A halak légzésének két típusa van: levegő és víz. Ezek a különbségek az evolúció folyamatában keletkeztek és javultak, különféle külső tényezők hatására. Ha a halak csak vízi típusú légzéssel rendelkeznek, akkor ezt a folyamatot a bőrük és a kopoltyújuk segítségével hajtják végre. A levegő típusú halakban a légzési folyamat a supragilláris szervek, az úszóhólyag, a belek és a bőr segítségével történik. A fő légzőszervek természetesen a kopoltyúk, a többi pedig kisegítő. A segéd- vagy kiegészítő szervek azonban nem mindig játszanak másodlagos szerepet, legtöbbször ezek a legfontosabbak.
A halak légzésének változatai
A porcos és csontos halak kopoltyúfedelének szerkezete eltérő. Tehát az elsőkben válaszfalak vannak a kopoltyúrésekben, amelyek külön lyukakkal biztosítják a kopoltyúk kifelé nyílását. Ezeket a válaszfalakat kopoltyúszálak borítják, amelyeket viszont egy vérerek hálózata bélel ki. A kopoltyúfedőknek ez a szerkezete jól látható a ráják és a cápák példáján.
Ugyanakkor a csontos fajoknál ezek a válaszfalak szükségtelenné válnak, mivel a kopoltyúfedők maguktól mozgathatók. A halak kopoltyúívei támaszként működnek, amelyen a kopoltyúszálak találhatók.
A kopoltyúk funkciói. Kopoltyúívek
A kopoltyúk legfontosabb funkciója természetesen a gázcsere. Segítségükkel az oxigén felszívódik a vízből, és szén-dioxid (szén-dioxid) szabadul fel benne. De kevesen tudják, hogy a kopoltyúk is segítik a halakat a víz-só anyagok cseréjében. Így a feldolgozás után karbamid és ammónia kerül a környezetbe, sócsere megy végbe a víz és a h altest között, és ez elsősorban a nátriumionokat érinti.
A halak alcsoportjainak fejlődése és módosulása során a kopoltyúberendezés is megváltozott. Tehát a csontos halakban a kopoltyúk fésűkagylóhoz hasonlítanak, a porcosban lemezekből állnak, a ciklostomák pedig zsák alakú kopoltyúkkal rendelkeznek. A légzőkészülék felépítésétől függően a halak kopoltyúívének szerkezete és funkciói is eltérőek.
Épület
A kopoltyúk a csontos halak megfelelő üregeinek oldalain helyezkednek el, és fedők védik őket. Mindegyik kopoltyú öt ívből áll. Négy kopoltyúív teljesen kialakult, és egy kezdetleges. Kívülről a kopoltyúív domborúbb, az ívek oldalára kopoltyúszálak nyúlnak ki, amelyek porcos sugarakon alapulnak. A kopoltyúívek támaszként szolgálnak a szirmok rögzítéséhez, amelyeket a tövüknél fogva tartanak rajtuk az alapjukkal, és a szabad élek hegyesszögben ki-be váltanak. Magukon a kopoltyúszirmokon vannak az úgynevezett másodlagos lemezek, amelyek a sziromon (vagy más néven szirmokon) helyezkednek el. A kopoltyúkon rengeteg szirm található, különböző halakban 14 és 35 között lehet.milliméter, magassága legfeljebb 200 mikron. Olyan kicsik, hogy a szélességük a 20 mikront sem éri el.
A kopoltyúívek fő funkciója
A gerincesek kopoltyúívei a halak szájürege felé néző íven elhelyezett kopoltyúgereblyézők segítségével szűrőmechanizmus funkcióját látják el. Ez lehetővé teszi a lebegő szilárd anyagok visszatartását a vízoszlopban és a különböző tápanyag-mikroorganizmusokat a szájban.
Attól függően, hogy mit eszik a hal, a kopoltyúgereblyézők is megváltoztak; csontlemezeken alapulnak. Tehát, ha egy hal ragadozó, akkor porzói ritkábban helyezkednek el és alacsonyabbak, és a kizárólag a vízoszlopban élő planktonokkal táplálkozó halakban a kopoltyúk magasak és sűrűbbek. Azokban a halakban, amelyek mindenevő, a porzók a ragadozók és a planktonetetők között középen helyezkednek el.
