Kalat hengittävät kahta tyyppiä: ilmaa ja vettä. Nämä erot syntyivät ja paranivat evoluutioprosessissa erilaisten ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. Jos kalat hengittävät vain vettä, tämä prosessi suoritetaan niiden ihon ja kidusten avulla. Ilmatyyppisillä kaloilla hengitysprosessi tapahtuu supragillaaristen elinten, uimarakon, suoliston ja ihon kautta. Tärkeimmät hengityselimet ovat tietysti kidukset, ja loput ovat apuelimet. Apu- tai lisäelimillä ei kuitenkaan aina ole toissijaista roolia, vaan useimmiten ne ovat tärkeimmät.
Kalanhengityslajikkeet
Rustisilla ja luisilla kaloilla on erilaiset kidusten suojarakenteet. Ensimmäisissä on siis väliseinät kidusten rakoissa, mikä varmistaa kidusten avautumisen ulkopuolelle erillisillä rei'illä. Nämä väliseinät on peitetty kidussäikeillä, jotka vuorostaan on vuorattu verisuoniverkostolla. Tämä kidusten kansien rakenne näkyy selvästi rauskujen ja haiden esimerkissä.
Samaan aikaan luisissa lajeissa nämä väliseinät pienenevät tarpeettomiksi, koska kidusten suojukset ovat liikkuvia itsestään. Kalojen kiduskaaret toimivat tukina, joihin kiduslangat sijaitsevat.
Kidusten toiminnot. Kiduskaaret
Kidusten tärkein tehtävä on tietysti kaasunvaihto. Niiden avulla happi imeytyy vedestä ja hiilidioksidi (hiilidioksidi) vapautuu siihen. Mutta harvat tietävät, että kidukset auttavat myös kaloja vaihtamaan vesi-suola-aineita. Näin ollen käsittelyn jälkeen ureaa ja ammoniakkia vapautuu ympäristöön, suolan vaihto tapahtuu veden ja kalan välillä, mikä koskee ensisijaisesti natriumioneja.
Kalan alaryhmien evoluution ja muuntumisen aikana myös kidusten laitteisto muuttui. Joten luisissa kaloissa kidukset näyttävät kampasimpukoilta, rustoisissa ne koostuvat levyistä ja syklostomeilla on pussin muotoisia kiduksia. Hengityselimen rakenteesta riippuen myös kalojen kiduskaaren rakenne ja toiminnot ovat erilaisia.
Rakennus
Kidukset sijaitsevat luisten kalojen vastaavien onteloiden sivuilla ja ne on suojattu suojilla. Jokainen kidus koostuu viidestä kaaresta. Neljä kiduskaari on täysin muodostunut ja yksi on alkeellista. Ulkopuolelta kiduskaari on kuperampi, kaarien sivuille ulottuvat kidussäikeet, jotka perustuvat rustoisiin säteisiin. Kiduskaaret toimivat tukina terälehtien kiinnittämisessä, jotka pitävät niissä tyvestä tyvensä kanssa, ja vapaat reunat poikkeavat sisään ja ulos terävässä kulmassa. Itse kidusten terälehdissä on niin sanotut toissijaiset levyt, jotka sijaitsevat terälehden poikki (tai terälehtiä, kuten niitä myös kutsutaan). Kiduksissa on v altava määrä terälehtiä, eri kaloissa niitä voi olla 14-35 per yksimillimetri, korkeus enintään 200 mikronia. Ne ovat niin pieniä, että niiden leveys ei saavuta edes 20 mikronia.
Kiususkaarien päätehtävä
Selkärankaisten kiduskaaret suorittavat suodatusmekanismin toimintoa kidusten haravoimien avulla, jotka sijaitsevat kaaressa, joka on kohti kalan suuonteloa. Tämä mahdollistaa suspendoituneen kiintoaineen pidättymisen vesipatsaassa ja erilaisia ravinnemikro-organismeja suussa.
Riippuen siitä, mitä kalat syövät, myös kidusharavat ovat muuttuneet; ne perustuvat luulevyihin. Joten jos kala on petoeläin, sen heteet sijaitsevat harvemmin ja ovat matalampia, ja kaloissa, jotka ruokkivat yksinomaan vesipatsassa elävää planktonia, kidukset ovat korkeat ja tiheämpiä. Niissä kaloissa, jotka ovat kaikkiruokaisia, heteet ovat petoeläinten ja planktonin syöttäjien välissä.
