Il modo in cui i pesci respirano è di due tipi: aria e acqua. Queste differenze sono sorte e migliorate nel processo di evoluzione, sotto l'influenza di vari fattori esterni. Se i pesci hanno solo un tipo di respirazione dell'acqua, questo processo viene eseguito con l'aiuto della pelle e delle branchie. Nei pesci di tipo aereo, il processo respiratorio viene eseguito con l'aiuto degli organi sopragillari, della vescica natatoria, dell'intestino e attraverso la pelle. I principali organi respiratori, ovviamente, sono le branchie e il resto sono ausiliari. Tuttavia, gli organi ausiliari o aggiuntivi non svolgono sempre un ruolo secondario, il più delle volte sono i più importanti.
Varietà di pesci che respirano
I pesci cartilaginei e ossei hanno strutture diverse delle coperture branchiali. Quindi, i primi hanno partizioni nelle fessure branchiali, che garantiscono l'apertura delle branchie verso l'esterno con fori separati. Questi setti sono ricoperti da filamenti branchiali, che a loro volta sono rivestiti da una rete di vasi sanguigni. Questa struttura delle coperture branchiali è chiaramente visibile nell'esempio delle razze e degli squali.
Allo stesso tempo, nelle specie ossee, questi setti sono ridotti in quanto non necessari, poiché le coperture branchiali sono mobili da sole. Gli archi branchiali dei pesci fungono da supporto, su cui si trovano i filamenti branchiali.
Funzioni delle branchie. Archi branchiali
La funzione più importante delle branchie è, ovviamente, lo scambio di gas. Con il loro aiuto, l'ossigeno viene assorbito dall'acqua e al suo interno viene rilasciata anidride carbonica (anidride carbonica). Ma poche persone sanno che le branchie aiutano anche i pesci a scambiare le sostanze saline dell'acqua. Pertanto, dopo la lavorazione, l'urea e l'ammoniaca vengono rilasciate nell'ambiente, si verifica lo scambio di sale tra l'acqua e il corpo del pesce, e ciò riguarda principalmente gli ioni di sodio.
Nel processo di evoluzione e modifica dei sottogruppi di pesci, anche l'apparato branchiale è cambiato. Quindi, nei pesci ossei, le branchie sembrano capesante, nelle cartilaginee sono costituite da placche e i ciclostomi hanno branchie a forma di sacco. A seconda della struttura dell'apparato respiratorio, anche la struttura e le funzioni dell'arco branchiale dei pesci sono diverse.
Edificio
Le branchie si trovano ai lati delle corrispondenti cavità dei pesci ossei e sono protette da coperchi. Ogni branchia è composta da cinque archi. Quattro archi branchiali sono completamente formati e uno è rudimentale. Dall'esterno, l'arco branchiale è più convesso; i filamenti branchiali si estendono ai lati degli archi, che sono basati su raggi cartilaginei. Gli archi branchiali servono come supporto per attaccare i petali, che sono tenuti su di essi dalla loro base con la loro base, e i bordi liberi divergono dentro e fuori ad angolo acuto. Sui petali branchiali ci sono le cosiddette placche secondarie, che si trovano attraverso il petalo (o petali, come vengono anche chiamati). C'è un numero enorme di petali sulle branchie, in diversi pesci possono essere da 14 a 35 per unomillimetro, con un' altezza non superiore a 200 micron. Sono così piccoli che la loro larghezza non raggiunge nemmeno i 20 micron.
La funzione principale degli archi branchiali
Gli archi branchiali dei vertebrati svolgono la funzione di un meccanismo di filtraggio con l'ausilio di rastrelli branchiali, posti sull'arco, che è rivolto verso la cavità orale dei pesci. Ciò consente di trattenere i solidi sospesi nella colonna d'acqua e vari microrganismi nutritivi in bocca.
A seconda di cosa mangia il pesce, anche i rastrelli branchiali sono cambiati; sono basati su placche ossee. Quindi, se un pesce è un predatore, i suoi stami si trovano meno spesso e sono più bassi, e nei pesci che si nutrono esclusivamente di plancton che vive nella colonna d'acqua, i rastrelli branchiali sono alti e più densi. In quei pesci che sono onnivori, gli stami sono nel mezzo tra i predatori e gli alimentatori di plancton.
