почему рыбы не дышат на суше
Почему рыбы не дышат на суше
Рыбы, которые могут жить на суше
Гость в студии – Александр Гатилов, сотрудник Московского зоопарка. Он рассказал о том, могут ли рыбы дышать и, если шире, жить на суше
Программу «О животных» ведёт Иван Затевахин.
Гость в студии – Александр Гатилов, сотрудник Московского зоопарка, который рассказал о том, могут ли рыбы дышать. Или, если шире, жить на суше?
А могут вообще рыбы жить на суше? Или это уже амфибии получаются?
А. Гатилов: Вопрос достаточно сложный и интересный. Но если отвечать кратко, то да, рыбы могут жить на суше. А дальше надо определиться, что такое рыба и что такое суша. Все мы привыкли к тому, что рыбы живут в воде и дышат жабрами. И действительно, типичная рыба дышит жабрами.
А. Гатилов: С точки зрения биолога, это некие выросты тела, богатые кровеносными сосудами. Идея, собственно, в том, что, когда ты живёшь в водной среде и тебе нужен кислород для дыхания, ты можешь поглощать его всей поверхностью своего тела из воды.
А почему нельзя дышать лёгкими, а жабрами можно?
А. Гатилов: Всё развитие животных идёт от простого к сложному. Когда ты маленький, тебе даже жабры не обязательны, тебе хватает того кислорода, который проникает через поверхность твоего тела. Ты – маленький червячок длиной 2 см, толщиной – 3 мм, и тебе хватает просто поверхности твоего тела, чтобы насытить себя кислородом. Когда ты увеличиваешь размеры больше и больше, твоя поверхность растёт в квадрате от линейных размеров, а объём растёт в кубе. Соответственно, объём нарастает быстрее, и через какое-то время объёму, который потребляет кислород, не хватает того кислорода, который проникает через поверхность тела. Поэтому поверхность эту нужно увеличивать. Можно сделаться плоским. Или отращивать какие-то выросты. Если эти выросты снабдить кровеносными сосудами, то кислород будет поглощаться лучше через эти выросты.
И дальше уже возникает следующее. Выросты, богатые кровеносными сосудами, легко повредить. Чтобы их не повредить, их надо куда-нибудь спрятать, в какое-то укромное место.
А выросты из чего? Что изначально было на месте жабр? Каждый орган ведь как-то развивается из чего-то. Часто из какого-то другого органа.
А. Гатилов: Да. А это связано с образом жизни наших далёких предков, которые были фильтраторами. Они плавали, открывали рот, в рот попадала вода.
Я имел в виду жабры.
А. Гатилов: Собственно, так жабры и появляются. Вода выходила наружу через стенки тела, через дырочки по бокам. И получается, что, когда у тебя есть постоянный ток воды вдоль какого-то места, важно туда разместить жабры, чтобы к ним всё время поступала свежая вода. Выросты по бокам отверстий в стенках глотки как раз и стали жабрами. Далее они стали более развесистыми, кустистыми, с кучей лепестков, сложно организованными, что ток воды был таким, каким он удобен животному.
И задачей жабр было извлекать кислород из воды?
А. Гатилов: Да. Но попутно их можно загрузить дополнительной функцией, сбросив туда продукт азотистого обмена – аммиак.
Ну а почему же с жабрами, скажем, нельзя дышать на воздухе?
А. Гатилов: Чтобы поглощать кислород эффективно, надо иметь жабры с большой поверхностью. И кислород у нас поглощается из водной среды в водную среду. Снаружи вода, потом мембрана жабр (мембрана клеток), и кислород проникает через мембрану внутрь в жидкость уже внутри клеток. Когда мы выходим на сушу, внутри у нас точно так же остаётся внутриклеточная жидкость. А вот снаружи эта жидкость уже отсутствует. Снаружи – воздух, а поскольку у жабр большая поверхность, они будут постоянно высыхать, и эти нежные, чувствительные органы, богатые кровеносными сосудами, высыхают, трескаются, ломаются.
