Включает 11 семейств, в 3-х из которых (Protopteridae, Lepidosirenidae и Ceratodontiformes) есть дожившие до наших дней рыбы. Двоякодышащие рыбы являются современниками кистеперых . Известны со среднего девона , были многочисленны до пермского периода. Современные двоякодышащие представлены 6 видами, объединенными в 2 отряда. Обитают в пресных тропических водах Африки, Америки и Австралии, адаптированы к жизни в пересыхающих водоемах. Помимо жабр, имеют легкие, сформированные из плавательного пузыря и сходные по строению с легкими наземных позвоночных.
Строение систем и органов у них изменено в связи с легочным дыханием. Артериальный конус частично разделен и напоминает тот же отдел у земноводных , которые во взрослом состоянии дышат только легкими. Зубы двоякодышащих в связи со специализированным питанием растительностью и беспозвоночными имеют форму пластин. Вероятно, двоякодышащие могли быть боковой ветвью кистеперых. Ряд ученых предполагает, что именно двоякодышащие были общим предком всех наземных позвоночных, и предлагают выделить их в отдельный подкласс или даже класс.
У двулегочникообразных, отряд Lepidosireniformes, два легких, соединенных с пищеводом, имеют карманы и альвеолы , повышающие внутреннюю поверхность. Тело удлиненное, чешуя мелкая, погружена вглубь кожи. Парные плавники жгутовидные. Во время засухи (до 9 месяцев) полностью переходят на легочное дыхание и впадают в спячку. В отряд входят семейства Protopteridae и Lepidosirenidae и 4 вида африканских протоптеров и 1 вид южноамериканского чешуйчатника.
Протоптеры различаются ареалами, окраской, рядом анатомических особенностей и размерами: Protopterus amphibius 30 см длиной, P. aethiopicus - 2 м. Питаются беспозвоночными и рыбами. Наиболее активны ночью. При приближении засухи протоптеры роют норы, выгрызая кусочки грунта, измельчая их челюстями и выбрасывая через жаберные крышки. Круглый в сечении ход имеет диаметр 5-70 мм и уходит вертикально вниз. На глубине 50 см ход расширяется, образуя «спальную» камеру, где, свернувшись почти вдвое, протоптер пережидает засушливый период. Перед тем как впасть в спячку, он закупоривает вход колпачком из глины и покрывается тонким коконом из затвердевшей слизи. Во время спячки протоптер теряет до 20% массы, причем использует в качестве источника энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности, мышечные ткани. Эта энергия расходуется не только на выживание, но и на созревание гонад .
С наступлением периода дождей протоптер готовится к нересту - роет на мелководье выводковую нору, имеющую два входа. Выводковая камера располагается на глубине 40 см. Охрану кладки и заботу о потомстве проявляет самец. В месячном возрасте личинки длиной 30-35 мм покидают гнездо.
Чешуйчатник, или лепидосирен (Lepidosiren paradoxa), обитает в центральной части Южной Америки. Длина тела 130 см. От протоптеров отличается более вытянутым телом, более редуцированными парными плавниками, более мелкой и глубже сидящей в коже чешуей и тем, что во время спячки расходует жир. В отличие от протоптеров, которые нерестятся на дно выводковой камеры, чешуйчатник делает подстилку из кусочков растительности. Успешно содержится в аквариумах.
Отряд рогозубообразных, или однолегочникообразных (Ceratodontiformes), представляет единственный современный вид - рогозуб, или баррамунда (Neoceratodus forsteri). Обитает в медленных, заросших растительностью реках северо-востока Австралии. Длина 175 см, масса 10 кг. Их вытянутое, сжатое с боков тело покрыто крупной чешуей и оканчивается дифицеркальным хвостовым плавником. В отличие от двулегочниковых имеет одно легкое, парные плавники более мощные, ластообразные, и неокостеневшую хрящевую черепную коробку. В поисках пищи (донных животных и растений) он ползает по дну, опираясь на плавники. Плавает при необходимости быстро, изгибая тело. Через каждые 40-60 мин поднимается к поверхности воды за порцией воздуха. Выдох и вдох сопровождаются громким всхлипом. В период засухи, когда реки Австралии наполняются жидкой грязью, рогозуб полностью переходит на легочное дыхание. Однако полное пересыхание водоема для него опасно, так как он не впадает в спячку.
