Una dintre delicatesele preferate ale pescarilor este vezica natatoare de pește, prăjită la foc... dar, desigur, natura nu a creat acest organ pentru distracția omului. Si pentru ce?

Răspunsul este evident: peștii au nevoie de o vezică natatoare pentru a înota – sau mai exact, pentru a rămâne la o anumită adâncime. Acesta este ceva ca un senzor hidrostatic natural.

Să ne imaginăm că peștele s-a scufundat puțin mai adânc. Presiunea apei asupra corpului ei a crescut imediat. Datorită creșterii presiunii, vezica natatoare începe să se contracte, împingând aerul din sine - iar acest lucru se întâmplă automat, peștii nu pot controla acest proces în mod voluntar.

După cum ne amintim de la cursul de fizică din școală, aerul este mai ușor decât apa. Prin urmare, dacă cantitatea de aer din bulă a scăzut, peștele a devenit oarecum mai greu și devine mai ușor să se scufunde. Dacă greutatea ei ar fi constantă, ar trebui să depună mult efort pentru a se scufunda, dar ai putea spune că bula face jumătate din muncă pentru ea.

Terminațiile nervoase care străpunge vezica urinară se transmit la centrul sistem nervos semnale corespunzătoare, datorită cărora peștele simte la ce adâncime se află, ce presiune experimentează și își ajustează mișcarea în conformitate cu aceasta.

Dacă peștele se ridică, atunci totul se întâmplă exact invers: presiunea apei asupra corpului peștelui scade, vezica natatoare se extinde, atragând aer. Greutatea peștelui scade și devine mai ușor să se ridice.

Această funcție a vezicii natatoare explică de ce nu se găsește în pește de adâncimeși cei care duc un stil de viață de jos - de ce au nevoie de el dacă nu încearcă niciodată să iasă la suprafață!

Cu toate acestea, hidrostatica este principala, dar nu singura funcție a vezicii natatoare. Peștii sunt considerați a fi un „model” al tăcerii, dar ihtiologii nu vor fi niciodată de acord cu acest lucru. Peștii sunt destul de capabili să trimită semnale către propriul lor fel, transformând vibrațiile apei în unde sonore - și fac acest lucru și cu ajutorul unei vezici natatoare.

Cum a dobândit peștele o achiziție atât de utilă?

Dezvoltarea embrionară răspunde la această întrebare. Vezica natatoare este formată dintr-o excrescență a tubului intestinal. În general, acest lucru nu este surprinzător, deoarece primul lucru care s-a format în cele mai vechi organisme multicelulare a fost cavitatea intestinală, într-un fel sau altul, trebuiau să provină din ea. Dar sunt posibile alte opțiuni: trecerea între intestine și vezica natatoare la unele specii de pești este supraîncărcat, la altele se păstrează. Acest lucru se reflectă în clasificarea peștilor: oamenii de știință îi numesc pe primii physoclists (vezical închis), iar pe al doilea - fizostomi (vezical deschis). La fizocliști, gazele intră în vezică din sânge prin corpul roșu - o colecție de capilare pe peretele său, iar în fizostomi - prin intestine pur și simplu înghit aerul;

Apropo, expansiune cu tragere în aer, compresie cu împingere afară, iar în cele cu burta deschisă și prin gură... asta nu vă amintește de nimic? Ușoare, desigur! Da, vezica natatoare este „strămoșul” evolutiv al plămânilor pe care i-au dobândit animalele terestre, inclusiv noi.

O vezică natatoare este tipică pentru majoritatea peste osos. Din punct de vedere embrionar, apare ca o excrescență a părții dorsale a tubului digestiv. La multe specii se pierde legatura dintre vezica urinara si esofag (peste vezical inchis), dar la unele se mentine pe viata (peste vezical deschis). Vezica natatoare îndeplinește în principal o funcție hidrostatică, care este cauzată de o modificare a volumului de gaze din vezică și, în consecință, duce la o modificare a densității corporale a peștilor. La peștii cu vezici deschise, o modificare a volumului vezicii urinare se realizează prin comprimarea acesteia sau, dimpotrivă, extinderea la înghițirea aerului; în vezicule închise prin absorbție sau, dimpotrivă, eliberare de gaze printr-o rețea specială de capilare ale glandei gazoase (plexul miraculos). Gazul care umple vezica natatoare este predominant azot. La unii pești, vezica natatoare este conectată printr-un sistem de oase (așa-numitul aparat Weberian) cu urechea internă - labirintul membranos. Odată cu participarea sa, modificările volumului vezicii urinare asociate cu modificările poziției peștilor în coloana de apă sunt transmise canalelor semicirculare ale urechii interne, adică. organ al echilibrului. În plus, dispozitivul Weber transmite sunete. care sunt percepute de suprafata corpului, rezoneaza in vezica natatoare si sunt transmise organului auditiv (labirint membranos). În general, aspectul vezicii natatoare se datorează probabil ponderii corpului peștelui din cauza formării unui schelet osos.

