ישנם שני סוגי נשימה בדגים:אוויר ומים. הבדלים אלו התעוררו והשתפרו בתהליך האבולוציה, בהשפעת גורמים חיצוניים שונים. אם לדגים יש רק סוג מים של נשימה, אז תהליך זה מתבצע בעזרת העור והזימים שלהם. בדגים מסוג אוויר, תהליך הנשימה מתבצע בעזרת האיברים העל-גיליים, שלפוחית השחייה, המעיים ודרך העור. איברי הנשימה העיקריים, כמובן, הם הזימים, והשאר הם עזר. עם זאת, איברים עזר או נוספים לא תמיד ממלאים תפקיד משני, לרוב הם החשובים ביותר.
זנים של דגים נושמים
לדגים סחוסיים וגרמיים יש מבנה שונהכיסויי זימים. אז, לראשונים יש מחיצות בחריצי הזימים, מה שמבטיח את פתיחת הזימים כלפי חוץ עם חורים נפרדים. מחיצות אלו מכוסות בחוטי זימים, אשר בתורם מצופים ברשת של כלי דם. מבנה זה של כיסויי הזימים נראה בבירור בדוגמה של קרניים וכרישים.
יחד עם זאת, במינים גרמיים, נתוניםהמחיצות מצטמצמות כמיותרות, מכיוון שכיסויי הזימים ניתנים להזזה מעצמם. קשתות הזימים של הדגים משמשות כתמיכה, עליה ממוקמים חוטי הזימים.
גיל מתפקד. קשתות זימים
התפקיד החשוב ביותר של הזימים הוא, כמובן,החלפת גז. בעזרתם נספג חמצן מהמים, ולתוכו משתחרר פחמן דו חמצני (פחמן דו חמצני). אך מעטים יודעים שזימים גם עוזרים לדגים להחליף חומרים מלח מים. כך, לאחר עיבוד משתחררים אוריאה ואמוניה לסביבה, מתרחש חילופי מלחים בין המים לגוף הדג, וזה נוגע בעיקר ליוני נתרן.
בתהליך של אבולוציה ושינוי של תת קבוצות של דגיםגם מנגנון הזימים השתנה. אז, בדגים גרמיים, הזימים נראים כמו צדפות, בסחוס הם מורכבים מצלחות, ולציקלוסומים יש זימים בצורת שק. בהתאם למבנה של מנגנון הנשימה, גם המבנה והתפקודים של קשת הזימים של הדגים שונים.
מבנה
הזימים ממוקמים בצידי החללים המתאימיםדגים גרמיים ומוגנים על ידי מכסים. כל זימה מורכבת מחמש קשתות. ארבע קשתות זימים נוצרות במלואן ואחת בסיסית. מבחוץ, קשת הזימים קמורה יותר; חוטי זימים משתרעים לצידי הקשתות, המבוססים על קרני סחוס. קשתות הזימים משמשות תמיכה להצמדת עלי הכותרת, המוחזקים עליהם בבסיסם עם בסיסם, והקצוות החופשיים מתפצלים פנימה והחוצה בזווית חדה. על עלי הכותרת של הזימים עצמם נמצאים הלוחות המשניים כביכול, הממוקמים על פני עלה הכותרת (או עלי הכותרת, כפי שהם נקראים גם). יש מספר עצום של עלי כותרת על הזימים, בדגים שונים הם יכולים להיות מ-14 עד 35 למילימטר, בגובה של לא יותר מ-200 מיקרון. הם כל כך קטנים עד שהרוחב שלהם לא מגיע אפילו ל-20 מיקרון.
הפונקציה העיקרית של קשתות הזימים
קשתות הזימים של החולייתנים מבצעות את הפונקציהמנגנון סינון בעזרת גרפי זימים, הממוקם על קשת הפונה לחלל הפה של דגים. זה מאפשר לשמור תרחיפים בעמודת המים ומיקרואורגניזמים תזונתיים שונים בפה.
תלוי מה הדג אוכל, זימיםגם האבקנים השתנו; הם מבוססים על לוחות עצם. לכן, אם דג הוא טורף, אז האבקנים שלו ממוקמים לעתים רחוקות יותר והם נמוכים יותר, ובדגים הניזונים אך ורק מפלנקטון החיים בעמוד המים, גורפי הזימים גבוהים וצפופים יותר. אצל אותם דגים שהם אוכלי כל, האבקנים נמצאים באמצע בין טורפים ומאכילים פלנקטונים.
מערכת הדם של מחזור הדם הריאתי
הזימים של דגים הם בצבע ורוד עז בשלכמויות גדולות של דם מחומצן. זה נובע מהתהליך האינטנסיבי של זרימת הדם. הדם שצריך להעשיר בחמצן (ורידי) נאסף מכל גוף הדג ונכנס לקשתות הזימים דרך אבי העורקים הבטני. אבי העורקים הבטן מסתעף לשני עורקי סימפונות, ואחריהם קשת עורקי הזימים, אשר, בתורה, מחולקת למספר רב של עורקי כותרת, העוטפים את חוטי הזימים הממוקמים לאורך הקצה הפנימי של הקרניים הסחוסיות. אבל זה לא הגבול. עורקי הכותרת עצמם מחולקים למספר עצום של נימים, העוטפים את החלקים הפנימיים והחיצוניים של עלי הכותרת ברשת צפופה. קוטר הנימים כה קטן עד שהוא שווה לגודלו של האריתרוציט עצמו, המוביל חמצן דרך הדם. לפיכך, קשתות הזימים משמשות כתמיכה לאבקנים, המספקים חילופי גזים.
בצד השני של עלי הכותרת, כל העורקים השוליים מתמזגים לכלי יחיד שזורם לווריד הנושא דם, אשר בתורו, עובר לתוך הסימפונות, ולאחר מכן לתוך אבי העורקים הגבי.
אם נסתכל ביתר פירוט על קשתות הזימיםדגים ולערוך בדיקה היסטולוגית, עדיף ללמוד את חתך האורך. אז לא רק אבקנים ועלי כותרת ייראו, אלא גם קפלי נשימה, המהווים מחסום בין הסביבה המימית לדם.
קפלים אלה מצופים בשכבה אחת בלבדאפיתל, ובפנים - על ידי נימים הנתמכים על ידי תאי עמוד (תומכים). המחסום של נימים ותאי נשימה פגיע מאוד להשפעות הסביבה החיצונית. אם יש זיהומים של חומרים רעילים במים, קירות אלו מתנפחים, מתרחשת ניתוק והם מתעבים. זה טומן בחובו השלכות חמורות, שכן תהליך חילופי הגזים בדם מפריע, מה שמוביל בסופו של דבר להיפוקסיה.
חילופי גז בדגים
חמצן מסופק לדגים על ידיחילופי גזים פסיביים. התנאי העיקרי להעשרת הדם בחמצן הוא זרימה מתמדת של מים בזימים, ולשם כך יש צורך שקשת הזימים וכל המנגנון ישמרו על המבנה שלו, ואז תפקוד קשתות הזימים בדגים לא יהיה. לקוי. המשטח המפוזר חייב גם לשמור על שלמותו להעשרת חמצן נכונה של המוגלובין.
עבור חילופי גזים פסיביים, הדם נכנסנימים של דגים נעים בכיוון ההפוך לזרימת הדם בזימים. תכונה זו תורמת למיצוי כמעט מוחלט של חמצן מהמים ולהעשרת הדם באמצעותו. אצל חלק מהאנשים, שיעור העשרת הדם ביחס להרכב החמצן במים הוא 80%. זרימת המים דרך הזימים מתרחשת עקב שאיבתם דרך חלל הזימים, כאשר התפקיד העיקרי מתבצע על ידי תנועת מכשיר הפה, כמו גם כיסויי הזימים.
מה קובע את קצב הנשימה של דגים?
בשל תכונותיו האופייניות,לחשב את קצב הנשימה של דגים, אשר תלוי בתנועת מכסי הזימים. ריכוז החמצן במים ותכולת הפחמן הדו חמצני בדם משפיעים על קצב הנשימה של הדגים. יתרה מכך, חיות מים אלו רגישות יותר לריכוז נמוך של חמצן מאשר כמות גדולה של פחמן דו חמצני בדם. קצב הנשימה מושפע גם מטמפרטורת המים, ה-pH וגורמים רבים אחרים.
לדגים יש יכולת ספציפית לחלץחומר זר מפני השטח של קשתות הזימים ומהחללים שלהן. יכולת זו נקראת שיעול. כיסויי הזימים מכוסים מעת לעת, ובעזרת תנועה הפוכה של המים נשטפים כל התלים על הזימים בזרם המים. ביטוי זה בדגים נצפה לרוב אם המים מזוהמים עם השעיות או חומרים רעילים.
פונקציות נוספות של הזימים
בנוסף הראשי, נשימתי, זימים לבצעפונקציות וויסות אוסמו והפרשה. דגים הם יצורים אמוניוטלים, למעשה, כמו כל בעלי החיים החיים במים. המשמעות היא שהתוצר הסופי של פירוק החנקן הכלול בגוף הוא אמוניה. הודות לזימים הוא מופרש מגוף הדגים בצורה של יוני אמוניום, תוך כדי ניקוי הגוף. בנוסף לחמצן, מלחים, תרכובות במשקל מולקולרי נמוך, כמו גם מספר רב של יונים אנאורגניים הממוקמים בעמודת המים, נכנסים לדם דרך הזימים כתוצאה מדיפוזיה פסיבית. בנוסף לזימים, הספיגה של חומרים אלו מתבצעת באמצעות מבנים מיוחדים.
