют их на макет озера.
А еще в Байкале живут рачки, они называются эпишура, макрогектопус.
-А сейчас я вам предлагаю поиграть в игру «Рыболов».
-Кто любит рыбачить на удочку? (Дети «ловят» рыбу, вспоминая её название).
Воспитатель:
А без чего еще не могут жить рыбы (тепла, света и воздуха)?
Рыба не может жить без воздуха, так же как и человек. Как мы дышим (ответы детей)? Как дышат рыбы, мы сейчас узнаем.
Посмотрите, на голове у рыб находятся жабры, которые постоянно открываются и закрываются. Рыба заглатывает воду ртом, воздух остается в рыбке, а вода выходит через жабры.
Воспитатель предлагает посмотреть, как дышат рыбы в аквариуме
Воздух находится повсюду, но он невидим. Сейчас мы посмотрим, в каком виде воздух находится в воде.
3. Эксперимент
Дети стоят около стола, где находится банка с водой. Воспитатель показывает детям камни, спрашивает, есть ли в них воздух (ответы детей).
Предлагает внимательно смотреть на банку с водой, чтобы заметить, что будет происходить. Бросает в воду один камень, он тонет (воспитатель спрашивает, что ребята увидели, что же это за пузырьки и откуда они взялись). Поясняет, пузырьки – это воздух, он был в камне и вышел из него, когда камень попал в воду.
Педагог предлагает детям взять по одному камню и бросить в воду и понаблюдать, что происходит, отмечает появившиеся пузырьки воздуха, это то, без чего рыбы не могут жить в воде.
4. Рефлексия
О чем мы говорили сегодня на занятии?
Как дышат рыбы?
В виде чего находится воздух в воде?
Занятие окончено, спасибо за работу, мне с вами было очень интересно, до свидания.
Как дышат рыбы
Костяная рыба
У костистых рыб жабры расположены в жаберной камере, покрытой костной крышечкой ( жабры – это древнегреческое слово для обозначения жабр). Подавляющее большинство видов костистых рыб имеют пять пар жабр, хотя некоторые из них потеряли некоторые в ходе эволюции
Жаберная крышка может иметь важное значение для регулирования давления воды внутри глотки, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию жабр, так что костлявым рыбам не нужно полагаться на вентиляцию барана (и, следовательно, почти постоянное движение), чтобы дышать. Клапаны внутри рта предотвращают утечку воды
В жаберных дугах из костистых рыб , как правило , не имеют перегородок , так что жабры в одиночку проект от арки, поддерживаемого отдельными жаберных лучами. У некоторых видов сохраняются жаберные тычинки . Хотя у всех, кроме самых примитивных костистых рыб, дыхальца отсутствует, псевдожабро, связанное с ним, часто остается, находясь у основания жаберной крышки. Однако она часто значительно уменьшается, так как состоит из небольшой массы клеток без какой-либо оставшейся жаброобразной структуры.
У большинства костистых рыб пять жабр
Рыбы переносят кислород из морской воды в кровь с помощью высокоэффективного механизма, называемого противотоком . Противоточный обмен означает, что поток воды по жабрам идет в направлении, противоположном потоку крови через капилляры в ламелях. Результатом этого является то, что кровь, текущая по капиллярам, всегда встречает воду с более высокой концентрацией кислорода, что позволяет диффузии происходить на всем протяжении ламелей. В результате жабры могут извлекать более 80% кислорода, содержащегося в воде.
Морские костистые кости также используют свои жабры для выделения осмолитов (например, Na⁺, Cl – ). Большая площадь поверхности жабр имеет тенденцию создавать проблемы для рыб, которые стремятся регулировать осмолярность своих внутренних жидкостей. Морская вода содержит больше осмолитов, чем внутренние жидкости рыб, поэтому морские рыбы естественным образом теряют воду через жабры посредством осмоса. Чтобы восстановить воду, морские рыбы пьют большое количество морской воды , одновременно расходуя энергию на вывод соли через ионоциты Na + / K + -АТФазы (ранее известные как клетки, богатые митохондриями, и клетки хлора ). И наоборот, пресная вода менее осмолита, чем внутренняя жидкость рыбы. Следовательно, пресноводные рыбы должны использовать свои жаберные ионоциты для получения ионов из окружающей среды для поддержания оптимальной осмолярности крови.
В некоторых примитивных костистых рыб и амфибий , то личинки несут внешние жабры, отходящие от жаберных дуг. В зрелом возрасте они уменьшаются, их функцию берут на себя жабры у рыб и легкие у большинства земноводных. У некоторых амфибий внешние жабры личинок сохраняются во взрослом возрасте, сложная внутренняя жаберная система, наблюдаемая у рыб, по-видимому, безвозвратно утрачивается на очень ранних этапах эволюции четвероногих .
Дыхательная система у рыб
Эволюция рыб привела к появлению жаберного аппарата, увеличению дыхательной поверхности жабр, а отклонение от основной линии развития – к выработке приспособлений для использования кислорода воздуха. Большинство рыб дышит растворенным в воде кислородом, но есть виды, приспособившиеся частично и к воздушному дыханию (двоякодышащие, прыгун, змееголов и др. ).