Vezica de înot și caracteristicile hidrodinamice ale peștilor

Flotabilitatea peștilor (raportul dintre densitatea corpului unui pește și densitatea apei) poate fi neutră (0), pozitivă sau negativă. La majoritatea speciilor, flotabilitatea variază de la +0,03 la –0,03. Cu flotabilitate pozitivă, peștii plutesc la suprafață, cu flotabilitate neutră plutesc în coloana de apă, iar cu flotabilitate negativă se scufundă.

Orez. 10. vezica natatoare Cyprinidae.

Flotabilitatea neutră (sau echilibrul hidrostatic) la pești este atinsă:

1) utilizarea vezicii natatoare;

2) hidratarea mușchilor și luminarea scheletului (la peștii de adâncime)

3) acumulare de grăsime (rechini, ton, macrou, lipa, gobi, loaches etc.).

Majoritatea peștilor au vezică natatoare. Apariția sa este asociată cu aspectul scheletului osos, care crește gravitație specifică peste osos. Peștii cartilaginoși nu au vezică înotătoare; peștii osoși nu îi au la peștii care locuiesc pe fund (gobii, lipa, peștii loful), peștii de adâncime și unele specii care înoată rapid (ton, bonito, macrou). Un dispozitiv hidrostatic suplimentar la acești pești este forța de ridicare, care este generată din cauza eforturilor musculare.

Vezica natatoare se formează ca urmare a proeminenței peretelui dorsal al esofagului, funcția sa principală este hidrostatică. Vezica natatoare percepe si ea modificari ale presiunii si este direct legata de organul auzului, fiind un rezonator si reflector al vibratiilor sonore. La loaches, vezica natatoare este acoperită cu o capsulă osoasă, și-a pierdut funcția hidrostatică și a dobândit capacitatea de a percepe modificări. presiune atmosferică. La peștele pulmonar și la ganoidele osoase, vezica natatoare îndeplinește funcția de respirație. Unii pești sunt capabili să emită sunete folosind vezica lor natatoare (codul, merluciu).

Vezica natatoare este un sac elastic relativ mare care este situat sub rinichi. S-a întâmplat:

1) nepereche (majoritatea peștilor);

2) pereche (pești plămâni și multi-pene).

Mulți pești au o vezică natatoare cu o singură cameră (somon), unele specii au două camere (cyprinidae) sau trei camere (bug), camerele comunică între ele. La o serie de pești, procesele oarbe se extind de la vezica natatoare, conectându-o la urechea internă (hering, cod etc.).

Vezica natatoare este umplută cu un amestec de oxigen, azot și dioxid de carbon. Raportul gazelor din vezica natatoare a peștilor variază și depinde de tipul de pește, adâncimea habitatului, stare fiziologică etc. La peștii de adâncime, vezica natatoare conține mult mai mult oxigen decât la speciile care trăiesc mai aproape de suprafață. Peștii cu vezică natatoare sunt împărțiți în vezical deschis și vezical închis. La peștii cu vezical deschis, vezica natatoare este conectată la esofag printr-un canal de aer. Acestea includ peștii pulmonari, multi-pene, ganoide cartilaginoase și osoase și teleostei - în formă de hering, în formă de crap, în formă de știucă. La heringul atlantic, șprotul și hamsia, pe lângă conducta de aer obișnuită, există un al doilea canal în spatele anusului, care conectează înapoi vezica natatoare cu mediul extern. La peștii cu vezical închis nu există conductă de aer (ca biban, cod, chefin etc.). Umplerea inițială a vezicii natatoare cu gaze la pește are loc atunci când larva înghite aerul atmosferic. Astfel, la larvele de crap acest lucru are loc la 1–1,5 zile după ecloziune. Dacă acest lucru nu se întâmplă, dezvoltarea larvei este întreruptă și aceasta moare. La peștii cu vezical închis, vezica natatoare pierde în cele din urmă contactul cu mediul extern la peștii cu vezici deschise, conducta de aer rămâne intactă de-a lungul vieții; Reglarea volumului de gaze din vezica natatoare a peștilor cu vezică închisă are loc folosind două sisteme:

1) glanda gazoasă (umple vezica urinară cu gaze din sânge);

2) oval (absoarbe gazele din vezica urinara in sange).

Glanda gazoasă este un sistem de vase arteriale și venoase situate în partea anterioară a vezicii natatoare. O zonă ovală din căptușeala interioară a vezicii natatoare cu pereți subțiri, înconjurată de un sfincter muscular, este situată în partea din spate a vezicii urinare. Când sfincterul se relaxează, gazele din vezica natatoare intră în stratul mijlociu al peretelui său, unde există capilare venoase și se difuzează în sânge. Cantitatea de gaze absorbite este reglată prin modificarea dimensiunii găurii ovale.

Când peștii cu vezici închise se scufundă, volumul gazelor din vezica lor natatoare scade, iar peștii dobândesc flotabilitate negativă, dar odată ce ating o anumită adâncime se adaptează la ea eliberând gaze în vezica natatoare prin glanda gazoasă. Când peștele crește, când presiunea scade, volumul gazelor din vezica natatoare crește, excesul lor este absorbit prin oval în sânge și apoi eliminat în apă prin branhii. Peștii cu vezici deschise nu au un oval; excesul de gaze este expulzat printr-un canal de aer. Majoritatea peștilor cu vezical deschis nu au glandă gazoasă (hering, somon). Secreția de gaze din sânge în vezică este slab dezvoltată și se realizează folosind epiteliul situat pe stratul interior al vezicii urinare. Mulți pești cu vezical deschis captează aerul înainte de scufundare pentru a asigura o flotabilitate neutră la adâncime. Cu toate acestea, în timpul scufundărilor puternice nu este suficient, iar vezica natatoare este umplută cu gaze provenite din sânge.

Vezica natatoare poate îndeplini funcții hidrostatice, respiratorii și producătoare de sunet. Absent la peștii vele, precum și la peștii de fund și la peștii de adâncime. La acesta din urmă, flotabilitatea este asigurată în principal de grăsime datorită incompresibilității sale sau datorită densității inferioare a corpului peștilor, cum ar fi în ancistrus, golomyanok și drop fish. În timpul procesului de evoluție, vezica natatoare a fost transformată în plămânii vertebratelor terestre.

YouTube enciclopedic

1 / 3

Biologie 74. Vulpea rosie. Vezica natatoare la pește - Academia de Științe Divertisment

Biologie | Pregătirea pentru Jocurile Olimpice din 2017 | Provocarea vezicii înotătoare

Belov Alexander Ivanovici, Minciuna darwinismului

Subtitrări

Descriere

În timpul dezvoltării embrionare a peștilor, vezica natatoare apare ca o excrescență dorsală a tubului intestinal și este situată sub coloana vertebrală. În curs dezvoltare ulterioară canalul care leagă vezica natatoare de esofag poate dispărea. În funcție de prezența sau absența unui astfel de canal, peștii sunt împărțiți în vezical deschis și închis. În peștii cu vezică deschisă ( fizostom) vezica natatoare este legată de-a lungul vieții de intestine printr-un canal de aer prin care intră și ies gazele. Astfel de pești pot înghiți aer și pot controla astfel volumul vezicii natatorii. Vezicile deschise includ crapul, heringul, sturionul și altele. La peștii adulți cu vezical închis ( foile fizice) canalul de aer devine supraîncărcat, iar gazele sunt eliberate și absorbite prin corpul roșu - un plex dens de capilare sanguine pe perete interior vezica natatoare.

