Descrierea vezicii de aer înot la pești. Vezica înotătoare în pește

Se dezvoltă ca o excrescere a părții anterioare a intestinului și are aspectul unui sac elastic situat sub.

Se mai numește: aparat hidrostatic. Prin eliberarea și colectarea gazelor, acest organ permite peștilor să înoate la diferite adâncimi. Bula conține gaze precum azot, oxigen, dioxid de carbon. Compoziția gazului a bulei tipuri diferite peștele este diferit: peștii de adâncime au mult mai mult oxigen în vezica lor natatoare decât speciile care trăiesc în cursurile superioare ale corpurilor de apă.
Când se schimbă presiune atmosferică peștele resetează „volumul” bulei sau îl câștigă, schimbând straturile de apă în altele mai puțin adânci sau mai adânci. Acest lucru o ajută foarte mult să economisească energia musculară pentru a se mișca în apă. Cantitatea de gaz din bula și volumul acesteia sunt reglate reflex: atunci când peștele este scufundat în apă și presiunea statică crește, se secretă gaz și rezervorul se contractă; când peștele plutește la suprafață și presiunea scade, gazul este aspirat și rezervorul se întinde.

În plus, vezica natatoare îndeplinește (poate fi un organ respirator suplimentar) funcții de producere a sunetului și este, de asemenea, un rezonator și un convertor al undelor sonore.

Vezica natatoare a peștilor are un sistem de vase de sânge. La mulți pești, acest rezervor este conectat la faringe printr-un canal special, dar de exemplu biban nu are un astfel de mesaj. La unii pești, de exemplu crap, vezica natatoare este formată din două părți. Există și tancuri cu trei camere.

Volumul gazelor este reglat direct în vezica natatoare folosind două sisteme:

— glanda gazoasă: umple vezica urinară cu gaze din sânge;

— oval: absoarbe gazele din vezica urinara in sange.

Glanda de gaz- un sistem de vase arteriale și venoase situate în partea din față a rezervorului.
Oval- o parte a căptușelii interioare a vezicii natatoare cu pereți subțiri, înconjurată de un sfincter muscular, este situată în partea din spate a vezicii urinare.
Când sfincterul este relaxat, gazele din vezica natatoare intră în stratul mijlociu al peretelui său către capilarele venoase și difuzează în sânge.

Când are loc o schimbare bruscă a presiunii, de exemplu când un pește se ridică brusc de la fund la suprafață, stomacul, susținut de o bule, este adesea suflat din gură.

Acest organ a apărut în timpul evoluției, cel mai probabil odată cu dezvoltarea scheletului osos, și a echilibrat scheletul de calciu al peștelui, care era greu pentru apă, prin lejeritatea și cavitatea sa, permițând peștelui să-și mențină flotabilitatea chiar și în prezența acest schelet. Inițial, vezica urinară a fost un apendice al intestinului.

Un număr mic de specii de pești nu au vezică natatoare. Aceștia sunt pești de fund și de adâncime ( gobi, lipa, pește-lump), unii înotă rapid ( ton, bonito, macrou), precum și toate cartilaginoase.

Raport

în fiziologia peștilor

grupa 0135

1. Funcțiile vezicii natatorii, momentul egalizării flotabilității.

2. Cantitatea de sânge din pește, distribuția sângelui și formarea limfei.

3. Glanda tiroida si actiunea hormonilor ei la peste.

Introducere.

Peștii sunt cele mai vechi vertebrate gnatostome proto-acvatice, ale căror organe de mișcare sunt înotătoare pereche și nepereche. Ei trăiesc în mare și în apă dulce.

În fauna modernă există aproximativ 20-22 de mii de specii de pești. Ele sunt distribuite pe toate corpurile de apă ale globului, unele s-au adaptat să trăiască în corpuri de apă periodic de mică adâncime și chiar complet uscate (caras, loaches, pești pulmonar). pește african si etc.)

Peștele este de mare importanță, deoarece este un produs alimentar valoros și materie primă tehnică. Peștii moderni sunt de obicei împărțiți în două clase: osoși și cartilaginoși. Fiecare dintre ele, la rândul său, este împărțit în subclase:

Pește cartilaginos

Peste osos

cu aripioare raze

cu aripioare lobe

Dipnoi

Diversitatea biotopurilor acvatice locuite de pești corespunde unor diferențe mari de mărime, formă a corpului și stil de viață.

Funcțiile vezicii natatoare.

Vezica natatoare - nepereche sau dublează organ pești, efectuând producție hidrostatică, respiratorie și sonoră funcții .

Vezica natatoare, care îndeplinește o funcție hidrostatică, participă simultan la schimbul de gaze și servește ca organ care percepe modificările presiunii (baroreceptor). La unii pești este implicat în producerea și amplificarea sunetelor. Apariția vezicii natatoare este de obicei asociată cu apariția unui schelet osos, ceea ce crește greutatea specifică a peștilor osoși.

Peștii ganoizi și majoritatea peștilor osoși au vezică natatoare. Se formează ca o excrescere a intestinului în zona esofagului și este situat în spatele intestinului sub forma unui sac longitudinal nepereche, care comunică cu faringele prin trecerea aerului (ductus spneumaticus). Pe partea îndreptată spre cavitatea corpului, vezica natatoare este acoperită cu o peliculă argintie de peritoneu. În posterior se învecinează cu rinichii și coloana vertebrală.

Flotabilitatea neutră a peștilor osoși este asigurată, în primul rând, de un organ hidrostatic special - vezica natatoare; În același timp, îndeplinește și câteva funcții suplimentare. Utilizarea gazelor în vezică, în special a oxigenului, poate apărea prin capilarele din oval - o secțiune a vezicii urinare cu pereți subțiri, echipată cu mușchi inelari și radiali. Când ovalul este deschis, gazele difuzează prin peretele subțire în plexul coroid și intră în sânge; când sfincterul se contractă, suprafața de contact a ovalului cu plexul coroid scade și resorbția gazelor se oprește. Prin modificarea conținutului de gaz din vezica natatoare, peștele poate, în anumite limite, să modifice densitatea corpului și, prin urmare, flotabilitatea. La peștii cu vezici deschise, intrarea și eliberarea gazelor din vezica natatoare are loc în principal prin conducta acesteia.

