Cách thở của cá có hai loại: không khí và nước. Những khác biệt này nảy sinh và cải thiện trong quá trình tiến hóa, dưới tác động của các yếu tố bên ngoài khác nhau. Nếu cá chỉ có kiểu thở dưới nước, thì quá trình này được thực hiện với sự trợ giúp của da và mang của chúng. Ở cá kiểu không khí, quá trình hô hấp được thực hiện với sự trợ giúp của các cơ quan trên cơ thể, bàng quang, ruột và qua da. Tất nhiên, cơ quan hô hấp chính là mang, và phần còn lại là phụ. Tuy nhiên, các cơ quan phụ trợ hoặc bổ sung không phải lúc nào cũng đóng vai trò thứ yếu, thường thì chúng là quan trọng nhất.
Các loại cá thở
Cá sụn và cá xương có cấu tạo khác nhau của nắp mang. Vì vậy, những con đầu tiên có các vách ngăn trong khe mang, đảm bảo sự mở của mang ra bên ngoài bằng các lỗ riêng biệt. Các vách ngăn này được bao phủ bởi các sợi mang, lần lượt được lót bằng một mạng lưới mạch máu. Cấu trúc này của nắp mang được thấy rõ trong ví dụ về cá đuối và cá mập.
Đồng thời, ở các loài có xương, các vách ngăn này bị giảm đi khi không cần thiết, vì các nắp mang có thể di chuyển được. Vòm mang của cá đóng vai trò như một giá đỡ, trên đó có các sợi mang.
Chức năng của mang. Vòm mang
Chức năng quan trọng nhất của mang tất nhiên là trao đổi khí. Với sự giúp đỡ của họ, oxy được hấp thụ từ nước, và carbon dioxide (carbon dioxide) được giải phóng vào đó. Nhưng ít ai biết rằng, mang còn giúp cá trao đổi chất muối nước. Do đó, sau khi xử lý, urê và amoniac được thải ra môi trường, trao đổi muối xảy ra giữa nước và cơ thể cá, và điều này chủ yếu liên quan đến các ion natri.
Trong quá trình tiến hóa và biến đổi của các phân nhóm cá, bộ máy mang cũng thay đổi. Vì vậy, ở cá có xương, mang trông giống như sò điệp, ở cá sụn, chúng bao gồm các phiến và các xyclostomes có các mang hình túi. Tùy theo cấu tạo của bộ máy hô hấp mà cấu tạo và chức năng của vòm mang của cá cũng khác nhau.
Tòa nhà
Mang nằm ở hai bên của các hốc tương ứng của cá xương và được bảo vệ bằng các nắp. Mỗi khe mang bao gồm năm vòm. Bốn vòm mang được hình thành hoàn chỉnh và một vòm còn thô sơ. Nhìn từ bên ngoài, vòm mang lồi hơn; các sợi mang kéo dài sang hai bên của vòm, dựa trên các tia sụn. Vòm mang đóng vai trò như một giá đỡ để gắn các cánh hoa, được giữ trên chúng bằng đế với đế của chúng, và các cạnh tự do phân kỳ ra vào theo một góc nhọn. Trên bản thân các cánh hoa mang được gọi là phiến phụ, nằm trên cánh hoa (hoặc cánh hoa, như chúng còn được gọi là). Có một số lượng lớn các cánh hoa trên mang, ở các loài cá khác nhau, chúng có thể từ 14 đến 35 trên một chiếcmilimét, có chiều cao không quá 200 micrômét. Chúng quá nhỏ nên chiều rộng của chúng thậm chí không đạt tới 20 micron.
Chức năng chính của vòm mang
Vòm mang của động vật có xương sống thực hiện chức năng của một cơ chế lọc với sự hỗ trợ của các mấu mang, nằm trên vòm, đối diện với khoang miệng của cá. Điều này giúp giữ lại các chất rắn lơ lửng trong cột nước và các vi sinh vật dinh dưỡng khác nhau trong miệng.
Tùy thuộc vào những gì cá ăn, lưới mang cũng thay đổi; chúng dựa trên các tấm xương. Vì vậy, nếu một loài cá là động vật ăn thịt, thì các nhị của nó nằm ít thường xuyên hơn và thấp hơn, và ở những loài cá chỉ ăn sinh vật phù du sống trong cột nước, các mấu mang cao và dày đặc hơn. Ở những loài cá ăn tạp, nhị hoa nằm giữa động vật ăn thịt và sinh vật phù du.
