Način dihanja rib je dveh vrst: zrak in voda. Te razlike so nastale in se izboljševale v procesu evolucije, pod vplivom različnih zunanjih dejavnikov. Če imajo ribe samo vodno dihanje, se ta proces izvaja s pomočjo njihove kože in škrg. Pri ribah zračnega tipa se dihalni proces izvaja s pomočjo supragilarnih organov, plavalnega mehurja, črevesja in skozi kožo. Glavni dihalni organi so seveda škrge, ostali pa pomožni. Vendar pa pomožni ali dodatni organi nimajo vedno drugotnega pomena, največkrat so najpomembnejši.
Različice dihanja rib
Hrustančne in koščene ribe imajo različno strukturo škržnih pokrovov. Prvi imajo torej predelne stene v škržnih režah, kar zagotavlja odpiranje škrg navzven z ločenimi luknjami. Te septe so prekrite s škržnimi filamenti, ki so nato obložene z mrežo krvnih žil. Ta struktura škržnih pokrovov je jasno vidna na primeru ražev in morskih psov.
Hkrati so pri koščenih vrstah te septe zmanjšane kot nepotrebne, saj so škržni pokrovi premični sami. Škržni loki rib delujejo kot podpora, na kateri se nahajajo škržne niti.
Funkcije škrg. Škržni loki
Najpomembnejša funkcija škrg je seveda izmenjava plinov. Z njihovo pomočjo se kisik absorbira iz vode, vanj pa se sprošča ogljikov dioksid (ogljikov dioksid). Malokdo pa ve, da škrge pomagajo tudi ribam pri izmenjavi vodno-solnih snovi. Tako se po predelavi sprostita sečnina in amoniak v okolje, pride do izmenjave soli med vodo in telesom rib, pri čemer gre predvsem za natrijeve ione.
V procesu evolucije in modifikacije ribjih podskupin se je spremenil tudi škržni aparat. Tako so pri koščenih ribah škrge videti kot pokrovače, pri hrustančevih so sestavljene iz plošč, ciklostomi pa imajo škrge v obliki vreče. Glede na zgradbo dihalnega aparata se razlikujeta tudi zgradba in funkcije škržnega loka rib.
zgradba
Škrge se nahajajo na straneh ustreznih votlin koščenih rib in so zaščitene s pokrovi. Vsaka škrga je sestavljena iz petih lokov. Štirje škržni loki so v celoti oblikovani, eden pa je rudimentaren. Od zunaj je škržni lok bolj izbočen, na straneh lokov segajo škržni filamenti, ki temeljijo na hrustančnih žarkih. Škržni loki služijo kot podpora za pritrditev cvetnih listov, ki jih na njih drži njihova osnova z osnovo, prosti robovi pa se razhajajo navznoter in navzven pod ostrim kotom. Na samih škržnih listih so tako imenovane sekundarne plošče, ki se nahajajo čez cvetni list (ali cvetni listi, kot jih tudi imenujejo). Na škrgah je ogromno cvetnih listov, pri različnih ribah jih je lahko od 14 do 35 na enomilimetra, z višino ne več kot 200 mikronov. Tako majhne so, da njihova širina ne doseže niti 20 mikronov.
Glavna funkcija škržnih lokov
Škržni loki vretenčarjev opravljajo funkcijo filtrirnega mehanizma s pomočjo škržnih grabljic, ki se nahajajo na loku, ki je obrnjen proti ustni votlini rib. To omogoča zadrževanje suspendiranih trdnih snovi v vodnem stolpcu in različnih hranilnih mikroorganizmov v ustih.
Odvisno od tega, kaj jedo ribe, so se spremenile tudi škržne grabljice; temeljijo na kostnih ploščah. Torej, če je riba plenilec, se njeni prašniki nahajajo manj pogosto in so nižji, pri ribah, ki se prehranjujejo izključno s planktonom, ki živijo v vodnem stolpcu, pa so škržne grabljice visoke in gostejše. Pri tistih ribah, ki so vsejedi, so prašniki na sredini med plenilci in hranilci planktona.
