Воздушный пузырь у рыб польза

Рыбы — это огромная группа позвоночных животных, обитающих в воде. Их главной особенностью является жаберное дыхание. Для перемещения в жидкой среде эти животные используют самые разнообразные приспособления. Плавательный пузырь — важнейший гидростатический орган, регулирующий глубину погружения, а также участвующий в дыхании и генерации звуков.

Плавательный пузырь — важнейший гидростатический орган, регулирующий глубину погружения рыб

Развитие и строение гидростатического органа

Формирование рыбного пузыря начинается на ранней стадии развития. Один из отделов прямой кишки, видоизменённый в своеобразный вырост, со временем заполняется газом. Для этого мальки всплывают и захватывают воздух ртом. Со временем связь пузыря с пищеводом у части рыб утрачивается.

Рыбы, имеющие воздушную камеру, делятся на два типа:

Открытопузырные способны контролировать наполнение при помощи специального канала, имеющего сообщение с кишечником. Они могут быстрее всплывать и погружаться, а при необходимости захватывают воздух ртом из атмосферы. К этому типу относится бо́льшая часть костных рыб, например: карп и щука.
Закрытопузырные имеют герметичную камеру, не имеющую прямого сообщения с внешним миром. Уровень газа контролируется с помощью кровеносной системы. Воздушный пузырь у рыб оплетён сетью капилляров (красное тело), которые способны медленно поглощать или отдавать воздух. Представители этого типа — треска, окунь. Не могут позволить себе быстрого изменения глубины. При мгновенном извлечении из воды такую рыбу сильно раздувает.

Воздушный пузырь у рыб представляет собой полость с прозрачными эластичными стенками.

По своему строению различают:

однокамерный;
двухкамерный;
трехкамерный.

Как правило, у большей части рыб этот орган один, но у двоякодышащих он парный. Глубинные виды могут обходиться очень маленьким пузырём.

Экология СПРАВОЧНИК

Плавательный пузырь служит резонатором звуков. У некоторых сомовых трансверзальные отроски четвертой пары ребер изменены в эластические тяжи или пружины, концы которых расширены в пластинки, внедренные в переднюю стенку плавательного пузыря. Две тонкие мышцы, отходящие от черепа, прикреплены к этим пружинкам близ стенки пузыря. Если эти мышцы сокращены и затем ослаблены, то плавательный пузырь и находящийся в нем газ подвергаются сотрясению, вызывающему звук, который усиливается пузы-рем как резонатором. У других мышцы прикреплятся непосредственно к пузырю. Наконец, у Triglidae и Zeidae плавательный пузырь имеет мускулистую диафрагму, вибрация которой обусловливает звуки. Словом, у всех рыб, издающих звуки, имеются те или другие приспособления, делающие плавательный пузырь органом звукообразования или по крайней мере резонатором (АшЫуор-sis, Tetrodon, Ostracion, Gadus и др.).[ …]

В плавательном пузыре имеются два интересных образования, которые выполняют функцию наполнения (секрецию газов) и функцию поглощения (резорбцию газов). Первую функцию выполняет так называемое красное тело, или газовая железа, вторую—овал. Красное тело находится в переднем конце плавательного пузыря, а овал — в заднем (рис. 56).[ …]

В плавательном пузыре можно найти те же газы, которые находятся в окружающей среде. Обычно в плавательном пузыре содержится газ следующего состава (табл. 80).[ …]

У судака газ в плавательном пузыре появляется, когда рыбКа достигает примерно 7,5 мм длины. Если к этому времени плавательный пузырь остается не заполненным газом, то личинки с уже замкнувшимся пузырем, даже получая возможность заглатывать пузырьки газа, переполняют им кишечник, но газ уже не попадает в пузырь и выходит у них через анальное отверстие (Крыжановский, Дислер и Смирнова, 1953).[ …]

