Плавательный пузырь — Википедия с видео // WIKI 2

краснопёрки. Плавательный пузырь  орган, присутствующий практически у всех костистых рыб и развивающийся как вырост пищевода. Плавательный пузырь может выпол

Строение и развитие

У большинства рыбок между кишечником и почками имеется характерная мешковидная структура. Эта структура называется различными именами, а именно: плавательный пузырь (газовый или воздушный пузырь у рыб). Связь с пищеводом (вырост) может сохраняться на протяжении всей жизни, но может быть утрачена во взрослом возрасте.

Рыбий пузырь занимает то же положение, что легкие высших позвоночных, поэтому считается гомологичным легким. Отличается от легких высших форм главным образом происхождением, кровоснабжением. Возникает из дорсальной стенки кишки, получает кровоснабжение, как правило, из дорсальной аорты, позвоночное легкое – из вентральной стенки глотки, получает кровь из шестой дуги аорты.

Плавательным пузырем называют наполненный газом мешок, находящийся над кишками рыбы. Приобретение пузыря, с нейтральной плавучестью, которую он дает своим обладателям, был одним из решающих шагов эволюции современной рыбы. Без него рыба, несомненно, была бы гораздо менее разнообразной – с точки зрения количества видов, среды обитания, – чем сегодня. Современные акулы и скаты, живут без него, поэтому должны либо продолжать двигаться весь день либо жить на морском дне. Это потому, что рыба тяжелее, чем вода, следовательно, она утонет, если перестанет плавать.

Газовое наполнение пузыря

У физостомных рыб вытеснение газа из плавательного пузыря происходит через пневматический канал, но у физоклистных рыб, где пневматический канал отсутствует, избыточный газ удаляется диффузией.

Эволюция

Плавательный пузырь имеет много общего с лёгкими: он тоже развивается из выроста пищеварительного тракта и имеет примерно такие же иннервацию и мышечное окружение[3][4]. Однако вопрос о гомологии плавательного пузыря и лёгких не совсем ясен[3][5]. Основные отличия этих органов следующие: (1) плавательный пузырь обычно расположен со спинной стороны от пищеварительного тракта, а лёгкие — с брюшной; (2) плавательный пузырь непарный, а лёгкие обычно парные; (3) кровь, идущая от лёгких, поступает в сердце отдельно от остального кровотока, а кровь, идущая от плавательного пузыря, — вместе с кровью от других органов[3].

Судя по распространённости плавательного пузыря и лёгких в разных группах животных, лёгкие (как парные производные брюшной стенки пищеварительного тракта) были ещё у общего предка костных рыб[5][3]. Возможно, они возникли как орган добавочного дыхания в условиях периодической нехватки кислорода в воде[6]. Среди современных рыб дыхательную функцию лёгких или плавательного пузыря сохранили в основном живущие именно в таких условиях[3]. На первичность дыхательной функции этих органов указывает и то, что для эффективного выполнения функции поплавка они должны быть уже довольно большими (около 7 % объёма тела)[2]. Впрочем, дыхательная и гидростатическая функция не исключают друг друга[3]. Плавательный пузырь костистых рыб — более позднее приобретение, чем лёгкие[3][6]. Он мог произойти от них или возникнуть независимо[3].

Какую роль играет плавательный пузырь у рыб?

Он действует как регулируемый поплавок, чтобы рыбка могла плавать на любой глубине с наименьшими усилиями. Когда рыба опускается на дно, удельный вес тела увеличивается. Когда она поднимается, плавательный пузырь расширяется, удельный вес уменьшается. С помощью такой регулировки рыбка может поддерживать равновесие на любом уровне.

Гидростатическая функция

Это, прежде всего, гидростатический аппарат, который нужен и помогает удерживать вес тела равным объему вытесняемой рыбкой воды. Он также служит для уравновешивания тела по отношению к окружающей среде путем увеличения или уменьшения объема содержания газа.

Плавательные пузыри могут быть заполнены либо воздухом, либо кислородом, что играет ключевую роль в поддержании нейтральной плавучести и снижении энергетических затрат рыбы на пребывание на любой определенной глубине.