Keuhkonverenkiertojärjestelmä
Kalojen kidukset ovat kirkkaan vaaleanpunaisia, koska veri on rikastettu suurella määrällä hapella. Tämä johtuu intensiivisestä verenkiertoprosessista. Veri, joka on rikastettava hapella (laskimo), kerätään kalan koko kehosta ja menee kidusten kaariin vatsa-aortan kautta. Vatsan aortta haarautuu kahdeksi keuhkov altimoksi, jota seuraa kidusv altimon kaari, joka puolestaan on jaettu suureen määrään terälehtiv altimoita, jotka ympäröivät rustoisten säteiden sisäreunaa pitkin sijaitsevat kidussäikeet. Mutta tämä ei ole raja. Terälehtiv altimot itse on jaettu v altavaan määrään kapillaareja, jotka ympäröivät sisäpuoltaja terälehtien ulompi osa. Kapillaarien halkaisija on niin pieni, että se on yhtä suuri kuin itse punasolun koko, joka kuljettaa happea veren läpi. Siten kiduskaaret toimivat tukena haravoille, jotka tarjoavat kaasunvaihdon.
Terälehtien toisella puolella kaikki reunav altimot sulautuvat yhdeksi suoneksi, joka virtaa laskimoon, joka kuljettaa verta, joka puolestaan siirtyy keuhkoputkeen ja sitten selkä-aortaan.
Jos tarkastelemme kalojen kiduskaavia tarkemmin ja teemme histologisen tutkimuksen, on parasta tutkia pitkittäisleikkausta. Joten ei vain heteet ja terälehdet jää näkyviin, vaan myös hengityspoimut, jotka ovat este vesiympäristön ja veren välillä.
Näissä poimuissa on vain yksi epiteelikerros, ja niiden sisällä on pilarisolujen tukemat kapillaarit (tuki). Hiussuonien ja hengityssolujen este on erittäin herkkä ulkoisen ympäristön vaikutuksille. Jos vedessä on myrkyllisten aineiden epäpuhtauksia, nämä seinämät turpoavat, tapahtuu irtoamista ja paksunemista. Tällä on vakavia seurauksia, koska kaasunvaihtoprosessi veressä estyy, mikä lopulta johtaa hypoksiaan.
Kaasunvaihto kaloissa
Kalat saavat happea passiivisen kaasunvaihdon kautta. Pääedellytys veren rikastamiselle hapella on jatkuva veden virtaus kiduksiin, ja tätä varten on välttämätöntä, että kiduskaari ja koko laite säilyttävät rakenteensa, jolloin kidusten kaarien toiminta kaloissa ei ole heikentynyt. Hajapinnan tulee myös säilyttää eheytensähemoglobiinin oikea rikastaminen hapella.
Passiivista kaasunvaihtoa varten veri kalan kapillaareissa liikkuu vastakkaiseen suuntaan kuin verenvirtaus kiduksissa. Tämä ominaisuus edistää hapen lähes täydellistä uuttamista vedestä ja veren rikastamista sillä. Joillakin yksilöillä veren rikastumisaste suhteessa veden hapen koostumukseen on 80 %. Veden virtaus kidusten läpi tapahtuu pumppaamalla sitä kidusten ontelon läpi, kun taas päätoiminto suoritetaan suulaitteen ja kidusten suojusten liikkeellä.
Mikä määrittää kalojen hengitystiheyden?
Ominaisuuksien ansiosta on mahdollista laskea kalojen hengitystiheys, joka riippuu kidusten kansien liikkeestä. Veden happipitoisuus ja veren hiilidioksidipitoisuus vaikuttavat kalojen hengitysnopeuteen. Lisäksi nämä vesieläimet ovat herkempiä alhaiselle happipitoisuudelle kuin suurelle hiilidioksidimäärälle veressä. Hengitysnopeuteen vaikuttavat myös veden lämpötila, pH ja monet muut tekijät.
Kaloilla on erityinen kyky poistaa vieraita aineita kiduskaarien pinnasta ja onteloistaan. Tätä kykyä kutsutaan yskiksi. Kidusten suojukset peitetään ajoittain, ja veden käänteisen liikkeen avulla vesivirta huuhtelee kaikki kidusten suspensiot pois. Tämä ilmentymä kaloissa havaitaan useimmiten, jos vesi on saastunut suspendoituneella aineella tai myrkyllisillä aineilla.
Lisäkidustoiminnot
Pääosien lisäksi hengityselimet, kidukset toimivatosmoregulatoriset ja erittävät toiminnot. Kalat ovat itse asiassa ammonioteelisiä organismeja, kuten kaikki vedessä elävät eläimet. Tämä tarkoittaa, että elimistössä olevan typen hajoamisen lopputuote on ammoniakki. Kidusten ansiosta se erittyy kalojen kehosta ammoniumionien muodossa samalla kun se puhdistaa kehoa. Passiivisen diffuusion seurauksena kidusten kautta vereen pääsee hapen lisäksi suoloja, pienimolekyylisiä yhdisteitä sekä suuri määrä vesipatsaassa olevia epäorgaanisia ioneja. Kidusten lisäksi näiden aineiden imeytyminen tapahtuu erityisrakenteiden avulla.