Давление газа внутри плавательного пузыря превышает атмосферное давление воздуха на высоту столба воды, находящегося над рыбой в данный момент. Поэтому изменение атмосферного давления нарушает установившееся равновесие давления, что в конечном итоге нарушает установившийся ритм ©бмейа веществ, приводит к прекращению питания рыбы, то есть к прекращению клева. У некоторых рыб (лещ, карп, плотва и др.) плавательный пузырь соединен с глоткой посредством воздушного хода — это так называемые открытопузырные рыбы. Через этот воздушный ход плавательный пузырь может наполняться воздухом или избавляться от его избытка.[ …]

Давление газа в плавательном пузыре у рыб обычно тем или иным путем передается к слуховому лабиринту (рис.

.[ …]

По составу газа в плавательном пузыре отличаются как различные виды рыб, так и разные особи одного и того же вида. Так, у линя кислорода содержится обычно около 8%, у окуня — 19—25%, у щуки — около 19%, у плотвы —5—6%. Поскольку из кровеносной системы могут проникать в плавательный пузырь преимущественно кислород и углекислота, то в наполненном пузыре обычно преобладают именно эти газы; азот при этом составляет весьма малый процент. Напротив, при удалении газа из плавательного пузыря через кровеносную систему, процентное содержание азота в пузыре резко возрастает. Как правило, у морских рыб кислорода в плавательном пузыре содержится больше, чем у пресноводных. По-видимому, это связано, главным образом, с преобладанием среди морских рыб форм с замкнутым плавательным пузырем. Особенно велико содержание кислорода в плавательном пузыре у вторично глубоководных рыб.[ …]

Джекобе освобождал плавательный пузырь окуня от газов и анализировал вновь набиравшийся воздух. Состав газов плавательного пузыря значительно изменился (табл.82).[ …]

Бор (1892—1894) прокалывал плавательный пузырь у балтийской трески и нашел, что после освобождения его от газов, он вновь наполняется газами с большим содержанием кислорода. Количество кислорода после первого прокола через 48 часов увеличивается от 15 до 79%. Если пункцию повторить, то содержание кислорода через 24 часа увеличивается до 84%.[ …]

В случае необходимости плавательный пузырь может освободиться от газов. У открытопузырных освобождение происходит относительно-просто. Газ из плавательного пузыря выдавливается через ductus pneu-maticus в пищевод, глотку и далее через рот в окружающую воду.[ …]

Опустошение и наполнение плавательного пузыря газами нормально осуществляется под контролем нервной системы.[ …]

Таким образом, деятельность плавательного пузыря с его красным телом и овалом происходит таким образом: при расширении плавательного пузыря более известной границы, т. е. при поднятии рыбы в верхние слои, происходит раздражение известных нервов (ветви симпатического нерва), заставляющих овал открыться и поглотить (перевести в кровь) известное количество кислорода, определяемое водяным давлением. При погружении рыбы в нижние слои воды, с увеличением внешнего давления, вследствие нервного же раздражения, начинает функционировать красное тело, т. е. выделять более тяжелый газ кислород из крови в полость плавательного, пузыря.[ …]

Кроме описанного способа наполнения плавательного пузыря газами существует и другой. Как у открытопузырных, так и особенно у за-жрытопузырных существует газовая секреция. Эта особенность плавательного пузыря слабо выражена у открытопузырных и сильно — у за-щрытопузырных.[ …]

В полости тела под почками расположен плавательный пузырь — гидростатический аппарат для плавания рыбы на разных глубинах. У некоторых видов рыб плавательный пузырь и полость глотки сообщаются через особый проток, но у окуня, например, такого протока нет. Плавательный пузырь наполнен газом, в состав которого входят азот, кислород, углекислый газ. Их соотношение регулируется системой кровеносных сосудов стенок пузыря. Рыбы, у которых плавательный пузырь открытого типа, могут менять глубину быстрее, чем рыбы с плавательным пузырем закрытого типа, поскольку через проток между плавательным пузырем и полостью глотки выходит лишнее количество газа. Если рыбу с плавательным пузырем закрытого типа слишком быстро вытащить из воды с большой глубины, он раздуется и выдавит желудок через рот наружу.[ …]