Размножение с ранней весны до поздней осени. Гнезд не строит, икру откладывает на водную растительность и заботы о ней не проявляет. Икринки 7 мм в диаметре содержат большое количество желтка и окружены студенистой оболочкой. Развитие икры в течение 1, 5 недели. У новорожденных рогозубов нет парных плавников; грудные появляются через две недели, брюшные - через 2, 5 месяца.
Неоцератод (Neoceratodus forsteri) или рогозуб (на языке аборигенов ее зовут баррамунда ), — крупная, встречающаяся лишь в Австралии, рыба, достигающая длины 175 см и веса свыше 10 кг. Его массивное тело сжато с боков и покрыто очень крупной чешуей, а мясистые парные плавники своими очертаниями чем-то напоминают ласты пингвинов.
Окрашен рогозуб в однообразные тона — от рыжевато-коричневого, до голубовато-серого, которые несколько светлее на боках; брюхо обычно от беловато-серебристого до светло-желтого. Рогозуб живет в реках с медленным течением и сильно заросших водной растительностью.
История открытия этой рыбы начинается 150 лет назад. В 1869 году некий австралийский фермер Уильям Форстер приехал в Сидней. Гуляя по городу, он зашел в местный музей.
Здесь он встретил Герарда Крефта, куратора музея, и они разговорились. Форстер спросил между прочим:
— Сэр, почему нет в вашем музее ни одной из тех больших рыб, что живут у нас в Бернетт-Ривер?
— Больших рыб? Каких больших рыб?
— А баррамунда? Мы зовем их еще бернеттскими лососями. В Квинсленде много этих рыб. Они похожи на жирных угрей, футов пять длиной. Чешуя у них толстая, крупная. И представьте себе, только четыре плавника. Все на брюхе.
— Знаете, Форстер, понятия не имею, о какой рыбе вы говорите. Хорошо бы достать нам для музея парочку таких баррамунд.
И вот через несколько недель в Сиднейский музей почтальон привез бочку, а в бочке были рыбы, очень крепко посоленные.
Крефт буквально остолбенел, когда увидел их. Форстер не ошибся, рыбы совершенно невероятные, и плавников у них только четыре. Все на брюхе. И все похожи скорее на ласты. И хвост совсем особенный, не вильчатый, как у многих рыб, а клиновидный. Зоологи хвосты такого типа называют диффицеркальными. Это, пожалуй, наиболее древняя форма рыбьих хвостов.
Но самая большая неожиданность ожидала Крефта, когда он заглянул в рот рыбы. На нёбе и нижней челюсти он увидел большие пластинки сросшихся между собой зубов (четыре сверху, две внизу).
Такие вот зубы-терки давно попадались палеонтологам среди древних окаменелостей, но ни у одной живой рыбы их не находили. Обладателей этих странных зубов профессор Агассиц, большой знаток ископаемых рыб, назвал цератодами, то есть рогозубами. 400—200 миллионов лет назад населяли они воды нашей планеты.
И вот теперь Крефт держал в руках этого самого цератода! Так он решил, внимательно рассмотрев зубы баррамунды, и потому без колебаний окрестил бернеттских лососей цератодами. Позднее цалеонтологи нашли не только зубы, но и черепа настоящих ископаемых цератодов, и они оказались не совсем такими, как у бернеттского. Поэтому ихтиологи предложили к его научному имени прибавить приставку «нео» (то есть «новый») или «эпи» (что значит «после»). Но часто баррамунду по-прежнему называют просто цератодом или рогозубом, без всяких приставок.
Исследуя рыб, Крефт разрезал одну из них и нашел в утробе еще нечто поразительное... легкое! Настоящее легкое. У рыбы были жабры, но было и легкое. Значит, баррамунда дышала и жабрами и легкими, значит, это двоякодышащая рыба!
До того как Форстер решил посетить музей в Сиднее, зоологи знали только двух двоякодышащих рыб! У лепидосирена и протоптера по два легких, а у рогозуба только одно. Американец лепидосирен и африканец протоптер — близкие родственники.
В густо заросших растениями, медленно текущих реках живут рогозубы. Лежат на дне, вяло ползают, опираясь на свои ластоподобные парные плавники, выгибая немного спину на манер некоторых гусениц. Непугливы, рогозубов можно поймать, набрасывая сеть на ленивую рыбу прямо руками.
