Ena najljubših dobrot ribičev je ribji plavalni mehur, pečen na ognju ... seveda pa narava tega organa ni ustvarila za človeško zabavo. In zakaj?

Odgovor je očiten: ribe potrebujejo plavalni mehur, da lahko plavajo – ali natančneje, da ostanejo na določeni globini. To je nekaj podobnega naravnemu hidrostatičnemu senzorju.

Predstavljajmo si, da je riba potonila malo globlje. Pritisk vode na njeno telo se je takoj povečal. Zaradi povečanja pritiska se začne plavalni mehur krčiti in iz sebe potiska zrak – in to se zgodi samodejno, ribe tega procesa ne morejo nadzorovati prostovoljno.

Kot se spomnimo iz šolskega tečaja fizike, je zrak lažji od vode. Torej, če se je količina zraka v mehurčku zmanjšala, je riba postala nekoliko težja in se lažje potopi. Če bi bila njena teža konstantna, bi se morala zelo potruditi, da bi potonila, a lahko bi rekli, da mehurček namesto nje opravi polovico dela.

Živčni končiči, ki prebadajo mehur, prenašajo v centralno živčni sistem ustrezne signale, zaradi katerih riba zazna, na kateri globini je, kakšen pritisk doživlja, in temu prilagodi svoje gibanje.

Če se riba dvigne, se vse zgodi ravno nasprotno: pritisk vode na ribje telo se zmanjša, plavalni mehur se razširi in vleče zrak. Teža ribe se zmanjša in lažje se dvigne.

Ta funkcija plavalnega mehurja pojasnjuje, zakaj ga ni v globokomorske ribe in tisti, ki vodijo spodnji način življenja - zakaj ga potrebujejo, če nikoli ne poskušajo priti na površje!

Vendar pa je hidrostatika glavna, a ne edina funkcija plavalnega mehurja. Ribe veljajo za "model" tišine, vendar se ihtiologi s tem ne bodo nikoli strinjali. Ribe so povsem sposobne pošiljati signale svoji vrsti, pretvarjati tresljaje vode v zvočne valove – in to počnejo tudi s pomočjo plavalnega mehurja.

Kako so ribe pridobile tako koristno pridobitev?

Na to vprašanje odgovarja embrionalni razvoj. Plavalni mehur nastane iz izrastka črevesne cevi. Na splošno to ni presenetljivo, saj je bila prva stvar, ki je nastala v najstarejših večceličnih organizmih, črevesna votlina, drugi organi so tako ali drugače morali izhajati iz nje. Možne pa so še druge možnosti: prehod med črevesjem in plavalni mehur pri nekaterih vrstah rib se zarašča, pri drugih se ohranja. To se odraža v klasifikaciji rib: znanstveniki prve imenujejo fiziklisti (zaprti mehurčki), drugi pa fizostomi (odprti mehurčki). Pri fizoklistih plini vstopajo v mehur iz krvi skozi rdeče telo - zbirko kapilar na njegovi steni, pri fizostomah pa skozi črevesje preprosto pogoltnejo zrak.

Mimogrede, raztezanje z vlečenjem zraka, stiskanje s potiskanjem ven, pri odprtih trebušastih tudi skozi usta ... vas to ne spominja na nič? Lahek, seveda! Da, plavalni mehur je evolucijski »prednik« pljuč, ki so jih pridobile kopenske živali, vključno z nami.

Za večino je značilen plavalni mehur kostne ribe. Embrionalno je videti kot izrastek dorzalne strani prebavne cevi. Pri mnogih vrstah se povezava med mehurjem in požiralnikom izgubi (zaprte mehurjaste ribe), pri nekaterih pa se ohrani vse življenje (odprte mehurjaste ribe). Plavalni mehur opravlja predvsem hidrostatsko funkcijo, ki nastane zaradi spremembe prostornine plinov v mehurju in posledično povzroči spremembo telesne gostote rib. Pri odprtih vezikalnih ribah se sprememba prostornine mehurja doseže s stiskanjem ali, nasprotno, razširitvijo pri požiranju zraka; v zaprtih mehurčkih z absorpcijo ali, nasprotno, sproščanjem plinov s posebno mrežo kapilar plinske žleze (čudežni pleksus). Plin, ki polni plavalni mehur, je pretežno dušik. Pri nekaterih ribah je plavalni mehur povezan s sistemom kosti (tako imenovani Weberjev aparat) z notranjim ušesom - membranskim labirintom. Z njegovo udeležbo se spremembe volumna mehurja, povezane s spremembami položaja rib v vodnem stolpcu, prenašajo v polkrožne kanale notranjega ušesa, tj. organ ravnotežja. Poleg tega naprava Weber oddaja zvoke. ki jih zazna površina telesa, resonirajo v plavalnem mehurju in se prenesejo v slušni organ (membranski labirint). Na splošno je pojav plavalnega mehurja verjetno posledica obtežitve ribjega telesa zaradi oblikovanja kostnega skeleta.

PLAVALNI MEHUR IN HIDRODINAMIČNE ZNAČILNOSTI RIBE

Vzgon rib (razmerje med gostoto ribjega telesa in gostoto vode) je lahko nevtralen (0), pozitiven ali negativen. Pri večini vrst se vzgon giblje od +0,03 do –0,03. Pri pozitivnem vzgonu ribe priplavajo na površje, pri nevtralnem vzgonu lebdijo v vodnem stolpcu, pri negativnem pa potonejo.

riž. 10. Cyprinidae plavalni mehur.

Nevtralno plovnost (ali hidrostatsko ravnovesje) pri ribah dosežemo:

1) z uporabo plavalnega mehurja;

2) hidracija mišic in posvetlitev okostja (pri globokomorskih ribah)

3) kopičenje maščobe (morski psi, tuna, skuša, iverka, gobi, loaches itd.).

Večina rib ima plavalni mehur. Njegov pojav je povezan s pojavom kostnega skeleta, ki se povečuje specifična težnost kostne ribe. Hrustančnice nimajo plavalnega mehurja, kostne ribe pa ga nimajo pridnene ribe (gobi, iverke, kepice), globokomorske ribe in nekatere hitro plavajoče vrste (tun, palamida, skuša). Dodatna hidrostatična naprava pri teh ribah je dvižna sila, ki nastane zaradi mišičnih naporov.

Plavalni mehur nastane kot posledica protruzije dorzalne stene požiralnika, njegova glavna funkcija je hidrostatična. Plavalni mehur zaznava tudi spremembe tlaka in je neposredno povezan z organom sluha, saj je resonator in reflektor zvočnih vibracij. Plavalni mehur je pri vijunih prekrit s kostno kapsulo, izgubil je hidrostatsko funkcijo in pridobil sposobnost zaznavanja sprememb. zračni tlak. Pri pljučnih ribah in koščenih ganoidih plavalni mehur opravlja funkcijo dihanja. Nekatere ribe so sposobne oddajati zvoke s pomočjo svojega plavalnega mehurja (trska, oslič).

Plavalni mehur je razmeroma velika elastična vreča, ki se nahaja pod ledvicami. Zgodi se:

1) neparni (večina rib);

2) seznanjene (pljučne in večpernate).

Številne ribe imajo enokomorni plavalni mehur (losos), nekatere vrste imajo dvokomorni (ciprinidi) ali triprekatni (hrošč), komore med seboj komunicirajo. Pri številnih ribah se slepi procesi raztezajo od plavalnega mehurja in ga povezujejo z notranjim ušesom (sled, trska itd.).

Plavalni mehur je napolnjen z mešanico kisika, dušika in ogljikovega dioksida. Razmerje plinov v plavalnem mehurju rib je različno in je odvisno od vrste ribe, globine habitata, fiziološko stanje itd. Pri globokomorskih ribah vsebuje plavalni mehur bistveno več kisika kot pri vrstah, ki živijo bližje površini. Ribe s plavalnim mehurjem delimo na odprto mehurjaste in zaprto mehurjaste. Pri ribah z odprtim mehurjem je plavalni mehur povezan s požiralnikom preko zračnega kanala. Sem spadajo pljučne ribe, večpernati, hrustančni in kostni ganoidi ter teleosti - v obliki sleda, krapa, ščuke. Pri atlantskem sledu, papalini in sardonu je poleg običajnega zračnega kanala za anusom še drugi kanal, ki povezuje nazaj plavalnega mehurja z zunanjim okoljem. Pri ribah z zaprtim mehurčkom ni zračnega kanala (podobno ostrižu, trski, mulu itd.). Začetno polnjenje plavalnega mehurja s plini pri ribah se pojavi, ko ličinka pogoltne atmosferski zrak. Tako se pri ličinkah krapa to zgodi 1–1,5 dni po izvalitvi. Če se to ne zgodi, je razvoj ličinke moten in ta umre. Pri ribah z zaprtim mehurjem plavalni mehur sčasoma izgubi stik z zunanjim okoljem; pri ribah z odprtim mehurjem zračni kanal ostane nedotaknjen vse življenje. Regulacija prostornine plinov v plavalnem mehurju rib z zaprtim mehurjem poteka z uporabo dveh sistemov:

1) plinska žleza (napolni mehur s plini iz krvi);

2) ovalen (absorbira pline iz mehurja v kri).

Plinska žleza je sistem arterijskih in venskih žil, ki se nahajajo v sprednjem delu plavalnega mehurja. Ovalno območje v notranji sluznici plavalnega mehurja s tankimi stenami, obdano z mišičnim sfinkterjem, se nahaja na zadnji strani mehurja. Ko se sfinkter sprosti, vstopijo plini iz plavalnega mehurja v srednjo plast njegove stene, kjer so venske kapilare, in difundirajo v kri. Količino absorbiranih plinov uravnavamo s spreminjanjem velikosti ovalne luknje.

Ko se zaprtomehurjaste ribe potapljajo, se prostornina plinov v njihovem plavalnem mehurju zmanjša in ribe pridobijo negativen vzgon, vendar se ob dosegu določene globine nanj prilagodijo tako, da skozi plinsko žlezo sproščajo pline v plavalni mehur. Ko se riba dvigne, ko se tlak zmanjša, se volumen plinov v plavalnem mehurju poveča, njihov presežek se skozi oval absorbira v kri in nato skozi škrge odstrani v vodo. Ribe z odprtimi mehurji nimajo ovalne oblike, odvečni plini se izločajo skozi zračni kanal. Večina rib z odprtim mehurčkom nima plinske žleze (sled, losos). Izločanje plinov iz krvi v mehur je slabo razvito in se izvaja s pomočjo epitelija, ki se nahaja na notranji plasti mehurja. Številne ribe z odprtimi mehurčki zajamejo zrak pred potopom, da zagotovijo nevtralen vzgon na globini. Vendar pri močnih potopih to ni dovolj in plavalni mehur se napolni s plini, ki prihajajo iz krvi.

Plavalni mehur lahko opravlja hidrostatične, dihalne in zvočne funkcije. Ni pri jadrnicah, pa tudi pri pridnenih in globokomorskih ribah. Pri slednjih zagotavlja plovnost predvsem maščoba zaradi svoje nestisljivosti ali zaradi manjše telesne gostote rib, kot na primer pri ancistrusih, golomjanih in drepih. V procesu evolucije se je plavalni mehur preoblikoval v pljuča kopenskih vretenčarjev.

Enciklopedični YouTube

1 / 3

Biologija 74. Rdeča lisica. Plavalni mehur pri ribah - Akademija zabavnih znanosti

Biologija | Priprave na olimpijske igre 2017 | Izziv plavalnega mehurja

Belov Aleksander Ivanovič, Laž darvinizma

Podnapisi

Opis

Med embrionalnim razvojem rib se plavalni mehur pojavi kot dorzalni izrastek črevesne cevi in ​​se nahaja pod hrbtenico. V delu nadaljnji razvoj kanal, ki povezuje plavalni mehur s požiralnikom, lahko izgine. Glede na prisotnost ali odsotnost takšnega kanala so ribe razdeljene na odprte in zaprte vezikalne. Pri ribah z odprtim mehurjem ( fizostoma) plavalni mehur je vse življenje povezan s črevesjem z zračnim kanalom, skozi katerega vstopajo in izstopajo plini. Takšne ribe lahko pogoltnejo zrak in tako nadzorujejo prostornino plavalnega mehurja. Odprti mehurji so krap, sled, jeseter in drugi. Pri odraslih zaprtih mehurjastih ribah ( fizične liste) zračni kanal se zarašča, plini pa se sproščajo in absorbirajo skozi rdeče telo - gost pleksus krvnih kapilar na notranja stena plavalni mehur.

Hidrostatično delovanje

Glavna funkcija plavalnega mehurja pri ribah je hidrostatična. Ribi pomaga ostati na določeni globini, kjer je teža vode, ki jo izpodrine riba, enaka teži same ribe. Ko riba aktivno pade pod to raven, se njeno telo, ki doživlja večji zunanji pritisk vode, skrči in stisne plavalni mehur. V tem primeru se teža izpodrinjene prostornine vode zmanjša in postane manjša teža riba in riba pade dol. Nižje ko pade, močnejši je pritisk vode, bolj je ribje telo stisnjeno in hitreje se nadaljuje njen padec. Nasprotno, ko se dvignemo bližje gladini, se plin v plavalnem mehurju razširi in zmanjša specifično težo ribe, kar ribo še bolj potisne proti gladini.

Tako je glavni namen plavalnega mehurja zagotoviti ničelni vzgon v običajnem habitatu ribe, kjer ji ni treba porabljati energije za vzdrževanje svojega telesa na tej globini. Na primer, morski psi, ki nimajo plavalnega mehurja, so prisiljeni vzdrževati globino potopa s stalnim aktivnim gibanjem.

Plavalni mehur.

Sijoč, z zrakom napolnjen plavalni mehur, ki leži v telesni votlini bližje hrbtu in najprej pade v oči, ko ribo odpremo, čeprav nima nobene zveze s prebavo hrane, pa se izkaže za izrastek črevesnega kanala. Nekateri ostanejo z njim povezani vse življenje skozi ozko zračno cevko (takšen mehurček pri ščuki, krapu, karasu, ščurku); pri drugih ima to cevko samo zarodek, potem pa se zaraste in se mehur loči od črevesja (ostriž, ruh, ščuk). Oblika mehurja se med različnimi ribami razlikuje.

Funkcije plavalnega mehurja.

1. Plavalni mehur služi ribam kot hidrostatični aparat. Izenači težo telesa s težo vode, ki jo obkroža, in omogoča, da se riba brez napora zadržuje na kateri koli globini. Plin, ki napolni mehur, se sprosti iz krvi skozi stene majhnih kapilarnih žil, ki se razvejajo v stenah mehurja. Ko se sproščanje plinov iz krvi v mehurček poveča, se mehurček razširi, poveča se skupna prostornina ribjega telesa, njegova volumetrična teža se zmanjša - in riba lebdi. Če nasprotno nekaj plinov ponovno absorbira kri, se prostornina mehurja in celotnega telesa zmanjša, volumenska teža pa se poveča - riba potone globlje.

2. Druga, še pomembnejša funkcija plavalnega mehurja je povezana z delom krvožilnega sistema. Ko se riba dvigne iz spodnjih plasti v zgornje, kjer njeno telo doživlja manjši pritisk, se spremeni tudi nasičenost krvi s plini. Pod temi pogoji se izkaže, da je kri prenasičena s plini in če bi se ti plini sprostili v obliki prostih mehurčkov, bi to povzročilo zamašitev krvnih žil in smrt rib. Plavalni mehur je organ, ki uravnava vsebnost plinov v krvi. na njegovem notranja površinaŠtevilne ribe imajo tako imenovano rdeče telo - zelo razvejano mrežo kapilar, skozi katere se odvečni plini sproščajo iz krvi ali pa se plini absorbirajo v kri, če jih je v njej premalo.

V zgradbi tega na prvi pogled tako preprostega organa je opaziti še eno zanimivo podrobnost: od prednjega dela mehurja proti ušesu se razprostira par procesov – organ ravnotežja, ki na ta način sprejema signale o spremembah v zunanji pritisk na mehur, ko se riba premika navzdol ali navzgor.

Obstajajo ribe, ki nimajo plavalnega mehurja; med kostne ribe to bodo vrste, ki se običajno zadržujejo na dnu (na primer golob, iverka). Morski psi tudi nimajo plavalnega mehurja.

Po skupinskem delu sledi razprava o glavnih temah. Iz vsake skupine spregovori en učenec kratka zgodba, ki vsebuje značilnost organskega sistema in sklep, ki ga vsi učenci zapišejo v zvezke.

Usklajeno delovanje organov in organskih sistemov zagotavlja živčni sistem.