La înotătorii excelenți care efectuează mișcări verticale rapide (ton, macrou obișnuit, bonito) și la locuitorii de jos (loaci, gobi, blennii, lipa etc.) vezica natatoare este adesea redusă; acești pești au flotabilitate negativă și își mențin poziția în coloana de apă datorită eforturilor musculare. La unii pești fără vezică, acumularea de grăsime în țesuturi le reduce greutatea specifică, crescând flotabilitatea. Astfel, la macrou, conținutul de grăsime din carne ajunge la 18-23,% iar flotabilitatea poate deveni aproape neutră (0,01), în timp ce la bonito, cu doar 1-2% grăsime în mușchi, flotabilitatea este de 0,07.

Vezica de înot oferă peștelui flotabilitate zero, astfel încât nu plutește la suprafață și nu se scufundă în fund. Să presupunem că peștele înoată în jos. Creșterea presiunii apei comprimă gazul din bule. Volumul peștelui, și odată cu el și flotabilitatea, scade și peștele eliberează gaz în vezica natatoare, astfel încât volumul acestuia să rămână constant. Prin urmare, în ciuda creșterii presiunii externe, volumul peștelui rămâne constant și forța de flotabilitate nu se modifică.

De exemplu:

Rechinii sunt în mișcare de la prima la ultima zi viețile lor și se odihnesc doar pe fund, deoarece absența unei vezici natatoare îi privează de flotabilitatea pe care o posedă peștii osoși. Absența unei vezici de înot (sau, așa cum se numește altfel, a unei vezici de aer) nu permite rechinului să „atârne” nemișcat la orice adâncime. Corpul său este mai dens decât apa pe care o deplasează, iar rechinul poate rămâne pe linia de plutire doar mișcându-se fără oprire.

O altă caracteristică adaptativă a multor specii de pești de litoral este absența completă a vezicii natatoare sau reducerea severă a acesteia. Prin urmare, acești pești au flotabilitate negativă, adică. corpul lor este mai greu decât apa. Această caracteristică le permite să se întindă pe fund, acolo unde curentul este cel mai slab și sunt multe adăposturi, fără a depune niciun efort. efort deosebit pentru a nu fi luat de val.

Vezica natatoare ca organ hidrostatic.

Vezica natatoare este un organ ale cărui funcții pot fi foarte diverse. La majoritatea peștilor, acesta este un organ sensibil care percepe schimbările de presiune și face posibil ca peștele să fie poziționat la diferite adâncimi.

Corpul unui pește este ceva mai greu ca greutate specifică decât apa, iar umplerea vezicii natatoare cu gaze oferă peștelui posibilitatea de a-și egaliza greutatea specifică.

Acest lucru creează posibilitatea peștelui de a-și menține corpul la un anumit nivel fără mișcări tensionate.

Cu toate acestea, peștii sunt într-o stare de echilibru instabil, deoarece fiecare mișcare în sus provoacă expansiunea gazului; în acest caz, peștele ar trebui să se deplaseze spre suprafață cu o viteză din ce în ce mai mare. Dimpotrivă, fiecare mișcare în jos de la nivelul la care se observă echilibrul ar determina în mod similar peștele să se scufunde în fund. Pește viu poate compensa această instabilitate prin mișcarea aripioarelor, totuși, dacă peștii sunt în vreun fel uimiți sau paralizați, de obicei, aproximativ jumătate dintre ei plutesc la suprafață, iar cealaltă jumătate se scufundă în fund.

Importanța funcției vezicii natatoare ca organ hidrostatic se vede clar din următorul experiment. Dacă pompați aer dintr-un vas închis geometric care conține pești cu vezicule închise și pești cu vezicule deschise, de exemplu, biban și crap, puteți observa diferența de comportament. Bibanul, care nu poate absorbi rapid gazele din vezica natatoare, se ridică în vârf și se află neajutorat la suprafață. Când presiunea scade, crapul eliberează excesul de gaz prin gură și apoi continuă să înoate mai mult sau mai puțin liber; la urcare rapidă presiune din nou la nivelul anterior, invers. Bibanul, a cărui vezică este comprimată și greutatea specifică a corpului se apropie din nou de greutatea specifică a apei, începe să înoate ca de obicei, iar crapul, care a îndepărtat o parte din gaze când presiunea scade, acum se întinde pe fund și se poate ridica doar cu o mare cheltuială de energie până când își umple bula de gaz la suprafața apei. Experiența descrisă arată cât de mare este importanța vezicii natatoare ca organ hidrostatic.

Influența reflexă a vezicii natatorii.

Vezica natatoare este un organ conectat în mod reflex cu mușchii corpului și care influențează tonusul și mișcările coordonate ale mușchilor. Tensiunea gazelor din vezica natatoare creează anumite impulsuri în comportamentul peștilor, de exemplu, dacă umpleți vezica natatoare biban de mare lichid indiferent sub presiune mare, astfel încât pereții bulei să fie oarecum întinși, peștele înoată în fund; dacă presiunea fluidului pe perete este redusă, atunci peștele tinde în sus datorită mișcărilor compensatorii ale aripioarelor. Concomitent cu mișcările compensatorii ale aripioarelor, care sunt diferite în ambele cazuri, are loc fie resorbția, fie secreția de gaz în vezica natatoare.

Aceste funcții ale vezicii natatoare au fost studiate în detaliu în lucrările ieșite din laboratorul condus de H.S. Koshtoyants. În experimentele lui Vasilenko și Koshtoyants (1936), efectuate pe crap, s-a descoperit că o creștere a presiunii în vezica natatoare determină mișcări coordonate ale tuturor aripioarelor corpului.

În același timp, respirația crește mai întâi și apoi încetinește, iar ritmul cardiac încetinește. Toate aceste reacții sunt asociate cu iritarea receptorilor vezicii natatorii și dispar după tăierea nervilor care se extind din aceasta. Într-o altă lucrare, Vasilenko și Livanov (1936), măsurând curenții de acțiune ai nervului care se extind din vezica natatoare, au descoperit că modificările presiunii în vezica natatoare provoacă modificări bruște ale ritmului impulsurilor spontane ale nervului. Vasilenko (1938) a obținut, de asemenea, dovezi că impulsurile care vin din vezica natatoare afectează tonusul mușchilor întregului corp al peștelui.

Deci, de exemplu, dacă gazele sunt pompate din vezica natatoare a peștilor fără ochi și labirinturi, atunci aceștia nu fac mișcări de înot și stau neputincioși pe fundul acvariului, dar dacă presiunea din vezică este din nou crescută la normal , atunci peștii nu numai că încep să înoate normal, dar, de asemenea, cresc în mod clar tonusul mușchilor lor scheletici.