Tämä luku sisältää tietyt kloridisolut, jotka suorittavat osmoregulatorista toimintaa. Ne pystyvät liikuttamaan kloridi- ja natriumioneja samalla kun ne liikkuvat suuren diffuusiogradientin vastakkaiseen suuntaan.
Kloridi-ionien liike riippuu kalojen elinympäristöstä. Joten makean veden yksilöissä kloridisolut siirtävät yksiarvoisia ioneja vedestä vereen korvaamalla ne, jotka katosivat kalojen eritysjärjestelmän toiminnan seurauksena. Mutta merikaloissa prosessi tapahtuu päinvastaiseen suuntaan: erittyminen tapahtuu verestä ympäristöön.
Jos haitallisten kemiallisten alkuaineiden pitoisuus vedessä kasvaa huomattavasti, kidusten osmoregulatorinen aputoiminto voi heikentyä. Tämän seurauksena vereen ei pääse tarvittava määrä aineita, vaan paljon suurempi pitoisuus, mikä voi vaikuttaa haitallisesti eläinten tilaan. Tämä erikoisuus ei oleon aina negatiivinen. Joten, kun tiedät tämän kidusten ominaisuuden, voit taistella monia kalojen sairauksia vastaan laittamalla lääkkeitä ja rokotteita suoraan veteen.
Erilaisten kalojen ihohengitys
Ehdottomasti kaikilla kaloilla on kyky hengittää ihoa. Juuri siinä määrin se on kehittynyt - riippuu useista tekijöistä: tämä on ikä, ympäristöolosuhteet ja monet muut. Joten, jos kala asuu puhtaassa juoksevassa vedessä, ihon hengityksen prosenttiosuus on merkityksetön ja on vain 2-10%, kun taas alkion hengitystoiminto suoritetaan yksinomaan ihon, samoin kuin verisuonijärjestelmän kautta. sappipussi.
Suoliston hengitys
Kalan hengitystapa muuttuu elinympäristöstä riippuen. Joten trooppinen monni ja hirsikala hengittävät aktiivisesti suoliston läpi. Nieltynä ilma pääsee sisään ja jo tiheän verisuoniverkoston avulla tunkeutuu vereen. Tämä menetelmä alkoi kehittyä kaloissa erityisten ympäristöolosuhteiden vuoksi. Niiden säiliöiden vedessä on korkeista lämpötiloista johtuen alhainen happipitoisuus, mitä pahentavat sameus ja virtauksen puute. Evoluutiomuutosten seurauksena kalat tällaisissa altaissa ovat oppineet selviytymään käyttämällä ilmasta tulevaa happea.
Uimarakon lisätoiminto
Uimarakko on suunniteltu hydrostaattiseen säätöön. Tämä on sen päätehtävä. Joidenkin kalalajien uimarakko on kuitenkin mukautettu hengittämään. Sitä käytetään ilmasäiliönä.
Rakennustyypituimarakko
Uimarakon anatomisesta rakenteesta riippuen kaikki kalatyypit jaetaan:
- avaa kupla;
- suljetut kuplat.
Ensimmäinen ryhmä on lukuisin ja tärkein, kun taas suljettu rakkokalojen ryhmä on hyvin pieni. Se sisältää ahven, keltti, turska, tikkuselkä jne. Avorakkokaloissa, kuten nimestä voi päätellä, uimarakko on avoin kommunikoimaan pääsuolensuolen kanssa, kun taas suljetuissa kaloissa se ei ole.
Kyprinideillä on myös erityinen uimarakon rakenne. Se on jaettu taka- ja etukammioihin, jotka on yhdistetty kapealla ja lyhyellä kanavalla. Virtsarakon etukammion seinät koostuvat kahdesta kuoresta, ulko- ja sisäkuoresta, kun taas takakammiosta puuttuu ulompi.
Uimarakko on vuorattu yhdellä rivillä levyepiteeliä, jonka jälkeen on rivi löysää side-, lihas- ja verisuonikudoskerrosta. Uimarakossa on vain sille ominainen helmiäinen kiilto, jonka tarjoaa erityinen tiheä sidekudos, jossa on kuiturakenne. Kuplan lujuuden varmistamiseksi ulkopuolelta molemmat kammiot on peitetty elastisella seroosikalvolla.
Labyrinttiurut
Pieni määrä trooppisia kaloja on kehittänyt sellaisen erityisen elimen, kuten labyrintti ja supragill. Tähän lajiin kuuluvat makrojalkaiset, gourami, kukot ja käärmepäät. Muodostukset voidaan havaita muodossamuutokset nielussa, joka muuttuu supragillaariseksi elimeksi tai kidusontelo työntyy esiin (ns. labyrinttielin). Niiden päätarkoitus on kyky saada happea ilmasta.
