Един от любимите деликатеси на рибарите е рибният плавателен мехур, изпечен на огън... но, разбира се, природата не е създала този орган за забавление на хората. И за какво?

Отговорът е очевиден: рибата се нуждае от плавателен мехур, за да плува - или по-точно, за да остане на определена дълбочина. Това е нещо като естествен хидростатичен сензор.

Нека си представим, че рибата е потънала малко по-дълбоко. Водното налягане върху тялото й веднага се увеличи. Поради увеличаването на налягането, плувният мехур започва да се свива, изтласквайки въздуха от себе си - и това се случва автоматично; рибите не могат да контролират този процес доброволно.

Както си спомняме от училищния курс по физика, въздухът е по-лек от водата. Следователно, ако количеството въздух в мехура е намаляло, рибата е станала малко по-тежка и става по-лесно за нея да потъне. Ако теглото й беше постоянно, тя ще трябва да положи много усилия, за да потъне, но може да се каже, че балонът върши половината работа за нея.

Нервните окончания, пробиващи пикочния мехур, предават на централната нервна системасъответни сигнали, благодарение на които рибата усеща на каква дълбочина се намира, какъв натиск изпитва и в съответствие с това регулира движението си.

Ако рибата се издигне, тогава всичко се случва точно обратното: налягането на водата върху тялото на рибата намалява, плувният мехур се разширява, изтегляйки въздух. Теглото на рибата намалява и тя става по-лесна за издигане.

Тази функция на плувния мехур обяснява защо не се намира в дълбоководни рибии тези, които водят дънен начин на живот - защо им е, ако никога не се опитват да излязат на повърхността!

Хидростатиката обаче е основната, но не и единствената функция на плувния мехур. Рибите се считат за "модел" на мълчанието, но ихтиолозите никога няма да се съгласят с това. Рибите са доста способни да изпращат сигнали до себеподобните си, превръщайки вибрациите на водата в звукови вълни - и те също правят това с помощта на плавателен мехур.

Как рибата се сдоби с такова полезно придобиване?

Ембрионалното развитие отговаря на този въпрос. Плувният мехур се образува от израстък на чревната тръба. Като цяло това не е изненадващо, защото първото нещо, което се е образувало в най-древните многоклетъчни организми, е чревната кухина; други органи, по един или друг начин, трябваше да произлязат от нея. Но са възможни и други варианти: преминаването между червата и плувен мехурпри някои видове риби е обрасъл, при други е запазен. Това се отразява в класификацията на рибите: учените наричат ​​първите физиклисти (затворени мехурчета), а вторите - физостоми (отворени мехурчета). При физоклистите газовете навлизат в пикочния мехур от кръвта през червеното тяло - колекция от капиляри по стената му, а при физостомите - през червата, те просто поглъщат въздух.

Между другото, разширяване с всмукване на въздух, компресия с изтласкване, а при отворените коремни и през устата... това не ви ли напомня нищо? Леко, разбира се! Да, плавателният мехур е еволюционният „предшественик“ на белите дробове, придобити от сухоземните животни, включително и ние.

Плувен мехур е типичен за повечето костни риби. Ембрионално изглежда като израстък на дорзалната страна на храносмилателната тръба. При много видове връзката между пикочния мехур и хранопровода се губи (риби със затворени мехурчета), но при някои се запазва за цял живот (риби с отворени мехури). Плувният мехур изпълнява главно хидростатична функция, която се дължи на промяна в обема на газовете в пикочния мехур и следователно води до промяна в плътността на тялото на рибата. При рибите с отворен мехур промяната в обема на пикочния мехур се постига чрез компресирането му или, обратно, разширяването при поглъщане на въздух; в затворени везикули чрез абсорбиране или, обратно, освобождаване на газове от специална мрежа от капиляри на газовата жлеза (чудотворен плексус). Газът, който изпълва плувния мехур, е предимно азот. При някои риби плавателният мехур е свързан чрез система от кости (т.нар. апарат на Вебер) с вътрешното ухо - мембранния лабиринт. С негово участие промените в обема на пикочния мехур, свързани с промените в позицията на рибата във водния стълб, се предават на полукръглите канали на вътрешното ухо, т.е. орган на баланса. Освен това устройството Weber предава звуци. които се възприемат от повърхността на тялото, резонират в плувния мехур и се предават на слуховия орган (мембранен лабиринт). Като цяло, появата на плувен мехур вероятно се дължи на тежестта на тялото на рибата поради образуването на костен скелет.

ПЛАВЕН МЕХУР И ХИДРОДИНАМИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА РИБИТЕ

Плаваемостта на рибата (отношението на плътността на тялото на рибата към плътността на водата) може да бъде неутрална (0), положителна или отрицателна. При повечето видове плаваемостта варира от +0,03 до –0,03. При положителна плаваемост рибите изплуват на повърхността, при неутрална плавателност плуват във водния стълб, а при отрицателна плаваемост потъват.

Ориз. 10. Cyprinidae плавателен мехур.