Apparato circolatorio della circolazione polmonare
Le branchie dei pesci hanno un colore rosa brillante dovuto alla grande quantità di sangue arricchito con ossigeno. Ciò è dovuto all'intenso processo di circolazione sanguigna. Il sangue che deve essere arricchito con ossigeno (venoso) viene raccolto dall'intero corpo del pesce ed entra negli archi branchiali attraverso l'aorta addominale. L'aorta addominale si ramifica in due arterie bronchiali, seguite dall'arco arterioso branchiale, che, a sua volta, è diviso in un gran numero di arterie petalo, avvolgendo i filamenti branchiali situati lungo il bordo interno dei raggi cartilaginei. Ma questo non è il limite. Le stesse arterie dei petali sono divise in un numero enorme di capillari, che avvolgono l'internoe la parte esterna dei petali. Il diametro dei capillari è così piccolo da essere uguale alla dimensione dell'eritrocita stesso, che trasporta l'ossigeno attraverso il sangue. Pertanto, gli archi branchiali fungono da supporto per i rastrelli, che forniscono lo scambio di gas.
Dall' altro lato dei petali, tutte le arteriole marginali si fondono in un unico vaso che sfocia in una vena che trasporta il sangue, che, a sua volta, passa nei bronchi e quindi nell'aorta dorsale.
Se osserviamo più in dettaglio gli archi branchiali dei pesci e conduciamo un esame istologico, è meglio studiare la sezione longitudinale. Quindi non saranno visibili solo stami e petali, ma anche le pieghe respiratorie, che sono una barriera tra l'ambiente acquatico e il sangue.
Queste pieghe sono rivestite con un solo strato di epitelio e all'interno - capillari supportati da cellule pilari (di supporto). La barriera dei capillari e delle cellule respiratorie è molto vulnerabile agli effetti dell'ambiente esterno. Se ci sono impurità di sostanze tossiche nell'acqua, queste pareti si gonfiano, si verifica il distacco e si ispessiscono. Questo è irto di gravi conseguenze, poiché il processo di scambio di gas nel sangue è ostacolato, che alla fine porta all'ipossia.
Scambio di gas nel pesce
L'ossigeno è ottenuto dai pesci attraverso lo scambio di gas passivo. La condizione principale per l'arricchimento del sangue con l'ossigeno è un flusso costante di acqua nelle branchie, e per questo è necessario che l'arco branchiale e l'intero apparato mantengano la sua struttura, quindi la funzione degli archi branchiali nei pesci non sarà alterato. La superficie diffusa deve anche mantenere la sua integrità percorretto arricchimento dell'emoglobina con ossigeno.
Per lo scambio di gas passivo, il sangue nei capillari dei pesci si muove nella direzione opposta al flusso sanguigno nelle branchie. Questa caratteristica contribuisce all'estrazione quasi completa di ossigeno dall'acqua e all'arricchimento del sangue con essa. In alcuni individui, il tasso di arricchimento del sangue rispetto alla composizione dell'ossigeno nell'acqua è dell'80%. Il flusso d'acqua attraverso le branchie avviene grazie al pompaggio attraverso la cavità branchiale, mentre la funzione principale è svolta dal movimento dell'apparato boccale, così come dalle coperture branchiali.
Cosa determina la frequenza respiratoria dei pesci?
A causa delle caratteristiche, è possibile calcolare la frequenza respiratoria dei pesci, che dipende dal movimento delle coperture branchiali. La concentrazione di ossigeno nell'acqua e il contenuto di anidride carbonica nel sangue influiscono sulla frequenza respiratoria dei pesci. Inoltre, questi animali acquatici sono più sensibili a una bassa concentrazione di ossigeno che a una grande quantità di anidride carbonica nel sangue. La frequenza respiratoria è influenzata anche dalla temperatura dell'acqua, dal pH e da molti altri fattori.
I pesci hanno una capacità specifica di estrarre materiale estraneo dalla superficie degli archi branchiali e dalle loro cavità. Questa capacità è chiamata tosse. Le coperture branchiali vengono periodicamente coperte e, con l'aiuto del movimento inverso dell'acqua, tutte le sospensioni sulle branchie vengono lavate via dalla corrente dell'acqua. Questa manifestazione nei pesci si osserva più spesso se l'acqua è contaminata da sostanze sospese o sostanze tossiche.
Funzioni branchiali aggiuntive
Oltre al principale, respiratorio, le branchie si esibisconofunzioni osmoregolatrici ed escretrici. I pesci sono organismi ammoniotelici, infatti, come tutti gli animali che vivono nell'acqua. Ciò significa che il prodotto finale della scomposizione dell'azoto contenuto nel corpo è l'ammoniaca. È grazie alle branchie che viene escreto dal corpo del pesce sotto forma di ioni di ammonio, mentre pulisce il corpo. Oltre all'ossigeno, i sali, i composti a basso peso molecolare e un gran numero di ioni inorganici situati nella colonna d'acqua entrano nel sangue attraverso le branchie a causa della diffusione passiva. Oltre alle branchie, l'assorbimento di queste sostanze avviene mediante apposite strutture.