מספר זה כולל כלוריד ספציפיתאים מווסתים. הם מסוגלים להזיז יוני כלוריד ונתרן, תוך כדי תנועה בכיוון ההפוך של שיפוע דיפוזיה גדול.
תנועת יוני הכלוריד תלויה בבית הגידולדג. אז, אצל יחידי מים מתוקים, יונים חד ערכיים מועברים על ידי תאי כלוריד ממים לדם, ומחליפים את אלה שאבדו כתוצאה מתפקוד מערכת ההפרשה של דגים. אבל בדגים ימיים התהליך מתבצע בכיוון ההפוך: ההפרשה מתרחשת מהדם לסביבה.
אם הריכוז במים גדל בצורה ניכרתיסודות כימיים מזיקים, אז תפקוד עזר האוסמו-וויסות של הזימים עלול להיפגע. כתוצאה מכך, לא כמות החומרים הדרושה נכנסת לדם, אלא בריכוז גבוה בהרבה, מה שעלול להשפיע לרעה על מצב החיות. הספציפיות הזו לא תמיד שלילית. אז, בהכרת התכונה הזו של הזימים, אתה יכול להילחם במחלות רבות של דגים על ידי החדרת תרופות וחיסונים ישירות למים.
נשימת עור של דגים שונים
בהחלט לכל הדגים יש את היכולת לעורנְשִׁימָה. זה רק עד כמה הוא מפותח - תלוי במספר רב של גורמים: זהו הגיל, ותנאי הסביבה, ועוד רבים אחרים. לכן, אם דג חי במים זורמים נקיים, אזי אחוז הנשימה בעור אינו משמעותי ומסתכם רק ב-2-10%, בעוד שתפקוד הנשימה של העובר מתבצע אך ורק דרך העור, כמו גם מערכת כלי הדם של העובר. שק המרה.
נשימת מעיים
תלוי בסביבה, בדרךנשימה של דגים. אז, שפמנונים טרופיים ודגי לואק נושמים באופן פעיל בעזרת המעיים שלהם. בבליעה נכנס לשם אוויר וכבר בעזרת רשת צפופה של כלי דם חודר לדם. שיטה זו החלה להתפתח בדגים עקב תנאי סביבה ספציפיים. למים במאגרים שלהם, עקב טמפרטורות גבוהות, ריכוז חמצן נמוך, אשר מוחמר בגלל עכירות וחוסר זרימה. כתוצאה מתמורות אבולוציוניות, דגים במאגרים כאלה למדו לשרוד באמצעות חמצן מהאוויר.
פונקציה נוספת של שלפוחית השחייה
שלפוחית השחייה מיועדתבקרה הידרוסטטית. זהו תפקידו העיקרי. עם זאת, במינים מסוימים של דגים, שלפוחית השחייה מותאמת לנשימה. הוא משמש כמאגר אוויר.
סוגי המבנה של שלפוחית השחייה
בהתאם למבנה האנטומי של שלפוחית השחייה, כל סוגי הדגים מחולקים ל:
- בועה פתוחה;
- בועה סגורה.
הקבוצה הראשונה היא המרובה ביותר והיאהעיקרי שבהם, בעוד שקבוצת דגי השלפוחית הסגורה קטנה מאוד. הוא כולל דג, בורי, בקלה, דביק וכדומה. בדגים עם שלפוחית שתן פתוחה, כפי שהשם מרמז, שלפוחית השחייה פתוחה לתקשר עם זרם המעי הראשי, בעוד שבדגים עם שלפוחית שתן סגורה, בהתאמה, היא לא.
לספרינידים יש גם מבנה ספציפישלפוחית שחייה. הוא מחולק לחדרים אחוריים וקדמיים, המחוברים בתעלה צרה וקצרה. דפנות החדר הקדמי של שלפוחית השתן מורכבים משתי קונכיות, חיצוניות ופנימיות, ואילו הלשכה האחורית חסרה חיצונית.
שלפוחית השחייה מרופדת בשורה אחת של שטוחאפיתל, שלאחריו יש שורה של שכבת רקמת חיבור, שרירים וכלי דם רופפים. לשלפוחית השחייה יש ברק פנינה המיוחד רק לה, המסופק על ידי רקמת חיבור צפופה מיוחדת עם מבנה סיבי. כדי להבטיח את חוזק הבועה מבחוץ, שני החדרים מכוסים בממברנה סרוסית אלסטית.
איבר מבוך
מספר קטן של דגים טרופיים התפתחאיבר ספציפי כזה כמו מבוך וסופראגילרי. מין זה כולל מקרופודים, גורמי, תרנגולים וראשי נחש. ניתן להבחין בתצורות בצורה של שינוי בלוע, שהופך לאיבר על גבי, או שחלל הזימים בולט (מה שנקרא איבר מבוך). המטרה העיקרית שלהם היא האפשרות לקבל חמצן מהאוויר.