Неутрална плаваемост (или хидростатично равновесие) при рибата се постига:

1) използване на плувния мехур;

2) хидратация на мускулите и изсветляване на скелета (при дълбоководни риби)

3) натрупване на мазнини (акули, риба тон, скумрия, писия, гоби, лоуни и др.).

Повечето риби имат плувен мехур. Появата му е свързана с появата на костния скелет, който се увеличава специфично теглокостни риби. Хрущялните риби нямат плавателен мехур, а костните риби го нямат при дънните риби (гоби, писия, буца), дълбоководните риби и някои бързо плуващи видове (риба тон, паламуд, скумрия). Допълнително хидростатично устройство при тези риби е повдигащата сила, която се генерира поради мускулни усилия.

Плувният мехур се образува в резултат на изпъкване на дорзалната стена на хранопровода, основната му функция е хидростатична. Плувният мехур също възприема промените в налягането и е пряко свързан с органа на слуха, като е резонатор и отражател на звукови вибрации. При лоунчетата плавателният мехур е покрит с костна капсула, загубил е хидростатичната си функция и е придобил способността да възприема промени атмосферно налягане. При белодробните риби и костните ганоиди плавателният мехур изпълнява функцията на дишане. Някои риби са способни да издават звуци, използвайки плавателния си мехур (треска, хек).

Плувният пикочен мехур е сравнително голяма еластична торбичка, която се намира под бъбреците. Случва се:

1) несдвоени (повечето риби);

2) сдвоени (дробни риби и многоперки).

Много риби имат еднокамерен плувен мехур (сьомга), някои видове имат двукамерен (cyprinidae) или трикамерен (бъг), камерите комуникират помежду си. При редица риби слепите процеси се простират от плавателния мехур, свързвайки го с вътрешното ухо (херинга, треска и др.).

Плувният мехур е пълен със смес от кислород, азот и въглероден диоксид. Съотношението на газовете в плавателния мехур на рибата варира и зависи от вида риба, дълбочината на местообитанието, физиологично състояниеи т.н. При дълбоководните риби плавателният мехур съдържа значително повече кислород, отколкото при видовете, живеещи по-близо до повърхността. Рибите с плавателен мехур се делят на отворени и затворени. При рибите с отворен мехур плавателният мехур е свързан с хранопровода чрез въздуховод. Те включват белодробни риби, многоперки, хрущялни и костни ганоиди и телести - херинговидни, шарановидни, щуковидни. При атлантическата херинга, цаца и хамсия, в допълнение към обичайния въздуховод, зад ануса има втори канал, който свързва обратноплувен мехур с външната среда. При затворено-мехурните риби няма въздуховод (като костур, треска, кефал и др.). Първоначалното запълване на плавателния мехур с газове при рибите става, когато ларвата поглъща атмосферен въздух. Така при ларвите на шарана това се случва 1–1,5 дни след излюпването. Ако това не се случи, развитието на ларвата се нарушава и тя умира. При рибите със затворени мехурчета плавателният мехур в крайна сметка губи контакт с външната среда; при рибите с отворени мехурчета въздушният канал остава непокътнат през целия живот. Регулирането на обема на газовете в плавателния мехур на рибите със затворен мехур се извършва с помощта на две системи:

1) газова жлеза (изпълва пикочния мехур с газове от кръвта);

2) овална (абсорбира газове от пикочния мехур в кръвта).

Газовата жлеза е система от артериални и венозни съдове, разположени в предната част на плувния мехур. В задната част на пикочния мехур се намира овална област във вътрешната обвивка на плувния мехур с тънки стени, заобиколена от мускулен сфинктер. Когато сфинктерът се отпусне, газовете от плавателния мехур навлизат в средния слой на стената му, където има венозни капиляри и дифундират в кръвта. Количеството на абсорбираните газове се регулира чрез промяна на размера на овалния отвор.

Когато рибите със затворени мехури се гмуркат, обемът на газовете в плавателния им мехур намалява и рибите придобиват отрицателна плаваемост, но при достигане на определена дълбочина се адаптират към нея, като изпускат газове в плавателния мехур през газовата жлеза. Когато рибата се издига, когато налягането намалява, обемът на газовете в плувния мехур се увеличава, излишъкът им се абсорбира през овала в кръвта и след това се отстранява във водата през хрилете. Рибите с отворен мехур нямат овал, излишните газове се изхвърлят през въздуховод. Повечето риби с отворен мехур нямат газови жлези (херинга, сьомга). Отделянето на газове от кръвта в пикочния мехур е слабо развито и се осъществява с помощта на епитела, разположен върху вътрешния слой на пикочния мехур. Много риби с отворен мехур улавят въздух преди гмуркане, за да осигурят неутрална плаваемост на дълбочина. Но при силни гмуркания това не е достатъчно и плувният мехур се изпълва с газове, идващи от кръвта.

Плувният мехур може да изпълнява хидростатични, дихателни и звукови функции. Липсва при ветроходни риби, както и при дънни и дълбоководни риби. При последните плаваемостта се осигурява главно от мазнини поради тяхната несвиваемост или поради по-ниската телесна плътност на рибите, като например при анциструсите, голомянок и капка. В процеса на еволюция плавателният мехур се трансформира в белите дробове на сухоземните гръбначни животни.

