Как дишат рибите?
Никое животно не може да живее без кислород. Той е във въздуха и е разтворен във вода. Сухоземните гръбначни дишат кислород от въздуха; техният дихателен орган са белите дробове. Рибите извличат кислород от водата; за това имат хриле.
Рибата диша, като поема вода в устата си. През фаринкса, в който има редове от сдвоени отвори - хрилни прорези, водата тече към хрилете, разположени от двете страни на главата и, измивайки ги, изтича изпод хрилния капак. В същото време разтвореният в него кислород прониква в кръвта през най-тънките капаци на хрилните нишки, проникнати от кръвоносни капиляри, а кръвоносната система доставя кислород до клетките. Когато е изложена на въздух, рибата се задушава веднага щом хрилните нишки изсъхнат и станат непропускливи за кислород.
Когато рибите дишат, те „вдишват“ и „издишват“ не въздух, като хората, а вода. Гледайте риба в аквариум: нейната уста и хрилни капачки се отварят и затварят, осигурявайки на тялото свеж воден разтвор на кислород.
От това обаче общо правилоима изключение. В Африка, Южна Америка и Австралия живеят белодробни риби, които дишат не само с хриле, но и с плавателен мехур, свързан с канал с фаринкса. Структурата на техния клетъчен плувен мехур обаче не се различава много от истинските бели дробове. При повечето съвременни видове това е дори чифтен орган, както при всички висши гръбначни. Дълго дробните риби вкарват въздух в своите „бели дробове“ през ноздрите си със затворена уста, както всички сухоземни гръбначни животни, но освен това могат да дишат и през хрилете си, като рибите. Всички те са обитатели на сладки водоеми, които частично или напълно пресъхват през сухия сезон. След това белодробните риби лягат в дупки, изкопани в земята, и спят зимен сън. Африканските протоптери могат да живеят без вода 9 месеца, а един експериментален протоптер постави рекорд за повече от четири години!
И протоптерите, и южноамериканските лепидоптери от Амазонка дишат въздух по време на зимен сън. Австралийската котка не спи зимен сън и оцелява, ако от езерцето й остане поне зловона локва. Дори тогава, дишайки с несдвоените си „бели дробове“, той се чувства добре, но без вода бързо умира.
Дрободробните риби се хранят с безгръбначни, риби и земноводни. Те хвърлят хайвера си през дъждовния сезон.
Преди това учените вярваха, че сухоземните гръбначни произлизат от древните белодробни риби. Но сега е твърдо установено, че свързващата връзка между рибите и земноводните са животни от класа на почти напълно изчезналите лопатоперки риби, а белодробните риби, също изчезнали, с изключение на съвременните шест вида, са страничен, задънен клон на еволюция.
| <<< Назад
|
Напред >>> |
Включва 11 семейства, 3 от които (Protopteridae, Lepidosirenidae и Ceratodontiformes) съдържат риби, които са оцелели до днес. Дрободробните риби са съвременници на лопатоперките риби. Познати от средния девон, те са многобройни до пермския период. Съвременните белодробни риби са представени от 6 вида, обединени в 2 разреда. Те живеят в пресните тропически води на Африка, Америка и Австралия и са адаптирани към живот в пресъхващи водоеми. В допълнение към хрилете, те имат бели дробове, образувани от плавателен мехур и подобни по структура на белите дробове на сухоземните гръбначни животни.
Структурата на техните системи и органи се променя поради белодробното дишане. Conus arteriosus е частично разделен и прилича на същия дял при земноводните, които като възрастни дишат само с белите дробове. Поради специализираното хранене с растителност и безгръбначни, зъбите на белодробните риби имат формата на плочи. Вероятно белодробната риба може да бъде страничен клон на лобовите перки. Редица учени предполагат, че белодробните риби са общият предшественик на всички сухоземни гръбначни и предлагат да ги разграничат в отделен подклас или дори клас.
При бипулмонати, разред Lepidosireniformes, двата бели дроба, свързани с хранопровода, имат торбички и алвеоли, които се увеличават вътрешна повърхност. Тялото е удължено, люспите са малки, заровени дълбоко в кожата. Сдвоените перки са флагелирани. По време на суша (до 9 месеца) те напълно преминават към белодробно дишане и спят зимен сън. Разредът включва семействата Protopteridae и Lepidosirenidae и 4 вида африкански протоптери и 1 вид южноамерикански лепидоптери.