Percepția modificărilor presiunii atmosferice .

La unii pești, vezica natatoare are alte funcții. De exemplu, crapii au un fel de conexiune mobilă între vezica natatoare și labirint prin oselele lui Weber. Secțiunea anterioară a vezicii natatoare a crapului este elastică și se poate extinde foarte mult odată cu modificările presiunii atmosferice. Aceste extensii sunt apoi transferate în oasele lui Weber, iar din acestea din urmă în labirint.

Legături similare sunt prezente la somn și sunt deosebit de proeminente la loaches, în care se pierde întreaga secțiune posterioară a vezicii urinare, precum și funcția sa hidrostatică; bula este închisă într-o capsulă osoasă. Din pielea de pe ambele părți ale corpului, canale, închise la exterior de o membrană, umplută cu limfă, se extind și se apropie de pereții vezicii natatoare în locul în care aceasta este liberă de capsula osoasă. Modificările de presiune sunt transmise de la piele prin canale și vezica natatoare, iar de la aceasta din urmă prin aparatul Weberian la labirint. Astfel, acest dispozitiv este similar cu un barometru aneroid, iar funcția vezicii natatoare este în primul rând de a detecta modificările presiunii atmosferice.

Sunt bine cunoscute modificările comportamentului crapului, somnului și loachului în timpul fluctuațiilor presiunii atmosferice. Când presiunea scade, acestea apar de obicei la suprafața apei. Semnificația biologică a acestui fenomen constă probabil în faptul că, înaintea unei furtuni, multe insecte zburătoare apar deasupra suprafeței apei, care pot servi drept hrană pentru pești.

Funcția respiratorie a vezicii natatoare.

La majoritatea peștilor, funcția respiratorie a vezicii urinare nu joacă un rol semnificativ. Cantitatea de oxigen disponibilă în vezica natatoare a tencului și crapului, după cum arată calculele, ar putea acoperi doar necesarul normal de pește pentru acest gaz timp de 4 minute și, prin urmare, nu poate avea semnificație practică pentru respiratie. La unii pești care se găsesc în condiții nefavorabile de oxigen, de exemplu anghile pe uscat, sau la peștii aflați în stare de sufocare, se poate stabili o ușoară scădere a cantității de oxigen din vezică. De exemplu, într-un biban, fără a schimba apa din acvariu, conținutul de oxigen din vezică scade de la 19-25 la 5-0%. În acest caz, dioxidul de carbon poate fi eliberat simultan prin pereții vezicii natatorii în cantități semnificative. Cu toate acestea, capacitatea de a absorbi oxigenul din vezica natatoare pești diferiți foarte diferit. De exemplu, într-o tencă, al cărei conținut de oxigen în vezica natatoare este de 8%, atunci când moare prin sufocare, nu are loc o reducere mai mult sau mai puțin puternică.

La unii pești, respirația folosind vezica natatoare devine mai mare rol important. Peștii similari includ, de exemplu, peștii câine

(Umbracrameri), întâlnit în Europa în zona râurilor Dunăre și Nistru. Este capabil să trăiască în apa săracă în oxigen din șanțuri și mlaștini. Dacă acest pește se află în apă obișnuită cu plante, împiedicați-l să intre

suprafață și privați-l de capacitatea de prindere aerul atmosferic, ea moare de sufocare în aproximativ o zi. Experimentele au arătat că peștele câine în aer umed fără apă poate rămâne în viață până la 9 ore, în timp ce în apă fiartă și săracă în oxigen moare în 40 de minute dacă este împiedicat să capteze aer din atmosferă. Dacă îi permiteți să se ridice la suprafață, atunci peștele câine tolerează să fie ținut în apă fiartă fără să-și facă rău și doar ia aer mai des decât de obicei.

Are pereții vezicii netede, aprovizionați abundent cu vase capilare. Cu toate acestea, de obicei, la peștii la care funcția respiratorie a vezicii natatoare este exprimată în mod deosebit în mod clar, pereții săi capătă un caracter celular, crescând astfel suprafața pe care poate avea loc schimbul de gaze. O structură celulară similară a vezicii natatoare se găsește la unele Osteoglossidae, Mormyridae, Characinidae și altele. U Erythrinus spp. aparținând familiei characin, rolul vezicii natatoare în respirație este atât de mare încât legarea pasajului aerian duce rapid peștele la moarte. În condiții normale, acești pești înghită în mod regulat aer în vezica lor natatoare la intervale regulate. Analizele aerului din vezica natatoare au arătat că acesta conținea în medie 7% oxigen și 0,7% dioxid de carbon. La 2-3 ore după ce animalele au fost împiedicate să înghită aer, conținutul de oxigen a scăzut în medie la 1,8%, iar dioxidul de carbon a crescut la 1,5%.

Schimbul intens de gaze în vezica natatoare are loc și la peștele caiman, în care vezica natatoare are aspectul unei formațiuni de pereche, ca plămânii adevărați. După cum arată analizele gazelor conținute în astfel de plămâni, difuzarea oxigenului prin pereții lor are loc într-o măsură semnificativă. Cu toate acestea, eliberarea de dioxid de carbon are loc într-o măsură mai mică, iar vezica natatoare a peștilor caiman nu conține mai mult dioxid de carbon decât mulți alți pești cu vezică deschisă. Evident, eliminarea excesului de dioxid de carbon are loc prin branhii și, poate, prin piele.

Respirația aerului este cea mai pronunțată la peștii plămâni, care, în loc de vezica natatoare, au plămâni reali, foarte asemănători ca structură cu plămânii de amfibieni. Plămânii peștilor pulmonari sunt formați din multe celule, ai căror pereți conțin mușchi netezi și o rețea abundentă de capilare. Spre deosebire de vezica natatoare, plămânii peștilor pulmonari (precum și polifinele) comunică cu intestinul din partea sa ventrală și sunt alimentați cu sânge de la a patra arteră branchială, în timp ce vezica natatoare a altor pești primește sânge din artera intestinală.

Vezica natatoare este un organ care produce sunete.

