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.
Основная функция жаберных дуг
Жаберные дуги позвоночных выполняют функцию фильтрующего механизма при помощи жаберных тычинок, расположенные на дуге, которая обращена в ротовую полость рыб. Это дает возможность задерживать во рту взвеси, находящиеся в толще воды, и различные питательные микроорганизмы.
В зависимости о того, чем питается рыба, жаберные тычинки также видоизменились; в их основу входят костные пластины. Так, если рыба — хищник, то у нее тычинки расположены реже и находятся, ниже, а у рыб, питающихся исключительно планктоном, обитающим в толще воды, жаберные тычинки высокие и расположены гуще. У тех рыб, которые являются всеядными, тычинки имеют среднее расположение между хищниками и планктонофагами.
Что они собой представляют?
Вам будет интересно:Белошвейка — это мастерица нижнего белья
Было рассмотрено, что такое жабры в общем случае. А теперь более специализированно:
- Жабры у беспозвоночных. Чаще всего они оформлены в виде выростов стенок тела. Самые простые образцы обычно размещаются в головном отделе трубчатых полихет и на конечностях свободноживущих. Хотя, у моллюсков они представлены густо покрытыми латеральными ресничками, благодаря которым в основном и создается ток воды. У ракообразных жабры сформированы в виде брюшных конечностей или грудных выростов. Хотя, у мелких представителей данного семейства ничего такого вообще нет, дышат они поверхностью всего тела. Жабры используются и некоторыми насекомыми. Но об этом немного потом.
- Жабры у низших водных позвоночных. Часто встречаются в виде парных симметричных щелей в глотке, которые омываются водой. На задней и передней поверхности этого места есть пластинчатые выросты. Они делятся на жаберные лепестки, имеющие эктодермальное происхождение. Именно в них и осуществляется газообмен. Хотя, у миксин и миног это проходит в парных жаберных мешках, обладающих линзовидной формой и также эндодермального происхождения. Но и это далеко не все. У позвоночных жаберный аппарат обладает скелетом. Он представлен хрящевыми и костными дугами.
- Земноводные в личиночной стадии. Они обладают ветвистыми наружными жабрами. Но с образованием легких они исчезают. Только у сирен и протеев они сохраняются до конца жизни. Хот, некоторые земноводные могут одновременно иметь обе системы дыхания.
Вот, что такое жабры.
Строение
Жабры находятся по бокам соответствующих полостей костистых рыб и защищены крышками. Каждая жабра состоит из пяти дуг. Четыре жаберные дуги сформированы полностью, а одна — рудиментарная. С внешней стороны жаберная дуга более выпуклая, в стороны от дуг отходят жаберные лепестки, в основе которых находятся хрящевые лучи. Жаберные дуги служат опорой для крепления лепестков, которые держатся на них своим основанием своим основанием, а свободные края расходятся внутрь и наружу под острым углом. На самих жаберных лепестках находятся так называемые вторичные пластинки, которые расположены поперек лепестка (или лепесточки, как их еще называют). На жабрах имеется огромное количество лепесточков, у различных рыб их может быть от 14 до 35 на один миллиметр, при высоте не более 200 мкм. Они столь незначительного размера, что их ширина не доходит и до 20 мкм.
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.
Экология СПРАВОЧНИК
Жабры являются основным органом дыхания у большинства рыб. Однако можно привести примеры, когда у некоторых рыб роль жаберного дыхания уменьшена, а роль других органов в процессе дыхания увеличена. Поэтому ответить на вопрос, чем дышит рыба в данный момент, не всегда можно. Значительно расширив таблицу Бете, мы приводим соотношения разных форм дыхания у рыб в нормальных условиях (табл. 85).[ …]
У больных рыб жабры бледной окраски, покрыты толстым слоем слизи. В местах фиксации гельминтов образуются ранки, которые инфицируются сапрофитной микрофлорой, приводящей к образованию кровоточащих ран. Больные рыбы худеют, отстают в росте. Они часто поднимаются на поверхность воды и заглатывают воздух. Поверхность их тела приобретает пятнисто-матовую окраску.[ …]
Органы дыхания. Жабры суть органы дыхания. Они лежат по обеим сторонам головы. Основой их служат жаберные дуги. В громадном большинстве случаев у наших пресноводных рыб, за исключением только миног, жабры покрыты снаружи крышками, и полость их сообщается с полостью рта. На жаберных дугах расположены двурядно жаберные пластинки. Каждая жаберная пластинка продолговатой, заостренной, языкообразной формы, имеет в основании своем хрящеватую тычинку, заключенную в костяной чехлик и достигающую до ее свободного конца. Вдоль внутреннего края жаберной пластинки проходит веточка жаберной артерии, приносящей венозную кровь, а вдоль наружного края — веточка жаберной вены, отводящей артериальную кровь. От них отходят волосные сосуды. По обеим плоским сторонам жаберной пластинки находятся листообразные пластиночки, которые и служат собственно для дыхания или обмена газов. Если на жаберной дуге находится только один ряд пластинок, то таковая называется полу жаб рой.[ …]
