Почему рыбы дышат жабрами. Почему и как рыбы дышат под водой

Легкие человека, легкие млекопитающих должны быть сухими. Мы не можем дышать под водой. Но рыбы живут в воде и они не могут жить на суше. Как же они тогда дышат в воде? Почему рыбы могут дышать под водой?

Человеку и млекопитающим нужен кислород, чтобы дышать. Мы вдыхаем воздух и дышим кислородом. Рыбам тоже нужен кислород для дыхания! Для того, чтобы выделить кислород из воды у рыб есть жабры , которые располагаются по обе стороны головы.

Жабры это пористый орган с массой кровеносных сосудов.

Рыба заглатывает воду, вода проходит через тонкие стенки жабр.

Концентрация кислорода в крови рыбы всегда меньше, чем в воде, за счет этого и происходит диффузия. Растворенный из воды кислород переходит в кровь.

Кислород подхватывается гемоглобином в красных кровяных клетках, а затем транспортируется по всему телу рыбы.

Кислород поглощается тканями и используется в важных клеточных функциях. Таким образом рыбы извлекают кислород из воды и дышат им.

Возможно, вам будет интересно, а почему дельфины и киты плавают у поверхности воды и не заплывают глубоко. Потому что это вовсе не рыбы! Киты и дельфины являются млекопитающими, как и люди. У них есть легкие для дыхания. Им нужен воздух, чтобы дышать.

Для справки

Вода — это оксид водорода. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Химическая формула воды: Н 2 O.

Как дышит рыба в воде? Очень интересный вопрос, ответить на него совсем не сложно. Она дышит жабрами, но как именно это происходит, ведь вода - это не воздух? И все ли рыбы имеют жабры? А могут ли они дышать атмосферным воздухом? А как они получают кислород из воды? Так много вопросов возникает сразу, если только задуматься, как можно дышать в воде. Попытаемся найти на них ответы.

Органы дыхания рыб

Основным органом дыхания рыб являются жабры. Они располагаются возле головы в жаберной полости. Это парный орган. К тому же они очень нежны, поэтому для защиты их прикрывает сверху жаберная крышка. Но все ли жабры имеют одинаковое строение? Конечно же, нет. У разных групп рыб оно разное. Например, у круглоротых жабры мешковидные, а у хрящевых, например акул, они пластинчатые. А вот у самой большой группы - костистых рыб - жабры гребенчатые. Они имеют самое сложное строение. Также очень интересный факт: в отличие от всех других костистые рыбы «дышат» через рот. А вот у круглоротых миксин и хрящевых скатов вода с кислородом поступает снаружи. В процессе эволюции органы дыхания рыб постоянно усложнялись и усовершенствовались. Большинство рыб дышит кислородом, растворенным в воде, но есть и исключения, те, что могут использовать и воздух.

Двоякодышащие рыбы

Двоякодышащие рыбы дышат так же, как и все остальные виды. Но есть у них одна интересная особенность. Эта весьма древняя группа рыб имеет не только жаберное, но еще и легочное дыхание. Когда-то эти виды были широко распространены на Земле. Сейчас существует только один отряд - рогозубообразные. Они встречаются в Австралии, Африке и Южной Америке. В качестве органов для осуществления легочного дыхания у этих рыб есть один или два (в зависимости от вида) пузыря. Они расположены на пищеводе с брюшной стороны. Это и позволяет двоякодышащим долгое время находиться в обедненных кислородом водоемах, там, где другие рыбы выжить просто не могут.

Органы дыхания круглоротых

На заре появления рыб, пожалуй, первыми, у кого развились, пусть и не самые сложные, но все же жабры, являются круглоротые. Это даже не совсем рыбы. Миноговые (круглоротые) появились значительно раньше и являются отдельным отрядом бесчелюстные. Их органы дыхания представлены жаберными мешками. Они имеют энтодермальное происхождение и возникли в результате отделения от глотки. Как дышит рыба минога с их помощью? У нее есть семь парных жаберных мешков, в каждом из них по два отверстия. Первое называется наружным, а второе - внутренним, оно ведет в дыхательную трубку. К тому же это отверстие может постоянно открываться и закрываться. Сама дыхательная трубка сформировалась в результате деления глотки. Верхняя ее часть стала пищеварительной, а нижняя - дыхательной. У большинства миноговых наружные жаберные отверстия объединены в один канал. Он открывается чуть дальше последнего жаберного мешка. У миног и миксин носовое отверстие соединено с глоткой. Поэтому, даже когда рыба зарывается в песок, она может дышать. Когда круглоротые питаются, то вода проникает в жаберные мешки не через ротовую или носовую полость, а через наружные жаберные отверстия.

