روش تنفس ماهی دو نوع است: هوا و آب. این تفاوت ها در فرآیند تکامل و تحت تأثیر عوامل مختلف خارجی به وجود آمدند و بهبود یافتند. اگر ماهی ها فقط یک نوع تنفس آب داشته باشند، این فرآیند با کمک پوست و آبشش آنها انجام می شود. در ماهی‌های نوع هوا، فرآیند تنفس با کمک اندام‌های فوق‌اژیلاری، مثانه شنا، روده‌ها و از طریق پوست انجام می‌شود. اندام های اصلی تنفسی البته آبشش ها هستند و بقیه کمکی هستند. با این حال، اندام های کمکی یا اضافی همیشه نقش فرعی ایفا نمی کنند، اغلب آنها مهم ترین هستند.
انواع تنفس ماهی
ماهی های غضروفی و استخوانی ساختارهای مختلفی از پوشش آبشش دارند. بنابراین، اولین ها دارای پارتیشن هایی در شکاف های آبشش هستند که باز شدن آبشش ها را به بیرون با سوراخ های جداگانه تضمین می کند. این سپتوم ها با رشته های آبششی پوشیده شده اند که به نوبه خود با شبکه ای از رگ های خونی پوشیده شده اند. این ساختار پوشش آبشش در مثال پرتوها و کوسه ها به وضوح دیده می شود.
در عین حال، در گونه های استخوانی، این سپتوم ها به عنوان غیر ضروری کاهش می یابد، زیرا پوشش های آبشش به خودی خود متحرک هستند. قوس های آبشش ماهی به عنوان تکیه گاه عمل می کنند که رشته های آبشش روی آن قرار دارند.
عملکرد آبشش. طاق آبشش
مهمترین عملکرد آبشش ها البته تبادل گاز است. با کمک آنها، اکسیژن از آب جذب می شود و دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) در آن آزاد می شود. اما تعداد کمی از مردم می دانند که آبشش به تبادل مواد آب و نمک ماهی نیز کمک می کند. بنابراین، پس از فرآوری، اوره و آمونیاک در محیط آزاد می‌شوند، تبادل نمک بین آب و بدن ماهی اتفاق می‌افتد و این در درجه اول مربوط به یون‌های سدیم است.
در روند تکامل و اصلاح زیر گروه های ماهی، دستگاه آبشش نیز تغییر کرد. بنابراین، در ماهی های استخوانی، آبشش ها شبیه گوش ماهی هستند، در غضروف ها از صفحات تشکیل شده اند و سیکلوستوم ها آبشش های کیسه ای شکل دارند. بسته به ساختار دستگاه تنفسی، ساختار و عملکرد قوس آبشش ماهی نیز متفاوت است.
ساختمان
آبشش ها در کناره های حفره های مربوطه ماهی های استخوانی قرار دارند و با پوشش هایی محافظت می شوند. هر آبشش از پنج قوس تشکیل شده است. چهار قوس آبششی کاملاً شکل گرفته و یکی ابتدایی است. از بیرون، قوس آبشش محدب تر است؛ رشته های آبشش به طرفین قوس ها گسترش می یابند که بر اساس اشعه های غضروفی هستند. قوس های آبششی به عنوان تکیه گاه برای چسباندن گلبرگ ها عمل می کنند که با پایه خود روی آنها نگه داشته می شوند و لبه های آزاد با زاویه شدید به داخل و خارج منحرف می شوند. روی گلبرگ های آبشش به اصطلاح صفحات ثانویه وجود دارد که در سراسر گلبرگ (یا گلبرگ ها، همانطور که به آنها نیز گفته می شود) قرار دارند. تعداد زیادی گلبرگ روی آبشش ها وجود دارد، در ماهی های مختلف آنها می توانند از 14 تا 35 در هر یک باشند.میلی متر، با ارتفاع بیش از 200 میکرون. آنها آنقدر کوچک هستند که عرض آنها حتی به 20 میکرون هم نمی رسد.