Protoptera се различават по своите местообитания, окраска, редица анатомични особености и размери: Protopterus amphibius е дълъг 30 cm, P. aethiopicus - 2 m. Хранят се с безгръбначни и риби. Най-активен през нощта. Когато наближи суша, протоптерите копаят дупки, изгризват парчета пръст, смачкват ги с челюстите си и ги изхвърлят през хрилните си капачки. Ходът, кръгъл в напречно сечение, има диаметър 5-70 mm и върви вертикално надолу. На дълбочина 50 см проходът се разширява, образувайки "спяща" камера, където, свит почти наполовина, протоптерът изчаква сухия период. Преди зимен сън той затваря входа с глинена шапка и се покрива с тънък пашкул от втвърдена слуз. По време на хибернация протоптерът губи до 20% от масата си и използва мускулната тъкан като източник на енергия, необходима за поддържане на живота. Тази енергия се използва не само за оцеляване, но и за узряване на половите жлези.
С настъпването на дъждовния сезон протоптерът се подготвя за хвърляне на хайвера - изкопава дупка за разплод в плитка вода, която има два входа. Камерата за размножаване е разположена на дълбочина 40 см. Мъжкият пази съединителя и се грижи за потомството. На възраст от един месец ларвите с дължина 30-35 mm напускат гнездото.
Lepidosiren paradoxa живее в Централна Южна Америка. Дължината на тялото е 130 см. Различава се от протоптерите по по-удълженото си тяло, по-намалените чифтни перки, по-малките люспи, които се намират по-дълбоко в кожата, и по това, че консумира мазнини по време на зимен сън. За разлика от протоптерите, които хвърлят хайвера си на дъното на камерата за размножаване, лепидоптерите правят постелка от парчета растителност. Успешно се отглежда в аквариуми.
Разредът на рогозъбите или еднодробните (Ceratodontiformes) представлява единствената модерен вид- рогат зъб или барамунда (Neoceratodus forsteri). Живее в бавни, обрасли с растителност реки в североизточна Австралия. Дължина 175 см, тегло 10 кг. Тяхното удължено, странично свито тяло е покрито с големи люспи и завършва с дифицерална опашна перка. За разлика от рибата с два крака, тя има един бял дроб, чифтните перки са по-мощни, с форма на плавник и не-осифициран хрущялен череп. В търсене на храна (дънни животни и растения) пълзи по дъното, разчитайки на перките си. Плува бързо, когато е необходимо, извивайки тялото си. На всеки 40-60 минути се издига на повърхността на водата за порция въздух. Издишването и вдишването са придружени от силно ридание. По време на периоди на суша, когато реките на Австралия са пълни с течна кал, котела напълно преминава към белодробно дишане. Пълното изсъхване на резервоара обаче е опасно за него, тъй като не спи зимен сън.
Размножаване от ранна пролет до късна есен. Не прави гнездо, снася яйца върху водна растителност и не се грижи за нея. Яйцата с диаметър 7 mm съдържат голям бройжълтък и заобиколен от желатинова мембрана. Развитие на яйца в рамките на 1,5 седмици. Новородените опашки нямат сдвоени перки; гръдните се появяват след две седмици, коремните - след 2,5 месеца.
Риба може да се намери в блата, езера, морета и реки във всички географски зони на планетата. Те прекарват целия си живот под вода, без да изпитват никакви затруднения в дишането. Повечето от тях не трябва да изплуват на повърхността, за да погълнат още една порция въздух. Какво дишат рибите? Какви механизми им помагат да оцелеят във водна среда? Ще говорим за вътрешната структура на рибата и естествените трикове на тези водни животни в нашата статия.
Необходимост от кислород
Във водната среда рибите са преобладаващата група животни. В реките и океаните те преминават през всички етапи на своето биологично развитие – от яйцата до възрастните. В същото време само няколко вида могат да излязат от време на време и да вдишват атмосферния въздух, докато мнозинството са се адаптирали да живеят без него.
Но какво дишат рибите, когато са постоянно във водата? Подобно на други гръбначни, те се нуждаят от кислород, за да функционират нормално. Те го „извличат“ не от въздуха, а директно от водата, като буквално я филтрират. За да получат достатъчно количество газ, те трябва да „обработят“ огромно количество течност.
Съдържанието на кислород в един резервоар е изключително важно за нормалното им функциониране, а дефицитът причинява кислороден глад и смърт на животните. Всеки тип обаче има свои собствени стандарти за концентрация на газ. Например линът и шаранът живеят в застояли водоеми и могат да оцелеят дори при слабо наличие на кислород (от 4 cm 3 / l до 0,5 cm 3 / l). Пъстървата, сьомгата и щуката, напротив, са много взискателни. Те се нуждаят от концентрация на газ над 7 cm 3 / l.
Възприемането на рибите се променя с възрастта им, с прехода от сезон към сезон, а също и в зависимост от тяхната активност. И така, колкото по-млад и по-активен е индивидът, толкова повече кислород се нуждае. Нуждите се увеличават значително преди хвърляне на хайвера, когато рибите се нуждаят от много сила и енергия. В горещините и когато езерцето замръзне през зимата, има недостиг на кислород, което кара животните да имат затруднено дишане.