Через каждые примерно 30—50 минут рогозуб всплывает и, выставив над водой ноздри (у двоякодышащих рыб — хоаны), с громким глухим «стоном» вдыхает воздух. Полагают, что даже в богатой кислородом воде рогозубы не могут обойтись без воздушного дыхания.
Однако рогозуб, живший некоторое время в Берлинском аквариуме, по словам служителей и директора, ни разу не всплывал дышать воздухом.
В засуху, когда родные их реки пересыхают, рогозубы не зарываются в ил. Они ползут туда, где тень и не так палит солнце. Собираются на дне глубоких речных ям и дышат, дышат... легкими. Но долго так продержаться не могут. В большие засухи рогозубы погибают. А когда судьба благоприятствует, живут долго — до 60 лет! И вырастают до двух метров. Весят тогда полцентнера.
«Рогозубы едят почти исключительно животную пищу, прежде всего улиток, но и растения тоже, однако привыкнуть могут к одной лишь мясной пище» (Ганс Фрай).
Крупную икру рогозубы откладывают на подводные растения. Через 10—12 дней выходят личинки. Наружных жабр у них нет (у личинок лепидосирена и протоптера есть). Икра рогозубов неклейкая, поэтому птицы ее из водоема в водоем не переносят, как икру многих других рыб: «воздушный» путь расселения рогозубам отрезан. Но люди, озабоченные судьбой редкостных рыб, уцелевших лишь в бассейнах рек Бернетт и Мэри-Ривер, перевезли и выпустили их в некоторых других водоемах Квинсленда.
В настоящее время вид находится под охраной, лов его запрещен.
С рогозубом связана одна из самых удивительных мистификаций, какие только знает зоология. Начало ее восходит к августу 1872 г. В это время директор Брисбейнского музея совершал поездку по северному Квинсленду. Однажды ему сообщили, что в его честь приготовили завтрак, и что ради него туземцы не поленились доставить к столу очень редкую рыбу, пойманную ими в 8—10 милях от того места, где должно было произойти пиршество.
Польщенный директор принял это предложение и действительно увидел рыбу очень странного облика: ее длинное массивное тело было покрыто мощной чешуей, плавники походили на ласты, а рыло напоминало утиный клюв. Прежде чем воздать должное столь необычному блюду (нет нужды говорить, что рыба была уже приготовлена), директор сделал с него набросок, а вернувшись в Брисбейн, передал его Ф. де Кастельнау, тогдашнему ведущему австралийскому ихтиологу.
Кастельнау не замедлил по этому рисунку описать новый род и вид Ompax spatuloides, которого он отнес к двоякодышащим рыбам. Эта публикация вызвала довольно бурную дискуссию о родственных связях Ompax и о его месте в классификационной системе. Основания для споров были, так как в описании Ompax многое оставалось неясным и отсутствовали сведения по анатомии. Попытки добыть новый экземпляр оказались безрезультатными. Как и всегда, нашлись скептики, которые высказывали сомнение в существовании этого животного.
Тем не менее, таинственный Ompax spatuloides около 60 лет продолжал упоминаться во всех справочниках и сводках по австралийской фауне. Загадка разрешилась неожиданно. В 1930 г. в «Сиднейском бюллетене» появилась заметка, автор которой пожелал остаться неизвестным.
В этой заметке сообщалось, что с простодушным директором Брисбейнского музея сыграли невинную шутку, так как поданный ему «Ompax» был приготовлен из хвостовой части угря, туловища кефали, головы и грудных плавников рогозуба и рыла утконоса.
Сверху все это хитроумное гастрономическое сооружение было искусно покрыто чешуей того же рогозуба. Так Ompax spatuloides был вычеркнут из фаунистических списков, а рогозуб остался единственным ныне живущим представителем двоякодышащих в Австралии.
Двоякодышащие (Dipnoi ) – древняя группа пресноводных рыб, обладающих как жабрами, так и лёгкими.
В настоящее время двоякодышащие представлены только одним отрядом – рогозубообразные.
Они распространёны в Африке, Австралии и Южной Америке. Иногда из этого отряда выделяют отдельный отряд – двулёгочникообразные или лепидосиренообразные
Современных двоякодышащих 6 видов: австралийский рогозуб, четыре вида африканских протоптеров и южноамериканский чешуйчатник.