Защитная функция

Дыхательная функция плавательного пузыря весьма значительна. В воде, с низким содержанием кислорода, у многих рыб кислород, вырабатывается в мочевом пузыре, служит источником кислорода, а не поглощать воздух ртом из атмосферы. У некоторых рыб плавательный пузырь видоизменяется в «легкое», способное принимать атмосферный воздух. Например, многоперовые полиптерусы имеют систему двойного дыхания – жаберного и легочного.

Функции органов чувств

Считается, что плавательный пузырь призван выполнять функцию как резонатор (но не хрящевым рыбкам). Он усиливает вибрации звука, передает их в ухо. У многих рыб он тесно связан с внутренним ухом. Эта связь, возможно, позволяет передавать изменение давления в перилимфу.

Он помогает рыбкам в производстве звука. Вибрации вызываются движением содержащегося в рыбном пузыре воздуха. Звук может также быть произведен сжатием внешней и внутренней мускулатуры плавательного пузыря.

Другие функции

Пузырь рыбы помогает поддерживать надлежащий центр тяжести, перемещая газ из одной его части в другую, что облегчает проявление различных движений.

Как плавают хрящевые рыбы?

Типичный представитель класса хрящевых рыб – акулы. Они появились на Земле значительно раньше костистых рыб. Плавательного пузыря не имеют. Поэтому вынуждены постоянно двигаться, чтобы отрегулировать свое положение в толще воды. Даже во сне эти животные должны шевелить хвостом, иначе просто утонут, как это не парадоксально звучит по отношению к рыбам.

Форма тела, внешние покровы

Форма тела рыбФорма тела рыб

Форма тела рыбы – еще одно приспособление к передвижениям в плотных, по сравнению с воздухом, водных массах. Тела животных, кроме придонных и глубоководных видов, веретенообразные, обтекаемые, которые создают минимальное сопротивление окружающей среде. Кроме того, не забываем про чешую, которая увеличивает скольжение, сокращая энергозатраты животного в процессе плаванья.

Плавательный пузырь и легкие у разных групп

Плавательный пузырь имеется почти у всех костных рыб, функционирует обычно как гидростатический орган. Начавшись как очень незначительное клеточное расширение из кишечника, пузырь у рыб ведет всю группу по эволюционному каналу.

У каких рыб нет пузыря

У взрослых акул он отсутствует, но намек на рудиментарный пузырь наблюдается во время эмбрионального развития. Но почти все телеосты им обладают. В результате приспособления к различным способам жизни встречаются его крайние модификации.

Гидростатическая функция

Основная функция плавательного пузыря — обеспечение нулевой плавучести: он компенсирует вес костей и других тяжёлых частей тела и приближает среднюю плотность тела к плотности воды[2][1]. В результате рыбе не надо тратить энергию на поддержание тела на нужной глубине (тогда как акулы, у которых плавательного пузыря нет, вынуждены поддерживать глубину погружения постоянным активным движением). Однако сжимаемость газа делает равновесие неустойчивым: при погружении рыбы давление воды возрастает, пузырь уменьшается и рыба опускается ещё сильнее; аналогично при всплывании пузырь расширяется и рыбу выталкивает к поверхности. Чтобы этому препятствовать, организм рыбы регулирует количество газа в пузыре газовыми железами (густыми скоплениями капилляров), где кровь выделяет или поглощает кислород[2][3]. У рыб, способных к быстрым вертикальным перемещениям, пузыря нет, так как эта регулировка не успевала бы подстраиваться под изменения давления и при быстром всплытии раздувание пузыря могло бы быть опасным[2].

Плавательный пузырь расположен на самом верху брюшной полости, но всё равно всегда находится ниже центра масс тела. Из-за этого он создаёт переворачивающий момент, которому рыбе приходится противодействовать движением грудных плавников, а мёртвая рыба переворачивается кверху брюхом[2].

Другая функция пузыря

Многие ихтиологи не согласятся с утверждением о том, что рыбы «образцы» молчаливости, ведь они могут и подают особые сигналы себе подобным, преобразуя звуковые волны из колебаний воды, а делают они это с помощью плавательного пузыря.