Строение жаберного аппарата костистых рыб

Костистые рыбы дышат жабрами. Они имеют сложное строение. Итак, жаберный аппарат состоит из пяти жаберных дуг. Они находятся в специальной полости за головой. Для того чтобы защитить дуги от механических повреждений, их сверху покрывает твердая и прочная жаберная крышка. Она растет по мере увеличения рыбы в размерах. Жаберные дуги на внешней стороне имеют два ряда лепестков, которые поддерживаются опорными хрящами. В них происходит процесс газообмена. К жаберным лепесткам подходит артерия и приносит артериальную кровь. Здесь она обогащается кислородом и разносит его ко всем органам и тканям. С внутренней стороны находятся жаберные тычинки. Они выполняют роль фильтра и защищают от попадания пищевых частичек.

Как дышит рыба в воде?

Дыхание рыб происходит следующим образом. При вдохе она открывает широко ротовое отверстие. При этом жаберные дуги максимально раздвигаются, а жаберная крышка, напротив, плотно прижимается к голове. Таким образом, вода попадает в ротовое отверстие и проходит дальше, но не выходит наружу. Далее, в жаберной полости происходит поглощение кислорода через лепестки. Окисленная кровь, подходя к ним, насыщается. Обогатившись кислородом, она несет его ко всем тканям рыбы. При выдохе ротовое отверстие рыбы закрывается, а жаберные крышки приподнимаются. Таким образом, вода выдавливается наружу. В капиллярах лепесточков на жаберных дугах происходит не только газовый, но и водно-солевой обмен. В воду из кровеносных сосудов выделяется не только углекислый газ, но и аммиак и прочие вещества, которые вырабатываются в ходе метаболизма. Это подробное описание того, как дышат рыбы под водой.

Дополнительные органы дыхания

Но как и у большинства видов, обитающих на Земле, у рыб есть дополнительные органы дыхания. Конечно, главными остаются жабры. Но помимо них, в процессе газообмена участвуют кожа, кишечник и даже специальные органы, такие как легочные мешочки или «лабиринт». Но обо всем этом стоит рассказать по порядку. У многих видов рыб, в особенности у тех, что в качестве места обитания выбирают мутные, обедненные кислородом воды, очень интенсивно осуществляется кожное дыхание. Как дышит рыба кожей? Она просто поглощает кислород через ее поверхность. Иногда такое дыхание даже выходит на первое место. Еще одно приспособление - плавательный пузырь. В нем скапливается воздух, и рыба поглощает кислород из него. Так она может даже некоторое время прожить вне воды. Такую же роль, как и плавательный пузырь, может выполнять и кишечник. У лабиринтовых рыб в жаберной полости есть специальный карманообразный отдел. Его стенки густо пронизаны капиллярами. В них происходят процессы газообмена. Примечательно, что лабиринтовые рыбы дышат атмосферным кислородом. Они могут обойтись без воды в течение нескольких дней. Конечно, это далеко не все примеры того, как удивительно приспосабливаются к окружающей среде разные виды рыб. У них есть еще много секретов, как выжить даже в очень тяжелых условиях.

Страница 4 из 14

Как рыбы дышат?

Ни одно животное не может жить без кислорода. Он есть в воздухе и растворен в воде. Наземные позвоночные дышат кислородом воздуха; их орган дыхания - легкие. Рыбы добывают кислород из воды, для этого у них есть жабры.
Рыба дышит, набирая воду в рот. Через глотку, в которой есть ряды парных отверстий - жаберные щели, вода поступает к расположенным по обе стороны головы жабрам и, омывая их, вытекает из-под жаберной крышки. При этом растворенный в ней кислород через тончайшие покровы жаберных лепестков, пронизанные кровеносными капиллярами, проникает в кровь, а кровеносная система доставляет кислород в клетки. На воздухе у рыбы наступает удушье, как только жаберные лепестки подсыхают и становятся не проницаемыми для кислорода.
Когда рыбы дышат, они «вдыхают» и «выдыхают» не воздух, как люди, а воду. Понаблюдайте за рыбкой в аквариуме: ее рот и жаберные крышки то открываются, то закрываются, обеспечивая организм свежим водным раствором кислорода.