А. Гатилов: Те животные, которые хотят всё-таки дышать на суше, вынуждены эти жабры прятать в какие-то мешочки, прикрывать их и смачивать. Некоторые даже набивают специально мокрые водоросли в какую-нибудь полость и прикрывают её какими-то латками, какими-то щитами и ходят по суше с жабрами со своим специальным запасом воды.
Поэтому, когда крабика рассматриваешь, кажется, что он пускает смоченные пузыри.
А. Гатилов: Это он как раз выдувает запасы воды. Если взглянуть ему под корапус (крышку тела), там как раз значительный объём занимают жабры.
Значит, жабры – это такие органы дыхания, которые эффективны исключительно в воде. Поэтому, если вдруг обладатели жабр захотят вылезти на сушу и как-то там не задохнуться, то придётся им изобретать что-то? То есть, кратковременно те рыбы, что имеют жабры, обходятся этими жабрами на суше? Например, летучая рыба, которая разгоняется, прыгает и обратно в воду.
А. Гатилов: В принципе, им хватает того кислорода, который запасён у них в теле, чтобы метров на 30-40 перелететь. Несколько минут любая рыба вполне на суше живёт, пока не начинает обсыхать. А если ещё сделать так, чтобы она не сохла, то она и дольше проживёт. Это плюс холоднокровного существа. Оно тратит меньше кислорода и поэтому может дольше находиться в живом состоянии на своих запасах. А когда ты – теплокровный, ты расходуешь кислород гораздо быстрее, и он заканчивается тоже быстрее.
А дальше возможны разные варианты. Можно запасать воду и таскать её как-нибудь к жабрам. Так делают некоторые рыбы. Они набирают полный рот воды, закрывают жаберные крышки и дальше вентилируют её через жабры.
А зачем им в воде это делать?
А. Гатилов: Это происходит, когда рыба вылезает на сушу.
А что это за рыба, которая вылезает на сушу? И зачем она это делает?
А. Гатилов: На сушу на самом деле имеет смысл лезть за одной единственной вещью. Это когда тебе надо из твоего водоёма перебраться в другой водоём. Потому что в твоём водоёме стало почему-то плохо. Может быть, испортилась вода, перегрелась, водоросли погибли, началось их загнивание, стало много продуктов распада и жить там уже невозможно. Либо там завелись какие-то хищники. Либо стало очень много конкурентов и очень мало корма.
Охотиться на суше эффективно могут далеко не все. Поэтому обычно, когда рыба перебирается из одного водоём в другой, – это всего лишь способ её спасения из испорченного её местообитания. Часто в тропиках такая проблема возникает во многих водоёмах. Температура воды поднялась выше обычной, водоём затух, поэтому надо убегать куда-то.
То есть, это уже лёгкие?
А. Гатилов: Это некий аналог лёгких, очень примитивный, слабенький, но он позволяет дышать лабиринтовым рыбам атмосферным воздухом.
А из чего этот орган создался?
А. Гатилов: Из верхней части ротовой полости. Он находится во рту, там много капилляров (богатая капиллярами кожа), и в ней происходит газообмен.
То есть, в буквальном смысле эти рыбы заглатывают воздух?
А. Гатилов: Да.
А вот когда замор? В средней полосе России часто бывает, когда очень тёплая, давящая погода устанавливается, рыба выскакивает из воды, пузыри какие-то начинает пускать и заглатывает воздух.
А. Гатилов: Точно так же всё у этих рыб происходит. И действуют они подобным же образом. Но у них нет лабиринтового органа. Поэтому они и пользуются тем, что кислород начинают всасывать ротовой полостью. Там тоже достаточно много кровеносных сосудов. Но эффективность их не очень высокая.
Но если сравнивать небольшую эффективность просто кожи и отсутствие кислорода в затухшей воды, то лучше что-то, чем ничего. Лабиринтовые рыбы к этому приспособлены. У них подобные ситуации бывают регулярно, и они умело с возникшей трудностью борются.