Какво дишат рибите? Уреди за газообмен
Подобно на нашия, газообменът при рибите се извършва с помощта на кръвоносната система. За да направят това, повечето от тях имат само един кръг на кръвообращението и двукамерно сърце при видовете белодробни риби има два такива кръга. Кислородът навлиза в сърцето през съдовете и влиза в тях през хрилете, които филтрират газа от водата.
Дихателната система на рибите всъщност е по-ефективна от човешката. Той е в състояние да филтрира два до три пъти повече кислород от водата, отколкото белите дробове отделят от атмосферата. По принцип рибите дишат с хриле, но понякога работата им не е достатъчна или условията не позволяват нормалното им използване. В този случай към тях са свързани други специални тела.
Рибите имат доста допълнителни или алтернативни методи за дишане. Абсолютно всички видове си помагат сами, като частично извършват газообмен през кожата. Някои също използват плувния мехур, други използват червата или цеката в стомаха. Някои видове са се адаптирали към дишането на атмосферен въздух; за това те използват лабиринтни или епибранхиални органи.
Вътрешна структура на рибата: как са подредени хрилете
Дишането на рибите започва с поглъщане на вода през устата. В техния фаринкс има хрилен апарат, в който протича по-нататъшният процес. Апаратът се състои от хрилни дъги, разположени отстрани на животното. Те се поддържат от хрилни нишки и тичинки. Отвън дъгите на костните риби са покрити с капаци.
Хрилете на рибата са свързани с множество кръвоносни съдове. Веднъж попаднала във фаринкса, водата преминава през хрилните дъги, измива венчелистчетата и освобождава кислород към прикрепените към тях артерии. Обогатената кръв се насочва към сърцето и тъканите, а оттам се връща във фаринкса, където отдава въглероден диоксид на вода и го отстранява през хрилните процепи навън.
Дробов дроб
Както бе споменато по-горе, основният инструмент за обмен на газ са хрилете. Но какво дишат рибите, които се наричат „бели дробове“? Сега тези животни са представени само от един ред, който включва шест вида. Те живеят близо до Австралия, Африка и Южна Америка.
От всички риби те са най-близките роднини на четириногите. Друга тяхна особеност е, че освен хриле, те имат опростени бели дробове. Тази адаптация им позволява да живеят във водни тела с много малко количество кислород и, ако е необходимо, да го получават от атмосферния въздух, като излизат на повърхността.
Лабиринтова или пълзяща риба
Лабиринтните риби представляват разреда лъчеперки риби. Те включват много аквариумни видове, като лапиус, гурами, сиамски петел, макроподи, лабтозис и други. В природата те живеят в сладките води на Африка и Азия.
Всички те също знаят как да дишат въздух. Те нямат бели дробове, но имат специален орган под формата на джоб, състоящ се от много пластини. Към стените му се приближават капиляри, с които се обменят газове. Лабиринтният орган е разположен над хрилете на рибата. Благодарение на него животните могат да издържат няколко дни без вода. В същото време „вторият вятър“ не е удобно допълнение към хрилете. Те не могат да избегнат използването на лабиринтния орган, така че са принудени периодично да излизат от водата, в противен случай рискуват да се задушат.
Когато по време на шестмесечна суша езерото Чад в Африка намалява площта си с почти една трета и тинестото дъно се оголва, местните жители отиват на риболов, като вземат със себе си... мотики. Те търсят могили по сухото дъно, които приличат на къртичини, и от всяка изравят глинена капсула със сгъната на две риба, като фиби.
Тази риба се нарича Protopterus ( Протоптерус) и принадлежи към подклас 1 белодробни риби ( Дипной). В допълнение към обичайните за рибите хриле, представителите на тази група имат и един или два бели дроба - модифициран плувен мехур, през стените на който се извършва обмен на газ, преплетен с капиляри. Рибите улавят атмосферния въздух за дишане през устата си, издигайки се на повърхността. А в предсърдието им има непълна преграда, която продължава във вентрикула. Венозна кръв идваща оторгани на тялото , навлиза в дясната половина на атриума и дясната половина на вентрикула и кръвта, идваща от белия дроб, навлизалявата страна
сърца. След това наситената с кислород „белодробна“ кръв навлиза главно в тези съдове, които водят през хрилете до главата и органите на тялото, а кръвта от дясната страна на сърцето, също преминавайки през хрилете, до голяма степен навлиза в съда, водещ към белия дроб. И въпреки че бедната и богата на кислород кръв частично се смесва както в сърцето, така и в съдовете, все още можем да говорим за зачатъците на два кръга на кръвообращението в белите дробове. ПротоптерусДрободробните риби са много древна група. Останките им се намират в седименти от девонския период на палеозойската ера. Дълго време белодробните риби са били известни само от такива вкаменени останки и едва през 1835 г. е установено, че протоптерите, живеещи в Африка, са белодробни риби. Общо, както се оказа, до днес са оцелели представители на шест вида от тази група: австралийската котка от разреда на монопулмоните, американската лепидоптера - представител на разреда на бипулмонатите и четири вида от африканския род
, също от разред Dipulmonates. Всички те, както изглежда и техните предци, са сладководни риби.(Австралийски рогозъб Neoceratodus forsteri
) се среща на много малка територия - в басейните на реките Бърнет и Мери в североизточна Австралия. Това е голяма риба с дължина на тялото до 175 см и тегло над 10 кг. Масивното тяло на рогозъба е странично компресирано и покрито с много големи люспи, а месестите му чифтни перки приличат на плавници. Роговият зъб е боядисан в еднакви тонове - от червеникаво-кафяво до синкаво-сиво, коремът е светъл.