Наземные животные дышат кислородом воздуха с помощью легких, а рыбы - кислородом, растворенным в воде, с помощью жабр. На нижнем рисунке изображена голова трески без жаберной крышки, под которой находятся заходящие друг на друга ряды жаберных лепестков. Две верхние схемы показывают, как дышит костистая рыба. При открытой нёбной складке и закрытом клапане жаберной крышки вода втекает в ротовую полость. Когда дно ротовой полости поднимается, клапан жаберной крышки открывается и вода вытекает, омывая жаберные лепестки, поверхность которых пронизана сетью кровеносных капилляров. Кровь связывает растворенный в воде кислород и отдает углекислый газ.

Однако из этого общего правила есть исключение. В Африке, Южной Америке и Австралии обитают двоякодышащие рыбы, которые дышат не только жабрами, но и плавательным пузырем, соединенным протоком с глоткой. Впрочем, строением их ячеистый плавательный пузырь мало чем отличается от настоящих легких. У большинства современных видов это даже парный орган, как у всех высших позвоночных. Двоякодышащие рыбы втягивают воздух в «легкие» ноздрями при закрытом рте, как и все наземные позвоночные, но, кроме того, они могут дышать и жабрами, как рыбы. Все они - обитатели пресных водоемов, которые в сухой период года частично или полностью пересыхают. Тогда двоякодышащие рыбы залегают в вырытые в грунте норы и впадают в спячку. Африканские протоптеры могут прожить без воды 9 месяцев, а один подопытный протоптер установил рекорд - более четырех лет!
И протоптеры, и южноамериканские чешуйчатники из бассейна Амазонки во время спячки дышат воздухом. Австралийский рогозуб не впадает в спячку и выживает, если от его водоема остается хотя бы зловонная лужа. Даже тогда он, дыша своим непарным «легким», чувствует себя хорошо, но совсем без воды быстро погибает.
Двоякодышащие питаются беспозвоночными, рыбами и земноводными. Нерестятся они в период дождей.
Прежде ученые считали, что наземные позвоночные произошли от древних двоякодышащих. Но теперь твердо установлено, что связующим звеном между рыбами и земноводными были животные из класса почти полностью вымерших кистеперых рыб, а двоякодышащие, тоже вымершие, кроме современных шести видов, - это боковая, тупиковая ветвь эволюции.

Двоякодышащие рыбы Африки, Южной Америки и Австралии - это живые ископаемые, так как они существуют на Земле уже почти 400 млн. лет. В засушливые периоды года они зарываются в грунт, сооружают коконы из слизи и спят в этих норах до тех пор, пока снова не польют дожди.

Почему мы называем рыб холоднокровными?

Температура теплокровных животных - птиц и млекопитающих, а стало быть, и человека - почти постоянна. У здорового человека она колеблется от 36 до 37 °C. В мороз мы одеваемся потеплее.
Это же, по сути, делают все млекопитающие: к зиме у них отрастает густой подшерсток. Плавающих в ледяных водах тюленей греет толстый слой подкожного жира.
А вот температура крови рыб, земноводных и ящериц почти не отличается от температуры воды или воздуха, поэтому она не постоянна. Всех этих животных называют холоднокровными. Приспосабливаясь к понижению температуры, они впадают в спячку или становятся менее активными.
Рыбам уютно и летом в теплой воде, и зимой подо льдом. Однако при резком понижении температуры воды они цепенеют и могут погибнуть. У рыб нет век, поэтому они не закрывают глаза. Кроме того, они не спят крепким сном, как мы.
Но, наблюдая за аквариумными рыбками, можно заметить, что по ночам они хаотично двигаются, то есть, как говорят знатоки, становятся сонными.

Есть ли у рыб зрение, слух и обоняние?

