Cara ikan bernafas ada dua jenis: udara dan air. Perbezaan ini timbul dan bertambah baik dalam proses evolusi, di bawah pengaruh pelbagai faktor luaran. Jika ikan hanya mempunyai jenis pernafasan air, maka proses ini dijalankan dengan bantuan kulit dan insangnya. Dalam ikan jenis udara, proses pernafasan dilakukan dengan bantuan organ supragillary, pundi kencing berenang, usus dan melalui kulit. Organ pernafasan utama, sudah tentu, adalah insang, dan selebihnya adalah tambahan. Walau bagaimanapun, organ tambahan atau tambahan tidak selalu memainkan peranan kedua, selalunya ia adalah yang paling penting.
Pelbagai jenis pernafasan ikan
Ikan tulang rawan dan tulang mempunyai struktur penutup insang yang berbeza. Jadi, yang pertama mempunyai sekatan di celah insang, yang memastikan pembukaan insang ke luar dengan lubang yang berasingan. Septa ini ditutup dengan filamen insang, yang seterusnya dilapisi dengan rangkaian saluran darah. Struktur penutup insang ini jelas dilihat dalam contoh pari dan jerung.
Pada masa yang sama, dalam spesies bertulang, septa ini dikurangkan sebagai tidak perlu, kerana penutup insang boleh digerakkan dengan sendirinya. Gerbang insang ikan bertindak sebagai penyokong, di mana filamen insang terletak.
Fungsi insang. Gerbang insang
Fungsi paling penting insang ialah, sudah tentu, pertukaran gas. Dengan bantuan mereka, oksigen diserap dari air, dan karbon dioksida (karbon dioksida) dilepaskan ke dalamnya. Tetapi beberapa orang tahu bahawa insang juga membantu ikan menukar bahan garam air. Oleh itu, selepas pemprosesan, urea dan ammonia dilepaskan ke alam sekitar, pertukaran garam berlaku di antara air dan badan ikan, dan ini terutamanya melibatkan ion natrium.
Dalam proses evolusi dan pengubahsuaian subkumpulan ikan, radas insang turut berubah. Jadi, dalam ikan bertulang, insang kelihatan seperti kerang, dalam tulang rawan ia terdiri daripada plat, dan siklostome mempunyai insang berbentuk kantung. Bergantung pada struktur alat pernafasan, struktur dan fungsi gerbang insang ikan juga berbeza.
Bangunan
Insang terletak di sisi rongga yang sepadan ikan bertulang dan dilindungi oleh penutup. Setiap insang terdiri daripada lima gerbang. Empat gerbang insang telah terbentuk sepenuhnya dan satu adalah asas. Dari luar, gerbang insang lebih cembung; filamen insang memanjang ke sisi gerbang, yang berdasarkan sinaran rawan. Gerbang insang berfungsi sebagai sokongan untuk melekatkan kelopak, yang dipegang pada mereka oleh pangkalnya dengan pangkalnya, dan tepi bebas menyimpang masuk dan keluar pada sudut yang tajam. Pada kelopak insang sendiri terdapat plat sekunder yang dipanggil, yang terletak di seluruh kelopak (atau kelopak, kerana ia juga dipanggil). Terdapat sejumlah besar kelopak pada insang, dalam ikan yang berbeza ia boleh dari 14 hingga 35 setiap seekormilimeter, dengan ketinggian tidak lebih daripada 200 mikron. Mereka sangat kecil sehingga lebarnya tidak mencapai 20 mikron.
Fungsi utama gerbang insang
Lengkungan insang vertebrata melaksanakan fungsi mekanisme penapisan dengan bantuan pengacak insang, terletak pada gerbang, yang menghadap ke rongga mulut ikan. Ini memungkinkan untuk mengekalkan pepejal terampai dalam ruang air dan pelbagai mikroorganisma nutrien di dalam mulut.
Bergantung kepada apa yang dimakan oleh ikan, pengacak insang juga telah berubah; mereka berdasarkan plat tulang. Jadi, jika seekor ikan adalah pemangsa, maka stamennya terletak kurang kerap dan lebih rendah, dan pada ikan yang memakan secara eksklusif plankton yang hidup di lajur air, penyapu insang adalah tinggi dan lebih padat. Pada ikan yang merupakan omnivor, benang sari berada di tengah antara pemangsa dan penyuap plankton.