В качестве органов лёгочного дыхания функционируют один либо два пузыря, открывающиеся на брюшной стороне пищевода. Это позволяет двоякодышащим существовать в обеднённых кислородом водоёмах. У рогозуба одно лёгкое, у остальных двоякодышащих – два.
Двоякодышащие и кистепёрые произошли от одного предка в девоне, около 350 млн. лет назад.
Из всех рыб двоякодышащие являются наиболее близкими родственниками четвероногих, или тетраподов
Австралийский рогозуб , или баррамунда , двоякодышащая рыба, эндемик Австралии.
Встречается на очень небольшой территории – в бассейнах рек Бёрнетт и Мэри в Квинсленде на северо-востоке Австралии. Также был запущен и хорошо прижился в ряд озёр и водохранилища Квинсленда
Обитает рогозуб в реках с медленным течением, предпочитая участки, заросшие водной растительностью. Кроме дыхания жабрами, он каждые 40-50 минут поднимается к поверхности, чтобы заглотнуть воздух.
В период засухи, когда реки высыхают и мелеют, рогозубы переживают это время в ямах с сохранившейся водой
Австралийский рогозуб – это крупная рыба длиной до 175 см и весом до 10 кг. Тело массивное, сжато с боков.
Ведёт малоподвижный образ жизни. Большую часть времени проводит, лежа брюхом на дне или опираясь на парные плавники и хвост. Питается различными беспозвоночными.
В настоящее время вид находится под охраной, лов его запрещен
Протоптер (Protopterus )
Существуют четыре вида протоптеров, отличающихся размерами тела, ареалом и некоторыми анатомическими особенностями. При этом образ жизни всех видов практически одинаков.
Обитают протоптеры в пресных водоёмах тропической Африки, преимущественно со стоячей водой.
Форма тела протоптеров вытянутая, почти круглая в сечении.
Характерная черта протоптеров – их способность впадать в спячку при пересыхании водоёма, зарываясь в грунт.
Обычно спячка протоптеров происходит ежегодно, при пересыхании водоёмов в сухой сезон. При этом рыбы проводят в спячке несколько месяцев до наступления сезона дождей, хотя в случае длительных засух могут прожить без воды долгое время, до 4 лет.
Большой или мраморный протоптер достигает длины до 2 метров, весит до 17 кг, это наиболее крупный из протоптеров.
Он окрашен в голубовато-серые тона, с многочисленными мелкими тёмными пятнами, иногда образующими «мраморный» узор. Этот вид обитает на территории от восточного Судана до озера Танганьика. Обычно выделяют на три подвида:
Бурый протоптер , достигающий 1 метра длины и 4 кг веса – обычная рыба Западной Африки, заселяющий водоёмы бассейнов рек Сенегал, Гамбия, Нигер и Замбези, озеро Чад и района Катанга. Спина у этого вида обычно буро-зелёная, бока светлее, брюхо грязно-белое. Наиболее хорошо изучена биология именно этого вида.
Малый протоптер , самый мелкий вид, не превышающий в длину 50 см. Обитает в дельте Замбези и на территориях к юго-востоку от озера Туркана.
Тёмный протоптер обитает только в бассейне Конго, характеризуется наиболее удлиненным, угревидным телом и очень тёмной окраской. Длина взрослой особи обычно не больше 85 см, однако имеются сведения о поимке экземпляров длиной до 130 см и весом 11 кг.
Иногда всех протоптеров рассматривают как один вид с четырьмя подвидами.
Все протоптеры находятся вне угрозы, хотя местами испытывают сильное давление со стороны человека из-за разрушения среды обитания (впрочем, в той же степени, что и другие рыбы Африки).
В ряде районов численность протоптеров весьма высока – так, в западной Кении большой протоптер составляет почти 12 % поголовья всех рыб.
В крупнейшем африканском озере Виктория большой протоптер обычный вид, одна из трёх наиболее часто встречающихся рыб. Численность его в этом озере растёт, хотя в 70-80-е годы ХХ века она серьёзно снижалась.
Места обитания протоптера – пересыхающие водоёмы со стоячей водой. Весь его жизненный ритм теснейшим образом связан с гидрологическими особенностями таких водоёмов. В реках протоптер встречается редко, хотя места его обитания часто затапливаются большими реками во время сезонных разливов.
В глубоких водоёмах протоптер держится на глубинах до 60 м.