Convingerea anterioară că peștii sunt tăcuți nu poate fi considerată corectă. Unele specii de pești sunt capabile să producă sunete, deși numărul acestor specii nu este mare. În cea mai mare parte, sunetele emise de pești sunt legate într-un fel de vezica natatoare. Aceste sunete, auzite de urechea umană, sunt în mod evident percepute de simțurile peștilor. Uneori, sunetele sunt cauzate de ejectarea unei serii de bule de gaz din vezica natatoare. Așa se face că unii Ciprinidae, Gobitus și Anguillae produc zgomote și tonuri, mai ales dacă sunt deranjați. Vibrațiile sonore de acest fel ar trebui să fie detectate de peștii din aceeași specie și, eventual, să servească drept semnal de alarmă.

O altă sursă de vibrații sonore sunt vibrațiile care apar în timpul contracției mușchilor striați localizați în peretele vezicii natatorii sau a mușchilor corpului adiacenți vezicii urinare. Astfel de sunete pot fi produse de peștii zburători aparținând familiilor Dactilopteridae și Triglidae, precum și de peștii soare, Cai de mare si altii. Tonurile produse de vibrația musculară se disting prin durată, puritate și capacitatea de schimbare. Natura sunetelor și înălțimea tonurilor sunt diferite pentru diferite specii de pești. Tonurile produse de trigloizi se află în înălțime între h2 și d5, dar la unii indivizi sunt situate în limite mai apropiate.

Sunetele produse de pești, evident, pot avea diferite semnificație biologică. Pe lângă semnificația posibilă de mai sus ca expresie a anxietății, sunetele pot servi, fără îndoială, ca mijloc de semnalizare în comportamentul sexual al peștilor. Această ultimă considerație este susținută de faptul că la o serie de specii de pești numai masculii sunt capabili să producă sunete, iar la alte specii dezvoltarea mușchilor vibratori la masculi este mai pronunțată decât la femele, datorită cărora masculii produc sunete mai puternice.

Cantitatea de sânge.

Sângele, cu componentele sale, fiind mediul intern al organismului, reflectă în compoziția sa reacțiile metabolice care apar în cooperare strânsă cu mediul extern. Relația dintre corp și mediul extern la pești, ca la toate vertebratele, se realizează folosind sistemul nervos. Schimbări în compoziția sângelui care apar în mod constant sub influența unei varietăți de influente externe, sunt efectuate în principal datorită efectelor reflexe prin sistemul nervos. Acest lucru se aplică în mod egal chimic și celular componente sânge.

Cantitatea totală de sânge din corpul peștilor variază foarte mult în funcție de tipul de individ. Determinările directe ale cantității de sânge, efectuate la unele specii de pești de către Wölker (1858), au făcut deja posibilă remarcarea acestei caracteristici. Astfel, la lamprea de mare raportul dintre cantitatea de sânge și greutatea corporală s-a dovedit a fi de 1:19,4, în lică și biban a fost de 1:63. Astfel, cantitatea de sânge din acești pești a fost de 5,2 și 1,6% din greutatea corporală. Determinările volumului sanguin al peștilor făcute de Korzhuev și Nikolskaya (1951) au confirmat din nou aceste date. Volumul sangelui tipuri variate peștii de apă dulce au variat între 1,79 și 5%, în pește de mare– de la 1,76 la 4,44%.

Este interesant de comparat aceste numere cu numărul total sânge la alte animale: la păsări este în medie de 8 - 9% din greutatea corporală, la mamifere (de exemplu, câini) - aproximativ 7%.

Greutatea specifică a sângelui de pește este în medie de 1,035 (variații de la 1,032 la 1,051), față de 1,053 la mamifere. Greutatea specifică a plasmei sanguine este puțin mai mică decât cea a mamiferelor și variază de la 1,022 la 1,029.

Sângele este o soluție care conține substanțe coloide și cristaloide. Indicatorii care caracterizează starea substanțelor coloidale sunt vâscozitatea și tensiunea superficială, în timp ce stările substanțelor cristaloide sunt presiunea osmotică și conductivitatea electrică. Vâscozitatea mai mare a sângelui în comparație cu apa depinde de coloizii hidrofili pe care îi conține. Sărurile care formează partea lichidă a sângelui afectează doar puțin vâscozitatea acestuia.

Elementele formate conținute în sângele integral pot crește semnificativ vâscozitatea. Câteva studii ale vâscozității relative a serului sanguin la peștii cartilaginoși și osoși au arătat că aceasta este în medie 1,49-1,83 și este aproximativ aceeași valoare cu vâscozitatea serului uman (1,75). Tensiunea superficială a serului, măsurată în diferite moduri și la diferiți pești, s-a dovedit, de asemenea, apropiată de serul mamiferelor; de exemplu, la măsurarea prin metoda stalagmometrică la o temperatură de 15-20 C, tensiunea superficială a serului la Torpedo a fost de 69,4 d/cm, la râpul de sturz - 66,8, iar la mamifere (câini) - 66,3 d/cm .

Distribuția sângelui

(folosind exemplul păstrăvului curcubeu)

Tabelul nr. 1.

Glanda tiroida.

Țesutul care formează glanda tiroidă se găsește la toate vertebratele. La lampreele adulte se poate stabili pentru prima dată formarea veziculelor închise umplute cu coloid. Aparent, filogenetic glanda tiroidă s-a dezvoltat din endostilul cordatelor inferioare. Acest lucru este susținut și de faptul că larvele ciclostomilor - mineri de nisip - au un endostil, dar nu au glandă tiroida. Acesta din urmă se dezvoltă din endostil în timpul metamorfozei. Asemănarea funcțiilor endostilului și a glandei tiroide este indicată și de faptul că la pisicii care trăiesc liber este posibil să se dovedească localizarea iodului radioactiv în endostil (Gorbman și Kroeser, 1942).

În Selachie, glanda tiroidă este situată în fața aortei ventrale, între ramurile maxilarului inferior. La peștii osoși, acopera aorta abdominală în regiunea arcurilor branhiale anterioare. Țesutul tiroidian este întotdeauna abundent alimentat cu sânge.

Căile de secreție ale glandei tiroide la seliachieni și peștii osoși sunt aranjate diferit. În timp ce la selychiens coloidul este secretat în mare măsură în fantele limfatice situate în circumferința epiteliului glandular, la peștii osoși trece direct în sânge (Florentin, 1927).