Рогозъбът прекарва по-голямата част от времето си на дъното на дълбоки водоеми, където лежи по корем или стои, облегнат на плавниците и опашката си. В търсене на храна - различни безгръбначни - бавно пълзи и понякога „ходи“, разчитайки на същите сдвоени перки.
Плува бавно и само когато се стресне, използва мощната си опашка и показва способността да се движи бързо.
В периода на засушаване, когато реките стават плитки, рогезът оцелява в запазени ями с вода.
Когато рибите умират в прегрята застояла и практически лишена от кислород вода, а самата вода се превръща в зловонна каша в резултат на гнилостни процеси, котела остава жив благодарение на белодробното си дишане. Но ако водата изсъхне напълно, тези риби все още умират, тъй като, за разлика от техните африкански и южноамерикански роднини, те не могат да спят зимен сън.
Рогозъбът хвърля хайвер през дъждовния сезон, когато реките набъбват и водата в тях е добре аерирана. Рибата снася големи яйца с диаметър до 6–7 mm върху водни растения. След 10-12 дни се излюпват ларвите, които лежат на дъното, докато жълтъчната торбичка се абсорбира, като само от време на време се преместват на кратко разстояние. На 14-ия ден след излюпването малките развиват гръдни перки и от този момент белите дробове вероятно започват да функционират. Катешът има вкусно месо и се хваща много лесно. В резултат на това броят на тези риби е намалял значително. Сега рогатите зъбци са под закрила и се правят опити да бъдат аклиматизирани в други водоеми в Австралия.Историята на една от най-известните зоологически измами е свързана с рогозъба. През август 1872 г. директорът на музея в Бризбейн обикаля Североизточна Австралия и един ден му съобщават, че в негова чест е приготвена закуска, за която местните жители са донесли много редки риби, които са уловили 8-10 мили от мястото на празника. И наистина, директорът видя риба с много странен външен вид: дълго, масивно тяло беше покрито с люспи, перките приличаха на плавници, а муцуната приличаше на патешки клюн. Ученият направил рисунки на това необичайно създание и след като се върнал, ги предал на Ф. Де Кастелно, водещ австралийски ихтиолог. Кастелно бързо описа нов род и вид риба от тези рисунки - Ompax spatuloidesмного оставаше неясно и изобщо нямаше информация за анатомията. Опитите да се получи нов екземпляр бяха неуспешни. Имаше скептици, които изразиха съмнения относно съществуването на това животно. Все още мистериозен Катешът има вкусно месо и се хваща много лесно. В резултат на това броят на тези риби е намалял значително. Сега рогатите зъбци са под закрила и се правят опити да бъдат аклиматизирани в други водоеми в Австралия.В продължение на почти 60 години той продължава да се споменава във всички справочници и доклади за австралийската фауна. Мистерията беше разрешена неочаквано. През 1930 г. в Sydney Bulletin се появява бележка, чийто автор пожелава да остане анонимен. Тази бележка съобщава, че невинна шега е била изиграна с простодушния директор на музея в Бризбейн, тъй като сервираният му „Омпакс“ бил приготвен от опашка на змиорка, тяло на кефал, глава и гръдни перки на рогов зъб и муцуна на птицечовка.
|
Отгоре цялата тази гениална гастрономическа структура беше умело покрита с люспи от същия рогат зъб... Африканските белодробни риби - протоптери - имат нишковидни сдвоени перки.(Най-големият от четирите вида еголям протоптер Protopterus aethiopicus() може да достигне дължина над 1,5 м и обичайната дължинамалък протоптер
P.amphibius
Protoptera живеят в Централна Африка, в езера и реки, протичащи през блатисти райони, които са обект на ежегодни наводнения и пресъхват през сухия сезон. Когато резервоарът изсъхне, когато нивото на водата падне до 5–10 cm, протоптерите започват да копаят дупки. Рибата хваща почвата с устата си, смачква я и я изхвърля през хрилните процепи. Изкопавайки вертикален вход, протоптерът прави камера в края му, в която се поставя, извивайки тялото си и подавайки главата си нагоре. Докато водата все още не е пресъхнала, рибата се издига от време на време, за да си поеме глътка въздух.