عملکرد اصلی قوس های آبشش
قوس های آبشش مهره داران عملکرد مکانیزم فیلتر را با کمک شن کش های آبششی که روی قوس قرار دارد و رو به حفره دهان ماهی است، انجام می دهند. این امر باعث می‌شود که مواد جامد معلق در ستون آب و میکروارگانیسم‌های مغذی مختلف در دهان باقی بماند.
بسته به آنچه که ماهی می خورد، شن کش های آبشش نیز تغییر کرده اند. آنها بر اساس صفحات استخوانی هستند. بنابراین، اگر ماهی یک شکارچی باشد، برچه های آن کمتر قرار می گیرند و پایین تر هستند، و در ماهی هایی که منحصراً از پلانکتون هایی که در ستون آب زندگی می کنند تغذیه می کنند، شن کش های آبشش بلندتر و متراکم تر هستند. در ماهیانی که همه چیزخوار هستند، برچه ها در وسط بین شکارچیان و تغذیه کننده های پلانکتون قرار دارند.
سیستم گردش خون گردش خون ریوی
آبشش ماهی به دلیل وجود مقدار زیادی خون غنی شده با اکسیژن، رنگ صورتی روشن دارد. این به دلیل فرآیند فشرده گردش خون است. خونی که باید با اکسیژن (وریدی) غنی شود از کل بدن ماهی جمع آوری شده و از طریق آئورت شکمی وارد قوس های آبشش می شود. آئورت شکمی به دو شریان برونش منشعب می شود و به دنبال آن قوس شریانی آبششی قرار می گیرد که به نوبه خود به تعداد زیادی شریان گلبرگ تقسیم می شود و رشته های آبششی واقع در امتداد لبه داخلی پرتوهای غضروفی را می پوشاند. اما این حد نیست. سرخرگ های گلبرگ خود به تعداد زیادی مویرگ تقسیم می شوند که قسمت داخلی را می پوشانندو قسمت بیرونی گلبرگها. قطر مویرگ ها به اندازه ای کوچک است که به اندازه خود گلبول قرمز است که اکسیژن را از طریق خون حمل می کند. بنابراین، قوس های آبشش به عنوان تکیه گاه برای شن کش ها عمل می کنند که تبادل گاز را فراهم می کنند.
در طرف دیگر گلبرگها، تمام شریان‌های حاشیه‌ای در یک رگ به هم می‌آیند که به داخل سیاهرگی می‌ریزد که خون را حمل می‌کند، که به نوبه خود به داخل برونش و سپس به آئورت پشتی می‌رود.
اگر به قوس های آبشش ماهی ها با جزئیات بیشتری نگاه کنیم و یک بررسی بافت شناسی انجام دهیم، بهتر است قسمت طولی آن را مطالعه کنیم. بنابراین نه تنها پرچم ها و گلبرگ ها قابل مشاهده خواهند بود، بلکه چین های تنفسی نیز مانعی بین محیط آبی و خون هستند.
این چین‌ها تنها با یک لایه اپیتلیوم پوشانده شده‌اند و داخل مویرگ‌ها توسط سلولهای ستونی (حمایت کننده) پشتیبانی می‌شوند. سد مویرگ ها و سلول های تنفسی در برابر اثرات محیط خارجی بسیار آسیب پذیر است. اگر ناخالصی های مواد سمی در آب وجود داشته باشد، این دیواره ها متورم می شوند، جدا می شوند و ضخیم می شوند. این مملو از عواقب جدی است، زیرا فرآیند تبادل گاز در خون مختل می شود، که در نهایت منجر به هیپوکسی می شود.
تبادل گاز در ماهی
اکسیژن توسط ماهی از طریق تبادل گاز غیرفعال به دست می آید. شرط اصلی غنی سازی خون با اکسیژن، جریان دائمی آب در آبشش است و برای این کار لازم است قوس آبشش و کل دستگاه ساختار خود را حفظ کند، در این صورت عملکرد قوس های آبشش در ماهی انجام نمی شود. دچار اختلال شده است. سطح پراکنده نیز باید یکپارچگی خود را حفظ کندغنی سازی مناسب هموگلوبین با اکسیژن.