Главной функцией жабр является газообмен — поглощение кислорода и выделение углекислого газа (диоксида углерода), но жабры участвуют также в водно-солевом обмене, выделяя аммиак, мочевину, поглощая и выделяя воду и ионы солей, особенно ионы натрия.[ …]
Распределение паразитов на жабрах рыб — превосходный пример экологической специализации внутри хозяина. У костистых рыб четыре пары жабер. Каждая жабра состоит из костной дуги, несущей первичные жаберные лепестки, в свою очередь состоящие из плотно упакованных вторичных лепестков. Они обеспечивают огромную поверхность газообмена и поселения паразитов. Благодаря постоянному току крови вблизи поверхности жабер и току омывающей их воды здесь создаются богатые кислородом микроместообитания. Здесь паразитируют грибы, простейшие, моногенетические сосальщики, метацеркарии трематод, веслоногие ракообразные, глохидии двустворчатых моллюсков, пиявки и клещи. Изучение рыбы Lepomis gibbosus в оз. Уэст-Лейк, Онтарио, (Напек, 1972), показало, что на передней стороне в средних частях жабер сосредоточены моногенетические сосальщики, а на дорсальных и вентральных участках — веслоногие. Моногенетические сосальщики и глохидии чаще всего встречались на второй и третьей парах жабер, а веслоногий рачок Ergasilus caeruleus довольно равномерно распределен по всем парам.[ …]
Вскрывают рыб в следующем порядке. Жабры обнажают удалением жаберной крышки ножницами. Отмечают степень ослизне-ния, изменения их окраски и рисунка, наличие кровоизлияний, очагов некроза, цист паразитов и т. д. Ножницами отрезают 2—3 дуги и просматривают их под лупой. Иногда готовят препараты отдельных лепестков на предметном стекле. Накрыв их покровным стеклом, определяют толщину складок и патологические изменения.[ …]
Вскрывают рыб в следующем порядке. Жабры обнажают удалением жаберной крышки ножницами. Отмечают степень ослизне-ния, изменения их окраски и рисунка, наличие кровоизлияний, очагов некроза, цист паразитов и т. д. Ножницами отрезают 2—3 дуги и просматривают их под лупой. Иногда готовят препараты отдельных лепестков на предметном стекле. Накрыв их покровным стеклом, определяют толщину складок и патологические изменения.[ …]
Отмечено, что адаптивная пшервентиляция жабр часто сопровождается замедлением сердечного ритма — брадикардия. Это, видимо, отражает некоторое снижение уровня метаболизма, а соответственно и потребности в кислороде. Можно полагать, что «борьба за кислород» в условиях его временной недостаточности вдет двумя путами: повышением ингенсивносга работы газообменного аппарата и одновременно некотором снижением затрат кислорода в организме.[ …]
Смит и Кейс показали, что в экскреции солей большую роль играют жабры. Через них легко диффундирующие вещества и ионы уходяг из крови в окружающую среду. Жабры являются местом гипертонической экскреции солей. Благодаря этому происходит компенсация потери воды осмотическим путем.[ …]
Большинство других сосальщиков из Monogenea также локализируется на жабрах или на коже рыб. В отличие от них дигенетичёские сосальщики — Digenea, развитие которых происходит с одним или двумя промежуточными хозяевами, поражают главным образом внутренние органы рыб. Дигенетиче-ские сосальщики, как, например, Bucephalus polymofphus Baer, локализуются в кишечнике, откуда их яйца попадают в воду и заражают различных моллюсков, где и проходит их дальнейшее развитие до стадии церкарий. Вышедшие в воду церкарии попадают под кожу мирным рыбам, где инкапсулируются. Хищные рыбы, поедая мирных получают этого сосальщика в виде кишечного паразита. Для некоторых форм паразита окончательным хозяином являются водоплавающие птицы, заражающиеся при поедании рыб.[ …]
Жаберное дыхание является типичным водным дыханием. Физиологическое назначение жабр — снабжение организма кислородом. Они передают кислород из внешней среды в кровь.[ …]
Большинство рыб, периодически прикрывая жаберные крышки, обратным током воды промывают жабры от взвесей. Это называют рефлексом откашливания или кашлем рыб.[ …]
Вызывается инфузорией из отряда равноресничных, которая поражает толщу кожи и жабры сеголетков и годовиков карпа. Один из источников заболевания молоди — производители карпа, карася, пескаря, гольца. Заболевание приводит к массовой гибели молоди. Для борьбы с этим заболеванием производителей перед нерестом выдерживают в проточной воде, которая смывает паразитов; производителей пропускают перед посадкой на зимовку через солевые ванны.[ …]
Однако обеспечение дыхательного гомеостаза является важнейшей, но не единственной функцией жабр. Наряду с почками жабры играют активную роль в поддержании водно-солевого гомеостаза, обеспечивая ионное и осмотическое постоянство внутренней среды [39, 140]. Обитая в резко различающихся по концентрации неорганических ионов морских и пресных водах, рыбы вынуждены с помощью различных морфофизиологических и физиолого-биохимических механизмов постоянно решать проблему стабилизации химического состава внутренней среды, т. е. изолировать внутриклеточные и внеклеточные жидкости от прямого влияния повышенной, или пониженной, солености окружающей среды. Основой решения этой проблемы служит непроницаемость для воды и ионов поверхность тела рыб. Исключение составляют именно жабры, непроницаемость которых сделала бы невозможной обеспечение рыб кислородом. Между тем через жабры идет постоянная «утечка» ионов из организма пресноводных рыб. По современным данным экстраренальные потери достигают 75-90% солей [504,681].[ …]