A tüdőkeringés keringési rendszere
A halak kopoltyúi élénk rózsaszínűek a nagy mennyiségű oxigénnel dúsított vér miatt. Ez a vérkeringés intenzív folyamatának köszönhető. Az oxigénnel (vénás) dúsításra szoruló vér a hal teljes testéből összegyűlik, és a hasi aortán keresztül jut be a kopoltyúívekbe. A hasi aorta két hörgőartériára ágazik, ezt követi a kopoltyú artéria íve, amely viszont számos sziromartériára oszlik, és beborítja a porcos sugarak belső széle mentén elhelyezkedő kopoltyúszálakat. De ez nem a határ. Maguk a sziromartériák hatalmas számú kapillárisra oszlanak, amelyek a belsőt burkoljákés a szirmok külső része. A kapillárisok átmérője olyan kicsi, hogy megegyezik a vörösvértest méretével, amely az oxigént szállítja a véren. Így a kopoltyúívek támaszként szolgálnak a gereblyézők számára, amelyek gázcserét biztosítanak.
A szirmok másik oldalán az összes marginális arteriola egyetlen érvé egyesül, amely egy vért szállító vénába áramlik, amely viszont a hörgőbe, majd a háti aortába.
Ha részletesebben megvizsgáljuk a halak kopoltyúíveit, és szövettani vizsgálatot végzünk, akkor a legjobb a hosszmetszet tanulmányozása. Így nem csak a porzók és szirmok lesznek láthatóak, hanem a légúti ráncok is, amelyek gátat képeznek a vízi környezet és a vér között.
Ezek a redők csak egy réteg hámréteggel vannak bélelve, belül pedig a kapillárisok, amelyeket oszlopsejtek támogatnak (támasztó). A kapillárisok és a légzősejtek gátja nagyon érzékeny a külső környezet hatásaira. Ha a vízben mérgező anyagok szennyeződései vannak, ezek a falak megduzzadnak, leválás következik be, és megvastagodnak. Ez súlyos következményekkel jár, mivel a vérben a gázcsere folyamata akadályozott, ami végül hipoxiához vezet.
Gázcsere halban
Az oxigént a halak passzív gázcserével nyerik. A vér oxigénnel való dúsításának fő feltétele a víz állandó áramlása a kopoltyúkban, és ehhez szükséges, hogy a kopoltyúív és az egész készülék megőrizze szerkezetét, akkor a kopoltyúívek funkciója a halakban nem csökken. károsodott. A diffúz felületnek meg kell őriznie integritásáta hemoglobin megfelelő oxigéndúsítása.
A passzív gázcseréhez a halak kapillárisaiban lévő vér a kopoltyúkban folyó véráramlással ellentétes irányba mozog. Ez a tulajdonság hozzájárul az oxigén szinte teljes kivonásához a vízből és a vér dúsításához. Egyes egyéneknél a vér dúsításának aránya a víz oxigén összetételéhez viszonyítva 80%. A kopoltyúkon keresztüli vízáramlás a kopoltyúüregen keresztül történő szivattyúzásnak köszönhető, míg a fő funkciót a szájkészülék, valamint a kopoltyúfedők mozgása látja el.
Mi határozza meg a halak légzésszámát?
A jellemző sajátosságoknak köszönhetően kiszámítható a halak légzésszáma, amely a kopoltyúfedők mozgásától függ. A víz oxigénkoncentrációja és a vér szén-dioxid-tartalma befolyásolja a halak légzési sebességét. Ráadásul ezek a vízi állatok érzékenyebbek az alacsony oxigénkoncentrációra, mint a vérben lévő nagy mennyiségű szén-dioxidra. A légzésszámot a víz hőmérséklete, pH-ja és sok más tényező is befolyásolja.
A halak különleges képességgel rendelkeznek, hogy kivonják az idegen anyagokat a kopoltyúívek felületéről és üregeikből. Ezt a képességet köhögésnek nevezik. A kopoltyúfedőket időszakosan letakarják, és a víz fordított mozgásának segítségével a kopoltyúkon lévő összes szuszpenziót kimossa a vízáram. Ez a megnyilvánulás halakban leggyakrabban akkor figyelhető meg, ha a víz lebegő anyagokkal vagy mérgező anyagokkal szennyezett.
További kopoltyúfunkciók
A fő, légzőszervi, kopoltyúk mellett végeznekozmoregulációs és kiválasztó funkciók. Valójában a halak ammoniotelikus szervezetek, mint minden vízben élő állat. Ez azt jelenti, hogy a szervezetben lévő nitrogén lebomlásának végterméke az ammónia. A kopoltyúknak köszönhető, hogy ammóniumionok formájában ürül ki a halak testéből, miközben megtisztítja a szervezetet. A kopoltyúkon keresztül passzív diffúzió következtében az oxigén mellett sók, kis molekulatömegű vegyületek, valamint nagyszámú, a vízoszlopban található szervetlen ion is bejut a vérbe. Ezeknek az anyagoknak a felszívódását a kopoltyúkon kívül speciális struktúrák segítségével végzik.