Когато филмът от изсъхваща вода достигне горния ръб на течната тиня, покриваща дъното на резервоара, част от тази тиня се засмуква в дупката и запушва изхода. След това протоптерът вече не се появява на повърхността. Преди коркът да изсъхне напълно, рибата, пъхайки муцуната си в него, го уплътнява отдолу и леко го повдига под формата на капачка. Когато изсъхне, такава шапка става пореста и пропуска достатъчно въздух, за да поддържа живота на спящата риба. Веднага след като капачката се втвърди, водата в дупката става вискозна поради изобилието от слуз, секретирана от протоптера. Когато почвата изсъхне, нивото на водата в дупката пада и в крайна сметка вертикалният проход се превръща във въздушна камера, а рибата, огъната наполовина, замръзва в долната, разширена част на дупката. Около него се образува лигавичен пашкул, плътно прилепнал към кожата, в горната част на който има тънък проход, през който въздухът прониква към главата. В това състояние протоптерът очаква следващия дъждовен период, който настъпва след 6–9 месеца. В лабораторни условия протоптерите бяха държани в хибернация повече от четири години и в края на експеримента се събудиха безопасно.
Протоптер, заровен в кал по време на суша
Когато резервоарите се напълнят с началото на дъждовния сезон, почвата постепенно се намокря, водата запълва въздушната камера и протоптерът, след като пробие пашкула, започва периодично да издава главата си навън и да вдишва атмосферния въздух. Когато водата покрие дъното на резервоара, протоптерът напуска дупката. Скоро уреята се елиминира от тялото му през хрилете и бъбреците.
Месец и половина след излизане от зимен сън протоптерните започват да се размножават. В този случай мъжкият изкопава специална дупка за хвърляне на хайвера на дъното на резервоара, сред гъсталаците на растителността, и примамва там една или няколко женски, всяка от които снася до 5 хиляди яйца с диаметър 3–4 mm. След 7-9 дни се появяват ларви с голяма жълтъчна торбичка и 4 чифта пернати външни хриле. С помощта на специална циментова жлеза ларвите се прикрепят към стените на дупката за гнездене.
След 3-4 седмици жълтъчната торбичка се абсорбира напълно, пържените започват активно да се хранят и напускат дупката. В същото време те губят един чифт външни хриле, а останалите два или три чифта могат да останат в продължение на много месеци. При малките протоптери се запазват три чифта външни хриле, докато рибата достигне размера на възрастен.
След като напуснаха дупката за хвърляне на хайвера, пържените протоптери плуват само до нея за известно време, криейки се там при най-малката опасност. През цялото това време мъжкият е близо до гнездото и активно го защитава, дори се втурва към приближаващ човек.
Протоптер тъмен(P. dolloi), открит в басейните на реките Конго и Огове, живее в блатисти райони, където слой от подпочвена вода продължава през сухия сезон. Когато повърхностните води започнат да намаляват през лятото, тази риба, подобно на нейните роднини, се заравя в дънната тиня, но копае до слой течна тиня и подпочвена вода. След като се установи там, тъмната протоптера прекарва сухия сезон, без да създава пашкул и да се издига от време на време, за да диша чист въздух.
Дупката на тъмния протоптер започва с наклонен проход, чиято разширена част служи като камера за хвърляне на хайвера на риба. Според местните рибари такива дупки, ако не бъдат унищожени от наводнения, служат на рибата от пет до десет години.
Протоптерите привлякоха вниманието на учени, занимаващи се със създаването на сънотворни. Английски и шведски биохимици се опитаха да изолират „хипнотични“ вещества от тялото на зимуващи животни, включително от тялото на протоптера. Когато екстракт от мозъка на спящи риби се инжектира в кръвоносната система на лабораторни плъхове, телесната им температура започва да спада бързо и те заспиват толкова бързо, сякаш припадат. Сънят продължи 18 часа, когато плъховете се събудиха, не бяха открити признаци, че са били в изкуствен сън. Екстрактът, получен от мозъците на будни протоптери, не предизвиква никакви ефекти при плъхове.
Американска люспа(Lepidosiren paradoxa), или лепидосирен,- представител на белодробни риби, живеещи в басейна на Амазонка.
Дължината на тялото на тази риба достига 1,2 м. Сдвоените перки са къси. Lepidosirens живеят главно във временни резервоари, пълни с вода по време на дъждове и наводнения, и се хранят с различни животински храни, главно мекотели. Може би ядат и растения.