Наряду с увеличением общей кислородвоспринимающей поверхности шло усовершенствование омываемости жабр водой. Одним из таких приспособлений является жаберная крышка. Жаберных крышек нет еще у круглоротых и элазмобранхий, хотя уже у акулы СМатуйо-зеШскиэ имеются кожистые складки, закрывающие последующую жаберную щель. Первоначально они появляются в виде складок кожи у химер. Но эти кожистые складки еще не имеют окостенения. У двоякодышащих появляются жаберные крышки со специальным костным скелетом. Жаберная крышка имеет большое значение при насасывании воды, т. е. для омываемости жаберных лепестков.[ …]
Основным местом локализации карбоангидразы у позвоночных животных являются эритроциты, а у рыб также жабры и почки [498]. Это обстоятельство определяет ключевую роль эритроцитов в переносе кроёью двуокиси углерода. Незаряженная молекула С02, поступая в плазму, быстро диффундирует и легко проникает в эритроцит. Здесь происходит мгновенное образование угольной кислоты, а затем и отрицательно заряженного иона бикарбоната, подвижность которого меньше, чем у свободной С02. Дальнейшая судьба иона бикарбоната, а точнее, временное место его локализации в период доставки от тканей к органам дыхания остается несколько неясной. Одни исследователи [195] считают, что ионы НСОз обладают пониженной способностью переходить через клеточную мембрану эритроцита и оказываются как бы «запертыми» внутри эритроцита, вследствие чего большая часть их остается в эритроцитах до поступления крови в органы дыхания. По мнению других авторов [163], большая часть НСОз (около 70%) выходит из эритроцитов в плазму, заменяясь на ионы СГ, поступающие из плазмы, и возвращаются обратно в плазму при поступлении крови в органы дыхания. На наш взгляд, эти разногласия не имеют принципиального значения. И в том, и в другом случаях при поступлении крови в органы дыхания, в которых происходит удаление С02 во внешнюю среду, содержание двуокиси углерода в крови снижается и возникает кинетический фактор, сдвигающий равновесие реакции, катализируемой карбоангидразой, в сторону регенерации С02 из НСОз и выведение ее из организма во внешнюю среду по градиенту, поскольку содержание С02 и в воздушной и в водной среде меньше, чем в крови.[ …]
Из формулы 5 видно, что при увеличении кислот в крови происходит образование С02, которая выделяется из крови через жабры и кожу, что в конечном итоге приводит к уменьшению кислотности крови (смягчение резкого изменения). При увеличении щелочности происходит связывание С02 в бикарбонат и карбонат, что в конечном итоге также приводит к смягчению резкого изменения pH. Иными словами, количество свободных ионов водорода в первом случае и гидроксильных во втором не увеличивается до таких размеров, как они могли бы увеличиться, если бы не было системы бикарбонат — углекислота. Аналогичным образом действуют фосфаты (первичный и вторичный фосфат) .[ …]
У рыб в процессе эволюции развились два типа дыхания: водное и воздушное. Водное дыхание осуществляется при помощи жабр и кожи, воздушное дыхание — при помощи кожи, плавательного пузыря, кишечника и наджаберных органов. Основными органами дыхания рыб являются жабры, а все остальные можно назвать дополнительными или вспомогательными органами дыхания, хотя некоторые из них иногда имеют первостепенное значение.[ …]
Соскобы с жабр помещают на предметное стекло, добавляют несколько капель воды или других растворов, раздавливают покровным стеклом и просматривают при малом и среднем увеличении. В поле зрения микроскопа хорошо видны гифы гриба со спорами. В гистологических срезах они располагаются в просвете сосудов и респираторных складках, окрашиваются гематоксилин-эозином в темно-лиловый цвет.[ …]
Наибольшие концентрации меди отмечены в печени линя (76.0 мг/кг), наименьшие — в мышцах щук (0.6 мг/кг) (табл. 13). У всех видов рыб в жабрах зарегистрировано одинаковое количество меди — 3.0 мг/кг. Содержание меди изменяется от 0.6 (мышцы) до 76.0 мг/кг (печень) сухой массы. В печени линя, сига содержание меди на порядок выше, чем в других органах.[ …]
Двухкамерное сердце рыбы расположено в передней части тела. Система кровообращения самая простая: сердце нагнетает кровь в жабры; обогащенная кислородом, она поступает в различные органы тела, а затем снова в сердце, жабры и т.д.[ …]
С возрастом рыбы происходит уменьшение относительной величины кишечной трубки, уменьшение относительной величины поверхности жабр и потребления кислорода. Эти три указанные показателя, между собой тесно связанные, говорят об одном: с возрастом обмен относительно уменьшается. Причина затухания обмена не только в старении протоплазмы, но и в несоответствии массе протоплазмы ряда морфологических и физиологических структур.[ …]