Ez a szám specifikus kloridsejteket tartalmaz, amelyek ozmoszabályozó funkciót látnak el. Képesek mozgatni a klorid- és nátriumionokat, miközben a nagy diffúziós gradienssel ellentétes irányban mozognak.
A kloridionok mozgása a halak élőhelyétől függ. Tehát édesvízi egyedekben az egyértékű ionokat a kloridsejtek a vízből a vérbe juttatják, helyettesítve azokat, amelyek a halak kiválasztó rendszerének működése következtében elvesztek. De a tengeri halakban a folyamat ellenkező irányban megy végbe: a kiválasztás a vérből a környezetbe történik.
Ha a vízben észrevehetően megnő a káros kémiai elemek koncentrációja, akkor a kopoltyúk ozmoregulációs segédfunkciója károsodhat. Ennek eredményeként nem a szükséges mennyiségű anyag kerül a vérbe, hanem sokkal nagyobb koncentrációban, ami hátrányosan befolyásolhatja az állatok állapotát. Ez a sajátosság nemmindig negatív. Tehát a kopoltyúk ezen tulajdonságának ismeretében a halak számos betegsége ellen harcolhat, ha gyógyszereket és vakcinákat juttat közvetlenül a vízbe.
Különböző halak bőrlégzése
Abszolút minden hal képes bőrlégzésre. Ez csak a fejlettség mértéke - számos tényezőtől függ: ez az életkor, a környezeti feltételek és sok más. Tehát, ha egy hal tiszta folyóvízben él, akkor a bőrlégzés százalékos aránya elenyésző, és csak 2-10%, míg az embrió légzési funkciója kizárólag a bőrön, valamint az érrendszeren keresztül történik. az epehólyag.
Béllégzés
Az élőhelytől függően változik a halak légzése. Tehát a trópusi harcsa és a csíkhal aktívan lélegzik a belekben. Lenyeléskor levegő jut oda, és már egy sűrű érhálózat segítségével behatol a vérbe. Ez a módszer a halakban kezdett kialakulni sajátos környezeti feltételek miatt. A tározókban lévő vízben a magas hőmérséklet miatt alacsony az oxigénkoncentrációja, amit súlyosbít a zavarosság és az áramlás hiánya. Az evolúciós átalakulások eredményeként a halak az ilyen tározókban megtanulták túlélni a levegőből származó oxigént.
További úszóhólyag funkció
Az úszóhólyagot hidrosztatikus szabályozásra tervezték. Ez a fő funkciója. Egyes halfajoknál azonban az úszóhólyag légzésre alkalmas. Légtartályként használják.
Épülettípusokúszóhólyag
Az úszóhólyag anatómiai felépítésétől függően minden h altípus a következőkre oszlik:
- buborék megnyitása;
- zárt buborékok.
Az első csoport a legtöbb és a fő, míg a zárt hólyagú halak csoportja nagyon kicsi. Ide tartozik a süllő, a márna, a tőkehal, a pálcika stb. A nyitott hólyagú halakban, ahogy a neve is sugallja, az úszóhólyag nyitott a fő bélfolyammal való kommunikációra, míg a zárt hólyagú halakban nem.
A ciprinidáknak sajátos úszóhólyag-szerkezetük is van. Hátsó és elülső kamrára van osztva, amelyeket egy keskeny és rövid csatorna köt össze. A hólyag elülső kamrájának falai két külső és belső héjból állnak, míg a hátsó kamrából hiányzik egy külső.
Az úszóhólyag egy sor laphámréteggel van bélelve, amely után egy sor laza kötő-, izom- és érszövetréteg található. Az úszóhólyag csak rá jellemző gyöngyházfényű, amit egy speciális sűrű, rostos szerkezetű kötőszövet biztosít. A buborék kívülről történő erősségének biztosítása érdekében mindkét kamrát rugalmas savós membrán borítja.
Labirint orgona
Kis számú trópusi hal olyan sajátos szervet fejlesztett ki, mint a labirintus és a szupragill. Ebbe a fajba tartoznak a makrolábúak, a gurámik, a kakasok és a kígyófejek. A formán képződmények figyelhetők megelváltozások a garatban, amely a supragilláris szervvé alakul át, vagy a kopoltyúüreg kinyúlik (ún. labirintusszerv). Fő céljuk, hogy képesek legyenek oxigént nyerni a levegőből.