Протоптеры постоянно поднимаются к поверхности, чтобы глотнуть воздуха. С помощью жаберного дыхания взрослая рыба получает в среднем только 2% необходимого кислорода, остальные 98 % – с помощью лёгких. При этом, чем крупнее протоптер, тем больше он полагается на лёгочное дыхание.
Протоптер кормится животной пищей: в основном различными моллюсками, пресноводными крабами, раками, ракообразными и отчасти рыбами.
Протоптеры проявляют поразительную способность долго оставаться без пищи – по данным экспериментов, до трёх с половиной лет, хотя при длительном голодании впадают в оцепенение.
Недавние исследования показали, что протоптер использует плавники не только, чтобы грести в воде, но и для передвижения по дну. Таким образом, плавники протоптера являются подобием ног наземных животных. Эта черта протоптера привела учёных к выводу, что передвижение по твёрдой поверхности с помощью четырёх конечностей появилось вначале у рыб, и уже затем – у первых вышедших на сушу позвоночных.
Для протоптеров характерно уникальное явление в мире рыб – спячка , носящая, как правило, сезонный характер. Они начинают готовиться к спячке с наступлением засушливого сезона и по мере высыхания временных водоёмов. Крупные протоптеры делают это, когда уровень воды понижается до 10 см, а более мелкие – когда слой воды не превышает 3-5 см. В случаях, когда водоёмы не пересыхают, протоптеры в спячку не впадают. Известно, например, что так происходит у протоптеров в Великих Африканских озёрах, наполненных водой круглый год.
В зависимости от местных условий, значительно колеблющихся в разные годы, протоптер проводит в спячке 6-9 месяцев, в периоды сильных засух ещё дольше. Рекорд продолжительности спячки протоптера был зафиксирован в экспериментальных условиях: рыба находилась в этом состоянии свыше четырёх лет без каких-либо вредных последствий для себя.
Интересно, что «бодрствующий» протоптер, находящийся в воде, но попавший в неблагоприятные условия (например, вынужденный долго голодать), впадает в своеобразное оцепенение точно в такой же позе, как во время спячки.
В естественных условиях протоптер выходит из спячки с наступлением периода дождей, когда пересохшие водоёмы наполняются водой. Процесс их пробуждения в природе пока ещё практически не прослежен, но есть многочисленные наблюдения пробуждения протоптеров в аквариумах.
Во многих районах Африки местное население активно ловит протоптеров ради вкусного мяса.
Протоптеры – объект серьёзных научных исследований. Эти рыбы привлекли к себе внимание учёных, занимающихся созданием снотворных препаратов.
Британские и шведские биохимики попытались выделить снотворные вещества из организма животных, впадающих в спячку, в том числе протоптера. Когда экстракт из мозга уснувших рыб вводили в кровеносную систему лабораторных крыс, температура их тела начинала быстро падать, и они засыпали так быстро, словно падали в обморок. Сон продолжался 18 часов. Когда крысы просыпались, никаких признаков того, что они находились в искусственном сне, у них обнаружить не удалось. Экстракт, полученный из мозга бодрствующих протоптеров, не вызывал у крыс никаких последствий.
Американский чешуйчатник , или лепидосирен, двоякодышащая рыба, единственный вид рыб семейства чешуйчатниковых отряда двулёгочникообразных и единственный представитель двоякодышащих в Новом Свете.
По строению и образу жизни лепидосирен очень похож на африканских двоякодышащих – протоптеров, с которыми находится в родстве.
Эта рыба имеет длинное, вальковатое тело, ещё более вытянутое, чем у протоптерами, так что лепидосирен напоминает угря.
Чешуйчатник в аквариуме (Париж)
Чешуйчатник – довольно крупная рыба, достигающая в длину 125 см и веса несколько килограммов. Он окрашен в серовато-бурые тона с большими чёрными пятнами на спине.
Чешуйчатник населяет центральную часть Южной Америки, его ареал охватывает почти весь бассейн Амазонки и северных притоков Параны. Особенно он многочислен в Гран-Чако – слабозаселённом регионе с полупустынным ландшафтом в бассейне Параны, административно разделённом между Боливией, Парагваем, Аргентиной и Бразилией.
Типичные места обитания чешуйчатника – водоёмы со стоячей водой, прежде всего, временные, пересыхающие и заболоченные, заросшие водной растительностью. В реках он встречается значительно реже, однако попадается в озёрах, в том числе наполненных водой круглый год.