Объяснение Ледебуром процесса секреции газов в плавательном пузыре в общих чертах, по-видимому, больше соответствует действительности, чем объяснение с чисто физико-химической точки зрения — как влияние угольной кислоты на диссоциацию оксигемоглобина. Однако-остается совершенно невыясненным тот биохимический процесс, который обеспечивает выделение кислорода в плавательный пузырь в значительных количествах. По-видимому, рыбы, имеющие высокий процент кислорода в плавательном пузыре, обладают ферментативной системой пере-кисного характера, которая обеспечивает относительно быстрое отщепление кислорода в плавательный пузырь.[ …]

Использование кислорода, находящегося в плавательном пузыре, происходит через кровеносные сосуды и капилляры, проходящие по внутренней стенке пузыря. У закрытопузырных процесс поглощения газов. протекает сложнее. Для резорбции газов имеется специальное приспособление — овал (рис. 58), который находится в задней части плавательного пузыря на дорзальной стороне. На дне овала проходят многие сосуды, капилляры. Это второй «сосудистый орган» плавательного пузыря (первый —• красное тело — мы уже рассмотрели). У серанид овал достигает больших размеров, занимая почти половину плавательного пузыря.[ …]

У глубоководных рыб в связи с жизнью на больших глубинах плавательный пузырь часто теряет связь с кишечником, так как при огромных давлениях газ выдавливался бы из пузыря наружу. Это свойственно даже представителям тех групп, например, Opistoproctus и Argentina из отряда сельдеобразных, у которых , виды, живущие близ поверхности, имеют ductus pneumaticus. У других глубоководных рыб плавательный пузырь может вообще редуцироваться, как, например, у некоторых Stomiatoidei.[ …]

Из сосудистой системы (по неизвестным причинам) не может начаться выделение газа в плавательный пузырь до тех пор, пока хотя бы немного газа не попадает в него извне.[ …]

Если рыба желает оставаться наверху, она для уменьшения количества кислорода в пузыре открывает овальное тело с его чрезвычайно богатой системой волосных сосудов и, таким образом, переводит кислород полости пузыря в кровь, которая й поглощает его. В тех случаях, когда овального тела не имеется, плавательный пузырь имеет выводной канал, и тогда содержащийся в нем газ удаляется механически наружу через ротовое отверстие.[ …]

Кроме описанных можно привести и другие данные, которые показывают, что количество кислорода в плавательном пузыре после пункции увеличивается у налима до 64,8%, у щуки до 37,1—49,8%. У карпа наполнение плавательного пузыря газом происходит медленно; через 6 дней после пункции содержание кислорода равнялось 2,5—5,4%.[ …]

Морен (1863 и 1877) первый доказал, что при асфиксии рыбы наблюдается уменьшение количества кислорода в плавательном пузыре. Это уменьшение особенно хорошо заметно, если рыба медленно подвергается действию недостаточности кислорода и если делать анализ газа в пузыре вскоре после ее смерти (табл. 81).[ …]

У некоторых сельдевых и анчоусов, например, у океанической сельди — Clupea harengus L., шпрота — Sprattus sprattus (L.), хамсы — Engraulis encrasicholus (L.), плавательный пузырь имеет два отверстия. Кроме ductus pneumaticus, в задней части пузыря имеется еще наружное отверстие, открывающееся непосредственно за анальным (Световидов, 1950). Это отверстие позволяет рыбе при быстром погружении или поднятии с глубины на поверхность за короткий срок удалять из плавательного пузыря излишний газ. При этом у опускающейся на глубину рыбы излишний газ появляется в пузыре под воздействием возрастающего по мере погружения рыбы давления воды на ее организм. В случае поднятия при резком уменьшении наружного давления газ в пузыре стремится занять возможно больший объем, и в связи с этим част.о рыба также вынуждена удалить его.[ …]