În compoziția sa chimică, hormonul tiroidian al peștilor este aparent apropiat de hormonul corespunzător al altor vertebrate. Țesutul tiroidian de pește conține destul cantitate constantă iod și este capabil să concentreze iodul radioactiv introdus în organism. Cu toate acestea, unele diferențe față de alte vertebrate au fost găsite în efectul fiziologic al hormonului tiroidian asupra corpului peștilor.

O reacție caracteristică a vertebratelor superioare la creșterea secreției sau a administrării de hormon tiroidian este o creștere a metabolismului general. La pește, tratamentul cu hormoni tiroidieni pentru a modifica metabolismul, care se măsoară prin consumul de oxigen, nu a provocat întotdeauna un rezultat similar. Consumul de oxigen nu a crescut, de exemplu, în experimentele pe peștii aurii (1940, 1943) Numai în lucrările ulterioare ale lui Smith și Matthews (1948) s-a constatat o creștere a consumului de oxigen de până la 75% la peștii aparținând speciei. Bathystoma, care au fost injectate cu extracte obținute din glanda tiroidă de pește. În acest sens, se pare că este posibil să se interpreteze observațiile lui Gerbilsky și Sachs (1947), care au expus puii de sturion stelat la o soluție de hormon tiroidian, tiroxina.

Evident, necesitatea aceluiași efect stimulator asupra metabolismului general al peștilor explică creșterea activității glandei tiroide în perioada de depunere a icrelor la peștele alb și la alți pești care depun icrele de toamnă remarcați de Gerbilsky (1949) și colegii săi. Potrivit lui Gerbilsky, o creștere a activității glandei tiroide, care se observă doar la peștii care depun icrele de toamnă care depun icrele la temperaturi scăzute ale apei, este o adaptare care asigură un nivel ridicat de metabolism necesar pentru depunerea icrelor. Efectul de favorizare a ovulației al hormonului tiroidian a fost observat chiar mai devreme de Kalașnikov în legătură cu sturionul.

Multe fapte indică o legătură între activitatea hormonală a glandei tiroide și procesele de creștere și formare a corpului peștelui. Astfel, de exemplu, Gerbilsky și Zaks, influențând dezvoltarea alevinilor de sturioni stelat cu tiroxină, au obținut o accelerare clară a formării și creșterii insectelor dorsale, ceea ce a indicat stimularea metamorfozei.

Hoer (1951) notează, totuși, că semnele de activitate crescută a glandei tiroide la anghilă, luptă și hering nu coincid cu debutul metamorfozei, ci apar ceva mai târziu. Prin urmare, în opinia sa, cu greu se poate considera că o creștere a secreției hormonul tiroidianîncepe metamorfoza. Modificările în tabloul histologic al glandei tiroide la pești sunt cauzate de factori foarte diverși. Acestea pot depinde de perioada anului, dietă, activitate sexuală, modificări ale salinității apei etc. în special, modificarea secreției tiroidiene observată în timpul migrației este posibil legată de creșterea activității musculare.

Efectul hormonului tiroidian asupra pigmentării peștilor a fost observat cu mult înainte de experimentele descrise mai sus de omul de știință sovietic Blyakher (1927). Odată cu hrănirea pe termen lung cu tiroidină a peștilor aurii și a carasului, Blyakher a observat modificări ale celulelor pigmentare ale pielii.

La 1-2 săptămâni după începerea hrănirii cu tiroidină, a existat o expansiune clară a pigmentului în melanofori și concentrația acestuia în xantofori. Ulterior, dupa inca doua-trei saptamani, a inceput depigmentarea pielii, exprimata prin disparitia melanoforilor si xantoforilor de pe solzii toracelui si zona abdominala. Depigmentarea a fost deosebit de pronunțată de-a lungul marginii libere a solzilor și pe aripioare.

Hormonul secretat de glanda tiroidă joacă probabil un anumit rol în reglarea presiunii osmotice. S-a observat că hrănirea tiroidiană modifică metabolismul clorurilor la spinici. Pe de altă parte, la multe specii de pești, transferul din sare în apă dulce sau invers provoacă semne clare de activare a tiroidei.

La pești, uneori (mai ales la păstrăv) apare creșterea patologică a țesutului tiroidian și apare o boală numită gușă. Această boală duce adesea la moartea peștilor, deși efectul nociv al tumorii, aparent, se reduce în principal nu la orice tulburări intrasecretorii, ci la presiunea mecanică asupra organelor învecinate (Leiman, 1949).

Bibliografie:

1. Puchkov N.V. „Fiziologia peștilor”.

Trăsături caracteristice ale acordurilor:

• structură cu trei straturi;
• cavitatea secundară a corpului;
• aspectul unui acord;
• cucerirea tuturor habitatelor (apă, pământ și aer).

În timpul evoluției, organele s-au îmbunătățit:

• mișcări;
• reproducere;
• respiraţie;
• circulatia sangelui;
• digestie;
• sentimente;
• nervos (reglând și controlând activitatea tuturor organelor);
• acoperirile corpului s-au schimbat.

Semnificația biologică a tuturor viețuitoarelor:

caracteristici generale

Trăi— corpuri de apă dulce; în apa de mare.

Durată de viaţă- de la câteva luni la 100 de ani.

Dimensiuni- de la 10 mm la 9 metri. (Peștii cresc toată viața!).

Greutate- de la câteva grame la 2 tone.

Peștii sunt cele mai vechi vertebrate proto-acvatice. Ei sunt capabili să trăiască numai în apă, majoritatea speciilor sunt buni înotători. Clasa de pești în proces de evoluție s-a format în mediu acvatic, asociat cu ea caracteristici structurile acestor animale. Principalul tip de mișcare de translație este mișcările laterale asemănătoare valurilor datorate contracțiilor mușchilor cozii sau a întregului corp. Înotătoarele pereche pectorală și pelviană servesc ca stabilizatori, folosite pentru a ridica și a coborî corpul, a se opri de întoarcere, a încetini mișcarea lină și pentru a menține echilibrul. Înotătoarele dorsale și caudale nepereche acționează ca o chilă, oferind stabilitate corpului peștelui. Stratul mucos de pe suprafața pielii reduce frecarea și promovează mișcarea rapidă și, de asemenea, protejează organismul de agenții patogeni ai bolilor bacteriene și fungice.

Structura externă a peștilor

Linia laterală

Organele liniei laterale sunt bine dezvoltate. Linia laterală percepe direcția și puterea curgerii apei.

Datorită acestui fapt, chiar și atunci când este orbit, nu se ciocnește de obstacole și este capabil să prindă prada în mișcare.

