3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плавательный пузырь рыбы. Описание плавательного воздушного пузыря у рыб. Развитие и строение гидростатического органа

Плавательный пузырь, часть 1: общая характеристика

Обитание в воде неизбежно накладывает отпечаток на строение тела рыб. Не только общий план строения, но и многие системы органов, призванные обеспечить жизнедеятельность рыб в водной среде, по своему строению, а иногда и по принципам функционирования, отличаются от подобных у наземных животных. Есть и те, которые являются уникальными, то есть не встречающимися у представителей других групп позвоночных животных.

Расположение плавательного пузыря в теле рыб

Прежде всего, напомню, что ранее мы определили, что рыбами называют сборную группу водных позвоночных животных, которые на протяжении всей своей жизни имеют жабры, а для движения используют конечности плавникового типа. Как видите, ничего о плавательном пузыре, как неотъемлемой характеристике рыб в этом определении не сказано. Почему так произошло, ведь плавательный пузырь не встречается в других группах животных и характерен только для рыб? Ответ прост — дело в том, что этот орган имеют, во-первых, не все группы рыб, а, во-вторых, даже в тех группах, для которых он свойственен, есть виды, утратившие его в процессе эволюции как более ненужный орган.

Основные современные крупные таксоны рыб в отношении наличия/отсутствия плавательного пузыря и выполняемым им функциям характеризуются следующим образом:

Круглоротые (миноги и миксины) — плавательный пузырь отсутствует
Хрящевые (акулы, скаты, химеры ) — плавательный пузырь отсутствует
Целокантообразные (латимерия) — плавательный пузырь редуцирован
Двоякодышащие — имеется, орган дыхания
Многоперовые — имеется, орган дыхания
Хрящевые ганоиды (осетрообразные) — имеется, гидростатический орган
Костные ганоиды — имеется, орган дыхания
Костистые рыбы — имеется, у некоторых редуцирован, гидростатический орган, у небольшого числа видов орган дыхания

Постепенно с изменением древнего климата и освоением рыбами океана дыхательная функция плавательного пузыря утрачивалась и на первое место выходила гидростатическая. Как мы помним, у всех современных групп костистых рыб за небольшим исключением, плавательный пузырь — дорзальный непарный вырост. Такое его положение выгодно отличается от вентрального, потому что в первом случае дорзального расположения центр тяжести тела смещен вниз, что делает положение тела в водной среде более стабильным. Несомненно, что у большинства современных рыб плавательный пузырь эволюционировал из дорзального выроста, который был у их предков. Однако, также не находит значительных противоречий и гипотеза, что у ряда групп плавательный пузырь мог «переползти» с брюшной стороны на спинную. Самое замечательное, что этот процесс мы можем наблюдать у некоторых современных видов, у которых строение плавательного пузыря промежуточное между дорзальным и вентральным расположением. Так у рыб рода Erythrinus пузырь хоть и расположен дорзально, но соединен протоком, отходящим от боковой части кишечника. Еще более интересное строение мы наблюдаем у двоякодышащей рыбы Neoceratodus, у которой плавательный пузырь также расположен дорзально, но соединяющий его с кишечником канал отходит от вентральной части пищеварительной трубки и заворачивается к верху, огибая кишечник. При этом наблюдается и «заворачивание» всей системы — кровоснабжающие сосуды и нервы идут сначала вниз, затем под кишечником и только после этого снова идут вверх к плавательному пузырю.

Наглядно различные варианты положения плавательного пузыря рыб представлены на рисунке ниже.

Положение плавательного пузыря в разных группах рыб

Дальнейшая эволюция плавательного пузыря рыб шла по пути постепенной утраты его связи с кишечником. Канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеварительной трубкой, называется воздушным (лат. ductus pneumaticus). У наиболее примитивных групп этот канал широкий и короткий и отходит от передней части кишечника или даже задней части глотки. Такое его положение укорачивает путь в плавательный пузырь для заглатываемого ртом с поверхности воды воздуха. Более продвинутые группы демонстрируют тенденцию к удлинению и утоньшению воздушного канала, а также смешению его в задние отделы кишечника. У наиболее продвинутых групп рыб воздушный канал полностью утрачивается. Те рыбы, у которых связь плавательного пузыря с кишечником имеется, называются открытопузырными, тех, у которых плавательный пузырь не соединен с кишечником называют закрытопузырными.
Соединение плавательного пузыря с кишечником является важным таксономическим признаком и, кроме того, может указывать на древность происхождения тех или иных групп рыб. Так, открытопузырность сохраняется почти у всех Сельдеобразных (Clupeiformes) и Карпообразных (Cypriniformes), у Лососеобразных (Salmoniformes) и Щукообразных (Esociformes), Двоякодышащих (Dipnoi), Многоперовых (Polypteriformes), костных и хрящевых ганоидов. Закрытопузырными являются, например, Окунеобразные (Perciformes) и Трескообразные (Gadiformes).