Принципиально иная картина выявлена у рыб при pH воды 3,5. В этих условиях происходит резкое снижение потребления кислорода и транспорта его из жабр в ткани рыб. Содержание кислорода в крови становится намного ниже нормального уровня, что обусловлено как нарушением газообмена в жабрах вследствие увеличения слоя слизи на поверхности филоментов и увеличения диффузионного барьера [649], так и снижением эффективности транспортной функции гемоглобина (эффект Бора) и кислородной емкости крови (эффект Рута). Действительно, величина pH крови подопытных рыб незадолго до их гибели снижается до 6,91 ±0,05.[ …]
Аналогичная закономерность прослеживается и у других животных. Так, у личинок эфемерид, обитающих в различных экологических условиях, относительная площадь жабр хорошо коррелирует со степенью выраженности кислородного дефицита (табл. 6.2).[ …]
Рыбы как водные животные относятся к аммониотелическим организмам, у которых основным конечным продуктом азотистого обмена является амми- ак. Он выделяется в воду через жабры в виде иона аммония.[ …]
Особенно опасным для рыб по интенсивности заражения являются глазные паразиты (Diplostomum spathaceum, D. paraspa-thaceum, D. commutatum, D. baeri, Tylodelphys podicipina, Pos-thodiplostomum brevicatum). Из остальных органов рыб более других заражены жабры. Характерно, что три группы паразитов образуют фауну жабр: миксоспоридии, моногенетические сосальщики и ракобразные.[ …]
Водное дыхание личинок совершенствовалось иначе, чем в предыдущей группе. Частично газообмен осуществлялся, как у предка, дыхательным эпителием ректума, но теперь его дополняли наружные пластинчатые жабры — производные эпи- и парапроктов. Позже, при колонизации текучих вод, первичные жабры видоизменялись, утрачивая способность к газообмену, и их заменяли наружные жабры иной природы.[ …]
Липофильные вещества, даже при больших размерах их молекул, сравнительно легко проникают через клеточные мембраны и быстро усваиваются организмом. Эти соединения проходят через наружные покровы, а также жабры и прочие поглощающие ткани рыб и других обитателей вод. Внутри организма липофильные вещества накапливаются преимущественно в жировых тканях. Эти ткани содержат мало ферментов и отлагающиеся там вещества , могут сохраняться в течение длительного времени. Поэтому рыбий жир рассматривают, как хранилище липофильных веществ, он служит объектом изучения загрязнений воды, главным образом методом газовой хроматографии. Таким образом, при планомерном отлове рыбы в определенных участках реки и последующем химическом анализе рыбьего жира можно получить характерную картину распределения липофильных загрязнений в отдельных водных регионах. Анализ рыбьего жира является важным критерием для определения загрязненности воды при наличии достаточного количества местных рыб.[ …]
Холодовая акклимация усиливает интенсивность липидного обмена у рыб по отношению к его уровню, имеющему место при тепловой акклимации [311], ускоряет обновление всей фракции фосфолипидов [224, 463]. Чем у рыб, акклимированных к теплу [573, 574] . При тепловой акклимации содержание жирных кислот С20.1( С20.4 и С22;6 в фосфолипидах серебряного карася снижается вдвое, а содержание жирных кислот С18.0 и С20.3 возрастает почти вдвое. Результаты изучения влияния температуры на степень насыщенности жирных кислот в липидах мембран рыб представлены в табл. 18.[ …]
Писциколез — инвазионное заболевание рыб, вызываемое кольчатыми червями из класса пиявок — Hirudinea. Пиявки являются кровососущими паразитами, которые локализуются на туловище, вокруг глаз, в ротовой полости и даже на жабрах рыб.[ …]
В соответствии с большими патологическими изменениями органов и тканей проявляются симптомы болезни у больных рыб. Больные рыбы истощены, брюшко у них увеличено, тело искривлено. Видимые слизистые оболочки бледные, жабры анемичные. Такие особи плавают у поверхности воды, прибиваясь к берегу. Чешуя и кожа у них матово-серого оттенка. Глаза запавшие.[ …]
С пораженных органов собирают паразитов и консервируют разными способами в зависимости от их систематического положения и размеров. Для определения простейших — инфузорий, жгутиконосцев — готовят мазки соскобов из жабр и кожных покровов на предметных стеклах, подсушивают их на воздухе и хранят в бумаге или фиксируют жидкостью Шаудина 15—20 мин. Из цист миксо-споридий также готовят мазки на предметных стеклах, которые сразу заключают в глицерин-желатину.[ …]
Приспособленность к жизни при высоком насыщении воды кислородом не всегда связана с интенсивным его потреблением; некоторые рыбы , живущие в условиях высокого насыщения воды кислородом, выработали у себя такой тип дыхания, при котором к жабрам может поступать небольшое количество воды. Это наблюдается у представителей семейства Homalopte-ridae (Hora, 1933) и, видимо, некоторых подкаменщиков.[ …]
