הדרך שבה דגים נושמים היא משני סוגים: אוויר ומים. הבדלים אלו התעוררו והשתפרו בתהליך האבולוציה, בהשפעת גורמים חיצוניים שונים. אם לדגים יש רק סוג מים של נשימה, 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 מבנים שונים של כיסויי 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.
במקביל, במינים גרמיים, מחיצות אלה מצטמצמות כמיותרות, מכיוון שכיסויי הזימים ניתנים להזזה מעצמם. קשתות הזימים של הדגים פועלות כתמיכה, עליה ממוקמים חוטי הזימים.
פונקציות של זימים. קשתות גיל
הפונקציה החשובה ביותר של הזימים היא, כמובן, חילופי גזים. בעזרתם נספג חמצן מהמים, ולתוכו משתחרר פחמן דו חמצני (פחמן דו חמצני). אבל מעטים יודעים שזימים גם עוזרים לדגים להחליף חומרי מלח מים. לפיכך, לאחר עיבוד משתחררים אוריאה ואמוניה לסביבה, מתרחש חילופי מלחים בין מים לגוף הדגים, וזה נוגע בעיקר ליוני נתרן.
בתהליך האבולוציה והשינוי של תת-קבוצות דגים, גם מנגנון הזימים השתנה. אז, בדגים גרמיים, הזימים נראים כמו צדפות, בסחוס הם מורכבים מצלחות, ולציקלוסומים יש זימים בצורת שק. בהתאם למבנה מנגנון הנשימה, גם המבנה והתפקודים של קשת הזימים של דגים שונים.
בניין
זימים ממוקמים בצידי החללים התואמים של דגים גרמיים ומוגנים בכיסויים. 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 בין 14 ל-35 לכל אחד.מילימטר, עם גובה של לא יותר מ-200 מיקרון. הם כל כך קטנים שהרוחב שלהם לא מגיע אפילו ל-20 מיקרון.
הפונקציה העיקרית של קשתות זימים
קשתות זימים של חולייתנים מבצעות את תפקידו של מנגנון סינון בעזרת גרפי זימים, הממוקמים על הקשת, הפונה לחלל הפה של דגים. זה מאפשר לשמור מוצקים מרחפים בעמודת המים ומיקרואורגניזמים מזינים שונים בפה.
תלוי במה שהדג אוכל, גם גורפי הזימים 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
לזימים של דגים צבע ורוד עז בשל כמות הדם הגדולה המועשרת בחמצן. 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 הפנימייםוהחלק החיצוני של עלי הכותרת. קוטר הנימים כה קטן עד שהוא שווה לגודל האריתרוציט עצמו, המוביל חמצן דרך הדם. לפיכך, קשתות הזימים פועלות כתמיכה למגרפים, המספקים חילופי גז.
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 על קשתות הזימים של דגים בפירוט רב יותר ונבצע 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 אלו מצופים בשכבה אחת בלבד של אפיתל, ובפנים - נימים הנתמכים על ידי תאי עמוד (תומכים). המחסום של נימים ותאי נשימה פגיע מאוד להשפעות הסביבה החיצונית. אם יש זיהומים של חומרים רעילים במים, דפנות אלו מתנפחות, מתרחשת ניתוק, והם מתעבים. הדבר טומן בחובו השלכות חמורות, שכן תהליך חילופי הגזים בדם מופרע, מה שמוביל בסופו של דבר להיפוקסיה.
החלפת גז בדגים
חמצן מתקבל על ידי דגים באמצעות החלפת גז פסיבית. 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 עבורהעשרה נכונה של המוגלובין בחמצן.
לחילופי גזים פסיביים, הדם בנימי הדגים נע 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 מנגנון הפה, כמו גם כיסויי הזימים.
מה קובע את קצב הנשימה של דגים?
בשל המאפיינים האופייניים, ניתן לחשב את קצב הנשימה של דגים, התלוי בתנועת כיסויי 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 לחלץ חומר זר מפני השטח של קשתות הזימים ומהחללים שלהם. 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 בחומר מרחף או בחומרים רעילים.
פונקציות זימים נוספות
בנוסף הראשי, נשימתי, זימים להופיעפונקציות 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 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 תאי כלוריד ספציפיים המבצעים פונקציה רגולטורית של אוסמו. הם מסוגלים להזיז יוני כלוריד ונתרן, תוך כדי תנועה בכיוון ההפוך של שיפוע דיפוזיה גדול.
תנועת יוני כלוריד תלויה בבית הגידול של הדגים. 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 ריכוז היסודות הכימיים המזיקים במים מוגבר בצורה ניכרת, אזי תפקוד האוסמו-וויסות העזר 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 לאתמיד שלילי. לכן, בהכרת התכונה הזו של הזימים, אתה יכול להילחם במחלות רבות של דגים על ידי החדרת תרופות וחיסונים ישירות למים.
נשימת עור של דגים שונים
לכל הדגים בהחלט יש את היכולת לנשום עור. 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 של העור 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
בהתאם לבית הגידול, הדרך שבה דגים נושמים משתנה. אז, שפמנון טרופי ודגי לואצ' נושמים באופן פעיל דרך המעיים. בבליעה נכנס לשם אוויר וכבר בעזרת רשת צפופה של כלי דם חודר לדם. שיטה זו החלה להתפתח בדגים עקב תנאי סביבה ספציפיים. למים הנמצאים במאגרים שלהם, בגלל הטמפרטורות הגבוהות, יש ריכוז נמוך של חמצן, המחמיר בגלל עכירות וחוסר זרימה. כתוצאה מתמורות אבולוציוניות, דגים במאגרים כאלה למדו לשרוד באמצעות חמצן מהאוויר.
פונקציית שלפוחית שחייה נוספת
שלפוחית השחייה מיועדת לוויסות הידרוסטטי. זהו תפקידו העיקרי. עם זאת, במינים מסוימים של דגים, שלפוחית השחייה מותאמת לנשימה. הוא משמש כמאגר אוויר.
סוגי בנייןשלפוחית שחייה
בהתאם למבנה האנטומי של שלפוחית השחייה, כל סוגי הדגים מחולקים ל:
- בועה פתוחה;
- בועות סגורות.
הקבוצה הראשונה היא המרובה ביותר והיא העיקרית, בעוד שקבוצת דגי השלפוחית הסגורה קטנה מאוד. הוא כולל דג, בורי, בקלה, דביק וכד'. בדגים עם שלפוחית שתן פתוחה, כפי שהשם מרמז, שלפוחית השחייה פתוחה לתקשר עם זרם המעי הראשי, בעוד שבדגים עם שלפוחית סגורה, בהתאמה, היא לא.
לציפרינידים יש גם מבנה ספציפי של שלפוחית שחייה. הוא מחולק לחדרים אחוריים וקדמיים, המחוברים בתעלה צרה וקצרה. דפנות החדר הקדמי של שלפוחית השתן מורכבים משתי קונכיות, חיצוניות ופנימיות, בעוד שהחדר האחורי חסר אחד חיצוני.
שלפוחית השחייה מרופדת בשורה אחת של אפיתל קשקשי, שלאחריה יש שורה של שכבת חיבור, שריר 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.
Labyrinth Organ
מספר קטן של דגים טרופיים פיתחו איבר ספציפי כמו המבוך והסופרג'יל. מין זה כולל מקרופודים, גורמי, תרנגולים וראשי נחש. ניתן לראות תצורות בטופסשינויים בלוע, שהופך לאיבר העליון, או שחלל הזימים בולט (מה שנקרא איבר מבוך). המטרה העיקרית שלהם היא היכולת להשיג חמצן מהאוויר.