Hệ tuần hoàn phổi
Mang của cá có màu hồng tươi do một lượng lớn máu được làm giàu oxy. Điều này là do quá trình tuần hoàn máu diễn ra mạnh mẽ. Máu cần được làm giàu oxy (tĩnh mạch) được thu thập từ toàn bộ cơ thể của cá và đi vào vòm mang qua động mạch chủ bụng. Động mạch chủ bụng phân nhánh thành hai động mạch phế quản, tiếp theo là cung động mạch mang, đến lượt nó, được chia thành một số lượng lớn các động mạch cánh hoa, bao bọc các sợi mang nằm dọc theo mép trong của các tia sụn. Nhưng đây không phải là giới hạn. Bản thân các động mạch cánh hoa được chia thành một số lượng lớn các mao mạch, bao bọc bên trongvà phần bên ngoài của cánh hoa. Đường kính của các mao mạch rất nhỏ bằng kích thước của chính hồng cầu, có chức năng vận chuyển oxy qua máu. Do đó, vòm mang hoạt động như một giá đỡ cho các thanh răng, giúp trao đổi khí.
Ở phía bên kia của những cánh hoa, tất cả các tiểu động mạch ở rìa hợp nhất thành một mạch duy nhất chảy vào một tĩnh mạch mang máu, lần lượt, máu sẽ đi vào phế quản và sau đó vào động mạch chủ lưng.
Nếu chúng ta nhìn vào vòm mang của cá chi tiết hơn và tiến hành kiểm tra mô học, tốt nhất là chúng ta nên nghiên cứu mặt cắt dọc. Vì vậy, không chỉ có nhị hoa và cánh hoa sẽ được nhìn thấy mà còn có thể nhìn thấy các nếp gấp hô hấp, là rào cản giữa môi trường nước và máu.
Những nếp gấp này chỉ được lót bằng một lớp biểu mô và bên trong - các mao mạch được hỗ trợ bởi các tế bào tương tự (hỗ trợ). Hàng rào của mao mạch và tế bào hô hấp rất dễ bị tổn thương trước các tác động của môi trường bên ngoài. Nếu có tạp chất độc hại trong nước, các bức tường này sẽ phồng lên, bong ra và dày lên. Điều này dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, vì quá trình trao đổi khí trong máu bị cản trở, dẫn đến tình trạng thiếu oxy.
Trao đổi khí ở cá
Oxy được cá thu được thông qua trao đổi khí thụ động. Điều kiện chính để làm giàu máu với oxy là dòng nước liên tục trong mang, và điều này cần thiết là vòm mang và toàn bộ bộ máy phải giữ được cấu trúc của nó, khi đó chức năng của vòm mang ở cá sẽ không còn. bị suy giảm. Bề mặt khuếch tán cũng phải duy trì tính toàn vẹn của nó đểlàm giàu thích hợp hemoglobin với oxy.
Để trao đổi khí thụ động, máu trong mao mạch cá di chuyển ngược chiều với dòng máu trong mang. Tính năng này góp phần vào việc chiết xuất gần như hoàn toàn oxy từ nước và làm giàu máu với nó. Ở một số cá thể, tỷ lệ làm giàu máu so với thành phần oxy trong nước là 80%. Dòng chảy của nước qua mang xảy ra do bơm nó qua khoang mang, trong khi chức năng chính được thực hiện nhờ chuyển động của bộ máy miệng, cũng như các nắp mang.
Điều gì quyết định tốc độ hô hấp của cá?
Do các tính năng đặc trưng, có thể tính toán tốc độ hô hấp của cá, phụ thuộc vào chuyển động của các nắp mang. Nồng độ oxy trong nước và hàm lượng carbon dioxide trong máu ảnh hưởng đến tốc độ hô hấp của cá. Hơn nữa, những động vật sống dưới nước này nhạy cảm với nồng độ oxy thấp hơn là một lượng lớn carbon dioxide trong máu. Tốc độ hô hấp cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước, độ pH và nhiều yếu tố khác.
Cá có một khả năng đặc biệt để hút các chất lạ từ bề mặt của vòm mang và từ các khoang của chúng. Khả năng này được gọi là ho. Các nắp mang được bao phủ định kỳ và với sự trợ giúp của sự chuyển động ngược lại của nước, tất cả các chất lơ lửng trên mang sẽ bị dòng nước rửa trôi. Biểu hiện này ở cá thường dễ nhận thấy nhất nếu nước bị nhiễm các chất lơ lửng hoặc các chất độc hại.
Chức năng mang bổ sung
Ngoài chức năng chính, hô hấp, mangchức năng điều tiết và bài tiết. Trên thực tế, cá là các sinh vật có tính amoniac, giống như tất cả các động vật sống dưới nước. Điều này có nghĩa là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy nitơ có trong cơ thể là amoniac. Chính nhờ mang mà nó được thải ra khỏi cơ thể cá dưới dạng ion amoni, đồng thời làm sạch cơ thể. Ngoài oxy, các muối, các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, cũng như một số lượng lớn các ion vô cơ nằm trong cột nước đi vào máu qua mang là kết quả của quá trình khuếch tán thụ động. Ngoài mang, việc hấp thụ các chất này được thực hiện bằng cách sử dụng các cấu trúc đặc biệt.