Основные органы дыхания. Основным органом извлечения кислорода из воды являются жабры.
Форма жабр разнообразна в зависимости от видовой принадлежности и подвижности: это или мешочки со складочками (у рыбообразных), или пластинки, лепестки, пучки слизистой, имеющие богатую сеть капилляров. Все эти приспособления направлены на создание наибольшей поверхности при наименьшем объёме. дыхательный система рыба жаберный
У костистых рыб жаберный аппарат состоит из пяти жаберных дуг, располагающихся в жаберной полости и прикрытых жаберной крышкой. Четыре дуги на внешней выпуклой стороне имеют по два ряда жаберных лепестков, поддерживаемых опорными хрящами.
Таблица 1 Дыхательная поверхность жабр (по Строганову, 1962)
Виды рыб | Масса, г | Дыхательная поверхность жабр см2см2 / кг |
Серебряный карась | 10,0 | 16,96 1700 |
Камбала | 135,0 | 889,00 6762,9 |
Окунь | 73,0 | 1173,816752,1 |
Жаберные лепестки покрыты тонкими складками – лепесточками. В них и происходит газообмен. К основанию жаберных лепестков подходит приносящая жаберная артерия, ее капилляры пронизывают лепесточки; из них окисленная (артериальная)кровь по выносящей жаберной артерии попадает в корень аорты. Число лепесточков варьирует; на1 мм жаберного лепестка их приходится: у щуки – 15, камбалы – 28, окуня – 36. В результате полезная дыхательная поверхность жабр очень велика (табл. 1).
Более активные рыбы имеют относительно большую поверхность жабр; у окуня она почти в 2,5 раза больше, чем у камбалы.
Общая схема механизма дыхания у высших рыб представляется в следующем виде (рис.). При вдохе рот открывается, жаберные дуги отходят в стороны, жаберные крышки наружным давлением плотно прижимаются к голове и закрывают жаберные щели. Вследствие уменьшения давления вода всасывается в жаберную полость, омывая жаберные лепестки. При выдохе рот закрывается, жаберные дуги и жаберные крышки сближаются, давление в жаберной полости увеличивается, жаберные щели открываются и вода выжимается через них наружу. При плавании рыбы ток воды может создаваться за счет движения с открытым ртом.
Рис 1. Механизм дыхания взрослой рыбы: А – вдох; Б – выдох (по Никольскому, 1974)
В капиллярах жаберных лепесточков из воды поглощается кислород (он связывается гемоглобином крови) и выделяются двуокись углерода, аммиак, мочевина. Большую роль играют жабры и в водно-солевом обмене, регулируя поглощение или выделение воды и солей. Замечательны приспособления для дыхания у рыб в эмбриональный период развития – у зародышей и личинок, когда жаберный аппарат ещё не сформирован, а кровеносная система уже функционирует. В это время органами дыхания служат: а) поверхность тела и система кровеносных сосудов Кювьеровы протоки, вены спинного и хвостового плавников, подкишечная вена, сеть капилляров на желточном мешке, голове, плавниковой кайме и жаберной крышке; б) наружные жабры (рис. 18). Это временные, специфические личиночные образования, исчезающие после образования дефинитивных органов дыхания. Чем хуже условия дыхания эмбрионов и личинок, тем сильнее развивается кровеносная система или наружные жабры. Поэтому у рыб, близких в систематическом отношении, но различающихся экологией нереста, степень развития личиночных органов дыхания различна.
Рис.2 Эмбриональные органы дыхания рыб: А – пелагическая рыба; Б – карп; В – вьюн (по Строганову, 1962): 1 – Кювьеровы протоки, 2 – нижняя хвостовая вена, 3 – сеть капилляров, 4 – наружные жабры
Дополнительные органы дыхания. К дополнительным приспособлениям, помогающим переносить неблагоприятные кислородные условия, относятся водное кожное дыхание, т. е. использование растворенного в воде кислорода при помощи кожи, и воздушное дыхание – использование воздуха при помощи плавательного пузыря, кишечника или через специальные добавочные органы (рис. 19).
Рис.3 Органы водного и воздушного дыхания у взрослых рыб (по Строганову, 1962): 1 – выпячивание в ротовой полости, 2 – наджаберный орган, 3, 4, 5 – отделы плавательного пузыря, 6 – выпячивание в желудке, 7 – участок поглощения кислорода в кишечнике, 8 – жабры
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
Дыхание хордовых: рыбы
Рыбы обитают в водной среде. Это древние первичноводные позвоночные. На сегодня известно более 25000 видов рыб.
Их основным органом дыхания являются жабры. Дополнительными органами служат двоякодышащие легкие и плавательный пузырь. Дыхательная система рыб представляет собой жаберный аппарат. В первую очередь, это – жабры, состоящие из жаберных дуг. Жабры рыб – это пластинчатые выросты слизистой оболочки, разделенные на отдельные складчатые лепестки, снабженных кровеносными сосудами.