برای تبادل غیرفعال گاز، خون در مویرگ های ماهی در جهت مخالف جریان خون در آبشش ها حرکت می کند. این ویژگی به استخراج تقریبا کامل اکسیژن از آب و غنی شدن خون با آن کمک می کند. در برخی افراد، میزان غنی شدن خون نسبت به ترکیب اکسیژن موجود در آب 80 درصد است. جریان آب از طریق آبشش ها به دلیل پمپاژ آن از طریق حفره آبشش اتفاق می افتد، در حالی که عملکرد اصلی توسط حرکت دستگاه دهان و همچنین پوشش های آبشش انجام می شود.
چه چیزی میزان تنفس ماهی را تعیین می کند؟
با توجه به ویژگی های مشخصه، می توان تعداد تنفس ماهی را محاسبه کرد که بستگی به حرکت پوشش آبشش دارد. غلظت اکسیژن در آب و محتوای دی اکسید کربن در خون بر میزان تنفس ماهی تأثیر می گذارد. علاوه بر این، این حیوانات آبزی نسبت به مقدار زیاد دی اکسید کربن در خون، به غلظت کم اکسیژن حساس تر هستند. میزان تنفس نیز تحت تأثیر دمای آب، pH و بسیاری از عوامل دیگر است.
ماهی ها توانایی خاصی در استخراج مواد خارجی از سطح قوس های آبشش و از حفره های آنها دارند. به این توانایی سرفه می گویند. روکش های آبشش به صورت دوره ای پوشانده می شوند و با کمک حرکت معکوس آب، تمام سوسپانسیون های روی آبشش ها توسط جریان آب شسته می شوند. این تظاهرات در ماهی اغلب در صورتی مشاهده می شود که آب با مواد معلق یا مواد سمی آلوده باشد.
عملکردهای آبشش اضافی
علاوه بر عملکرد اصلی، تنفسی، آبشش ها انجام می شودعملکردهای تنظیم کننده اسمز و دفع ماهی ها موجودات آمونیوتلی هستند، در واقع مانند همه حیواناتی که در آب زندگی می کنند. این بدان معناست که محصول نهایی تجزیه نیتروژن موجود در بدن آمونیاک است. به لطف آبشش است که به صورت یون آمونیوم از بدن ماهی دفع می شود و در عین حال بدن را پاکسازی می کند. علاوه بر اکسیژن، نمک ها، ترکیبات با وزن مولکولی کم و همچنین تعداد زیادی یون معدنی واقع در ستون آب در نتیجه انتشار غیرفعال از طریق آبشش ها وارد خون می شوند. علاوه بر آبشش، جذب این مواد با استفاده از ساختارهای خاصی انجام می شود.
این عدد شامل سلولهای کلریدی خاصی است که عملکرد تنظیم اسمزی را انجام می دهند. آنها قادر به حرکت یون های کلرید و سدیم هستند، در حالی که در جهت مخالف یک گرادیان انتشار بزرگ حرکت می کنند.
حرکت یون کلرید به محل زندگی ماهی بستگی دارد. بنابراین، در افراد آب شیرین، یون های تک ظرفیتی توسط سلول های کلرید از آب به خون منتقل می شوند و جایگزین یون هایی می شوند که در نتیجه عملکرد سیستم دفع ماهی از بین رفته اند. اما در ماهی های دریایی، این فرآیند در جهت مخالف انجام می شود: دفع از خون به محیط زیست انجام می شود.
اگر غلظت عناصر شیمیایی مضر در آب به میزان قابل توجهی افزایش یابد، ممکن است عملکرد تنظیم اسمزی کمکی آبشش ها مختل شود. در نتیجه، نه مقدار مواد لازم وارد خون می شود، بلکه در غلظت بسیار بالاتری وارد خون می شود که می تواند بر وضعیت حیوانات تأثیر منفی بگذارد. این ویژگی نیستهمیشه منفی است بنابراین، با دانستن این ویژگی آبشش، می توانید با وارد کردن داروها و واکسن ها به طور مستقیم در آب با بسیاری از بیماری های ماهی مبارزه کنید.