Funcția hidrostatică

Funcția principală a vezicii natatoare la pești este hidrostatică. Ajută peștele să rămână la o anumită adâncime, unde greutatea apei deplasată de pește este egală cu greutatea peștelui însuși. Atunci când peștele scade în mod activ sub acest nivel, corpul său, experimentând o presiune externă mai mare din apă, se contractă, stoarce vezica natatoare. În acest caz, greutatea volumului de apă deplasat scade și devine greutate mai mică pește și peștele cade jos. Cu cât cade mai jos, cu atât presiunea apei devine mai puternică, cu atât corpul peștelui este mai comprimat și caderea acestuia continuă mai rapid. Dimpotrivă, la urcarea mai aproape de suprafață, gazul din vezica natatoare se extinde și reduce greutatea specifică a peștelui, ceea ce împinge peștele și mai mult spre suprafață.

Astfel, scopul principal al vezicii natatoare este de a oferi flotabilitate zeroîn habitatul obișnuit al peștilor, unde nu trebuie să cheltuiască energie menținându-și corpul la această adâncime. De exemplu, rechinii, cărora le lipsește o vezică natatoare, sunt forțați să mențină adâncimea scufundării lor cu o mișcare activă constantă.

Vezica natatoare.

Vezica natatoare strălucitoare, plină de aer, care se află în cavitatea corpului mai aproape de spate și atrage în primul rând privirea când deschidem peștele, deși nu are nimic de-a face cu digestia alimentelor, se dovedește totuși a fi o excrescere a canalului intestinal. Pentru unii, rămâne conectat la el pe tot parcursul vieții printr-un tub de aer îngust (cum ar fi o bulă în știucă, crap, caras, gândac); în altele, doar embrionul are acest tub, iar apoi devine supraîncărcat și vezica urinară este separată de intestin (biban, șălaș, biban). Forma vezicii urinare variază între diferiți pești.

Funcțiile vezicii natatoare.

1. Vezica natatoare servește ca un aparat hidrostatic pentru pești. Echivalează greutatea corpului cu greutatea apei din jur și permite peștilor să stea fără efort la orice adâncime. Gazul care umple vezica urinară este eliberat din sânge prin pereții vaselor capilare mici care se ramifică în pereții vezicii urinare. Când eliberarea gazelor din sânge în bule crește, bula se extinde, crescând volumul total al corpului peștelui, greutatea sa volumetrică scade - iar peștele plutește în sus. Dacă, dimpotrivă, unele gaze sunt din nou absorbite de sânge, volumul vezicii urinare și al întregului corp devine mai mic și greutatea volumetrică crește - peștele se scufundă mai adânc.

2. A doua, și mai importantă funcție a vezicii natatoare este legată de activitatea sistemului circulator. Când un pește se ridică din straturile inferioare în cele superioare, unde corpul său suferă o presiune mai mică, se modifică și saturația sângelui cu gaze. În aceste condiții, sângele se dovedește a fi suprasaturat cu gaze, iar dacă aceste gaze ar fi eliberate sub formă de bule libere, acest lucru ar duce la blocarea vaselor de sânge și la moartea peștilor. Vezica natatoare este organul care reglează conținutul de gaze din sânge. pe a lui suprafata interioara Mulți pești au așa-numitul corp roșu - o rețea foarte ramificată de capilare, prin care gazele în exces sunt eliberate din sânge sau, dimpotrivă, gazele sunt absorbite în sânge dacă nu sunt suficiente în el.

În structura acestui organ, atât de simplă la prima vedere, mai poate fi remarcat un detaliu interesant: o pereche de procese se extind din partea din față a vezicii urinare spre ureche - organul echilibrului, care primește în acest fel semnale despre schimbările în presiunea externă asupra vezicii urinare atunci când peștele se mișcă în jos sau în sus.

Există pești care nu au vezică natatoare; printre peste osos acestea vor fi specii care, de obicei, stau pe fund (de exemplu, gubii, lipa). De asemenea, rechinii nu au vezică natatoare.

După lucrul în grup, se discută principalele probleme. Vorbește câte un elev din fiecare grupă o poveste scurtă, care conține o caracteristică a sistemului de organe și o concluzie, care este notă în caiete de către toți elevii.

Funcționarea coordonată a organelor și sistemelor de organe este asigurată de sistem nervos.