Другие функции

Плавательный пузырь и веберов аппарат карпа

У костистых рыб надотряда костнопузырных, составляющих большинство современных пресноводных рыб (гоноринхообразные, карпообразные, харацинообразные, сомообразные, гимнотообразные) одним из общих признаков служит наличие веберова аппарата[2] — системы костей, соединяющих плавательный пузырь с внутренним ухом. Это даёт возможность воспринимать ухом вибрации, улавливаемые пузырём.

Некоторые рыбы с помощью плавательного пузыря издают звуки (батраховые — силой свыше 100 децибел)[1].

Опорно-двигательная система

Плавники рыб и эволюцияПлавники рыб и эволюция

Чтобы рыбы могли плавать, у них сформировалась кардинально новая – по сравнению с более древними миксинами и миногами, опорно-двигательная система. Во-первых, у рыб появились плавники. Пара грудных, брюшных. И по одному брюшному, спинному и хвостовому плавнику. Они «подвязаны» к мышцам, сокращения которых заставляет плавники изменять свое положение, генерируя движение. В результате этого животное может перемещаться в горизонтальной, вертикальной плоскости, разворачиваться.

Кроме плавников, движение поддерживается работой мышц туловища. Красные мышечные волокна задействованы в процессе длительного, монотонного плаванья. Белые мышечные волокна «включаются», когда нужен рывок, скорость, энергичное, но непродолжительное движение.

См. также

  • Система погружения и всплытия подводной лодки
  • Vesica piscis

У каких рыб нет пузыря?

Не все рыбы обзавелись этим полезным органом, у парусниковых, многих глубоководных и донных рыб пузыря нет, да и зачем он им нужен, если они никогда не пытаются всплыть на поверхность.

Зачем рыбам плавательный пузырь

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Наумов Н. П., Карташёв Н. Н. Зоология позвоночных. Ч. 1. Низшие хордовые, бесчелюстные, рыбы, земноводные. — М.: Высшая школа, 1979. — С. 175—176, 183—185, 206—209, 292. — 333 с.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Дзержинский Ф. Я., Васильев Б. Д., Малахов В. В. Зоология позвоночных. — М.: Академия, 2013. — С. 136, 150—151, 165, 172. — 464 с. — ISBN 978-5-7965-7971-4.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kardong K. V. Chapter 17: Sensory organs // Vertebrates: Comparative Anatomy, Function, Evolution. — 6 ed. — New York: McGraw-Hill, 2012. — P. 147, 331, 416—418, 428—430, 447. — 794 p. — ISBN 978-0-07-352423-8.
  4. 1 2 3 4 Icardo J. M. Lungs and gas bladders: Morphological insights // Acta histochemica. — 2018. — Vol. 120, № 7. — P. 605—612. — doi:10.1016/j.acthis.2018.08.006. — PMID 30177383.
  5. 1 2 3 Cupello C., Meunier F. J., Herbin M. et al. Lung anatomy and histology of the extant coelacanth shed light on the loss of air-breathing during deep-water adaptation in actinistians // Royal Society Open Science. — 2017. — Vol. 4, № 3. — doi:10.1098/rsos.161030. — PMID 28405393.
  6. 1 2 Vitt L. J., Caldwell J. P. Chapter 1 – Tetrapod Relationships and Evolutionary Systematics // Herpetology: An Introductory Biology of Amphibians and Reptiles. — 4 ed. — Elsevier, 2014. — P. 9—12. — 757 p. — ISBN 978-0-12-386919-7. — doi:10.1016/B978-0-12-386919-7.00001-0.
  7. 1 2 Lambertz M. The vestigial lung of the coelacanth and its implications for understanding pulmonary diversity among vertebrates: new perspectives and open questions // Royal Society Open Science. — 2017. — Vol. 4, № 11. — doi:10.1098/rsos.171518 . — PMID 29291127.

Интересное видео о рыбах

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Литература

  • Биология 7 класс (Алгоритм успеха) (РУ) В. М. Константинов, В. Г. Бабенко, В.С.Кученко.
  • Плавательный пузырь — статья из Большой советской энциклопедии. 
  • Шимкевич В. М. Пузырь плавательный // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Ссылки

  • Назаров Д. Плавательный пузырь (неопр.). Архивировано 15 августа 2019 года.
modif.png Эта страница в последний раз была отредактирована 5 июля 2021 в 15:51.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...