При хроническом течении симптомы болезни выражены очень слабо. У отдельных особей наблюдают вздутие брюшка вследствие скопления газов в области каудальной части плавательного пузыря. По мере затухания патологических процессов вздутие самопроизвольно спадает и больные карпы внешне не отличаются от здоровых.[ …]

Учитывая, что угольная кислота по-разному действует на оксигемо-глобин крови рыб, даже близко стоящих в систематическом отношении, Ледебур приходит к выводу, что железистые клетки выделяют секрет в плавательный пузырь, а секрет, распадаясь, отдает кислород и азот. Что-касается роли угольной кислоты в процессе секреции газов, то он считает ее второстепенной. В подтверждение этой точки зрения Ледебур-приводит наблюдение, сделанное им на морском окуне (Serranas cabrilla). После поднятия этого окуня с глубины 100 м на поверхность газовая железа (красное тело) у него оказалась сильно вспенившейся. Однако пузырьки газа не были обнаружены ни в железистых клетках, ни в сосудах красного тела. Вспенивание железы произошло от вспенивания секрета, который она выделяла в капилляры.[ …]

У бычков дыхание во влажном воздухе обеспечивается кожей головы, ротовой и жаберной полостью. Слизистая оболочка этих полостей хорошо снабжается кровеносными сосудами. Воздух забирается ртом, кислород поглощается в ротовой или жаберной полости, а оставшийся газ выбрасывается обратно через рот. Интересно, что у многих бычков нет плавательного пузыря, и для воздушного дыхания приспособлены другие органы.[ …]

У мелких форм, живущих в толще воды, отмечается редукция скелетных образований. Так, у простейших (Radiolaria, Rhizopoda) раковины обладают пористостью, кремневые иглы скелета внутри полые. Удельная плотность гребневиков (Ctenophora), медуз (Scyphozoa) уменьшается благодаря наличию воды в тканях. Скопление капелек жира в теле (ночесветки — Noctiluca, радиолярии —Radiolaria) способствует увеличению плавучести. Крупные скопления жира наблюдаются у некоторых ракообразных (Cladocera, Copepoda), рыб и китообразных. Удельную плотность тела снижают и тем самым повышают плавучесть, плавательные пузыри, наполненные газом, которые имеют многие рыбы. У сифонофор (Physalia, Velella) развиты мощные воздухоносные полости.[ …]

Функции плавательного пузыря

Плавательный пузырь в теле рыбы является уникальным и многофункциональным органом. Он заметно облегчает жизнь и экономит массу энергии. Главная, но не единственная функция — это гидростатический эффект. Для зависания на определённой глубине необходимо, чтобы плотность тела соответствовала окружающей среде. Водоплавающие животные без воздушной камеры используют постоянную работу плавников, что приводит к излишним энергозатратам.

Полость камеры не может расширяться и сжиматься произвольно. При погружении давление на тело возрастает, и оно сжимается, соответственно уменьшается объем газа, а общая плотность увеличивается. Рыба с лёгкостью опускается на нужную глубину. Когда рыбка поднимается в верхние слои воды, давление ослабевает, а пузырь расширяется, словно воздушный шарик, толкая животное вверх.

Давление газа на стенки камеры порождает нервные импульсы, вызывающие компенсаторные движения мышц и плавников. Используя такую систему, рыба без особых усилий плавает на нужной глубине, экономя до 70% энергии.