Читать еще:  Сценарий открытия математической олимпиады в детском саду. Сценарий открытия школьной олимпиады по всем предметам. Спор школьных предметов

На этом все. Во второй части рассказа о плавательном пузыре рыб будет детально обсуждаться особенности его строения в разных группах рыб и функции, которые он может выполнять помимо гидростатической.

Плавательный пузырь

Пла́вательный пузы́рь — орган, присутствующий практически у всех костистых рыб и развивающийся как вырост пищевода. Плавательный пузырь может выполнять гидростатические, дыхательные и звукообразовательные функции. Отсутствует у рыб, ведущих донный образ жизни и у глубоководных рыб. У последних плавучесть обеспечивается в основном за счет жира благодаря его несжимаемости или за счёт более низкой плотности тела рыбы, как например, у анциструсов, голомянок и рыбы-капли. В процессе эволюции плавательный пузырь преобразовался в лёгкие наземных позвоночных.

Описание

В процессе эмбрионального развития рыб плавательный пузырь возникает как спинной вырост кишечной трубки и располагается под позвоночником. В процессе дальнейшего развития канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеводом, может исчезнуть. В зависимости от наличия или отсутствия такого канала рыбы делятся на открыто- и закрытопузырных. У открытопузырных рыб (физостом) плавательный пузырь в течение всей жизни связан с кишечником воздушным протоком, через который газы поступают внутрь и выводятся наружу. Такие рыбы могут заглатывать воздух и таким образом контролировать объём плавательного пузыря. К открытопузырным относятся карпы, сельди, осетровые и другие. У взрослых закрытопузырных рыб (физоклистов) воздушный проток зарастает, а газы выделяются и поглощаются через красное тело — густое сплетение кровеносных капилляров на внутренней стенке плавательного пузыря.

Гидростатическая функция

Основная функция плавательного пузыря у рыбы — гидростатическая. Он помогает рыбе оставаться на определённой глубине, где вес вытесняемой рыбой воды равен весу самой рыбы. Когда же рыба активно опускается ниже этого уровня, тело её, испытывая большее наружное давление со стороны воды, сжимается, сдавливая плавательный пузырь. При этом вес вытесняемого объёма воды уменьшается и становится меньше веса рыбы и рыба падает вниз. Чем ниже она опускается, тем сильнее становится давление воды, тем больше сдавливается тело рыбы и тем стремительнее продолжается её падение. Наоборот, при всплытии ближе к поверхности газ в плавательном пузыре расширяется и уменьшает удельный вес рыбы, что ещё больше выталкивает рыбу к поверхности.

Таким образом, основное назначение плавательного пузыря — обеспечивать нулевую плавучесть в зоне обычного обитания рыбы, где ей не надо тратить энергию на поддержание тела на этой глубине. Например, акулы, у которых плавательный пузырь отсутствует, вынуждены поддерживать глубину своего погружения постоянным активным движением.

Ссылки

  • Плавательный пузырь — статья из Большой советской энциклопедии
  • [1] — Полезная информация о плавательном пузыре.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Плавательный пузырь» в других словарях:

ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ, заполненный воздухом мешок, благодаря которому костистые рыбы могут держаться на плаву. Он располагается под кишечником. Благодаря наличию канала, соединяющего пузырь с кишечником, он может сдуваться и раздуваться, наполняясь … Научно-технический энциклопедический словарь

ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатическую, дыхательную и звукообразовательную функции … Большой Энциклопедический словарь

ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — (vesica pаtatoria),Heпapный или парный орган рыб; развивается как вырост передней части кишечника. Выполняет гидростатич., у нек рых рыб дыхат. и звукоиздающую функции, а также роль резонатора и преобразователя звуковых волн. У нек рых рыб П. п.… … Биологический энциклопедический словарь

плавательный пузырь — непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатические, дыхательные и звукообразовательные функции. * * * ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ, непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатическую, дыхательную и… … Энциклопедический словарь