А как выглядит лабиринтовая рыба?
А. Гатилов: Из обычных лабиринтовых рыб многие держат у себя в аквариуме гурами. Гурами умеют так делать. Они часто высовывают свою мордочку, чтобы подышать. Даже если нормальная вода, хорошая, пригодная. То есть, они уже к этому привычны.
Наблюдение за гурами позволит нам понять, как рыбки используют лабиринтовый орган для дыхания. Но это пример не единичный. Есть масса других примеров, когда рыбы бегают по суше и довольно бодро.
А. Гатилов: Если лабиринтовые рыбы – специалисты по пережиданию в грязной, непригодной воде, у них для этого есть интересный орган дыхания, то другие рыбы, не обладая подобным органом дыхания, пользуются жабрами, применяя всё тот же механизм смачивания жабр или нося запас воды в жаберных крышках, чтобы позволяет им периодически смачивать жабры и перебираться достаточно далеко.
Среди привычных нам, знакомых рыб – наш европейский угорь. Он может довольно далеко переползать из водоёма в водоём просто на запасах той воды, что есть у него в теле. Главная для него проблема на суше – не высохнуть самому и не высушить жабры. И если ты в состоянии просчитать свои возможности по длительному передвижению, сможешь ли ты ползти по мокрой траве или не сможешь, хватит тебе воды, чтобы твои жабры не подсохли, то вполне можно так и сделать. И угри к подобному способу перемещения приспособились. Часто из одной речки в другую они переходят просто по суше, улучшив момент, когда выпала роса и достаточно прохладно. Тогда можно смело ползти.
И, конечно, важная проблема – как вообще перемещаться по суше рыбе. В воде, понятно, они плавают. У них, у большинства, нейтральная плавучесть, и рыба, хочет, чуть спустила свой дыхательный плавательный пузырь и опустилась на дно. Хочет, поднадула – и поднялась наверх.
Полностью беседу с гостем слушайте в аудиофайле программы.
Рыбы, которые могут жить на суше
Умеет ли рыба дышать?
Если внимательно рассмотреть голову рыбы, то можно заметить костяную пластинку, сросшуюся с головой ближе к глазу и способную открываться со стороны тела. Это жаберная крышка, приподняв ее и заглянув внутрь, Вы увидите полукруглый орган, похожий на лепесток цветка – это жабры – орган дыхания рыб.
Как рыбы получают кислород?
Как и любому живому существу на Земле, рыбам необходим кислород, как и в воздухе, он растворён в воде. Конечно, в жидкой среде его количество меньше, но для дыхания рыб вполне достаточно. В воду кислород попадает из атмосферы. Чем чище вода и чем быстрее течение, тем больше содержание в ней кислорода.
Некоторые рыбы, могут жить в водоёмах с медленным течением (или без него, например: пруды, озера) и мутной водой, это карп, линь, сом и так далее. Зато другие (например: форель, стерлядь) могут погибнуть в такой воде, им нужна чистая вода с быстрым течением. Количество кислорода в воде зависит от времени года. Летом, когда температура высокая содержание кислорода в жидкостях снижается, то же самое происходит и зимой, когда водоем покрыт толстым льдом.
Жабры рыб устроены так, что растворенный в воде кислород усваивается, как в легких человека. Огромное количество кровеносных сосудов, пронизывают жабры, поэтому кислород мгновенно попадает в кровь. Кровь рыб, как и кровь человека, сразу разносит необходимый газ ко всем клеткам организма. Ротовая полость рыбы имеет широкий проход, который заканчивается жабрами.
Открывая рот, рыба заполняет полость водой, кислород усваивается жабрами, а вода выбрасывается сквозь щель между телом и жаберной крышкой, когда рыба плотно сжимает губы и приоткрывает крышки.
Могут ли рыбы дышать на суше?