Когато резервоарът започне да пресъхва, лепидосиренът изкопава дупка на дъното, в която се утаява по същия начин като протоптерите и запушва входа с тапа от пръст. Тази риба не образува пашкул - тялото на спящия лепидосирен е заобиколено от слуз, навлажнена от подпочвените води. За разлика от protopters, в основата на енергийния метаболизъм по време на периода на хибернация при lepidoptera се съхраняват мастни резерви. 2-3 седмици след новото наводняване на резервоара лепидосирените започват да се размножават. Мъжкият копае вертикална дупка, като понякога се огъва хоризонтално към края., мъжкият лепидосирен се връща в дупката и през капилярите на израстъците освобождава част от кислорода във водата, в която се развиват яйцата и ларвите. Както и да е, след периода на размножаване тези израстъци изчезват.
Излюпените от яйцата ларви имат 4 чифта силно разклонени външни хриле и циментова жлеза, с чиято помощ се закрепват за стените на гнездото. Около месец и половина след излюпването, когато малките достигнат дължина 4–5 см, те започват да дишат с помощта на белите дробове, а външните хриле се разтварят. По това време лепидосиренът напуска дупката.
Местното население цени вкусното месо на лепидосерен и интензивно унищожава тези риби.
Диаграма на артериалното кръвообращение на белодробни риби:
1–4 – първа до четвърта двойка бранхиални артериални дъги; 5 – дорзална аорта;
6 – коремна аорта; 7 – белодробна артерия; 8 – белодробна вена.
Литература
Животински живот. Том 4, част 1. Риби. – М.: Образование, 1971.
Наука и живот; 1973, бр.1; 1977, бр.
Наумов Н.П., Карташев Н.Н.Зоология на гръбначните животни. Част 1. Долни хордови, безчелюстни риби, земноводни: Учебник за биолози. специалист. унив. – М.: Висше училище, 1979.
1 Според други идеи, белодробната риба ( Dipneustomorpha) – надразред в подклас лобеперки ( Sarcopterygii).
2 При повечето риби ноздрите са сляпо затворени, но при белодробните риби те са свързани с устната кухина.
Всичко започна в деня, в който Уилям Форстър реши да се разходи из града. Преди това той отглежда овце и живее във ферма, далеч от цивилизования свят, на река Бенет в Куинсланд. Тогава този бизнес му омръзна и той дойде в Сидни, за да се установи там. Един ден през 1869 г. Форстър решава да разгледа града. Разбира се, отидох в музея.
Тук срещнах Джерард Крефт, уредник на музея, и двамата започнаха да си говорят. Форстър небрежно попита:
„Сър, защо във вашия музей няма никоя от онези големи риби, които живеят в река Бенет?“
- Голяма риба? Какви са тези голяма риба?
- И барамунда. Наричаме ги още Бенет сьомга.
-Къде е река Бенет? аз не знам
- На север, сър. В Куинсланд. Има толкова много от тези риби. Приличат на мазни черни точки. Зелен, дълъг около пет фута. Люспите им са дебели и големи. И представете си - тази барамунда има само четири перки! Всичко е на корем. Да, само четири, добре си спомням: сам ги хващах повече от веднъж.
— Знаеш ли, Форстър, нямам представа за каква риба говориш. Не съм чувал нищо за твоята барамуида. Може би това е някакъв все още неизвестен на науката вид? Би било хубаво да ни вземете няколко барамунди за музея.
— О, разбира се — любезно се съгласи Форстър. - Може да се направи. Братовчед ми все още живее във фермата. ще му пиша.
И няколко седмици по-късно една бъчва беше донесена в музея в Сидни, а в бъчвата имаше риба, много силно осолена.
Крефт буквално онемя, когато ги видя. Форстър не сгреши: рибите са напълно безпрецедентни. Да, те имат само четири перки. Всичко е на корем. И всички приличат повече на къси крака, но без пръсти. И опашката е много специална: не е раздвоена, като много риби, а сякаш перната, като перо на птица. Зоолозите наричат този тип опашка дифицерална. Това е може би най-древната форма на всички рибешки опашки.
Но тогава Крефт видя върху небето и долната челюст на рибата четири големи пластини от зъби, слети заедно, подобни на петли - това беше напълно неочаквано.
Същите зъби на ренде отдавна се срещат от палеонтолозите сред древните вкаменелости, но те все още не са открити в никоя жива риба. Професор Агасиц, голям експерт по изкопаеми риби, нарече собствениците на тези странни зъби цератоди, тоест рогати зъби. . Безброй ята от тях са обитавали сладките води на нашата планета преди 70 и 100 милиона години.