Енциклопедичен YouTube

1 / 3

Биология 74. Червена лисица. Плувен мехур при риба - Академия на забавните науки

Биология | Подготовка за Олимпийските игри 2017 | Предизвикателство на плувния мехур

Белов Александър Иванович, Лъжата на дарвинизма

субтитри

Описание

По време на ембрионалното развитие на рибите плавателният мехур се появява като дорзален израстък на чревната тръба и се намира под гръбнака. В ход по-нататъчно развитиеканалът, свързващ плувния мехур с хранопровода, може да изчезне. В зависимост от наличието или отсъствието на такъв канал, рибите се разделят на отворени и затворени мехури. В риба с отворен пикочен мехур ( физостома) плавателният мехур е свързан през целия живот с червата чрез въздуховод, през който влизат и излизат газове. Такива риби могат да поглъщат въздух и по този начин да контролират обема на плувния мехур. Отворените пикочни мехури включват шаран, херинга, есетра и други. При възрастни затворено-везикални риби ( физически листове) въздушният канал обраства и газовете се отделят и абсорбират през червеното тяло - плътен плексус от кръвоносни капиляри на вътрешна стенаплувен мехур.

Хидростатична функция

Основната функция на плавателния мехур при рибите е хидростатична. Той помага на рибата да остане на определена дълбочина, където теглото на изместената от рибата вода е равно на теглото на самата риба. Когато рибата активно падне под това ниво, тялото й, изпитващо по-голям външен натиск от водата, се свива, притискайки плувния мехур. В този случай теглото на изместения обем вода намалява и става по-малко теглориба и рибата пада. Колкото по-ниско пада, толкова по-силно става налягането на водата, толкова повече се свива тялото на рибата и толкова по-бързо продължава нейното падане. Напротив, когато се издига по-близо до повърхността, газът в плавателния мехур се разширява и намалява специфичното тегло на рибата, което избутва рибата още повече към повърхността.

По този начин основната цел на плувния мехур е да осигури нулева плаваемоств обичайното местообитание на рибата, където тя не трябва да изразходва енергия, за да поддържа тялото си на тази дълбочина. Например акулите, които нямат плавателен мехур, са принудени да поддържат дълбочината на гмуркането си с постоянно активно движение.

Плувен мехур.

Блестящият, пълен с въздух плувен мехур, който лежи в телесната кухина по-близо до гърба и най-напред хваща окото, когато отворим рибата, въпреки че няма нищо общо с храносмилането, обаче, се оказва израстък на чревния канал. За някои той остава свързан с него през целия си живот чрез тясна въздушна тръба (такъв мехур при щука, шаран, каракуда, хлебарка); при други само ембрионът има тази тръба и след това тя прераства и пикочният мехур се отделя от червата (костур, ръф, щука). Формата на пикочния мехур варира при различните риби.

Функции на плувния мехур.

1. Плувният мехур служи като хидростатичен апарат за рибите. Изравнява теглото на тялото с теглото на заобикалящата вода и позволява на рибата без усилие да се задържи на всяка дълбочина. Газът, който изпълва пикочния мехур, се освобождава от кръвта през стените на малки капилярни съдове, които се разклоняват в стените на пикочния мехур. Когато отделянето на газове от кръвта в мехурчето се увеличи, мехурчето се разширява, увеличавайки общия обем на тялото на рибата, обемното му тегло намалява - и рибата изплува. Ако, напротив, част от газовете отново се абсорбират от кръвта, обемът на пикочния мехур и цялото тяло намалява и обемното тегло се увеличава - рибата потъва по-дълбоко.

2. Втората, още по-важна функция на плувния мехур е свързана с работата на кръвоносната система. Когато рибата се издигне от долните слоеве до горните, където тялото й изпитва по-малко налягане, насищането на кръвта с газове също се променя. При тези условия кръвта се оказва пренаситена с газове и ако тези газове се отделят под формата на свободни мехурчета, това би довело до запушване на кръвоносните съдове и смъртта на рибата. Плувният пикочен мехур е органът, който регулира съдържанието на газове в кръвта. на неговия вътрешна повърхностМного риби имат така нареченото червено тяло - силно разклонена мрежа от капиляри, през които се отделят излишните газове от кръвта или, обратно, газовете се абсорбират в кръвта, ако в нея няма достатъчно.

В структурата на този толкова прост на пръв поглед орган може да се отбележи още един интересен детайл: двойка израстъци се простират от предната част на пикочния мехур към ухото - органът на равновесието, който по този начин получава сигнали за промени в външен натиск върху пикочния мехур, когато рибата се движи надолу или нагоре.

Има риби, които нямат плавателен мехур; между костни рибитова ще бъдат видове, които обикновено се задържат на дъното (например попче, писия). Акулите също нямат плувен мехур.

След груповата работа се обсъждат основните въпроси. Говори по един ученик от всяка група кратък разказ, съдържаща характеристика на органната система и заключение, което се записва в тетрадки от всички ученици.

Координираното функциониране на органите и органните системи се осигурява от нервна система.