Еще одна рыбка, которая может дышать воздухом – «Илистый шкипер». Обитает она в Африке, где летом реки полностью высыхают. Шкипер зарывается в ил и лежит без воды и практически без воздуха несколько месяцев. Когда в реке вновь появляется вода, илистый шкипер может выходить из нее с помощью очень развитых плавников и довольно быстро передвигаться по берегу.
Почему рыба задыхается без воды
Все мы знаем, что рыбы не могут жить вне воды, и будучи извлеченными из неё “на воздух” вскоре погибают или как говорят в народе “засыпают”. Все это знают, но мало кто понимает настоящие причины этой гибели.
Если сравнивать воду и воздух, то по содержанию кислорода вода сильно уступает последнему и, что бы получить необходимое количество кислорода, рыбам приходится прокачивать через жабры в 30 раз больше воды (по объему), чем могло бы быть воздуха. Кроме этого, жаберное дыхание намного эффективнее легочного в части извлечения кислорода из дыхательной среды. Пройдя через жабры вода теряет до 90% кислорода,в то время как содержание его в выдыхаемом человеком воздухе снижается лишь на 4,5%. К тому же у рыб, кроме жабр, в дыхании (газообмене) участвуют кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, плавательный пузырь, а у некоторых видов и специальные приспособления, такие как лабиринт, наджаберный орган, легкие, ротовой аппарат и глоточные полости. Все эти органы и приспособления позволяют рыбам выживать и эффективно использовать даже низкие уровни содержания О2 в воде, а иногда и вовсе некоторое время без неё обходиться (в случае, например, с двоякодышащими рыбами, у которых кроме жабр имеются и легкие).
Однако, что же происходит если вытащить рыбу (например карпа) из воды и оставить на воздухе? Жабры, как и другие приспособления для дыхания вначале продолжат свою работу и газообмен не прекратится, но очень эффективный в воде жаберный аппарат, на воздухе “спадает”, жаберные лепестки слипаются между собой, слипаются они и между соседними жаберными дугами, полезная дыхательная площадь жабр резко сокращается. Рыба начинает активно работать жаберными крышками и “хватать” ртом воздух, пытаясь задействовать так называемый ротовой и жаберный насос, но от этого становится только хуже – жабры и ротовая полость быстрее высыхают, что делает газообмен невозможным. Вообще, хватание воздуха ртом можно наблюдать и в водоемах, что может говорить о недостатке растворенного в воде кислорода.
Конечно, почувствовав нехватку кислорода рыба попытается быстрее её компенсировать за счет других систем, и прежде всего за счет кожного дыхания. Выражается это в том, что в капиллярную сеть в кожных покровах начинает поступать большое количество крови, параллельно активизируются механизмы кроветворения (гемопоэз). От этого заметно краснеют участки кожи на голове, груди, плавниках. (Это, кстати явный признак, того что рыба долго задыхалась находясь без воды. Если будете брать рыбу на рынке). Но этого также критически не хватает, поскольку вместе со снижением поступления через жабры кислорода снижается и вывод из крови углекислого газа, а его накопление в крови может снизить кислородную емкость крови в два раза. То есть в два раза меньше кислорода может быть связано гемоглобином в одном и том же объеме крови.
Так же надо учесть, что и слизь покрывающая тело также высыхает и кожное дыхание постепенно прекращается. И в добавок к этим бедам появляется опасность отравления от избытка в организме продуктов обмена веществ, ведь через жабры выводится значительное количества аммиака (но заметных последствий от этого не наблюдается, поскольку асфиксия наступает раньше).
Описанные процессы протекают с разной скоростью и зависят от вида рыбы и от 2-х главных факторов: температуры и влажности воздуха. То есть во влажном прохладном месте рыба может прожить вне воды в несколько раз дольше, и это имеет большое значение при транспортировке и реализации живой товарной рыбы, а также при рыбоводных манипуляциях в хозяйствах. Также надо помнить, что покупая живую рыбу или вылавливая её из водоема для еды, не следует допускать её гибель от удушья, так как в результате описанных выше процессов (связанных с затратами энергии), в тканях снижается содержание питательных веществ, но при этом накапливаются продукты их распада (всевозможные метаболиты) ухудшая качество мяса (про этическую сторону я уже молчу).