И сега Крефт държеше точно този цератод в ръцете си! Това реши той, след като внимателно прегледа зъбите на барамунда и затова без колебание кръщава цератодите „Benet salmon“. Но по-късно палеонтолозите откриха не само зъби, но и скелети на истински изкопаеми цератоди и те не бяха съвсем подобни на скелета на бенецианския „цератод“. Ето защо някои ихтиолози предложиха да се добави префиксът „нео“ (тоест „нов“) или „епи“ (което означава „след“) към научното наименование на барамунда. Но често все още се нарича просто ceratod, без никакви префикси.
Докато разглеждал рибите, Крефт срязал една от тях и открил нещо друго удивително – светлина! Истински бял дробв риба! Тя също имаше хриле, но имаше и бял дроб. Това означава, че барамунда е дишала и с хриле, и с бели дробове, което означава, че е белодробна риба!
Преди това зоолозите са познавали само две дишащи даояк риби: лепидосирен, или на местен карамуру, живеещи в Южна Америка, и Protopterus (известен още като Comtok), който е често срещан в Централна Африка. Те имат два бели дроба, докато неоцератодите имат само един. Lepidosiren и Protopterus живеят в блатисти басейни, обрасли с трева и водорасли, които се пълнят с вода само по време на дъждовни периоди. Но настъпва суша и водата свършва. Речните старици и блатата пресъхват и за да не умрат, рибите, които природата е надарила с бели дробове освен хриле, се заравят в тинята и спят зимен сън като мечка в леговище.
Неоцератодът, който се среща в Австралия, се различава от своите роднини на белите дробове не само по това, че има един бял дроб. Той е по-скоро „вегетарианец“ от тях: верен на традициите на своите предци, той също яде растения, които други белодробни риби вече отказват. Barramunda не снася много големите си яйца в дупки и дупки на дъното - всяко яйце в дебела желатинова обвивка е прикрепено към подводни растения. И най-важното е, че по време на суша, когато реките пресъхват, неоцератодите не се заравят в тиня. Рибите просто се събират в локвите и „дишат с дробовете си тук.
Те пълзят до мястото, където под гъстата сянка на храстите слънцето не е толкова горещо и остават капки влага. Там те лежат неподвижно. И дишат, и дишат. И чакат дъжд. Но, разбира се, те не могат да издържат така дълго. По време на силна суша много неоцератоди умират. Ето защо (а също и защото са много вкусни) тези риби сега са много редки, оцелели са само в реките Бенет и Мери.
По времето, когато варелът с осолени неоцератоди пристигна от река Бенет в музея в Сидни, Ернст Хекел и Франц Мюлер вече бяха формулирали своя известен биогенетичен закон: филогенезата се повтаря в онтогенезата. Тези няколко думи означават много. Биолозите наричат вековната еволюция на растенията и животните филогенеза. А онтогенезата е ембрионалното и постембрионалното развитие на всеки отделен организъм.
И така, според биогенетичния закон, всяко животно, развивайки се от яйце до новородено, с ускорени темпове преминава през основните етапи на еволюцията на своя вид, като за няколко седмици повтаря в общи линии ключовите фази на филогенетичната метаморфоза, която продължи стотици милиони години. Ето защо ембрионите на птици, жаби, риби, животни и хора на определени етапи на развитие са подобни един на друг. Човешки ембриони на няколко седмици ясно показват, че нашите далечни предци някога са били... риби.
С откриването на биогенетичния закон теорията на Дарвин получава мощно подкрепление. Получени са допълнителни доказателства, че всички гръбначни животни са произлезли от риби.
Но от каква риба? И кой роди самите риби?
Това е искал да установи известният немски биолог и дарвинист Ернст Хекел, когато екипирал експедиция до Австралия за събиране на ембриони на неоцератоди. В края на краищата тази древна риба, както беше решено тогава, е най-близо до онези мистериозни същества, които са станали наши предци преди триста милиона години.
През август 1891 г. ученикът на Хекел Ричард Семон пристига в Австралия. Д-р Крефт, описвайки неоцератода, увери, че живее в солени води, яде растения и се заравя в тиня по време на суша. Всичко се оказа грешно. И Семон губеше времето си, като се доверяваше на Крефт и ловеше риба в устията на реките Бенет и Мери, където водата беше солена. Там никой не беше чувал за такава риба.
Тогава Ричард Семън отиде във вътрешността на страната. Той знаеше, че неоцератодите снасят яйца върху растенията. Хайверът е голям, почти сантиметър в диаметър. Изглежда, че не е трудно да я забележите. Но Семон не я намери. Ден след ден, седмица след седмица той търсеше водорасли и подводни треви, но нямаше хайвер. Но Семон упорито се катереше по тръстиките във вода до кръста. И накрая - о, късмет! Три яйца! Ето ги и тях - три матови мъниста на зелено стъбло! В първия момент той не повярва на очите си. Но нямаше съмнение: това е хайвер от барамунда!