Читать еще:  Что такое другое право другое лево. Почему взрослые люди путают правую и левую стороны? Деление мира на «лево» и «право» страннее, чем вы думаете

Плавательный пузырь — непарный или парный орган рыб, развивающийся как вырост передней части кишечника; может выполнять гидростатические, дыхательные и звукообразовательные функции, а также роль резонатора и преобразователя звуковых волн. У двоякодышащих,… … Большая советская энциклопедия

ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатич., дыхат. и звукообразоват. функции … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПУЗЫРЬ — ПУЗЫРЬ, пузыря, муж. 1. Прозрачный, полый и наполненный воздухом (или каким нибудь газом) шарик, возникающий в какой нибудь жидкой массе или образующийся из нее и отделяющийся вследствие давления воздушной струи. Пускать мыльные пузыри. Пузыри в… … Толковый словарь Ушакова

Пузырь плавательный* — придаток кишечного канала рыб, весьма часто от него совершенно разобщенный и наполненный газами. Обыкновенно П. пузырь помещается на спинной стороне животного и играет большую роль при плавании, приурочивая его к определенной глубине (см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Пузырь плавательный — придаток кишечного канала рыб, весьма часто от него совершенно разобщенный и наполненный газами. Обыкновенно П. пузырь помещается на спинной стороне животного и играет большую роль при плавании, приурочивая его к определенной глубине (см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

пузырь — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) кого? пузыря, кому? пузырю, (вижу) кого? пузырь, кем? пузырём, о ком? о пузыре; мн. кто? пузыри, (нет) кого? пузырей, кому? пузырям, (вижу) кого? пузыри, кем? пузырями, о ком? о пузырях 1. Пузырём… … Толковый словарь Дмитриева

Ихтиология

Плавательный пузырь и гидростатическое равновесие

Плавательный пузырь и гидростатическое равновесие

Известно, что плотность тела рыб больше плотности воды, поэтому важное значение для них имеет плавучесть. Плавучесть – это отношение плотности тела рыбы к плотности воды. Она может быть нейтральной (0), положительной (+) или отрицательной (–).

Нейтральная плавучесть обеспечивает рыбам «парение» в толще воды без особых усилий. У всех активно плавающих рыб плавучесть близка к нейтральной и у большинства видов колеблется от +0,03 до –0,03.
Способы достижения нейтральной плавучести, или гидростатического равновесия, т. е. относительной невесомости, у рыб различны: в основном при помощи плавательного пузыря, путем обводнения мышц и облегчения скелета (у глубоководных рыб) и путем накопления жира.
Большинство рыб имеют плавательный пузырь. Нет его у хрящевых рыб, а из костистых – у донных (бычки, камбалы, пинагор), глубоководных и некоторых быстроплавающих (тунцы, пеламиды, скумбрии). У быстроплавающих беспузырных рыб нейтральная или почти нейтральная плавучесть обеспечивается за счет накопления большого количества жира в печени (акулы) или в теле (скумбрии, пеламиды).
Дополнительным гидростатическим приспособлением у этих рыб является подъемная сила, которая образуется в результате их непрерывного движения.
Плавательный пузырь. Образуется из-за выпячивания дорзальной стенки пищевода. Основная его функция – гидростатическая. Плавательный пузырь представляет собой относительно большой эластический мешок серебристого цвета, расположенный под почками. Обычно он непарный и лишь у некоторых двоякодышащих и многопера парный. У многих рыб плавательный пузырь однокамерный (лососевые), иногда перетяжкой делится на две (карповые) или три (ошибни) сообщающиеся между собой камеры. У ряда рыб (сельдевые, тресковые и др.) от плавательного пузыря отходят слепые отростки, соединяющие его с внутренним ухом.
Плавательный пузырь заполнен смесью кислорода, азота и углекислого газа. Соотношение этих газов в плавательном пузыре как у различных видов, так и у одного и того же вида рыбы неодинаково и зависит от глубины ее обитания, физиологического состояния и др. Так, у окуня в плавательном пузыре содержится в среднем 19,4 % кислорода, 78,1 % азота и 2,5 % углекислого газа. У глубоководных рыб в нем содержится значительно больше кислорода, чем у рыб, обитающих ближе к поверхности.