Structura interna

Schelet

Scheletul este suportul pentru mușchii striați bine dezvoltați. Unele segmente musculare au fost parțial reconstruite, formând grupuri de mușchi în cap, maxilare, învelitori branhiali, înotătoare pectorale etc. (mușchi oculari, epibranhiali și hipobranhiali, mușchi ai înotătoarelor pereche).

vezica natatoare

Deasupra intestinelor este un sac cu pereți subțiri - o vezică natatoare, umplută cu un amestec de oxigen, azot și dioxid de carbon. Vezica urinară s-a format dintr-o excrescență a intestinului. Funcția principală a vezicii natatoare este hidrostatică. Schimbând presiunea gazelor din vezica natatoare, peștele își poate schimba adâncimea scufundării.

Dacă volumul vezicii natatorii nu se modifică, peștele se află la aceeași adâncime, ca și cum ar fi atârnat în coloana de apă. Când volumul bulei crește, peștele crește. La coborâre, are loc procesul invers. Vezica natatoare a unor pești poate participa la schimbul de gaze (ca organ respirator suplimentar), poate servi ca rezonator atunci când produce diverse sunete etc.

Cavitate corporala

Sistemul de organe

Digestiv

Sistemul digestiv începe cu gura. Bibanul și alți pești osoși răpitori au numeroși dinți mici și ascuțiți pe fălci și multe oase în gură care îi ajută să captureze și să rețină prada. Nu există limbă musculară. Prin faringe în esofag, alimentele intră în stomacul mare, unde începe să fie digerate sub influența de acid clorhidricși pepsină. Alimentele parțial digerate intră în intestinul subțire, unde canalele pancreasului și ficatului se golesc. Acesta din urmă secretă bilă, care se acumulează în vezica biliară.

La începutul intestinului subțire, procesele oarbe curg în el, datorită cărora suprafața glandulară și absorbantă a intestinului crește. Reziduurile nedigerate sunt excretate în intestinul posterior și îndepărtate prin anus.

Respirator

Organele respiratorii - branhii - sunt situate pe patru arcade branhiale sub forma unui rând de filamente branhiale roșu aprins, acoperite la exterior cu numeroase pliuri subțiri, mărind suprafața relativă a branhiilor.

Apa intră în gura peștelui, este filtrată prin fantele branhiale, spală branhiile și este aruncată afară de sub capacul branhiilor. Schimbul de gaze are loc în numeroase capilare branhiale, în care sângele curge spre apă spălând branhiile. Peștii sunt capabili să absoarbă 46-82% din oxigenul dizolvat în apă.

Vizavi de fiecare rând de filamente branhiale se află branhii albici mare importanță pentru hrănirea peștilor: în unele formează un aparat de filtrare cu o structură adecvată, în altele ajută la reținerea prăzii în cavitatea bucală.

Sânge

Sistemul circulator este format dintr-o inimă cu două camere și vase de sânge. Inima are un atriu și un ventricul.

excretor

Sistemul excretor este reprezentat de doi muguri roșu închis ca o panglică, care se află sub coloana vertebrală aproape de-a lungul întregii cavități a corpului.

Rinichii filtrează deșeurile din sânge sub formă de urină, care intră în vezica urinara, deschizându-se spre exterior în spatele anusului. O parte semnificativă a produselor de descompunere toxice (amoniac, uree etc.) sunt excretate din organism prin filamentele branhiale ale peștilor.

Agitat

Sistemul nervos arată ca un tub gol îngroșat în față. Capătul său anterior formează creierul, care are cinci secțiuni: prosencefal, diencefal, mezencefal, cerebel și medula oblongata.

Centrii diferitelor organe de simț sunt localizați în diferite părți ale creierului. Cavitatea din interiorul măduvei spinării se numește canal spinal.

Organe de simț

Papilele gustative, sau papilele gustative, sunt localizate în membrana mucoasă a cavității bucale, pe cap, antene, raze alungite ale aripioarelor și împrăștiate pe întreaga suprafață a corpului. Corpusculii tactili și termoreceptorii sunt împrăștiați în straturile superficiale ale pielii. Receptorii simțului electromagnetic sunt concentrați în principal pe capul peștilor.

Doi ochi mari sunt situate pe părțile laterale ale capului. Lentila este rotundă, nu își schimbă forma și aproape atinge corneea aplatizată (prin urmare, peștii sunt miopi și nu văd mai departe de 10-15 metri). La majoritatea peștilor osoși, retina conține bastonașe și conuri. Acest lucru le permite să se adapteze la condițiile de lumină în schimbare. Majoritatea peștilor osoși au vedere la culoare.

Organe auditive reprezentată doar de urechea internă, sau labirint membranos, situată în dreapta și în stânga în oasele din spatele craniului. Orientarea sunetului este foarte importantă pentru animalele acvatice. Viteza de propagare a sunetului în apă este de aproape 4 ori mai mare decât în ​​aer (și este aproape de permeabilitatea sunetului a țesuturilor corpului peștilor). Prin urmare, chiar și un organ relativ simplu al auzului permite peștilor să perceapă undele sonore. Organele auzului sunt conectate anatomic cu organele de echilibru.

O serie de găuri se întinde de-a lungul corpului de la cap până la înotătoarea caudală - linie laterala. Găurile sunt conectate la un canal scufundat în piele, care se ramifică puternic pe cap și formează o rețea complexă. Linia laterală este un organ senzorial caracteristic: datorită acestuia, peștii percep vibrațiile apei, direcția și puterea curentului și undele care sunt reflectate de diverse obiecte. Cu ajutorul acestui organ, peștii navighează în fluxurile de apă, percep direcția de mișcare a prăzii sau a prădătorilor și nu se ciocnește de obiecte solide în apă abia transparentă.

Reproducere

Peștii se înmulțesc în apă. Majoritatea speciilor depun ouă, fertilizarea este externă, uneori internă, iar în aceste cazuri se observă viviparitate. Dezvoltarea ouălor fertilizate durează de la câteva ore până la câteva luni. Larvele care ies din ouă au o rămășiță a sacului vitelin cu un aport de nutrienți. La început sunt inactivi și se hrănesc doar cu aceste substanțe, apoi încep să se hrănească activ cu diverse organisme acvatice microscopice. După câteva săptămâni, larva se dezvoltă într-un pește mic acoperit cu solzi și seamănă cu un pește adult.