К чему я это все написал? Не раз был свидетелем споров или “авторитетных” заявлений на эту тему (в том числе и в интернете от людей позиционирующих себя специалистами), при этом показывающих незнание простых, базовых понятий о физиологии рыб и свойствах населяемой ими среды. Надеюсь эта информация будет полезна не только людям интересующимся аквакультурой (пермакультурой), но и прочим (во всех смыслах) любителям рыбы.
Leave a Comment Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Как дышат рыбы. Умеет ли рыба дышать Почему рыбы не могут дышать на суше
Пауки питаются насекомыми: они вырабатывают клейкую нить и плетут из нее сеть – паутину; насекомые попадают в эту сеть, запутываются, и паук их съедает. Однако есть несколько видов пауков, укус которых ядовит – например, тарантул и черная вдова.
Почему рыбы живут в воде?
Рыбам, как и другим животным, для дыхания необходим кислород; но они добывают его не из воздуха, как сухопутные животные, а из воды. На голове у рыб находится особый дыхательный орган – жабры. Через рот вода попадает в жабры, и там происходит газообмен: в кровь из воды поступает кислород, а в воду выделяется углекислый газ. После этого вода выходит наружу через отверстия в жабрах.
Жабры – это твердые пластины, с внутренней стороны которых проходят многочисленные кровеносные сосуды, которые придают им красный цвет. У других животных дыхательную функцию выполняет другой орган – легкие.
Могут ли рыбы дышать на суше?
 |
|---|
Большинство рыб не способны дышать воздухом, так как жабры могут поглощать только кислород, растворенный в воде. Поэтому рыба погибает, если остается без воды долгое время.
Однако в настоящее время сохранились три вида рыб, у которых есть легкие и которые могут дышать воздухом. В Австралии обитает австралийский рогозуб – двоякодышащая рыба, способная жить в стоячей воде с малым содержанием кислорода, так как она может подниматься на поверхность и дышать атмосферным воздухом. У рыбы под названием лепидосирен, обитающей в Южной Америке, совсем нет жабр, она дышит только легкими; а обитающий в Африке протоптерус может даже на некоторое время выбираться на сушу.
Могут ли рыбы видеть в темноте?
В глубинах морей и океанов царит полная темнота, так как солнечный свет не способен проникнуть более чем на 90-100 метров сквозь толщу воды. Однако многие рыбы могут жить и видеть на большой глубине: тело этих рыб способно излучать свет, который освещает окружающие предметы и других рыб. Это свойство рыб называется биолюминесценция.
Многие глубоководные рыбы излучают голубоватый свет, и их глаза способны различать только голубую часть светового спектра. Другие рыбы излучают красный свет, который они сами различают, а другие рыбы – нет; поэтому они могут видеть свою добычу и приближаться к ней, оставаясь незамеченными. Также самцы рыб используют этот свет, чтобы привлечь самку. У некоторых глубоководных рыб свет излучает не все тело, а специально предназначенные для этого отдельные органы.
Как рыбы получают кислород?
Как и любому живому существу на Земле, рыбам необходим кислород, как и в воздухе, он растворён в воде. Конечно, в жидкой среде его количество меньше, но для дыхания рыб вполне достаточно. В воду кислород попадает из атмосферы. Чем чище вода и чем быстрее течение, тем больше содержание в ней кислорода. Некоторые рыбы, могут жить в водоёмах с медленным течением (или без него, например: пруды, озера) и мутной водой, это карп, линь, сом и так далее. Зато другие (например: форель, стерлядь) могут погибнуть в такой воде, им нужна чистая вода с быстрым течением. Количество кислорода в воде зависит от времени года. Летом, когда температура высокая содержание кислорода в жидкостях снижается, то же самое происходит и зимой, когда водоем покрыт толстым льдом.