Азот питательных веществ почти целиком в виде мочевины и других азотистых соединений выходит в моче и в небольшом количестве в кале в виде непереваренных частиц пищи. Углерод в большей части (до 90%) выделяется в виде углекислоты (С02) через жабры и лишь около 10% в органических составных частях мочи и кала. Кислород, принятый путем дыхания, как и кислород пищи, выделяется главным образом в виде СОй и Н30, а также в составных частях мочи и кала. Водород окисляется до степени Н20, выделяемой мочей. Сера, фосфор и соли выделяются в моче и кале.[ …]
Созревание половых продуктов и его наружные признаки. Созревание половых продуктов выражено у рыб тем, что половое отверстие краснеет и набухают его края, а у самки горчака вырастает длинный яйцеклад, с помощью которого она опускает свои икринки в жабры моллюсков. Вместе с тем у самцов многих рыб является так называемый брачный наряд в виде более или менее яркой окраски, образование кожных наростов, утолщений или пупырышков, удлинение (у лососей) нижней челюсти в виде загнутого кверху крючка.[ …]
Наиболее обособленное положение в отряде занимают Caloptery— gina. Они существенно отклоняются от исходного типа по форме головы, по форме и жилкованию крыла, отсугствию ушек и вырезки на крыльях. Кроме того, к числу апоморфий относятся наружные трахейные жабры личинок и, по всей вероятности, редукция задний крючочков копупятивного аппарата. Не исключено, что отсутствие у некоторых калоптеригиновых нижних каудальных отростков тоже примитивная особенность.[ …]
Чтобы рыба могла нормально получать нужное ей количество кислорода, она должна иметь не только легкопроницаемую для кислорода поверхность (среда II), но иметь возможность поддерживать высокое Р около своих поверхностей. Непосредственно повышать Р рыбы не могут. Поверхность жабр и тела в этом отношении является открытой системой. Поэтому главное направление приспособлений в решении указанной задачи у рыбы пошло по линии обновления слоев воды вокруг кис-лородвоспринимающих поверхностей, т. е восстановления нарушенного дыханием градиента Р—р.[ …]
В результате отека, пролиферации покровного эпителия респираторные складки утолщаются, деформируются, нередко слипаются или срастаются в конгломераты. Встречаются колбовидные вздутия апикальных участков складок. Процесс заканчивается некрозом отдельных лепестков, нескольких их групп или обширных участков жабр (см. рис. 38).[ …]
По данным К. И. Лукашева (1964), марганец играет исключительно важную роль в развитии живых организмов. Он участвует в фотосинтезе, дыхании растений, активизирует процесс окисления и разложения. Марганец содержится как в низших, так и в высших животных организмах. Наибольшее содержание марганца нами отмечено в жабрах всех видов рыб -18.0-26.5 мг/кг сухого веса. Содержание марганца изменяется от 1.1 (мышцы) до 45.8 (чешуя) мг/кг сухой массы. В жабрах и чешуе взрослых особей содержание марганца значимо не различается (см. табл. 13). Марганец участвует в превращении фосфорных соединений, в образовании жиров, в процессах синтеза и распада углеводов, является активатором ферментов и в ряде случаев входит в их состав (Лукашев, 1984).[ …]
Необходимо отметить, что используемые для борьбы с нефтяными загрязнениями детергенты в большинстве своем приводят к дополнительным вредным последствиям для морских организмов. Они делают нефть нередко более токсичной для обитателей моря. Смесь нефти с детергентом прилипает на смачиваемые водой поверхности, например, на жабры рыб, на которые одна нефть не налипает. Детергенты позволяют нефти проникнуть глубоко в песок и губить те организмы, которые прячутся там в поисках безопасного места.[ …]
Зимой очень важно систематически контролировать эпизоотическое состояние рыб в прудах и бассейнах; 2—3 раза за зимовку проводят эпизоотологическое обследование каждого пруда или рыбоводного хозяйства в целом. Клинические наблюдения за состоянием рыб осуществляют ежедневно, обращая внимание на поведение рыб, наличие гибели, состояние жабр и внешних покровов. При нормальной зимовке рыба находится в придонных слоях прудов и бассейнов, не наблюдается массового подхода ее к поверхности воды, притоку, прорубям и т. д. При неблагоприятных условиях среды или появлении заболеваний (в основном эктопаразитарных) рыбы поднимаются в верхние слои воды, начинается массовое движение их, скопление в большом количестве у притока, в прорубях. В рыбоводстве этот синдром называют общим понятием «движение рыбы». В результате она худеет, слабеет. Поэтому своевременная диагностика болезней позволяет вовремя проводить профилактические и лечебные мероприятия.[ …]
Итак, мы можем сказать, что при старении организма рыбы происходит ухудшение организации процессов и морфологических структур, , обеспечивающих обмен веществ в целом. С возрастом или с увеличением размера рыбы происходит ухудшение снабжения ее кислородом. Единица протоплазмы с возрастом меньше потребляет кислорода, Если Рисс, а затем Пюттер принимали отношение поверхности жабр рыбы к весу всего тела за величину постоянную (С), то, вычисляя С по способу Пюттера (см. стр. 208), все же можно заметить, что эта величина с возрастом уменьшается.[ …]