Рыбы видят хуже большинства наземных животных. В воде света меньше, чем на суше, и чем глубже, тем темнее. У некоторых, обитающих на глубине 560 м, где царит вечная темнота, есть органы свечения (фотофоры). Не будь их, рыбы не смогли бы приманивать добычу и находить себе партнеров.
Уравновешивает слабое зрение рыб тончайшее обоняние. Особенно этим отличаются акулы и пираньи. Акулы, которых не зря называют «плавучими носами», чуют запах даже капли крови, растворенной в миллионах литров воды. Эта поразительная способность объясняется тем, что в обонянии участвуют две трети клеток их мозга.
Ученые до сих пор не знают, хорошо ли рыбы слышат. Наружного уха у рыб нет, но есть орган, похожий на наше внутреннее ухо. У многих пресноводных рыб он связан с плавательным пузырем так называемым веберовым аппаратом. Полагают, что он передает звуковые волны от плавательного пузыря, служащего резонатором, к внутреннему уху.
Благодаря боковой линии, особой системе органов чувств, рыбы ощущают малейшие колебания воды. Боковая линия - это система канальцев под кожей. На ней чешуя другой формы или в ней есть отверстия.
Органы боковой линии воспринимают направление и скорость течения, позволяя рыбам ориентироваться в подводной тьме, соблюдать порядок в косяке. Форель «разбежится», даже если мы будем осторожно подкрадываться к ручью, но не потому, что увидит или услышит нас, а потому, что почувствует легкое сотрясение воды у берега от шагов. Сом, обитатель илистых водоемов, многое об окружающем мире узнает с помощью мясистых свисающих усов: они дотрагиваются до предметов, мимо которых иначе он проплыл бы, не заметив. Как и все животные, рыбы ощущают боль, но не столь остро, как люди.

Все живые существа, включая и рыб, нуждаются в наличии кислорода. Этот газ поглощается организмом при дыхании. В среде обитания рыб – воде – содержится настоящий кислород, а не привычный для нас воздух. Кислород, попадая в организм через жабры или дополнительные органы дыхания, проникает в кровь, которая распространяет его по телу рыбы и поддерживает ее жизнедеятельность. В таком же процессе у человека участвуют легкие вместо жабр.

В воде дыхание рыбин главным образом происходит с помощью жабр. Вода, насыщенная кислородом, поступает через рот непосредственно в глотку. Жабры рыбы состоят из жаберной крышки и мягкой кожной отслойки. Во время так называемого вдоха жаберная крышка открывается, а кожная отслойка наоборот прижимается к телу. За чет этого жаберная полость увеличивается, а давление внутри нее уменьшается, и вода втягивается из глотки. Во время выдоха жаберная крышка закрывается и плотно прижимается к телу, и не дает возможности воде вернуться обратно в глотку. При этом жаберная полость сильно уменьшается, а давление в ней повышается, и вода просачивается через кожную отслойку и выходит обратно в среду обитания данной рыбки.

Такой способ дыхания позволяет поглощать кислород в большей степени. У рыб поглощение кислорода составляет почти тридцать процентов. Например, у млекопитающих он составляет менее четверти от всего вдыхаемого кислорода. Если водоем сильно загрязнен, то многие рыбки всплывают на поверхность за воздухом, но, к сожалению, с помощью жабр нельзя из воздуха усвоить кислород. Поэтому, загрязняя водоемы, мы уничтожаем многие виды рыбок. Но есть одна необычная дальневосточная рыбка, ее название лазающий окунь. Ее двигающиеся чешуя, цепляясь за землю, способствует выходу рыбы на берег. Некоторое время она может дышать воздухом, потому что ее жабры смогли приспособиться к поглощению кислорода из воздуха.

Но некоторые отдельные виды рыб кроме жабр имеют дополнительные органы для дыхания. Например, они могут поглощать кислород через кожу. К ним относятся карпы, караси, угри и другие. Когда кислорода в воде не хватает, они используют для дыхания свою кожу. Если положить такую рыбку во влажную траву, то она может прожить там больше половины суток.

Те, кто имеет дома аквариум, наверняка замечал, что рыбки частенько подплывают к поверхности воды и слегка высовывают свою голову. Многие разновидности аквариумных рыбок обладают особым органом, он называется жаберный лабиринт. С его помощью рыбы могут поглощать кислород прямо из воздуха. В тех случаях, когда у рыбки отсутствует возможность подняться на поверхность воды хотя бы один раз за несколько часов, она может погибнуть.

