Arcuri branhiale de pește. Funcțiile arcadelor branhiale

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-12 12:07

Modul în care peștii respiră este de două tipuri: aer și apă. Aceste diferențe au apărut și s-au îmbunătățit în procesul de evoluție, sub influența diverșilor factori externi. Dacă peștii au doar un tip de apă de respirație, atunci acest proces se realizează cu ajutorul pielii și branhiilor lor. La peștii de tip aer, procesul respirator se realizează cu ajutorul organelor supragilare, vezicii natatoare, intestinelor și prin piele. Principalele organe respiratorii sunt, desigur, branhiile, iar restul sunt auxiliare. Cu toate acestea, organele auxiliare sau suplimentare nu joacă întotdeauna un rol secundar, de cele mai multe ori sunt cele mai importante.

Soiuri de pești care respira

Peștii cartilaginoși și osoși au structuri diferite de acoperiri branhiale. Deci, primele au despărțitori în fante branhiale, ceea ce asigură deschiderea branhiilor spre exterior cu orificii separate. Aceste septuri sunt acoperite cu filamente branhiale, care la rândul lor sunt căptușite cu o rețea de vase de sânge. Această structură a învelișurilor branhiale este vizibilă clar în exemplul razelor și al rechinilor.

În același timp, la speciile osoase, aceste septuri sunt reduse ca fiind inutile, deoarece învelișurile branhiale sunt deplasabile de la sine. Arcurile branhiale ale peștilor acționează ca un suport, pe care sunt amplasate filamentele branhiale.

Funcțiile branhiilor. Arcuri branhiale

Cea mai importantă funcție a branhiilor este, desigur, schimbul de gaze. Cu ajutorul lor, oxigenul este absorbit din apă, iar dioxidul de carbon (dioxid de carbon) este eliberat în ea. Dar puțini oameni știu că branhiile ajută și peștii să facă schimb de substanțe apă-sare. Astfel, după procesare, ureea și amoniacul sunt eliberate în mediu, schimbul de sare are loc între apă și corpul peștilor, iar acest lucru se referă în primul rând la ionii de sodiu.

În procesul de evoluție și modificare a subgrupurilor de pești, s-a schimbat și aparatul branhial. Deci, la peștii osoși, branhiile arată ca scoici, la cartilaginoase sunt formate din plăci, iar ciclostomii au branhii în formă de sac. În funcție de structura aparatului respirator, structura și funcțiile arcului branhial al peștilor sunt, de asemenea, diferite.

Clădire

Branhiile sunt situate pe părțile laterale ale cavităților corespunzătoare ale peștilor osoși și sunt protejate de huse. Fiecare branhie este formată din cinci arcade. Patru arcade branhiale sunt complet formate, iar unul este rudimentar. Din exterior, arcul branhial este mai convex; filamentele branhiale se extind pe părțile laterale ale arcadelor, care se bazează pe raze cartilaginoase. Arcurile branhiale servesc ca suport pentru atașarea petalelor, care sunt ținute pe ele de baza lor cu baza lor, iar marginile libere diverg înăuntru și în exterior la un unghi ascuțit. Pe petalele branhiale în sine se află așa-numitele plăci secundare, care sunt situate peste petală (sau petalele, așa cum sunt numite și ele). Există un număr imens de petale pe branhii, la diferiți pești, acestea pot fi de la 14 la 35 pe fiecaremilimetru, cu o înălțime de cel mult 200 de microni. Sunt atât de mici încât lățimea lor nici măcar nu ajunge la 20 de microni.

Funcția principală a arcurilor branhiale

Arcurile branhiale ale vertebratelor îndeplinesc funcția de mecanism de filtrare cu ajutorul unor branhii, situate pe arc, care este orientat spre cavitatea bucală a peștilor. Acest lucru face posibilă reținerea solidelor în suspensie în coloana de apă și a diferitelor microorganisme nutritive în gură.

În funcție de ceea ce mănâncă peștele, s-au schimbat și branhiile; se bazează pe plăci osoase. Deci, dacă un pește este un prădător, atunci staminele sale sunt localizate mai rar și sunt mai jos, iar la peștii care se hrănesc exclusiv cu plancton care trăiesc în coloana de apă, branhiile sunt în alte și mai dense. La acei pești care sunt omnivori, staminele se află la mijloc între prădători și hrănitoare de plancton.