Это явление называется прямым эффектом Бора. Оно имеет ярко выраженное адаптивное значение: при поступлении С02 из тканей в капилляры гемоглобин отдает больше кислорода, чем это было бы без двуокиси углерода. Эффект Бора облегчает доставку тканям дополнительного кислорода, потребность в котором увеличивается при различных функциональных нагрузках на организм. Вместе с тем в жабрах рыб по мере отдачи С02 связывание кислорода гемоглобином увеличивается. Показателем выраженности эффекта Бора служит изменение величины Р о на единицу pH.[ …]
Кожа является первичной поверхностью,-через которую поступает кислород извнегТТо происхождению рее органы дыхания в той или иной мерё»являются специализированными участками кожи, с которой, с одной стороны, соприкасается кислородсодержащая среда (вода), а с другой — обильно подходят кровеносные сосуды, наполненные кровью, которая поглощает и разносит по всему телу кислород. Жабры можно рассматривать как образования, получившиеся от срастания и последующего видоизменения переднего отдела кишки и дериватов кожи.[ …]
Для исследования жаберного аппарата удаляют жаберные крыш -ки, вырезают жаберные дуги с жаберными лепестками и помещают на препаровальные стекла, смачивают водой и рассматривают первоначально подлупой. У мелких рыб жаберные дуги с лепестками, у крупных — отделенные от дуг лепестки компрессируют между двумя стеклами с добавлением воды. Микроскопически исследуют со-скобы тканей с жабр при малом и среднем увеличениях микроскопа. На жабрах можно обнаружить простейших, моногеней, яйца сангвиникол, рачков и др.[ …]
Развитие атомной промышленности, а также испытания атомных;и водородных бомб привели к значительному возрастанию, радиоактивности воздуха и воды и аккумуляции радиоактивных элементов в водных организмах. Основным радиоактивным элементом, имеющим значение в жизни организмов, является стронций 90 (Sr90). Стронций проникает в организм рыбы главным образом через кишечник (преимущественно, через тонкие кишки), а также через жабры и кожу (Данильченко, 1958).[ …]
Основные отличия касаются формы головы и положения глаз, типа редукции интерплеврального шва, отсутствия ушек и вырезки на задних крыльях, а также природы нижних каудальных отростков у самцов. Только у Са1с егу§апа пенис является производным лигулы, а задние крючочки копулятивного аппарата сильно редуцированы. Уникальная особенность подотряда — отсутствие бранхиальной камеры у личинок и наружнь е жабры разных типов.[ …]
Подобно высшим позвоночным, рыбы могут широко варьировать частоту и амплитуду дыхания и ритм работы сердца в соответствии со своими энергетическими потребностями в той или иной ситуации и резервными возможностями. Вместе с тем для рыб характерно чрезвычайное разнообразие форм организации и функционирования аппарата внешнего дыхания [165, 422, 561]. Так, например, некоторым морским пелагическим видам (скумбрии, макрели, тунцы) и высокоподвижным пресноводным видам (язь) в норме свойственна пассивная перфузия жабр за счет встречного тока воды [53, 569]. Возможно, в естественных условиях всем реофилам в той или иной мере присуща «напорная» вентиляция жабр, а фиксированное состояние рыб, имеющее обычно место в экспериментальных условиях, сопряжено с дополнительной нагрузкой на респираторный аппарат. Есть виды рыб, утратившие способность активно вентилировать жабры во взрослом состоянии и вынужденные непрерывно плавать [569]. Характерно, что ритмы работы сердца и дыхательного аппарата у таких рыб необычно высокие для соответствующей температуры акклимации, хотя их соотношение такое же, как и у большинства рыб, т. е. ритм дыхания выше ритма сердечных сокращений [119, 121]. Так, например, при 18-22°С у макрели частота дыхания и сердечных сокращений равна 124 и 100 в минуту соответственно, а у кефали — 148 и 105 в минуту [569, 975]. Для сравнения напомним, что у карпа, например, величины этих показателей при 15°С равны 40 и 15 в минуту [416].[ …]
Требования к условиям спуска ядовитых веществ в рыбохозяйственные водоемы. Более жесткие, по сравнению с Санитарной службой, требования к условиям спуска сточных вод в водоемы и содержанию в них ядовитых веществ, предъявляемые органами рыбоохраны и специалистами-ихтиологами, научно обоснованы. Рыбы, по сравнению с человеком и теплокровными животными, более чувствительны к поступлению в организм токсических веществ. Для ассимиляции необходимого количества кислорода из внешней среды рыбы вынуждены пропускать через жабры и вводить в организм больше токсического вещества, чем человек и теплокровные животные пропускают с воздухом через легкие. Для карпов летальная концентрация фенола при поступлении через жабры в 50 раз меньше, чем при поступлении через рот [65].[ …]
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
Функции жабр. Жаберные дуги
Самой главной функцией жабр является, конечно же, газообмен. При их помощи поглощается кислород из воды, а в нее выделяется диоксид углерода (углекислый газ). Но немногие знают, что жабры также помогают рыбе обмениваться водно-солевыми веществами. Так, после переработки в окружающую среду выводится мочевина, аммиак, происходит солеобмен между водой и организмом рыб, и в первую очередь это касается ионов натрия.