Depunerea peștilor are loc în timp diferit al anului. Majoritatea peștilor de apă dulce își depun ouăle printre plantele acvatice în ape puțin adânci. Fertilitatea peștilor, în medie, este mult mai mare decât fertilitatea vertebratelor terestre, aceasta este asociată cu o pierdere mare de ouă și alevini.

Viața în apă își lasă inevitabil amprenta asupra structurii corpului peștilor. Nu numai plan general structurile, dar și multe sisteme de organe menite să asigure activitatea vitală a peștilor din mediul acvatic, în structura lor, iar uneori în principiile de funcționare, diferă de cele ale animalelor terestre. Există și cele care sunt unice, adică nu se găsesc la reprezentanții altor grupuri de animale vertebrate.

Dintre problemele cu care se confruntă organismele acvatice în general și peștii în special, una dintre primele ca importanță este problema retenției în coloana de apă. Mai simplu spus, peștii se confruntă cu întrebarea „cum să nu se înece?” Într-adevăr, Densitatea corpului peștilor, ca majoritatea vertebratelor, depășește densitatea apei, variind pentru diferite specii în intervalul 1,07 - 1,12. Astfel, ar trebui să fie plutitoare negativ, adică s-ar scufunda în apă, dar știm că acest lucru nu se întâmplă. În procesul de evoluție, diferite grupuri de pești au dezvoltat o serie de adaptări care le permit să compenseze flotabilitatea negativă. Unele grupuri de pești au luat calea reducerii densității generale a corpului prin creșterea volumului țesuturilor cu densitate scăzută, de exemplu, țesutul adipos, în timp ce altele au dobândit un organ specializat - vezica urinară de înot sau gaz. Structura și funcționarea acestuia vor fi discutate în acest post.

Localizarea vezicii natatoare în corpul peștilor

Deci, definiția clasică a vezicii natatorii este următoarea:

Vezica natatoare este o excrescere plină de gaz a părții anterioare a intestinului, a cărei funcție principală este de a oferi flotabilitate peștilor.

Există două puncte care merită remarcate în această definiție. În primul rând, faptul că nu spune nimic despre poziția excrescentului - în ciuda faptului că, în marea majoritate a speciilor, este dorsal, adică este așezat pe partea dorsală a corpului (ceea ce se observă uneori în definiția vezicii natatorii). Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă în toate grupurile de pești - într-un număr mic de taxoni este o excrescere ventrală. În al doilea rând, în ceea ce privește sintagma „funcția principală” cu accent semantic pe „principal” - vezica natatoare poate îndeplini multe funcții diferite, iar cea hidrostatică în diferite grupuri de pești nu este singura, și uneori chiar cea principală. Vă voi spune mai multe despre asta mai jos.

Vezica natatoare în diferite grupuri de pești

În primul rând, permiteți-mi să vă reamintesc că am stabilit că peștii sunt un grup colectiv de vertebrate acvatice care de-a lungul vieții au branhii și folosesc membre de tip înotătoare pentru mișcare. După cum puteți vedea, nu se spune nimic despre vezica natatoare ca o caracteristică integrală a peștilor în această definiție. De ce s-a întâmplat acest lucru, deoarece vezica natatoare nu se găsește la alte grupuri de animale și este caracteristică doar peștilor? Răspunsul este simplu - adevărul este că, în primul rând, nu toate grupele de pești au acest organ și, în al doilea rând, chiar și în acele grupuri pentru care este caracteristic, există specii care l-au pierdut în procesul de evoluție ca un organ inutil.

Principalii taxoni mari moderni de pești în raport cu prezența/absența unei vezici natatoare și funcțiile pe care le îndeplinește sunt caracterizați după cum urmează:

Ciclostomi (lacrii și miurgini)- fara vezica natatoare
Cartilaginoase (rechini, raze, himere) - fără vezică natatoare
Coelacanthas (coelacanths)- vezica natatoare este redusă
Lungopneath - prezent, organ respirator
Multipene - prezent, organ respirator
Ganoide cartilaginoase (asemănătoare sturionilor)- disponibil, corp hidrostatic
Ganoide osoase - prezent, organ respirator
Pește osos - există, la unii un organ redus, hidrostatic, la un număr mic de specii există un organ respirator

Vezica natatoare și plămânii vertebratelor terestre

Din recenzia de mai sus, poate fi detectată o tendință interesantă - în grupurile de pești mai vechi din punct de vedere evolutiv, vezica natatoare este un organ respirator și doar în grupurile mai moderne dobândește funcția de organ hidrostatic. Pentru a înțelege logica acestor transformări, este necesar să ne întoarcem la biologia reprezentanților vii ai grupurilor antice de pești și a strămoșilor lor fosili. În prezent, speciile vii, de regulă, locuiesc în corpuri de apă slab curgătoare, stagnante sau chiar secate, în care se confruntă adesea cu problema lipsei de oxigen dizolvat în apă. Condiții similare au existat în rezervoarele din perioada Devoniană (cu aproximativ ani în urmă), când strămoșii lor au evoluat. Astfel de condiții i-au forțat peștilor să caute alte surse de oxigen. Singura astfel de sursă era aerul atmosferic, pe care aceste forme îl puteau înghiți de la suprafața apei și apoi „asimila” în partea anterioară a intestinului. După cum știm, eficiența acestei asimilări este mai mare, cu cât este mai mare zona prin care trece - aceasta este ceea ce a direcționat evoluția pe calea creșterii mai întâi a volumului părții anterioare a intestinului, ceea ce a dus la apariția unei excrescențe separate. , iar apoi la o creștere a suprafeței sale. Rezultatul final al acestor procese a fost apariția plămânului animalelor terestre, a cărui origine, conform ideilor moderne, este asociată cu evoluția vezicii natatoare la atingerea pământului. Astfel, răspunsul la întrebarea „ce a fost primar din punct de vedere funcțional, plămânul sau vezica natatoare” este „plămân” - aparent, funcția respiratorie (respirație) a fost cea care a precedat-o pe cea hidrostatică.