Жабры рыб устроены так, что растворенный в воде кислород усваивается, как в легких человека. Огромное количество кровеносных сосудов, пронизывают жабры, поэтому кислород мгновенно попадает в кровь. Кровь рыб, как и кровь человека, сразу разносит необходимый газ ко всем клеткам организма. Ротовая полость рыбы имеет широкий проход, который заканчивается жабрами. Открывая рот, рыба заполняет полость водой, кислород усваивается жабрами, а вода выбрасывается сквозь щель между телом и жаберной крышкой, когда рыба плотно сжимает губы и приоткрывает крышки.
Могут ли рыбы дышать на суше?
В природе встречаются рыбы, которые достаточно долго могут находиться вне воды. Например, одна из разновидностей окуня (его еще называют «Лазающий окунь»), который живет на Дальнем Востоке. Жабры этой необычной рыбки устроены так, что могут усваивать кислород из воздуха. Кроме этого, у окуня необычная чешуя. Благодаря тому, что она подвижна, рыба может «выходить на берег» и даже лазать по деревьям (поэтому окуня называют «лазающим»).
Точно не собираются?
Загрязнение. Кстати, о жиже. Жабры, по своему первоначальному предназначению (вспомним ланцетника) являются фильтрами, задерживающими разную водную мелочь. Если в воде по какой-то причине становится слишком много микроскопических частиц, то рыбные жабры могут просто засориться, как унитазы.
Армируем жабры
Дышим поверхностью ротовой и жаберной полостей
Дышим легкими
Костные рыбы первоначально возникли на суше, а значит, они сразу же столкнулись с засухой, жарой и загрязнением. Скорее всего, древнейшие костные рыбы изначально имели легкие и использовали его для дыхания. Затем с ходом эволюции
Дышим плавательным пузырем и/или кишечником
Дышим поверхностью тела
Почему рыбы не дышат на суше
Невозможность дышать воздухом у рыб обусловлена строением их дыхательного аппарата, в частности, жабрами.
Если рыбу извлечь из привычной для нее водной среды, то на открытом воздухе большая часть из них погибает почти сразу, некоторые виды живут чуть дольше. А все оттого, что жабры плотно смыкают свои складки, в результате чего они высыхают и склеиваются. Больше рыбе нечем всасывать кислород, и она гибнет.
Почему же рыбы дышат под водой?
Потому что в воде содержится необходимое ей количество кислорода, который она всасывает, прогоняя воду через жаберные щели. Вода позволяет жабрам рыб не ссыхаться и нормально функционировать (при условии, что это чистая вода, не загрязненная продуктами жизнедеятельности людей). Для того, чтобы взять из воды необходимое количество кислорода, рыбам приходится все время работать жабрами, прогоняя через свой организм большое количество воды.
В жабрах рыб сосредоточено большое количество мелких кровеносных сосудах, благодаря которым кислород разносится по всему организму рыбы.
Известны виды рыб с пассивным дыханием – в основном это виды акул, которые, двигаясь с большой скоростью, не утруждают себя работой жаберных щелей, вода и так прекрасно омывает их жабры, принося необходимый кислород. Среди акул нередки случаи гибели от анемии, то есть, от удушья, когда пойманную рыбу помещают в слишком маленький водоем, где она не может развить хорошую скорость.
Есть виды рыб, которые дышат не только жабрами, но и всей поверхностью кожи, но, в любом, случае, жить рыба может только в воде, так уж устроен ее организм, независимо от вида дыхания.
Рыба может, слегка высунувшись из воды, захватить глоток воздуха, и тут же спрятаться обратно под воду. Так вынуждены поступать рыбы в загрязненных водоемах, вода которых не содержит достаточного количества кислорода. На самом деле, рыба не дышит этим воздухом, просто она с его помощью обогащает воду в жаберной полости кислородом, и уж только потом всасывает его в организм через кровеносные сосуды.