Почти всё своё время чешуйчатник проводит на дне, где он или лежит неподвижно, или медленно ползает на брюхе среди густых зарослей. Время от времени он поднимается к поверхности для дыхания атмосферным воздухом.
Питается чешуйчатник преимущественно различными водными беспозвоночными и мелкой рыбой.
По мере высыхания водоёма, когда слой воды становится совсем небольшим, чешуйчатник роет себе «спальное гнездо» и залегает в спячку, переходя полностью на дыхание атмосферным воздухом. В годы, обильные осадками, временные водоёмы часто не высыхают даже в период засухи, и рыба в спячку не впадает. Не впадает в спячку и при жизни в постоянных водоёмах.
Мясо чешуйчатника очень вкусное, и в местах его обитания местное население издавна ловит его.
А.А. Каздым
Список использованной литературы
Акимушкин И.И. Мир животных. М.: 1974
Акимушкин И.И. Мир животных. Беспозвоночные. Ископаемые животные. М.: 1992
Рауп Д., Стэнли С. Основы палеонтологии. М.: 1974
Наумов Н.П., Карташев Н.Н. Зоология позвоночных. Ч. 1. Низшие хордовые, бесчелюстные, рыбы, земноводные:
Сабунаев В.Б. Занимательная зоология, М.: 1976
Двоякодышащие рыбы // Древо познания. Коллекционный журнал. Marshall Cavendish, 2002.
Жизнь животных. Том 4, часть 1. Рыбы. М.: 1971.
Наука и жизнь, 1973, № 1
Наука и жизнь, 1977, № 8.
Двоякодышащие рыбы. «Энциклопедия Кирилла и Мефодия», 1998 –2009.
Абсолютно все живые существа нуждаются в кислороде. Они могут его брать из атмосферного воздуха или воды. Но У них нет таких сложных по строению органов, как легкие. Но у рыб есть жабры. Именно они помогают поглощать этот газ при дыхании. При этом функционируют они куда эффективнее, чем наши легкие, ведь они способны забрать из воды до 30% растворенного в ней кислорода. Но в действительности способов дыхания у рыб намного больше. Все они развились в результате долгой эволюции и присущи только определенным видам.
Как дышат рыбы жабрами?
Конечно, все рыбы без исключения имеют жабры. Их форма разнообразна. У одних видов это мешочки, у других - пластинки или лепестки. Но все эти приспособления направлены на одно - создание большей поверхности, пронизанной густой сетью капилляров, при сравнительно маленьком объеме пространства.
Вода с растворенным в ней кислородом поступает через глотку в тот момент, когда рыба широко открывает рот. Сами жабры - органы довольно нежные, поэтому их сверху прикрывает плотная жаберная крышка. Она также принимает непосредственное участие в дыхании. В тот момент, когда вода поступает в полость глотки, жаберные крышки плотно прилегают к голове. Так они препятствуют оттоку жидкости. Когда жаберные крышки открываются, давление меняется, и вода поступает в специальную полость. Она пронизана густой сетью кровеносных сосудов. Жаберные дуги расправляются, и происходит процесс газообмена. В кровь поступает кислород, а из нее выводятся не только углекислый газ, но и продукты обмена веществ. Выходит вода из жаберной полости через специальные щели. Вот так осуществляется дыхание рыб.
Рыбы, которые дышат через кожу
Конечно, рыбы дышат жабрами. Это известно всем. Но тогда как объяснить тот факт, что некоторые виды, которые оказываются вне воды, во влажной траве или земле, способны там прожить несколько часов? Как дышат рыбы в таких условиях? Уж точно не через жабры.
У ряда видов, таких как карась, угорь, карп, сазан, в процессе эволюции появилась дополнительная возможность. Они могут поглощать кислород через всю поверхность кожи. Особенно это актуально, когда уровень этого жизненно важного газа в воде опускается до критической отметки. Тогда жабры становятся не эффективными, и на первый план выходит кожное дыхание.
Как дышат лабиринтовые рыбы?
Многие владельцы аквариумов замечали, как дышат рыбы. Они часто подплывают к поверхности воды и немного высовывают наружу голову. Для чего они это делают?