Sistemul circulator al circulației pulmonare

Branhiile peștilor au o culoare roz strălucitor datorită cantității mari de sânge îmbogățit cu oxigen. Acest lucru se datorează procesului intens de circulație a sângelui. Sângele care trebuie îmbogățit cu oxigen (venos) este colectat din întregul corp al peștelui și intră în arcurile branhiale prin aorta abdominală. Aorta abdominală se ramifică în două artere bronșice, urmate de arcul arterial branhial, care, la rândul său, este împărțit într-un număr mare de artere petale, învăluind filamentele branhiale situate de-a lungul marginii interioare a razelor cartilaginoase. Dar aceasta nu este limita. Arterele petale în sine sunt împărțite într-un număr mare de capilare, care învăluie interioruliar partea exterioară a petalelor. Diametrul capilarelor este atât de mic încât este egal cu dimensiunea eritrocitei în sine, care transportă oxigenul prin sânge. Astfel, arcurile branhiale acționează ca un suport pentru greblele, care asigură schimbul de gaze.

De ceal altă parte a petalelor, toate arteriolele marginale se contopesc într-un singur vas care curge într-o venă care transportă sânge, care, la rândul său, trece în bronșică și apoi în aorta dorsală.

Dacă ne uităm la arcurile branhiale ale peștilor mai detaliat și efectuăm un examen histologic, cel mai bine este să studiem secțiunea longitudinală. Deci nu numai staminele și petalele vor fi vizibile, ci și pliurile respiratorii, care reprezintă o barieră între mediul acvatic și sânge.

Aceste pliuri sunt căptușite cu un singur strat de epiteliu, iar în interior - capilare susținute de celule pilare (suport). Bariera capilarelor și a celulelor respiratorii este foarte vulnerabilă la efectele mediului extern. Dacă în apă există impurități de substanțe toxice, acești pereți se umflă, apare detașarea și se îngroașă. Acest lucru este plin de consecințe grave, deoarece procesul de schimb de gaze în sânge este împiedicat, ceea ce duce în cele din urmă la hipoxie.

Schimb de gaze în pește

Oxigenul este obținut de pești prin schimb pasiv de gaze. Condiția principală pentru îmbogățirea sângelui cu oxigen este un flux constant de apă în branhii, iar pentru aceasta este necesar ca arcul branhial și întregul aparat să își păstreze structura, atunci funcția arcurilor branhiale la pești nu va fi. afectarea. Suprafața difuză trebuie să-și mențină și integritatea ptîmbogățirea adecvată a hemoglobinei cu oxigen.

Pentru schimbul pasiv de gaze, sângele din capilarele de pește se mișcă în direcția opusă fluxului de sânge în branhii. Această caracteristică contribuie la extracția aproape completă a oxigenului din apă și la îmbogățirea sângelui cu acesta. La unii indivizi, rata de îmbogățire a sângelui în raport cu compoziția oxigenului din apă este de 80%. Curgerea apei prin branhii are loc prin pomparea acesteia prin cavitatea branhiale, în timp ce funcția principală este îndeplinită de mișcarea aparatului bucal, precum și a învelișurilor branhiale.

Ce determină rata de respirație a peștilor?

Datorită trăsăturilor caracteristice, este posibil să se calculeze ritmul respirator al peștilor, care depinde de mișcarea învelișurilor branhiale. Concentrația de oxigen din apă și conținutul de dioxid de carbon din sânge afectează rata de respirație a peștilor. Mai mult, aceste animale acvatice sunt mai sensibile la o concentrație scăzută de oxigen decât la o cantitate mare de dioxid de carbon din sânge. Rata de respirație este, de asemenea, afectată de temperatura apei, pH-ul și de mulți alți factori.

Peștii au o capacitate specifică de a extrage materii străine de pe suprafața arcurilor branhiale și din cavitățile acestora. Această abilitate se numește tuse. Învelișurile branhiale sunt acoperite periodic și, cu ajutorul mișcării inverse a apei, toate suspensiile de pe branhii sunt spălate de curentul de apă. Această manifestare la pești se observă cel mai adesea dacă apa este contaminată cu materii în suspensie sau substanțe toxice.

Funcții branhiale suplimentare

În plus față de principalele, respiratorii, branhiile funcționeazăfuncții osmoreglatoare și excretoare. Peștii sunt organisme amoniotelice, de fapt, ca toate animalele care trăiesc în apă. Aceasta înseamnă că produsul final al descompunerii azotului conținut în organism este amoniacul. Datorită branhiilor, este excretat din corpul peștilor sub formă de ioni de amoniu, în timp ce curăță corpul. Pe lângă oxigen, sărurile, compușii cu greutate moleculară mică, precum și un număr mare de ioni anorganici aflați în coloana de apă intră în sânge prin branhii ca urmare a difuziei pasive. Pe lângă branhii, absorbția acestor substanțe se realizează folosind structuri speciale.