В процессе эволюции и видоизменения подгрупп рыб жаберный аппарат также изменялся. Так, у костистых рыб жабры имеют вид гребешков, у хрящевых они состоят из пластин, а круглоротые имеют мешковидную форму жабр. В зависимости от строения дыхательного аппарата различно и строение, а так же функции жаберной дуги рыб.
Газообмен у рыб
Получение кислорода рыбой происходит путем пассивного газообмена. Главным условием обогащения крови кислородом является постоянный ток воды в жабрах, а для этого необходимо, чтобы жаберная дуга и весь аппарат сохранял свою структуру, тогда и функция жаберных дуг у рыб не будет нарушена. Диффузная поверхность также должна сохранять свою целостность для правильного обогащения гемоглобина кислородом.
Для осуществления пассивного газообмена кровь в капиллярах рыб двигается в противоположном направлении току крови в жабрах. Данная особенность способствует практически полному извлечению кислорода из воды и обогащению им крови. У некоторых особей показатель обогащения крови относительно состава кислорода в воде составляет 80%. Ток воды через жабры происходит за счет прокачивания ее через жаберную полость, при этом главную функцию выполняет движение ротового аппарата, а также жаберных крышек.
Кровеносная система малого круга кровообращения
Жабры рыб имеют ярко-розовую окраску из-за большого количества крови, обогащенной кислородом. Это обусловлено интенсивным процессом кровообращения. Кровь, которую необходимо обогатить кислородом (венозная), собирается со всего организма рыбы и по брюшной аорте поступает в жаберные дуги. Брюшная аорта разветвляется на две бронхиальные артерии, далее идет жаберная артериальная дуга, которая, в свою очередь, делится на большое количество лепестковых артерий, окутывающих жаберные лепестки, расположенные по внутреннему краю хрящевых лучей. Но и это еще не предел. Лепестковые артерии сами делятся на огромное количество капилляров, окутывая густой сеткой внутреннюю и наружную часть лепесточков. Диаметр капилляров настолько мал, что равен величине самого эритроцита, переносящего кислород по крови. Таким образом, жаберные дуги выполняют функцию опоры для тычинок, обеспечивающих газообмен.
С другой стороны лепестков все краевые артериолы сливаются в единый сосуд, впадающий в вену, выносящую кровь, которая, в свою очередь, переходит в бронхиальную, а потом в спинную аорту.
Если более детально рассматривать жаберные дуги рыб и проводить гистологическое исследование, то лучше всего изучать продольный срез. Так будут видны не только тычинки и лепестки, но и респираторные складки, которые являются барьером между водной средой и кровью.
Данные складки выстланы всего одним слоем эпителия, а внутри — капиллярами, поддерживающимися пилар-клетками (опорными). Барьер из капилляров и дыхательных клеток весьма уязвим к воздействию внешней среды. Если в воде есть примеси токсических веществ, эти стенки разбухают, происходит отслоение, и они утолщаются. Это чревато серьезными последствиями, так как затрудняется процесс газообмена в крови, что в конечном итоге приводит к гипоксии.
Система органов
Пищеварительная
Пищеварительная система начинается ротовым отверстием. У окуня и других хищных костных рыб на челюстях и многих костях ротовой полости находятся многочисленные мелкие острые зубы, которые помогают захватывать и удерживать добычу. Мускулистого языка нет. Через глотку в пищевод пища попадает в большой желудок, где начинает перевариваться под действием соляной кислоты и пепсина. Частично переваренная пища попадает в тонкую кишку, куда впадают протоки поджелудочной железы и печени. Последняя выделяет желчь, которая скопляется в желчном пузыре.
В начале тонкой кишки в неё впадают слепые отростки, благодаря которым увеличивается железистая и всасывающая поверхность кишечника. Непереваренные остатки выводятся в заднюю кишку и через заднепроходное отверстие удаляются наружу.
Дыхательная
Органы дыхания — жабры — расположены на четырёх жаберных дугах в виде ряда ярко-красных жаберных лепестков, покрытых снаружи многочисленными тончайшими складочками, увеличивающими относительную поверхность жабр.
Вода попадает в рот рыбы, процеживается через жаберные щели, омывает жабры, и выбрасывается наружу из-под жаберной крышки. Газообмен происходит в многочисленных жаберных капиллярах, кровь в которых течёт навстречу омывающей жабры воде. Рыбы способны усваивать 46-82% растворённого в воде кислорода.
Напротив каждого ряда жаберных лепестков находятся беловатые жаберные тычинки, имеющие большое значение для питания рыб: у некоторых они образуют цедильный аппарат с соответствующим строением, у других способствуют удерживанию добычи в ротовой полости.