Очень многие разновидности аквариумных рыбок обладают специфическим органом дыхания - лабиринтом. С его помощью они фактически могут поглощать кислород не из воды, а из атмосферного воздуха. При этом рыбка должна хотя бы раз в несколько часов подняться к поверхности и сделать вдох. В противном случае она погибнет.
Расположен жаберный лабиринт по обе стороны головы рыбы. Он находится над жабрами. Когда рыба заглатывает пузырек воздуха, он попадает в губчатые камеры лабиринта. Их стенки густо покрыты капиллярами. В них и проникает кислород, который потом разносится ко всем органам и тканям организма. Жаберный лабиринт помогает рыбам не только выжить в обедненном кислородом водоеме, но и перебраться в другой.
Рыбы, дышащие через кишечник
Возможно, многих это удивит, но есть один вид рыбок, который для дыхания использует кишечник. Это сомики рода Coridoras. Они дышат атмосферным воздухом. Хотя это не совсем так. В отличие от тех же лабиринтовых рыб, никаких специальных органов у них не существует. Крапчатый сомик способен усваивать кислород своим желудком. Это рыба, которая дышит воздухом. Она просто заглатывает его и перекачивает в плавательный пузырь. Тут и происходит усвоение кислорода.
Рыбы, способные лазить по деревьям
Итак, чем дышат рыбы в воде, вполне понятно. Но как быть с теми, что могут несколько дней находиться вне воды? Думаете, таких не существует? Вовсе нет. Яркий представитель таких рыб - лазающий окунь. Он обитает на Дальнем Востоке.
Жабры этой уникальной рыбки устроены так, что она способна усваивать кислород из воздуха. Кроме того, у нее особенное строение чешуи, которое позволяет ей не только передвигаться по земле, но и лазить по деревьям. Собственно, за эту особенность она и получила свое название.
К слову сказать, этот вид далеко не единственный. Есть еще одна рыба, способная дышать воздухом, - это илистый шкипер. Обитает он в тех районах Африки, где часто наблюдаются сильные засухи. Эта рыба выработала интересный способ пережить эти неблагоприятные для себя периоды. Когда водоем пересыхает, шкипер зарывается в ил. Там он способен находиться без воды несколько месяцев. Только когда вода приходит вновь, он выходит из своего импровизированного убежища. Так поступает большинство двоякодышащих рыб. Эта группа заслуживает отдельного внимания.
Двоякодышащая рыба
Двоякодышащие рыбы относятся к очень древней группе. Палеонтологи находят останки этих существ в слоях и отложениях палеозойской эры. Достаточно продолжительное время их считали полностью исчезнувшим видом. И только после изучения природы Австралии и Африки в 19 веке было сделано ошеломляющее открытие. Были найдены современные виды двоякодышащих рыб. Это не только повлияло на взгляды ученых относительно систематики позвоночных, но и внесло свои коррективы в эволюционное учение.
У всех двоякодышащих рыб, помимо характерных жабр, обнаруживаются еще и одно или пара легких. Это видоизмененный плавательный пузырь. С легкими млекопитающих эти органы не имеют ничего общего. Их стенки пронизаны многочисленными капиллярами, с помощью которых происходит газообмен. Дышат ли рыбы при этом кислородом, растворенным в воде? Конечно же, да. Но только когда его в воде хватает. Легкие им нужны только для того, чтобы переждать долгий период засухи, замуровавшись в иле, или для того, чтобы перейти из одного водоема в другой. Как правило, у них сильно развиты плавники, которые способны играть роль конечностей. Так, двоякодышащие рыбы могут совершать переходы длительностью даже в несколько дней.
Рыб можно встретить в болотах, озерах, морях и реках всех географических поясов планеты. Всю свою жизнь они проводят под водой, не испытывая при этом никаких трудностей с дыханием. У большинства из них нет необходимости всплывать на поверхность, чтобы заглотнуть очередную порцию воздуха. Чем дышат рыбы? Какие механизмы помогают им выживать в водной среде? О внутреннем строении рыб и природных хитростях этих водных животных мы и поговорим в нашей статье.
Потребность в кислороде
В водной среде рыбы являются преобладающей группой животных. В реках и океанах они проходят все стадии их биологического развития - от икринки до взрослой особи. При этом лишь немногие виды могут время от времени выныривать и вдыхать атмосферный воздух, большинство же приспособилось жить без него.