- Барамундас? Не, господине, - dyelle. Австралийците, помогнали на обладания непознат да търси игла в купа сено, поклатиха глави в унисон.
- Не, не барамунди. Това е хайвер dyelle.
Ръцете на Семън отпуснаха. Но тогава той си помисли - и не сбърка - дали Крефт и тук е направил грешка: може би Neoceratoda в родината му се нарича не barramunda, а dyelle?
- Какъв е той - dyelle?
Казаха му кое. Показаха се и оглозганите му кости и Семон разбра, че е намерил това, което търсеше.
Сега, когато всички разбраха, че чужденецът търси джеле хайвер, нещата веднага тръгнаха гладко. Семон запази и донесе седемстотин неоцератодни яйца в Европа. Съдържащите се в тях ембриони са били на различна възраст. И когато Семой започна да ги изучава, пред очите му се разкриха всички фази от онтогенезата на най-древната риба.
Много зоолози смятат, че древните предшественици на рибите и всички гръбначни животни като цяло (включително хората), така наречените хордови *, са произлезли от някои многощетинкови червеи - полихети. Lancelet, малка „риба“, подобна на листа от момина сълза, без перки, без кости, без зъби и без челюсти (но с хорда, которая, зарывшись в песок, процеживает ртом воду, выуживая детрит и планктон, представляет собой, пожалуй, наименее искаженный живой "портрет" давно вымерших наших предков, когда они не были уже червями, но не стали еще и рыбами.!}
Зад ланцетоподобните същества се появиха безчелюстни „протофиби“, от които са оцелели само вкаменени кожни зъби, а след това и челюстни риби.
Тогава имаше голяма миграция на риба от моретата към реките. Възможно е те да са избягали в сладките води от хищните ракообразни скорпиони, които са се размножили изключително много в моретата.
Първите четириноги излязоха от реките и езерата на сушата. Рибите, които са живели тук преди триста и петдесет милиона години, са дишали с хриле и бели дробове. Без бели дробове те биха се задушили в мухлясалата, бедна на кислород вода на първичните езера.
Някои от тях са дъвчели растения със зъби от воденичен камък (така наречените истински дишащи маргаритки). Други, тези с лобови перки, изяждаха всеки, когото успееха да хванат.
Голямо бъдеще очакваше съществата с кръстосани перки: съдбата им беше отредила да родят всички четириноги и пернати обитатели на земята.
Древните риби с бели дробове имаха невероятни перки, подобни на лапи, със скелет, подобен на ръка, много подвижен и мускулест. На тези перки те пълзяха по дъното. Вероятно са се изкачили на брега, за да дишат и да се отпуснат тук спокойно. Постепенно перките на кокили се превърнаха в истински лапи. Рибата излязла от водата и започнала да живее на сушата.
Но каква причина е накарала рибите с перки, които вероятно са се чувствали доста добре във водата, да напуснат родния си елемент? Липса на кислород? не Дори и да нямаше достатъчно кислород, те можеха да се издигнат на повърхността и да дишат чист въздух. Все пак те също са имали бели дробове.
Може би гладът ги е прогонил на сушата? И не, защото земята по това време е била по-пуста и по-бедна на храна от моретата и езерата.
Може би има опасност? Не, и не представлява опасност, тъй като рибите с перки са били най-големите и мощни хищници в езерата от онази епоха.
Търсенето на вода е това, което накара рибата да напусне водата! Звучи парадоксално, но точно до това заключение стигнаха учените, след като внимателно проучиха всичко възможни причини. Факт е, че в това далечно време плитките сладководни резервоари често пресъхват. Езерата се превърнаха в блата, блатата в локви. Накрая под палещите лъчи на слънцето локвите пресъхнаха. За да не умрат, рибите с лобови перки трябваше да търсят вода. В търсене на вода рибите, които можеха да пълзят добре по дъното с удивителните си перки, трябваше да изминат значителни разстояния по сушата. И тези, които пълзяха добре и бяха по-добре адаптирани към сухоземния начин на живот, оцеляха. Така постепенно, в резултат на суров естествен подбор, рибите, които търсеха вода, намериха нов дом. Те станаха обитатели на две стихии – вода и земя. Земноводните или земноводните се развиха и от тях произлязоха влечугите, след това птиците и бозайниците. И накрая един човек прекоси планетата!
* Тоест собствениците на нотохорда - еластична струна, опъната от главата до опашката в гръбните мускули на животното. Този поддържащ прът - нотохордата - по-късно се разви в гръбначния стълб. Първите (все още хрущялни) прешлени се появяват при риби без челюст преди четиристотин милиона години.