Sistem peredaran peredaran pulmonari
Insang ikan mempunyai warna merah jambu terang kerana jumlah darah yang banyak diperkaya dengan oksigen. Ini disebabkan oleh proses peredaran darah yang intensif. Darah yang perlu diperkaya dengan oksigen (venous) dikumpulkan dari seluruh badan ikan dan memasuki gerbang insang melalui aorta abdomen. Aorta abdomen bercabang menjadi dua arteri bronkial, diikuti oleh gerbang arteri insang, yang, seterusnya, dibahagikan kepada sejumlah besar arteri kelopak, menyelubungi filamen insang yang terletak di sepanjang pinggir dalam sinar kartilaginus. Tetapi ini bukan hadnya. Arteri kelopak sendiri dibahagikan kepada sejumlah besar kapilari, menyelubungi bahagian dalamdan bahagian luar kelopak. Diameter kapilari adalah sangat kecil sehingga ia sama dengan saiz eritrosit itu sendiri, yang membawa oksigen melalui darah. Oleh itu, lengkungan insang bertindak sebagai sokongan untuk penyapu, yang menyediakan pertukaran gas.
Di sisi lain kelopak, semua arteriol marginal bergabung menjadi satu saluran yang mengalir ke dalam vena yang membawa darah, yang seterusnya, masuk ke bronkial, dan kemudian ke aorta dorsal.
Jika kita melihat gerbang insang ikan dengan lebih terperinci dan menjalankan pemeriksaan histologi, sebaiknya mengkaji bahagian membujur. Jadi bukan sahaja benang sari dan kelopak akan kelihatan, tetapi juga lipatan pernafasan, yang merupakan penghalang antara persekitaran akuatik dan darah.
Lipatan ini dilapisi dengan hanya satu lapisan epitelium, dan di dalam - kapilari yang disokong oleh sel pilar (menyokong). Penghalang kapilari dan sel pernafasan sangat terdedah kepada kesan persekitaran luaran. Sekiranya terdapat kekotoran bahan toksik di dalam air, dinding ini membengkak, detasmen berlaku, dan ia menebal. Ini penuh dengan akibat yang serius, kerana proses pertukaran gas dalam darah terhalang, yang akhirnya membawa kepada hipoksia.
Pertukaran gas dalam ikan
Oksigen diperolehi oleh ikan melalui pertukaran gas pasif. Keadaan utama untuk pengayaan darah dengan oksigen adalah aliran air yang berterusan di dalam insang, dan untuk ini adalah perlu bahawa gerbang insang dan seluruh peralatan mengekalkan strukturnya, maka fungsi gerbang insang pada ikan tidak akan menjadi. terjejas. Permukaan meresap juga mesti mengekalkan integritinya untukpengayaan yang betul bagi hemoglobin dengan oksigen.
Untuk pertukaran gas pasif, darah dalam kapilari ikan bergerak ke arah yang bertentangan dengan aliran darah dalam insang. Ciri ini menyumbang kepada pengekstrakan hampir lengkap oksigen dari air dan pengayaan darah dengannya. Dalam sesetengah individu, kadar pengayaan darah berbanding dengan komposisi oksigen di dalam air ialah 80%. Pengaliran air melalui insang berlaku kerana mengepamnya melalui rongga insang, manakala fungsi utama dilakukan oleh pergerakan alat mulut, serta penutup insang.
Apakah yang menentukan kadar pernafasan ikan?
Disebabkan ciri ciri, adalah mungkin untuk mengira kadar pernafasan ikan, yang bergantung pada pergerakan penutup insang. Kepekatan oksigen dalam air dan kandungan karbon dioksida dalam darah mempengaruhi kadar pernafasan ikan. Selain itu, haiwan akuatik ini lebih sensitif kepada kepekatan oksigen yang rendah daripada sejumlah besar karbon dioksida dalam darah. Kadar pernafasan juga dipengaruhi oleh suhu air, pH dan banyak faktor lain.
Ikan mempunyai keupayaan khusus untuk mengekstrak bahan asing dari permukaan gerbang insang dan dari rongganya. Keupayaan ini dipanggil batuk. Penutup insang ditutup secara berkala, dan dengan bantuan pergerakan terbalik air, semua ampaian pada insang dibasuh oleh arus air. Manifestasi dalam ikan ini paling kerap diperhatikan jika air tercemar dengan bahan terampai atau bahan toksik.
Fungsi insang tambahan
Selain daripada prestasi utama, pernafasan, insangfungsi osmoregulasi dan perkumuhan. Ikan adalah organisma ammoniotelik, sebenarnya, seperti semua haiwan yang hidup di dalam air. Ini bermakna hasil akhir pemecahan nitrogen yang terkandung dalam badan ialah ammonia. Ia adalah terima kasih kepada insang bahawa ia dikeluarkan dari badan ikan dalam bentuk ion ammonium, sambil membersihkan badan. Sebagai tambahan kepada oksigen, garam, sebatian berat molekul rendah, serta sejumlah besar ion tak organik yang terletak di lajur air memasuki darah melalui insang akibat penyebaran pasif. Selain insang, penyerapan bahan ini dilakukan menggunakan struktur khas.