Но чем дышат рыбы, будучи постоянно в воде? Как и другим позвоночным, для нормальной жизнедеятельности им необходим кислород. Его они «добывают» не из воздуха, а прямо из воды, буквально фильтруя ее. Чтобы получить достаточное количество газа, им приходится «перерабатывать» огромное количество жидкости.
Содержание кислорода в водоеме крайне важно для их нормального функционирования, а недостаток вызывает у животных кислородное голодание и смерть. Однако нормы концентрации газа у каждого вида свои. Например, линь и сазан живут в стоячих водоемах и способны выживать даже при слабом присутствии кислорода (от 4 см 3 /л до 0,5 см 3 /л). Форель, лосось, судак, наоборот, очень требовательны. Они нуждаются в концентрации газа больше 7 см 3 /л.
Восприятие рыб изменяется с их возрастом, с переходом от сезона к сезону, а также в зависимости от их активности. Так, чем моложе и подвижнее особь, тем больше она нуждается в кислороде. Потребности сильно возрастают перед нерестом, когда рыбе необходимо много сил и энергии. В жару и при зимнем замерзании водоема возникает недостаток кислорода, отчего животные испытывают трудности с дыханием.
Чем дышат рыбы? Приспособления для газообмена
Точно так же, как и у нас, газообмен у рыб осуществляется при помощи кровеносной системы. Для этого у большинства из них существует всего один круг кровообращения и двухкамерное сердце, у двоякодышащих видов таких кругов два. К сердцу кислород поступает по сосудам, а к ним попадает через жабры, которые и отфильтровывают газ из воды.
Дыхательная система рыб, по сути, эффективнее человеческой. Она способна фильтровать из воды в два-три раза больше кислорода, чем легкие отделяют из атмосферы. В основном рыбы дышат жабрами, но иногда их работы недостаточно или условия не позволяют их нормально использовать. В таком случае к ним подключаются другие специальные органы.
Дополнительных или альтернативных способов дыхания у рыб довольно много. Абсолютно все виды помогают себе, частично осуществляя газообмен через кожные покровы. Некоторые также используют плавательный пузырь, другие - кишечник или слепой отросток в желудке. Некоторые виды приспособились к дыханию воздухом атмосферы, для этого они используют лабиринтовые или наджаберные органы.
Внутреннее строение рыб: как устроены жабры
Дыхание рыб начинается с заглатывания воды ртом. В глотке у них расположен жаберный аппарат, в котором и происходит дальнейший процесс. Аппарат состоит из жаберных дуг, расположенных по бокам животного. Их поддерживают жаберные лепестки и тычинки. Снаружи у костистых рыб дуги покрыты крышками.
Жабры у рыб соединены с многочисленными кровеносными сосудами. Попадая в глотку, вода проходит через жаберные дуги, омывает лепестки и отдает кислород прикрепленным к ним артериям. Обогащенная кровь направляется к сердцу и тканям, а оттуда возвращается в глотку, где отдает воде углекислый газ и выводит ее через жаберные щели наружу.
Двоякодышащие рыбы
Как было сказано выше, главным инструментом для газообмена являются жабры. Однако чем дышат рыбы, которых называют «двоякодышащими»? Эти животные сейчас представлены всего одним отрядом, который включает шесть видов. Обитают они возле Австралии, Африки и Южной Америки.
Из всех рыб именно они являются ближайшими родственниками четвероногих. Еще одна их особенность заключается в том, что кроме жабр, у них имеются упрощенные легкие. Такое приспособление позволяет им обитать в водоемах с очень маленьким количеством кислорода, а в случае необходимости получать его из атмосферного воздуха, выныривая на поверхность.
Лабиринтовые или ползуновидные рыбы
Лабиринтовые рыбы представляют отряд лучеперых. К ним относится много аквариумных видов, например ляпиус, гурами, сиамские петушки, макроподы, лябтозы и другие. В природе они обитают в пресных водах Африки и Азии.
Все они тоже умеют дышать воздухом. У них нет легких, но есть специальный орган в виде кармашка, состоящий из множества пластин. К его стенкам подходят капилляры, с которыми и происходит обмен газами. Лабиринтовый орган расположен над жабрами рыбы. Благодаря ему животные могут несколько дней существовать без воды. При этом «второе дыхание» не является удобным дополнением к жабрам. Не использовать лабиринтовый орган они не могут, поэтому вынуждены периодически выныривать из воды, иначе рискуют задохнуться.
Загрузка...