crapul comun

Interesant este că achiziționarea unei vezici natatoare, care îndeplinește funcția de respirație, a avut loc independent la diferite grupuri de pești. Această concluzie poate fi trasă comparând poziția sa față de tubul digestiv, de exemplu, în ganoidele cu mai multe pene și osoase, ceea ce ne arată două moduri diferite de formare a vezicii natatoare. La peștele polifină, vezica natatoare este o excrescență ventrală (situată până la burtă din tractul digestiv), în timp ce la ganoidele osoase (știucă, amia), strămoșii cărora probabil au evoluat în aceeași epocă cu strămoșii peștilor polifin. , acest proces este situat dorsal. În ambele grupuri, legătura dintre vezica natatoare și intestin este păstrată printr-un canal special, care are aceeași locație cu excrescentul - ventral în multiplicare, dorsal în ganoidele osoase. În rest, aceste structuri sunt similare. Vezica natatoare a multipenelor seamănă cu plămânul animalelor terestre și este considerată cea mai primitivă structură. Aceasta este o excrescere cu doi lobi, a cărei suprafață interioară are o structură aproape netedă, cu un număr mic de pliuri. La ganoidele osoase, vezica natatoare este, de asemenea, bilobată, dar suprafața sa internă are multe creste pentru a crește suprafața prin care poate pătrunde oxigenul. Într-un alt grup antic de pești - fosilele Meatlobates și descendenții lor vii Coelacanths - vezica natatoare s-a format ca o excrescență ventrală a intestinului. De asemenea, este necesar să se remarce asemănarea în poziția vezicii natatoare a lobilor cărnoase și a plămânului vertebratelor terestre, care este, de asemenea, situat ventral. Această asemănare nu este o coincidență - lobii cărnoși au fost cei care au făcut o revoluție în lumea animalelor, venind pe uscat și dând naștere tuturor formelor de viață vertebrate terestre.

Evoluția timpurie a vezicii natatoare

Treptat, odată cu schimbările climei antice și cu explorarea oceanului de către pești, funcția respiratorie a vezicii natatoare s-a pierdut și funcția hidrostatică a fost pe primul loc. După cum ne amintim, în toate grupurile moderne de pești osoși, cu câteva excepții, vezica natatoare este o excrescență dorsală nepereche. Această poziție se compară favorabil cu cea ventrală, deoarece în primul caz al poziției dorsale, centrul de greutate al corpului este deplasat în jos, ceea ce face ca poziția corpului în mediul acvatic să fie mai stabilă. Nu există nicio îndoială că majoritatea pești moderni vezica natatoare a evoluat dintr-o proiecție dorsală care era prezentă la strămoșii lor. Cu toate acestea, nu există nicio contradicție semnificativă cu ipoteza că, într-un număr de grupuri, vezica natatoare s-ar putea „târâi” din partea ventrală în partea dorsală. Cel mai remarcabil lucru este că putem observa acest proces la unele specii moderne, la care structura vezicii natatoare este intermediară între localizarea dorsală și cea ventrală. Astfel, la peștii din genul Erythrinus, vezica urinară, deși situată dorsal, este conectată printr-un canal care se extinde din partea laterală a intestinului. Vedem o structură și mai interesantă în pestele pulmonar Neoceratodus, în care vezica natatoare este, de asemenea, situată dorsal, dar canalul care o leagă de intestin se extinde din partea ventrală a tubului digestiv și se înfășoară în sus, înconjurând intestinul. În același timp, se observă o „înfășurare” a întregului sistem - vasele de alimentare cu sânge și nervii coboară mai întâi în jos, apoi sub intestine și numai după aceea urcă din nou la vezica natatoare.

Clar diverse opțiuni Pozițiile vezicii natatoare ale peștilor sunt prezentate în figura de mai jos.

Vezica natatoare poate îndeplini funcții hidrostatice, respiratorii și producătoare de sunet. Absent la peștii vele, precum și la peștii de fund și la peștii de adâncime. În cele din urmă, flotabilitatea este asigurată în principal de grăsime datorită incompresibilității sale sau datorită densității corpului inferior a peștilor, cum ar fi în ancistrus, golomyanok și peștii drop. În timpul procesului de evoluție, vezica natatoare a fost transformată în plămânii vertebratelor terestre.

YouTube enciclopedic

1 / 3

Biologie 74. Vulpea rosie. Vezica natatoare la pește - Academia de Științe Divertisment

Biologie | Pregătirea pentru Jocurile Olimpice din 2017 | Provocarea vezicii înotătoare

Belov Alexander Ivanovici, Minciuna darwinismului

Subtitrări

Descriere

În timpul dezvoltării embrionare a peștilor, vezica natatoare apare ca o excrescență dorsală a tubului intestinal și este situată sub coloana vertebrală. Odată cu dezvoltarea ulterioară, canalul care leagă vezica natatoare de esofag poate dispărea. În funcție de prezența sau absența unui astfel de canal, peștii sunt împărțiți în vezical deschis și închis. La peștii veziculați deschisi ( fizostom) vezica natatoare este legată de-a lungul vieții de intestine printr-un canal de aer prin care intră și ies gazele. Astfel de pești pot înghiți aer și pot controla astfel volumul vezicii natatorii. Vezicile deschise includ crapul, heringul, sturionul și altele. La peștii adulți cu vezical închis ( foile fizice) canalul de aer devine supraîncărcat, iar gazele sunt eliberate și absorbite prin corpul roșu - un plex dens de capilare sanguine pe peretele interior al vezicii natatorii.

Funcția hidrostatică

Funcția principală a vezicii natatoare la pești este hidrostatică. Ajută peștele să rămână la o anumită adâncime, unde greutatea apei deplasată de pește este egală cu greutatea peștelui însuși. Atunci când peștele scade în mod activ sub acest nivel, corpul său, experimentând o presiune externă mai mare din apă, se contractă, stoarce vezica natatoare. În acest caz, greutatea volumului de apă deplasat scade și devine mai mică decât greutatea peștelui, iar peștele cade. Cu cât cade mai jos, cu atât presiunea apei devine mai puternică, cu atât corpul peștelui este mai comprimat și caderea acestuia continuă mai rapid. Dimpotrivă, la urcarea mai aproape de suprafață, gazul din vezica natatoare se extinde și reduce greutatea specifică a peștelui, ceea ce împinge peștele și mai mult spre suprafață.

Astfel, scopul principal al vezicii natatoare este de a oferi flotabilitate zeroîn habitatul obișnuit al peștilor, unde nu trebuie să cheltuiască energie menținându-și corpul la această adâncime. De exemplu, rechinii, cărora le lipsește o vezică natatoare, sunt forțați să mențină adâncimea scufundării lor cu o mișcare activă constantă.