Читать еще:  Почему горят мышцы после тренировки? Жжение в мышцах на тренировке. Это не опасно

Рыбы с плавательным пузырем делятся на открытопузырных и закрытопузырных.
У открытопузырных рыб плавательный пузырь соединяется с пищеводом с помощью особого воздушного протока. К ним относятся более древние рыбы – двоякодышащие, многоперы, хрящевые и костные ганоиды, а из костистых – сельдеобразные, карпообразные, щукообразные. У атлантической сельди, шпрота и хамсы, помимо обычного воздушного протока, имеется второй проток, соединяющий заднюю часть плавательного пузыря с наружной средой позади анального отверстия.
У закрытопузырных рыб (окунеобразные, трескообразные, кефалеобразные и др.) воздушного протока нет.
Первое заполнение плавательного пузыря газами происходит при заглатывании личинкой атмосферного воздуха. У личинок карпа, например, это происходит через 1–1,5 сут после вылупления. У закрытопузырных рыб плавательный пузырь вскоре утрачивает связь с наружной средой, а у открытопузырных воздушный проток сохраняется в течение всей жизни.
Все рыбы совершают вертикальные перемещения. Как известно, с погружением давление воды увеличивается и давление газов в плавательном пузыре возрастает, а его объем уменьшается. Удельный вес рыбы при этом увеличивается, что облегчает погружение. При подъеме происходит обратный процесс.
Регулирование объема газов в плавательном пузыре у закрытопузырных рыб происходит при помощи особых образований – газовой железы и овала, находящихся в стенке плавательного пузыря и обеспечивающих наполнение его газами и их поглощение.
Овал расположен в задней, а газовая железа – в передней части плавательного пузыря. Газовая железа представляет собой систему тонких артериальных и венозных сосудов, расположенных рядами, а овал – оконце во внутренней оболочке плавательного пузыря, окруженное мышечным сфинктером. При расслаблении сфинктера газы из плавательного пузыря поступают к среднему слою его стенки, где разветвлены венозные капилляры и происходит их диффузия в кровь. Количество поглощаемых газов регулируется изменением величины отверстия овала.
При погружении закрытопузырных рыб объем газов в плавательном пузыре уменьшается, и рыбы приобретают отрицательную плавучесть, однако по достижении определенной глубины адаптируются к ней путем секреции газов в плавательный пузырь через газовую железу. При подъеме рыбы давление уменьшается, объем газов в плавательном пузыре увеличивается, избыток их поглощается через овал в кровь, а затем через жабры удаляется в воду. При быстром подъеме излишки газов не успевают поглотиться и плавательный пузырь раздувается, что нередко приводит к выталкиванию внутренностей наружу и разрыву плавательного пузыря. Так, у морского окуня при быстром подъеме с глубины 250–300 м плавательный пузырь увеличивается в 25–30 раз, в то время как треска легко выдерживает такие перепады глубины.
У открытопузырных рыб овала нет, так как избыток газов при необходимости выводится наружу через воздушный проток, например при
подъеме рыбы, и на поверхности воды перед появлением косяка образуется слой пены. Большинство открытопузырных рыб (сельдевые, лососевые) не имеют и газовой железы. Секреция газов из крови в пузырь развита у них слабо и осуществляется с помощью эпителия внутреннего слоя пузыря.
Многие открытопузырные рыбы для того, чтобы после погружения обеспечить на глубине нейтральную плавучесть, перед погружением захватывают воздух. Однако при значительных вертикальных миграциях его бывает недостаточно и происходит медленное наполнение плавательного пузыря газами, поступающими из крови. При быстром погружении открытопузырные рыбы выпускают газы из плавательного пузыря, и на поверхности воды образуются пузырьки воздуха или слой пены. Однако держаться на глубине с пустым плавательным пузырем невозможно, поэтому рыба вынуждена вскоре вновь подняться к поверхности.
Для плавательного пузыря характерна не только гидростатическая функция. Он воспринимает изменения давления, имеет непосредственное отношение к органу слуха, являясь резонатором и рефлектором звуковых колебаний, усиливая чувствительность внутреннего уха.
У вьюновых плавательный пузырь покрыт костной капсулой, утратил гидростатическую функцию, но приобрел способность быстро воспринимать изменения атмосферного давления.
Есть немало рыб, способных при помощи плавательного пузыря издавать звуки (треска, мерлуза).
У двоякодышащих и костных ганоидов плавательный пузырь характеризуется ячеистым строением и является своеобразным органом дыхания.

Источники:

http://fishwatching.org/gas-bladder-anatomy/
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/671127
http://biblio.arktikfish.com/index.php/ikhtiologiya/2065-plavatelnyj-puzy

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector