Дыхательная система и газообмен
Цель занятия:изучить дыхательную систему рыб и газообмен.
Материалы: плакаты, таблицы.
Основные органы дыхания рыб (жабры)
Большинство рыб дышат растворённым в воде кислородом, но есть виды, приспособившиеся частично и к воздушному дыханию (двоякодышащие, прыгун, змееголов и др.).
л
| пучки слизистой, имеющие богатую сеть капилляров |
| мешочки со складочками (у рыбообразных) |
| пластинки |
| лепестки |
В табл. 16. представлены основные органы извлечения кислорода из воды в разные возрастные периоды
Таблица 16
Органы дыхания рыб в разные возрастные периоды
| Органы дыхания рыб | Органы дыхания рыб, особенности их строения |
| Органы дыхания рыб в эмбриональный период развития | У зародышей и личинок, когда жаберный аппарат ещё не сформирован, а кровеносная система уже функционирует органами дыхания служат: 1. Поверхность тела и система кровеносных сосудов – Кювьеровы протоки, вены спинного и хвостового плавников, подкишечная вена, сеть капилляров на желточном мешке, голове, плавниковой кайме и жаберной крышке; 2. Наружные жабры (рис. 18). Всё это временные, специфические личиночные образования, исчезающие после образования дефинитивных органов дыхания. Чем хуже условия дыхания эмбрионов и личинок, тем сильнее развивается кровеносная система или наружные жабры. Поэтому у рыб, близких в систематическом отношении, но различающихся экологией нереста, степень развития личиночных органов дыхания различна. |
| Органы дыхания взрослых рыб: жабры | У костистых рыб жаберный аппарат состоит из пяти жаберных дуг, располагающихся в жаберной полости и прикрытых жаберной крышкой. Четыре дуги на внешней выпуклой стороне имеют по два ряда жаберных лепестков, поддерживаемых опорными хрящами. Жаберные лепестки покрыты тонкими складками – лепесточками. Функция лепесточков: газообмен. Число лепестков варьирует. Полезная дыхательная поверхность жабр представлена в табл. 17. К основанию жаберных лепестков подходит приносящая жаберная артерия, её капилляры пронизывают лепесточки; из них окисленная (артериальная) кровь по выносящей жаберной артерии попадает в корень аорты. В капиллярах кровь течёт в направлении, противоположном току воды (рис. 19). Более активные рыбы имеют большую поверхность жабр: у окуня она почти в 2,5 раза больше, чем у камбалы. Противоток крови в капиллярах и омывающей жабры воды обеспечивает полное насыщение крови кислородом (рис. 20). При вдохе рот открывается, жаберные дуги отходят в стороны, жаберные крышки наружным давлением плотно прижимаются к голове и закрывают жаберные щели. Вследствие уменьшения давления вода всасывается в жаберную полость, омывая жаберные лепестки. При выдохе рот закрывается, жаберные дуги и жаберные крышки сближаются, давление в жаберной полости увеличивается, жаберные щели открываются и вода выталкивается через них наружу. За сутки через жабры прокачивается не меньше 1 м3 воды на 1 кг массы тела. В капиллярах жаберных лепесточков из воды поглощается кислород (он связывается гемоглобином крови) и выделяются двуокись углерода, аммиак, мочевина. Большую роль жабры играют и в водносолевом обмене, регулируя поглощение или выделение воды и солей. Жаберный аппарат чутко реагирует на состав воды: такие токсиканты, как аммиак, нитриты, СО2, при повышенном содержании поражаются респираторные складки в первые же 4 часа контакта. |
Таблица 17
Площадь жаберной поверхности у некоторых видов рыб
| Вид рыбы | Масса, г | Дыхательная поверхность жабр, см2/г |
| Серебряный карась | 1,7 | |
| Камбала | 6,7 | |
| Окунь | 16,7 | |
| Угорь | 0,9 | |
| Плотва | 1,9 | |
| Форель | 2,2 | |
| Тунец | 26,0 |
Рис. 18. Органы дыхания у эмбрионов рыб: а – пелагическая рыба; б – карп; в – вьюн; 1 – Кювьеровы протоки; 2 – нижняя хвостовая вена; 3 – сеть капилляров; 4 – наружные жабры
Рис. 19. Схема противотока крови и воды в жабрах рыб: 1 – хрящевой стержень; 2 – жаберная дуга; 3 – жаберные лепестки; 4 – жаберные пластинки; 5 – приносящая артерия от брюшной аорты; 6 – выносящая артерия к спинной аорте
Рис. 20. Механизм дыхания взрослой рыбы: а – вдох; б - выдох