Возможно, вы будете удивлены, но есть одна рыбка, которая при дыхании использует свой кишечник. Это американский сомик. Глотая воздух, они отправляют его в кишечник, стенки которого имеют множество кровеносных сосудов. Именно в нем кровь обогащается дополнительным кислородом.

Еще есть двоякодышащие рыбы. У них есть подобие настоящих легких, которые смогли образоваться из обычного плавательного пузыря.

Именно так и дышат рыбы!

Как известно, рыбы в своей подводной среде обитания дышат с помощью жабр. Вода, которую рыба поглощает через рот, пропускается рыбой через жаберные щели, освобождаясь от растворенного в ней кислорода.

Кислород же усваивается организмом рыбы очень эффективно, гораздо эффективнее, чем даже у наземных млекопитающих.

Правда, не все рыбы дышат исключительно жабрами. Некоторые из них всасывают кислород сквозь кожу. Есть и такие рыбы, которые могут дышать даже на поверхности воды.

Легких у них нет, зато есть особенный орган - жаберный лабиринт. Он дает возможность рыбе дышать воздухом. Но есть один существенный минус: да, такая рыба может выжить и на суше, но постоянно находиться в воде она тоже не может, потому что, чтобы дышать, ей необходим воздух.

Любому живому существу, в том числе и рыбе, для осуществления жизнедеятельности кислород необходим. Он позволяет происходить в теле рыбы химическим реакциям по разложению органических веществ. В результате этих реакций высвобождается энергия, которая дает жизнь всему организму.

Как обеспечить достаточным кислородом аквариумных рыбок? В принципе кислород попадает в воду из соприкасающегося с ней воздуха. Можно активизировать этот процесс, искусственно создавая в воде волны, перекаты и пороги при помощи микрокомпрессора. Также растения, которыми обычно украшают аквариум, находятся в непрерывном процессе фотосинтеза, во время которого в воду выделяется кислород. Но минус в том, что в растения выделяют кислород только в дневное время, в ночное же они, как и все живые существа, его поглощают. Не нужно забывать, что кислород в аквариуме используется не только непосредственно для дыхания рыб, но и для разложения различных органических отходов. Так что регулярная чистка аквариума - это не только эстетическое мероприятие, но и полезная для самочувствия рыбок процедура.

Потребность рыб в кислороде может зависеть от их вида и габаритов, окружающей их температуры и даже от времени года за окном.

Особенно сильным фактором, оказывающим влияние на объем кислорода, содержащегося в воде аквариума, является ее температура. Все знают, что газ растворяется в воде тем хуже, чем выше ее температура. В принципе самым удовлетворительным количеством кислорода для большинства аквариумных рыб является около 0,60 миллилитров на сто грамм воды. Такое содержание кислорода возможно в воде, температура которой не превышает двадцати пяти градусов по Цельсию.

Чем выше температура воды, тем меньше в ней становится кислорода, тем больше его требуется рыбам. Поэтому такое устройство, как аквариумный компрессор, — частый гость в наших городских квартирах. Он позволяет вполне эффективно снабжать кислородом немалое количество рыб.

Все, конечно, зависит от вида рыбок, которых вы держите в своем аквариуме. Например, золотые рыбки свежий воздух любят особенно. А вот рыбки, естественная среда обитания которых - тропические водоемы, привыкли к теплу, высокой влажности и низкому содержанию кислорода в воде. Таким рыбкам микрокомпрессор в аквариуме не нужен. Вообще здесь подход индивидуальный: рыбам, привыкшим к водоемам с течением, быстро сменяющимися массами воды, свежий кислород необходим буквально, как воздух. А вот тем рыбкам, которые в природе живут в водоемах со стоячей водой, специальная аэрация аквариумной воды не требуется.

Часто говорят о том, что большое количество подводных растений способно насытить кислородом целый аквариум без всякой дополнительной аэрации. Но это не совсем так. Конечно, во всех зеленых растениях происходит процесс фотосинтеза, в результате которого в воду выделяется кислород. Но происходит это только при солнечном свете, то есть днем. Ночью же они начинают кислород поглощать. В этом случае при большом количестве растений в аквариуме рыбы могут там просто задохнуться. Так что аэрация воды все-таки необходима, пусть даже только ночная.