На жаберной дуге с одной из сторон расположены жаберные лепестки. Их пронизывают капилляры, благодаря которым может осуществляться газообмен. С другой стороны жаберных дуг располагаются жаберные тычинки.
Жабры у костных рыб прикрываются с наружной стороны жаберными крышками.
Некоторым представителям рыб свойственно также вспомогательное кожное дыхание. Другие виды рыб вдыхают растворенный в воде кислород ртом. Отдельные представители рыб дышат с помощью плавательного пузыря.
Добавочными органами атмосферного дыхания рыб, которые связаны с глоткой, являются наружные жабры и наджаберные углубления спинной стороны глотки. Наружные жабры увеличивают дыхательную поверхность и позволяют поглощать кислород в достаточном количестве в условиях его дефицита.
Двоякодышащая рыба
Двоякодышащие рыбы относятся к очень древней группе. Палеонтологи находят останки этих существ в слоях и отложениях палеозойской эры. Достаточно продолжительное время их считали полностью исчезнувшим видом. И только после изучения природы Австралии и Африки в 19 веке было сделано ошеломляющее открытие. Были найдены современные виды двоякодышащих рыб. Это не только повлияло на взгляды ученых относительно систематики позвоночных, но и внесло свои коррективы в эволюционное учение.
У всех двоякодышащих рыб, помимо характерных жабр, обнаруживаются еще и одно или пара легких. Это видоизмененный плавательный пузырь. С легкими млекопитающих эти органы не имеют ничего общего. Их стенки пронизаны многочисленными капиллярами, с помощью которых происходит газообмен. Дышат ли рыбы при этом кислородом, растворенным в воде? Конечно же, да. Но только когда его в воде хватает. Легкие им нужны только для того, чтобы переждать долгий период засухи, замуровавшись в иле, или для того, чтобы перейти из одного водоема в другой. Как правило, у них сильно развиты плавники, которые способны играть роль конечностей. Так, двоякодышащие рыбы могут совершать переходы длительностью даже в несколько дней.
Как рыбы дышат?
Ни одно животное не может жить без кислорода. Он есть в воздухе и растворен в воде. Наземные позвоночные дышат кислородом воздуха; их орган дыхания – легкие. Рыбы добывают кислород из воды, для этого у них есть жабры.
Рыба дышит, набирая воду в рот. Через глотку, в которой есть ряды парных отверстий – жаберные щели, вода поступает к расположенным по обе стороны головы жабрам и, омывая их, вытекает из-под жаберной крышки. При этом растворенный в ней кислород через тончайшие покровы жаберных лепестков, пронизанные кровеносными капиллярами, проникает в кровь, а кровеносная система доставляет кислород в клетки. На воздухе у рыбы наступает удушье, как только жаберные лепестки подсыхают и становятся не проницаемыми для кислорода.
Когда рыбы дышат, они «вдыхают» и «выдыхают» не воздух, как люди, а воду. Понаблюдайте за рыбкой в аквариуме: ее рот и жаберные крышки то открываются, то закрываются, обеспечивая организм свежим водным раствором кислорода.
Однако из этого общего правила есть исключение. В Африке, Южной Америке и Австралии обитают двоякодышащие рыбы, которые дышат не только жабрами, но и плавательным пузырем, соединенным протоком с глоткой. Впрочем, строением их ячеистый плавательный пузырь мало чем отличается от настоящих легких. У большинства современных видов это даже парный орган, как у всех высших позвоночных. Двоякодышащие рыбы втягивают воздух в «легкие» ноздрями при закрытом рте, как и все наземные позвоночные, но, кроме того, они могут дышать и жабрами, как рыбы. Все они – обитатели пресных водоемов, которые в сухой период года частично или полностью пересыхают. Тогда двоякодышащие рыбы залегают в вырытые в грунте норы и впадают в спячку. Африканские протоптеры могут прожить без воды 9 месяцев, а один подопытный протоптер установил рекорд – более четырех лет!
И протоптеры, и южноамериканские чешуйчатники из бассейна Амазонки во время спячки дышат воздухом. Австралийский рогозуб не впадает в спячку и выживает, если от его водоема остается хотя бы зловонная лужа. Даже тогда он, дыша своим непарным «легким», чувствует себя хорошо, но совсем без воды быстро погибает.
Двоякодышащие питаются беспозвоночными, рыбами и земноводными. Нерестятся они в период дождей.
Прежде ученые считали, что наземные позвоночные произошли от древних двоякодышащих. Но теперь твердо установлено, что связующим звеном между рыбами и земноводными были животные из класса почти полностью вымерших кистеперых рыб, а двоякодышащие, тоже вымершие, кроме современных шести видов, – это боковая, тупиковая ветвь эволюции.
| Вперед >>> |
В воде? Очень интересный вопрос, ответить на него совсем не сложно. Она дышит жабрами, но как именно это происходит, ведь вода – это не воздух? И все ли рыбы имеют жабры? А могут ли они дышать атмосферным воздухом? А как они из воды? Так много вопросов возникает сразу, если только задуматься, как можно дышать в воде. Попытаемся найти на них ответы.