تنفس پوستی ماهی های مختلف
کاملاً همه ماهی ها توانایی تنفس پوستی را دارند. این فقط تا چه حد توسعه یافته است - به تعداد زیادی از عوامل بستگی دارد: این سن و شرایط محیطی و بسیاری دیگر است. بنابراین، اگر ماهی در آب جاری تمیز زندگی کند، درصد تنفس پوستی ناچیز است و تنها 2-10٪ است، در حالی که عملکرد تنفسی جنین منحصراً از طریق پوست و همچنین سیستم عروقی انجام می شود. کیسه صفرا.
تنفس روده ای
بسته به زیستگاه، نحوه تنفس ماهی تغییر می کند. بنابراین، گربه ماهی گرمسیری و ماهی لوچ به طور فعال از طریق روده تنفس می کنند. هنگامی که بلعیده می شود، هوا وارد آنجا می شود و در حال حاضر با کمک یک شبکه متراکم رگ های خونی به داخل خون نفوذ می کند. این روش به دلیل شرایط محیطی خاص در ماهی شروع به توسعه کرد. آب موجود در مخازن آنها به دلیل درجه حرارت بالا، غلظت اکسیژن کمی دارد که کدورت و عدم جریان آن تشدید می شود. در نتیجه دگرگونی‌های تکاملی، ماهی‌ها در چنین مخازنی یاد گرفته‌اند که با استفاده از اکسیژن هوا زنده بمانند.
عملکرد اضافی مثانه شنا
کیسه شنا برای تنظیم هیدرواستاتیک طراحی شده است. این کارکرد اصلی آن است. با این حال، در برخی از گونه های ماهی، مثانه شنا برای تنفس مناسب است. از آن به عنوان مخزن هوا استفاده می شود.
انواع ساختمانمثانه شنا
بسته به ساختار آناتومیکی مثانه شنا، همه انواع ماهی ها به:
تقسیم می شوند.
- حباب باز؛
- حباب های بسته.
گروه اول پرتعدادترین و اصلی ترین گروه است در حالی که گروه ماهی های بسته مثانه بسیار کوچک هستند. شامل سوف، کفال، ماهی کاد، چوبک و … می باشد که در ماهی های مثانه باز همانطور که از نامش پیداست مثانه شنا برای ارتباط با جریان اصلی روده باز است در حالی که در ماهی های مثانه بسته به ترتیب اینگونه نیست.
سیپرینیدها همچنین ساختار مثانه شنای خاصی دارند. به اتاقک های عقب و جلو تقسیم می شود که توسط یک کانال باریک و کوتاه به هم متصل می شوند. دیواره های محفظه قدامی مثانه از دو پوسته بیرونی و داخلی تشکیل شده است، در حالی که محفظه خلفی فاقد پوسته خارجی است.
مثانه شنا با یک ردیف اپیتلیوم سنگفرشی پوشانده شده است، پس از آن یک ردیف از لایه همبند، عضله و بافت عروقی شل وجود دارد. مثانه شنا دارای درخششی مرواریدی است که فقط مختص آن است که توسط یک بافت همبند متراکم ویژه با ساختار فیبری ایجاد می شود. برای اطمینان از استحکام حباب از بیرون، هر دو محفظه با یک غشای سروز الاستیک پوشیده شده اند.
اندام لابیرنت
تعداد کمی از ماهی های گرمسیری اندام خاصی مانند هزارتو و ابرجیل ایجاد کرده اند. این گونه شامل ماکروپودها، گورامی ها، خروس ها و سر مارها است. سازندها را می توان در فرم مشاهده کردتغییرات در حلق، که به اندام فوق ژیلاری تبدیل می شود، یا حفره آبشش بیرون زده (به اصطلاح اندام لابیرنت). هدف اصلی آنها توانایی به دست آوردن اکسیژن از هوا است.