Cirkulatorni sistem pljučnega obtoka
Škrge rib imajo svetlo rožnato barvo zaradi velike količine krvi, obogatene s kisikom. To je posledica intenzivnega procesa krvnega obtoka. Kri, ki jo je treba obogatiti s kisikom (venska), se zbira iz celotnega telesa ribe in skozi trebušno aorto vstopi v škržne loke. Trebušna aorta se razveja v dve bronhialni arteriji, ki ji sledi škržni arterijski lok, ki je nato razdeljen na veliko število cvetnih arterij, ki obdajajo škržne filamente, ki se nahajajo vzdolž notranjega roba hrustančnih žarkov. Vendar to ni meja. Listne arterije so razdeljene na ogromno število kapilar, ki obdajajo notranjostin zunanji del cvetnih listov. Premer kapilar je tako majhen, da je enak velikosti samega eritrocita, ki prenaša kisik po krvi. Tako škržni loki delujejo kot podpora za grabljice, ki zagotavljajo izmenjavo plina.
Na drugi strani cvetnih listov se vse obrobne arteriole združijo v eno samo žilo, ki teče v veno, ki prenaša kri, ta pa prehaja v bronhialno in nato v dorzalno aorto.
Če si podrobneje ogledamo škržne loke rib in opravimo histološki pregled, je najbolje, da preučimo vzdolžni prerez. Tako ne bodo vidni samo prašniki in cvetni listi, ampak tudi dihalne gube, ki so pregrada med vodnim okoljem in krvjo.
Te gube so obložene samo z eno plastjo epitelija, znotraj pa - kapilare, ki jih podpirajo pilarne celice (podporne). Pregrada kapilar in dihalnih celic je zelo občutljiva na vplive zunanjega okolja. Če so v vodi nečistoče strupenih snovi, te stene nabreknejo, pride do ločitve in se zgostijo. To je polno resnih posledic, saj je proces izmenjave plinov v krvi oviran, kar na koncu vodi v hipoksijo.
Izmenjava plina v ribah
Kisik pridobivajo ribe s pasivno izmenjavo plinov. Glavni pogoj za obogatitev krvi s kisikom je stalen pretok vode v škrgah, za to pa je potrebno, da škržni lok in celoten aparat ohranita svojo strukturo, potem funkcija škržnih lokov pri ribah ne bo oslabljen. Razpršena površina mora tudi ohraniti svojo celovitost zaustrezno obogatitev hemoglobina s kisikom.
Za pasivno izmenjavo plinov se kri v ribjih kapilarah premika v nasprotni smeri od pretoka krvi v škrgah. Ta lastnost prispeva k skoraj popolni ekstrakciji kisika iz vode in obogatitvi krvi z njim. Pri nekaterih posameznikih je stopnja obogatitve krvi glede na sestavo kisika v vodi 80 %. Pretok vode skozi škrge nastane zaradi črpanja skozi škržno votlino, medtem ko glavno funkcijo opravlja gibanje ustnega aparata, pa tudi škrgnih pokrovov.
Kaj določa hitrost dihanja rib?
Zaradi značilnosti je možno izračunati hitrost dihanja rib, ki je odvisna od gibanja škržnih pokrovov. Koncentracija kisika v vodi in vsebnost ogljikovega dioksida v krvi vplivata na hitrost dihanja rib. Poleg tega so te vodne živali bolj občutljive na nizko koncentracijo kisika kot na veliko količino ogljikovega dioksida v krvi. Na hitrost dihanja vplivajo tudi temperatura vode, pH in številni drugi dejavniki.
Ribe imajo posebno sposobnost izločanja tujkov s površine škržnih lokov in iz njihovih votlin. Ta sposobnost se imenuje kašljanje. Škržne pokrove se občasno pokrijejo, s pomočjo povratnega gibanja vode pa se s tokom vode izperejo vse suspenzije na škrgah. To manifestacijo pri ribah najpogosteje opazimo, če je voda onesnažena z suspendiranimi snovmi ali strupenimi snovmi.
Dodatne funkcije škrg
Poleg glavnega opravljajo še dihalne, škrgeosmoregulacijske in izločevalne funkcije. Ribe so amoniotelni organizmi, pravzaprav kot vse živali, ki živijo v vodi. To pomeni, da je končni produkt razgradnje dušika v telesu amoniak. Zahvaljujoč škrgam se izloča iz telesa rib v obliki amonijevih ionov, hkrati pa čisti telo. Poleg kisika zaradi pasivne difuzije v kri skozi škrge vstopijo soli, spojine z nizko molekulsko maso, pa tudi veliko število anorganskih ionov, ki se nahajajo v vodnem stolpcu. Poleg škrg se absorpcija teh snovi izvaja s posebnimi strukturami.