Questo numero include cellule di cloruro specifiche che svolgono una funzione osmoregolatrice. Sono in grado di muovere ioni cloruro e sodio, mentre si muovono nella direzione opposta di un grande gradiente di diffusione.
Il movimento degli ioni cloruro dipende dall'habitat del pesce. Quindi, negli individui d'acqua dolce, gli ioni monovalenti vengono trasferiti dalle cellule di cloruro dall'acqua al sangue, sostituendo quelli persi a causa del funzionamento del sistema escretore dei pesci. Ma nei pesci marini, il processo si svolge nella direzione opposta: l'escrezione avviene dal sangue nell'ambiente.
Se la concentrazione di elementi chimici nocivi nell'acqua aumenta notevolmente, la funzione osmoregolatoria ausiliaria delle branchie potrebbe essere compromessa. Di conseguenza, non la quantità di sostanze necessarie entra nel sangue, ma in una concentrazione molto più elevata, che può influire negativamente sulle condizioni degli animali. Questa specificità non lo èè sempre negativo. Quindi, conoscendo questa caratteristica delle branchie, puoi combattere molte malattie dei pesci introducendo farmaci e vaccini direttamente nell'acqua.
Respirazione cutanea di vari pesci
Assolutamente tutti i pesci hanno la capacità di respirare con la pelle. Questo è solo fino a che punto è sviluppato - dipende da un gran numero di fattori: questa è l'età, le condizioni ambientali e molti altri. Quindi, se un pesce vive in acqua corrente pulita, la percentuale di respirazione cutanea è insignificante e ammonta solo al 2-10%, mentre la funzione respiratoria dell'embrione si svolge esclusivamente attraverso la pelle, così come il sistema vascolare di il sacco biliare.
Respirazione intestinale
A seconda dell'habitat, il modo in cui i pesci respirano cambia. Quindi, il pesce gatto tropicale e il pesce botia respirano attivamente attraverso l'intestino. Quando ingerita, l'aria entra lì e già con l'aiuto di una fitta rete di vasi sanguigni penetra nel sangue. Questo metodo ha iniziato a svilupparsi nei pesci a causa di condizioni ambientali specifiche. L'acqua nei loro serbatoi, a causa delle alte temperature, ha una bassa concentrazione di ossigeno, aggravata dalla torbidità e dalla mancanza di flusso. Come risultato delle trasformazioni evolutive, i pesci in tali bacini hanno imparato a sopravvivere usando l'ossigeno dell'aria.
Funzione aggiuntiva della vescica natatoria
La swimbladder è progettata per la regolazione idrostatica. Questa è la sua funzione principale. Tuttavia, in alcune specie di pesci, la vescica natatoria è adattata alla respirazione. Viene utilizzato come serbatoio d'aria.
Tipi di edificivescica natatoria
A seconda della struttura anatomica della vescica natatoria, tutti i tipi di pesci si dividono in:
- bolla aperta;
- bolle chiuse.
Il primo gruppo è il più numeroso ed è il principale, mentre il gruppo dei pesci vescica chiusi è molto piccolo. Comprende pesce persico, cefalo, merluzzo, spinarello, ecc. Nei pesci a vescica aperta, come suggerisce il nome, la vescica natatoria è aperta per comunicare con il flusso intestinale principale, mentre nei pesci a vescica chiusa, rispettivamente, non lo è.
I ciprinidi hanno anche una struttura specifica della vescica natatoria. È diviso in camere posteriori e anteriori, collegate da un canale stretto e corto. Le pareti della camera anteriore della vescica sono costituite da due gusci, esterno ed interno, mentre la camera posteriore ne è priva di uno esterno.
La vescica natatoria è rivestita da una fila di epitelio squamoso, dopo di che c'è una fila di strati di tessuto connettivo, muscolare e vascolare lasso. La vescica natatoria ha una lucentezza perlescente peculiare solo ad essa, che è fornita da uno speciale tessuto connettivo denso con una struttura fibrosa. Per garantire la resistenza della bolla dall'esterno, entrambe le camere sono ricoperte da una membrana sierosa elastica.
Organo labirinto
Un piccolo numero di pesci tropicali ha sviluppato un organo così specifico come il labirinto e il supragill. Questa specie comprende macropodi, gourami, galletti e teste di serpente. Le formazioni possono essere osservate nella forma alterazioni della faringe, che si trasforma nell'organo sopragillare, o sporge la cavità branchiale (il cosiddetto organo labirinto). Il loro scopo principale è la capacità di ottenere ossigeno dall'aria.