Nombor ini termasuk sel klorida tertentu yang menjalankan fungsi osmoregulasi. Mereka dapat menggerakkan ion klorida dan natrium, sambil bergerak ke arah yang bertentangan dengan kecerunan resapan yang besar.
Pergerakan ion klorida bergantung kepada habitat ikan. Jadi, dalam individu air tawar, ion monovalen dipindahkan oleh sel klorida dari air ke darah, menggantikan yang hilang akibat fungsi sistem perkumuhan ikan. Tetapi dalam ikan laut, prosesnya dijalankan dalam arah yang bertentangan: perkumuhan berlaku daripada darah ke persekitaran.
Jika kepekatan unsur kimia berbahaya di dalam air meningkat dengan ketara, maka fungsi osmoregulasi tambahan insang mungkin terjejas. Akibatnya, bukan jumlah bahan yang diperlukan memasuki darah, tetapi dalam kepekatan yang lebih tinggi, yang boleh menjejaskan keadaan haiwan. Kekhususan ini tidaksentiasa negatif. Jadi, mengetahui ciri insang ini, anda boleh melawan banyak penyakit ikan dengan memasukkan ubat dan vaksin terus ke dalam air.
Pernafasan kulit pelbagai ikan
Semestinya semua ikan mempunyai keupayaan untuk pernafasan kulit. Itu hanya sejauh mana ia dibangunkan - bergantung pada sejumlah besar faktor: ini adalah umur, dan keadaan persekitaran, dan banyak lagi. Jadi, jika seekor ikan hidup dalam air bersih yang mengalir, maka peratusan pernafasan kulit adalah tidak ketara dan berjumlah hanya 2-10%, manakala fungsi pernafasan embrio dijalankan secara eksklusif melalui kulit, serta sistem vaskular kantung hempedu.
Pernafasan usus
Bergantung pada habitat, cara ikan bernafas berubah. Jadi, ikan keli tropika dan ikan loach aktif bernafas melalui usus. Apabila ditelan, udara masuk ke sana dan sudah dengan bantuan rangkaian padat saluran darah menembusi ke dalam darah. Kaedah ini mula berkembang pada ikan kerana keadaan persekitaran tertentu. Air dalam takungan mereka, disebabkan oleh suhu tinggi, mempunyai kepekatan oksigen yang rendah, yang diburukkan oleh kekeruhan dan kekurangan aliran. Hasil daripada transformasi evolusi, ikan dalam takungan tersebut telah belajar untuk terus hidup menggunakan oksigen dari udara.
Fungsi pundi kencing renang tambahan
Pundi renang direka untuk pengawalan hidrostatik. Ini adalah fungsi utamanya. Walau bagaimanapun, dalam sesetengah spesies ikan, pundi kencing disesuaikan untuk bernafas. Ia digunakan sebagai takungan udara.
Jenis bangunanpundi kencing berenang
Bergantung kepada struktur anatomi pundi kencing berenang, semua jenis ikan dibahagikan kepada:
- buih terbuka;
- buih tertutup.
Kumpulan pertama adalah yang paling banyak dan merupakan yang utama, manakala kumpulan ikan pundi kencing tertutup sangat kecil. Ia termasuk hinggap, belanak, ikan kod, stickleback, dsb. Dalam ikan pundi kencing terbuka, seperti namanya, pundi kencing berenang terbuka untuk berkomunikasi dengan aliran usus utama, manakala dalam ikan pundi kencing tertutup, masing-masing tidak.
Cyprinid juga mempunyai struktur pundi kencing renang yang khusus. Ia dibahagikan kepada ruang belakang dan depan, yang disambungkan oleh saluran sempit dan pendek. Dinding ruang hadapan pundi kencing terdiri daripada dua cangkerang, luar dan dalam, manakala ruang belakang tidak mempunyai satu luar.
Pundi kencing dilapisi dengan satu baris epitelium skuamosa, selepas itu terdapat barisan lapisan tisu penghubung, otot dan vaskular yang longgar. Pundi kencing berenang mempunyai kilauan mutiara yang khas hanya untuknya, yang disediakan oleh tisu penghubung padat khas dengan struktur berserabut. Untuk memastikan kekuatan gelembung dari luar, kedua-dua ruang ditutup dengan membran serus elastik.
Organ Labirin
Sebilangan kecil ikan tropika telah membentuk organ tertentu seperti labirin dan supragill. Spesies ini termasuk makropod, gurami, ayam sabung dan haruan. Pembentukan boleh diperhatikan dalam bentukperubahan dalam farinks, yang berubah menjadi organ supragillary, atau rongga insang menonjol (yang dipanggil organ labirin). Tujuan utamanya ialah keupayaan untuk mendapatkan oksigen daripada udara.