Дополнительные функции:

Плавательный пузырь у рыб используется в качестве своеобразного барометра. У некоторых видов (карп, голец, сом) изменения размеров воздушной капсулы посредством сложной системы соединений преобразовываются в нервные импульсы. Они поступают в головной мозг и сообщают о давлении окружающей среды и глубине погружения.
Орган чувств. Позволяет ощущать некоторые звуки и ударные волны, распространяемые в воде.
Воспроизведение звуков. Барабанные мышцы, ударяя по стенкам пузыря, способны порождать звуковые волны различной частоты. С их помощью рыбы обмениваются информацией со своими сородичами.
Пузырь позволяет ощущать некоторые звуки и ударные волны, распространяемые в воде
Защитная. В критических и стрессовых ситуациях из пузыря выпускается воздух и преобразуется в довольно мощный звук, способный распространяться на большое расстояние в воде и даже в воздухе. При помощи этих криков происходит всеобщее оповещение об опасности.
Дыхательная. В большинстве случаев дыхательные свойства пузыря малоэффективны. Воздуха в нём хватает всего на несколько минут жизни. Однако собачья рыба отлично себя чувствует в бедной кислородом воде, захватывая воздух ртом из атмосферы. Она перекачивает его в пузырь, а оттуда он попадает в кровь. У двоякодышащих на месте воздушной камеры находятся настоящие лёгкие, которыми они могут поглощать воздух.

Такой простой, на первый взгляд, орган является незаменимым и жизненно необходимым аппаратом.

Плавательный пузырь у разных групп рыб

Плавательный пузырь имеют не все группы рыб, а в тех группах, для которых он является свойственным, имеются виды, утратившие его в ходе эволюции. Основные современные крупные таксоны рыб в отношении наличия либо отсутствия плавательного пузыря и его функций характеризуются следующим образом:

Круглоротые и хрящевые — плавательный пузырь отсутствует. Целакантообразные (латимерия) — плавательный пузырь редуцирован. Двоякодышащие, 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 является органом дыхания.

Рыбы, не имеющие воздушной камеры

Из описания плавательного пузыря видно, насколько он совершенный и многофункциональный. Несмотря на это, некоторые с лёгкостью обходятся и без него. В подводном мире обитает множество животных, у которых нет гидростатического аппарата. Для перемещения они пользуются альтернативными способами.

Глубоководные виды всю жизнь проводят на дне и не испытывают необходимости подниматься в верхний слой воды. Из-за огромного давления воздушная камера, если бы она и была, моментально сжалась бы, и весь воздух из неё вышел бы. Как её альтернатива, используется накопление жира, который имеет плотность меньше, чем у воды, и к тому же не сжимается.

Некоторые рыбы могут с легкостью обходиться без плавательного пузыря

Рыбам, которым необходимо очень быстро перемещаться и менять глубину, пузырь может только навредить. Такие представители морской фауны (скумбрия) используют только мышечные движения. Это повышает расход энергии, но зато увеличивает мобильность.

Хрящевые рыбы тоже привыкли обходиться своими силами. Они не могут недвижимо зависать на месте. Их скелет без костей, поэтому имеет меньший удельный вес. К тому же у акул очень большая печень, на две трети состоящая из жира. Некоторые виды могут изменять его процентное соотношение, и тем самым утяжеляют или облегчают своё тело.

Водные млекопитающие, такие как киты и дельфины, снабжены толстым слоем жировой ткани под кожей и наполненными воздухом лёгкими.

Жизнь на планете Земля зародилась в водной среде мирового океана, и все мы — потомки рыб. Существуют научные предположения о том, что в процессе эволюции дыхательные органы наземных животных произошли именно от рыбьих пузырей.

Давайте разбираться

Любой человек, а рыболов тем более, знает, что в каждой рыбе есть орган — плавательный пузырь.

Кто бы мог подумать, что этот воздушный мешочек так бесценен

Это специальный прозрачный мешочек, наполненный воздухом. Он располагается в брюхе рыбы.

Стенки пузыря упругие и тонкие, и более, чем на 70% состоят из легкоусвояемого человеческим организмом белка. А он, в свою очередь, является бесценным энергетическим источником и основным компонентом клеточного строения.

Источник