Acest număr include celule specifice de clorură care îndeplinesc o funcție de osmoreglare. Ele sunt capabile să miște ionii de clorură și sodiu, în timp ce se deplasează în direcția opusă unui gradient de difuzie mare.

Mișcarea ionilor de clorură depinde de habitatul peștilor. Deci, la indivizii de apă dulce, ionii monovalenți sunt transferați de celulele clorură din apă în sânge, înlocuindu-i pe cei care s-au pierdut ca urmare a funcționării sistemului excretor al peștilor. Dar la peștii marini, procesul se desfășoară în direcția opusă: excreția are loc din sânge în mediu.

Dacă concentrația de elemente chimice dăunătoare din apă este semnificativ crescută, atunci funcția auxiliară de osmoreglare a branhiilor poate fi afectată. Ca urmare, nu cantitatea de substanțe care este necesară intră în sânge, ci într-o concentrație mult mai mare, ceea ce poate afecta negativ starea animalelor. Această specificitate nu esteeste întotdeauna negativă. Deci, cunoscând această caracteristică a branhiilor, puteți lupta împotriva multor boli ale peștilor introducând medicamente și vaccinuri direct în apă.

Respirația cutanată a diverșilor pești

Absolut toți peștii au capacitatea de a respira pielea. Tocmai în ce măsură este dezvoltat - depinde de un număr mare de factori: aceasta este vârsta, condițiile de mediu și mulți alții. Deci, dacă un pește trăiește în apă curgătoare curată, atunci procentul de respirație a pielii este nesemnificativ și se ridică la doar 2-10%, în timp ce funcția respiratorie a embrionului se realizează exclusiv prin piele, precum și prin sistemul vascular al sacul biliar.

Respirația intestinală

În funcție de habitat, felul în care peștii respiră se schimbă. Deci, somnul tropical și peștele loach respiră activ prin intestine. Când este înghițit, aerul intră acolo și deja, cu ajutorul unei rețele dense de vase de sânge, pătrunde în sânge. Această metodă a început să se dezvolte la pești datorită condițiilor specifice de mediu. Apa din rezervoarele lor, din cauza temperaturilor ridicate, are o concentrație scăzută de oxigen, care este agravată de turbiditate și lipsa debitului. Ca rezultat al transformărilor evolutive, peștii din astfel de rezervoare au învățat să supraviețuiască folosind oxigenul din aer.

Funcție suplimentară a vezicii natatorii

Veziica de baie este proiectată pentru reglarea hidrostatică. Aceasta este funcția sa principală. Cu toate acestea, la unele specii de pești, vezica natatoare este adaptată pentru respirație. Este folosit ca rezervor de aer.

Tipuri de clădirivezică înotătoare

În funcție de structura anatomică a vezicii natatoare, toate tipurile de pești sunt împărțite în:

• balon deschis;
• bule închise.

Primul grup este cel mai numeros și este cel principal, în timp ce grupul de pești cu vezică închisă este foarte mic. Include bibanul, chefalul, codul, spiniculul etc. La peștii cu vezică deschisă, după cum sugerează și numele, vezica natatoare este deschisă pentru a comunica cu fluxul intestinal principal, în timp ce la peștii cu vezică închisă, respectiv, nu este.

Ciprinidele au, de asemenea, o structură specifică a vezicii natatoare. Este împărțit în camere din spate și din față, care sunt conectate printr-un canal îngust și scurt. Pereții camerei anterioare a vezicii urinare sunt formați din două cochilii, exterioară și interioară, în timp ce camera posterioară nu are una exterioară.

Vezica natatoare este căptușită cu un rând de epiteliu scuamos, după care există un rând de strat lax de țesut conjunctiv, muscular și vascular. Vezica natatoare are o strălucire sidefată specifică numai acesteia, care este asigurată de un țesut conjunctiv special dens, cu o structură fibroasă. Pentru a asigura rezistența bulei din exterior, ambele camere sunt acoperite cu o membrană seroasă elastică.

Organul labirint

Un număr mic de pești tropicali au dezvoltat un astfel de organ specific precum labirintul și suprabranchiul. Această specie include macropode, gourami, cocoși și capete de șarpe. Formațiunile pot fi observate în formămodificări la nivelul faringelui, care se transformă în organul supragilar, sau iese cavitatea branhială (așa-numitul organ labirint). Scopul lor principal este capacitatea de a obține oxigen din aer.