Ta številka vključuje specifične kloridne celice, ki opravljajo osmoregulacijsko funkcijo. Lahko premikajo kloridne in natrijeve ione, medtem ko se premikajo v nasprotni smeri velikega difuzijskega gradienta.
Premikanje kloridnih ionov je odvisno od habitata rib. Tako pri sladkovodnih posameznikih monovalentne ione prenašajo kloridne celice iz vode v kri in nadomeščajo tiste, ki so bili izgubljeni zaradi delovanja izločalnega sistema rib. Toda pri morskih ribah se proces izvaja v nasprotni smeri: izločanje poteka iz krvi v okolje.
Če se koncentracija škodljivih kemičnih elementov v vodi opazno poveča, je lahko oslabljena pomožna osmoregulacijska funkcija škrg. Posledično v kri ne pride potrebna količina snovi, ampak v veliko višji koncentraciji, kar lahko negativno vpliva na stanje živali. Ta posebnost nije vedno negativna. Če torej poznate to lastnost škrg, se lahko borite proti številnim boleznim rib z vnosom zdravil in cepiv neposredno v vodo.
Kožno dihanje različnih rib
Absolutno vse ribe imajo sposobnost kožnega dihanja. To je le, v kolikšni meri je razvit - odvisno od velikega števila dejavnikov: to je starost, okoljske razmere in mnogi drugi. Torej, če riba živi v čisti tekoči vodi, je odstotek kožnega dihanja nepomemben in znaša le 2-10%, medtem ko se dihalna funkcija zarodka izvaja izključno skozi kožo, pa tudi žilni sistem. žolčna vrečka.
Črevesno dihanje
Odvisno od habitata se spreminja način dihanja rib. Torej, tropski som in loach ribe aktivno dihajo skozi črevesje. Pri zaužitju zrak vstopi tja in že s pomočjo goste mreže krvnih žil prodre v kri. Ta metoda se je začela razvijati pri ribah zaradi posebnih okoljskih razmer. Voda v njihovih rezervoarjih ima zaradi visokih temperatur nizko koncentracijo kisika, kar še poslabša motnost in pomanjkanje pretoka. Zaradi evolucijskih preobrazb so se ribe v takšnih rezervoarjih naučile preživeti s kisikom iz zraka.
Dodatna funkcija plavalnega mehurja
Plavalni meh je zasnovan za hidrostatsko regulacijo. To je njegova glavna funkcija. Pri nekaterih vrstah rib pa je plavalni mehur prilagojen za dihanje. Uporablja se kot rezervoar za zrak.
Vrste zgradbplavalni mehur
Odvisno od anatomske strukture plavalnega mehurja so vse vrste rib razdeljene na:
- odprti mehurček;
- zaprti mehurčki.
Prva skupina je najštevilčnejša in je glavna, medtem ko je skupina rib z zaprtim mehurjem zelo majhna. Vključuje ostriž, cipal, trsko, paličnjak itd. Pri ribah z odprtim mehurjem je, kot pove že ime, plavalni mehur odprt za komunikacijo z glavnim črevesnim tokom, pri ribah z zaprtim mehurjem pa ni.
Ciprinidi imajo tudi posebno strukturo plavalnega mehurja. Razdeljen je na zadnjo in sprednjo komoro, ki sta povezana z ozkim in kratkim kanalom. Stene sprednje komore mehurja so sestavljene iz dveh lupin, zunanje in notranje, medtem ko v zadnji komori manjka zunanja.
Plavalni mehur je obložen z eno vrsto skvamoznega epitelija, po katerem je vrsta ohlapne plasti vezivnega, mišičnega in žilnega tkiva. Plavalni mehur ima samo zanj značilen biserni lesk, ki ga zagotavlja posebno gosto vezivno tkivo z vlaknasto strukturo. Za zagotovitev trdnosti mehurčka od zunaj sta obe komori prekriti z elastično serozno membrano.
Labirintne orgle
Majhno število tropskih rib je razvilo tako poseben organ, kot sta labirint in supragill. Ta vrsta vključuje makropode, gurami, peteline in kačoglave. Formacije lahko opazujemo v oblikispremembe v žrelu, ki se preoblikuje v supragilarni organ, ali pa štrli škržna votlina (t.i. labirintni organ). Njihov glavni namen je sposobnost pridobivanja kisika iz zraka.