Con số này bao gồm các tế bào clorua cụ thể thực hiện chức năng điều hòa thẩm thấu. Chúng có thể di chuyển các ion clorua và natri, trong khi di chuyển theo hướng ngược lại của một gradient khuếch tán lớn.
Sự di chuyển của các ion clorua phụ thuộc vào môi trường sống của cá. Vì vậy, ở các cá thể nước ngọt, các ion đơn hóa trị được chuyển bởi các tế bào clorua từ nước sang máu, thay thế những ion đã bị mất đi do hoạt động của hệ bài tiết của cá. Nhưng ở cá biển, quá trình này lại diễn ra theo chiều ngược lại: sự bài tiết xảy ra từ máu ra môi trường.
Nếu nồng độ các nguyên tố hóa học có hại trong nước tăng lên đáng kể, thì chức năng điều hòa thẩm thấu phụ của mang có thể bị suy giảm. Kết quả là không phải lượng chất cần thiết đi vào máu mà ở nồng độ cao hơn nhiều, có thể ảnh hưởng xấu đến tình trạng của động vật. Tính cụ thể này khôngluôn luôn là tiêu cực. Vì vậy, biết được đặc điểm này của mang, bạn có thể chống lại nhiều bệnh tật cho cá bằng cách đưa thuốc và vắc xin trực tiếp vào nước.
Hô hấp trên da của nhiều loài cá khác nhau
Tuyệt đối tất cả các loài cá đều có khả năng hô hấp qua da. Đó chỉ là mức độ phát triển của nó - phụ thuộc vào một số lượng lớn các yếu tố: đó là tuổi tác, điều kiện môi trường và nhiều yếu tố khác. Vì vậy, nếu một con cá sống trong nước sạch, thì tỷ lệ hô hấp của da là không đáng kể và chỉ chiếm 2-10%, trong khi chức năng hô hấp của phôi được thực hiện hoàn toàn qua da, cũng như hệ thống mạch máu của túi mật.
Thở bằng ruột
Tùy vào môi trường sống mà cách thở của cá thay đổi. Vì vậy, cá da trơn nhiệt đới và cá chạch chủ động thở bằng ruột. Khi nuốt phải, không khí đi vào đó và với sự trợ giúp của một mạng lưới dày đặc các mạch máu sẽ thâm nhập vào máu. Phương pháp này bắt đầu phát triển ở cá do các điều kiện môi trường cụ thể. Nước trong hồ chứa của họ, do nhiệt độ cao, có nồng độ oxy thấp, nên trầm trọng hơn bởi độ đục và thiếu dòng chảy. Kết quả của quá trình biến đổi tiến hóa, cá trong các hồ chứa như vậy đã học cách tồn tại bằng cách sử dụng oxy từ không khí.
Chức năng bổ sung của bàng quang
Túi bơi được thiết kế để điều chỉnh thủy tĩnh. Đây là chức năng chính của nó. Tuy nhiên, ở một số loài cá, bàng bơi thích nghi để thở. Nó được sử dụng như một bình chứa không khí.
Các loại công trìnhbơi bàng quang
Tùy thuộc vào cấu trúc giải phẫu của bọng bơi, tất cả các loại cá được chia thành:
- mở bong bóng;
- bong bóng đóng.
Nhóm đầu tiên có số lượng nhiều nhất và là nhóm chính, trong khi nhóm cá bàng quang đóng rất ít. Nó bao gồm cá rô, cá đối, cá tuyết, cá gai, v.v. Ở cá bàng quang, như tên gọi, bàng quang mở để giao tiếp với dòng ruột chính, trong khi ở cá bàng quang thì không.
Cyprinids cũng có một cấu trúc bàng quang bơi cụ thể. Nó được chia thành các khoang phía sau và phía trước, được nối với nhau bằng một kênh hẹp và ngắn. Các bức tường của buồng trước bàng quang bao gồm hai lớp vỏ, bên ngoài và bên trong, trong khi buồng sau không có lớp bên ngoài.
Bọng bơi được lót bằng một hàng biểu mô vảy, sau đó là một hàng lớp mô liên kết lỏng lẻo, cơ và mạch máu. Bọng bơi có một lớp bóng sáng đặc biệt chỉ có ở nó, được cung cấp bởi một mô liên kết dày đặc đặc biệt có cấu trúc dạng sợi. Để đảm bảo độ bền của bong bóng từ bên ngoài, cả hai khoang đều được bao phủ bởi một màng huyết thanh đàn hồi.
Cơ quan mê cung
Một số lượng nhỏ cá nhiệt đới đã phát triển một cơ quan cụ thể như mê cung và siêu âm. Loài này bao gồm macropod, gourami, gà trống và cá lóc. Các thành tạo có thể được quan sát dưới dạngnhững thay đổi trong hầu, biến đổi thành cơ quan trên mang, hoặc khoang mang nhô ra (cái gọi là cơ quan mê cung). Mục đích chính của chúng là khả năng lấy oxy từ không khí.