Кровеносная
Кровеносная система состоит из двухкамерного сердца и сосудов. Сердце имеет предсердие и желудочек.
Выделительная
Выделительная система представлена двумя тёмно-красными лентовидными почками, лежащими ниже позвоночного столба почти вдоль всей полости тела.
Почки отфильтровывает из крови продукты распада веществ в виде мочи, которая по двум мочеточникам поступает в мочевой пузырь, открывающийся наружу позади заднепроходного отверстия. Значительная часть ядовитых продуктов распада (аммиак, мочевина и др.) выводятся из организма через жаберные лепестки рыб.
Нервная
Нервная система имеет вид утолщённой впереди полой трубки. Передний её конец образует головной мозг, в котором имеется пять отделов: передний, промежуточный, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг.
Центры разных органов чувств размещены в различных отделах мозга. Полость внутри спинного мозга называется спинномозговым каналом.
От чего зависит частота дыхания рыб?
Благодаря характерным особенностям можно просчитать частоту дыхания рыб, которая зависит от движения жаберных крышек. Концентрация кислорода в воде и содержание углекислого газа в крови влияют на частоту дыхания рыб. Причем эти водные животные больше чувствительны к малой концентрации кислорода, чем большому количеству диоксида углерода в крови. На частоту дыхания влияет также температура воды, рН и много других факторов.
У рыб есть специфическая способность к извлечению посторонних веществ с поверхности жаберных дуг и с их полостей. Данную способность называют кашлем. Жаберные крышки периодически прикрываются, и при помощи обратного движения воды все взвеси, находящиеся на жабрах, вымываются током воды. Такое проявление у рыб чаще всего наблюдается, если вода загрязнена взвесями или токсическими веществами.
Органы чувств
Вкусовые рецепторы
, или вкусовые почки, находятся в слизистой оболочке ротовой полости, на голове, усиках, удлиненных лучах плавников, рассеяны по всей поверхности тела. В поверхностных слоях кожи рассеяны осязательные тельца и терморецепторы. Преимущественно на голове рыб концентрируются рецепторы электромагнитного чувства.
Два больших глаза
находятся по бокам головы. Хрусталик круглый, не изменяет формы и почти касается уплощённой роговицы (поэтому рыбы близоруки и видят не далее 10-15 метров). У большинства костных рыб сетчатка содержит палочки и колбочки. Это позволяет им адаптироваться в меняющейся освещённости. Большинство костных рыб имеют цветное зрение.
Органы слуха
представлены лишь внутренним ухом, или перепончатым лабиринтом, расположенным справа и слева в костях задней части черепа. Звуковая ориентация очень важна для водных животных. Скорость распространения звуков в воде почти в 4 раза больше, чем в воздухе (и близка к звукопроницаемости тканей тела рыб). Поэтому, даже относительно просто устроенный орган слуха позволяет рыбам воспринимать звуковые волны. Органы слуха анатомически связаны с органами равновесия.
От головы до хвостового плавника вдоль тела тянется ряд отверстий — боковая линия
. Отверстия связаны с погруженным в кожу каналом, который на голове сильно ветвится и образует сложную сеть. Боковая линия — характерный орган чувств: благодаря ей рыбы воспринимают колебания воды, направление и силу течения, волны, которые отражаются от разных предметов. С помощью этого органа рыбы ориентируются в потоках воды, воспринимают направление движения добычи или хищника, не наталкиваются на твёрдые предметы в едва прозрачной воде.
Дополнительные функции жабр
Помимо основной, дыхательной, жабры выполняют осморегулирующую и выделительную функции. Рыбы являются аммониотелическими организмами, собственно, как и все животные, обитающие в воде. Это значит, что конечным продуктом распада азота, содержащего в организме, является аммиак. Именно благодаря жабрам он выделяется из организма рыб в виде ионов аммония, при этом очищая организм. Помимо кислорода, через жабры в кровь, в результате пассивной диффузии, поступают соли, низкомолекулярные соединения, а также большое количество неорганических ионов, находящихся в толще воды. Помимо жабр, всасывание данных веществ осуществляется при помощи специальных структур.
В это число входят специфические хлоридные клетки, выполняющие осморегулирующую функцию. Они способны перемещать ионы хлора и натрия, при этом двигаясь в направлении, противоположном большому градиенту диффузии.
Движение ионов хлора зависит от среды обитания рыб. Так, у пресноводных особей одновалентные ионы переносятся хлоридными клетками из воды в кровь, замещая те, которые были утрачены в результате функционирования выделительной системы рыб. А вот у морских рыб процесс осуществляется в противоположном направлении: выделение происходит из крови в окружающую среду.
Если в воде заметно увеличена концентрация вредоносных химических элементов, то вспомогательная осморегуляционная функция жабр может быть нарушена. В результате в кровь поступает не то количество веществ, которое необходимо, а гораздо в большей концентрации, что может пагубно сказаться на состоянии животных. Данная специфика не всегда несет негативный характер. Так, зная такую особенность жабр, можно бороться со многими заболеваниями рыб, внося лечебные препараты и вакцины прямо в воду.
