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.
Рибите дишат, като поемат вода в устата си. През фаринкса, в който има редове от сдвоени отвори - хрилни процепи, водата навлиза в хрилете, разположени от двете страни на главата и, измивайки ги, изтича изпод хрилния капак. В същото време кислородът, разтворен в него, през най-тънките капаци на хрилните нишки, проникнати от кръвоносни капиляри, прониква в кръвта, а кръвоносната система доставя кислород до клетките. Във въздуха рибата се задушава веднага щом хрилните нишки изсъхнат и станат непропускливи за кислород.
Когато рибите дишат, те "вдишват" и "издишват" не въздух, както хората, а вода. Гледайте риба в аквариум, докато устата и хрилните й капачки се отварят и затварят, за да осигурят 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 той дори е чифтен орган, както при всички висши гръбначни. Дрободробните риби всмукват въздух в своите „бели дробове“ с ноздрите си, когато устата им е затворена, както всички сухоземни гръбначни животни, но могат да дишат и с хриле, като рибите. Всички те са обитатели на сладки водоеми, които пресъхват частично или напълно 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 - повече от четири години!
И протоптерите, и южноамериканските люспи от басейна на Амазонка дишат въздух по време на зимен сън. Австралийският рогозъб не спи зимен сън и оцелява, ако от резервоара му остане поне зловонна локва. Дори тогава той, дишайки с несдвоения си "бял дроб", 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 животни са еволюирали от древните белодробни риби. Но сега е твърдо установено, че свързващото звено 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. Известни от средния девон, били са многобройни до перм. Съвременните белодробни риби са представени от 6 вида, обединени в 2 разреда. Те живеят в пресните тропически води на Африка, Америка и Австралия, адаптирани към живот в пресъхващи водоеми. В допълнение към хрилете, те имат бели дробове, образувани от плавателния мехур и подобни по структура на белите дробове на сухоземните гръбначни животни.
Структурата на техните системи и органи се променя поради белодробното дишане. Артериалният конус е частично разделен и прилича на същия участък при земноводните, които като възрастни дишат само с бели дробове. Зъбите на белодробните риби, поради специализираното хранене с растителност и безгръбначни, са под формата на пластини. Вероятно белодробните риби биха могли да бъдат страничен клон на кръстокрилите. Редица учени предполагат, че белодробните риби са били общият предшественик на всички сухоземни гръбначни животни и предлагат да ги отделят в отделен подклас или дори клас.
При билунгите, разред Lepidosireniformes, два бели дроба, свързани с хранопровода, имат джобове и алвеоли, които повдигат вътрешната повърхност. Тялото е удължено, люспите са малки, потопени дълбоко в кожата. Чифтните перки са камшичести. По време на суша (до 9 месеца) те напълно преминават към белодробно дишане и зимуват. Разредът включва семействата Protopteridae и Lepidosirenidae и 4 вида африкански протоптери и 1 вид южноамерикански люспи.
Протоптерите се различават по ареали, оцветяване, редица анатомични особености и размери: Protopterus amphibius с дължина 30 см, P. aethiopicus - 2 м. Хранят се с безгръбначни и риби. Най-активен през нощта. Когато настъпи суша, протоптерите копаят дупки, изгризват парчета пръст, смачкват ги с челюстите си и ги изхвърлят през хрилните капаци. Проходът, кръгъл в напречно сечение, има диаметър 5-70 mm и върви вертикално надолу. На дълбочина 50 см проходът се разширява, образувайки "спяща" камера, където, почти удвоен, протоптерът изчаква сухия период. Преди да изпадне в зимен сън, той запушва входа с капачка от глина 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 изразходва не само за оцеляване, но и за съзряване 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 разплод се намира на дълбочина 40 см. Мъжкият защитава зидарията и се грижи за потомството. На възраст от един месец ларвите с дължина 30-35 mm напускат гнездото.
Люспите, или лепидосирен (Lepidosiren paradoxa), живеят в централната част на Южна Америка. Дължина на тялото 130 см. Различава се от протоптерите с по-удължено тяло, по-намалени чифтни перки, по-малки и по-дълбоко разположени люспи в кожата и факта, че консумира мазнини по време на зимен сън. За разлика от протоптерите, които хвърлят хайвера си на дъното на камерата за размножаване, сквамозът прави постеля от парчета растителност. Успешно се отглежда в аквариуми.
Отделянето на рогови зъбци или с форма на един бял дроб (Ceratodontiformes) представлява единствената модерен вид- рогат зъб или барамунда (Neoceratodus forsteri). Живее в бавни, обрасли с растителност реки в североизточната част на 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 двубелия, той има един бял дроб, чифтните перки са по-мощни, подобни на плавници и неосифициран хрущялен череп. В търсене на храна (дънни животни и растения) той пълзи по дъното, опирайки се на перките си. Плува бързо, ако е необходимо, огъвайки тялото. На всеки 40-60 минути се издига на повърхността на водата за част от въздуха. Издишването и вдишването са придружени от силно ридание. По време на суша, когато реките на Австралия се пълнят с течна кал, рогатият зъб напълно преминава към белодробно дишане. Пълното изсъхване на резервоара обаче е опасно за него, тъй като той не спи зимен сън.
Размножаване от ранна пролет до късна есен. Не строи гнезда, снася яйца върху водна растителност и не проявява загриженост към нея. Яйцата с диаметър 7 mm съдържат голям бройжълтък и заобиколен от желатинова мембрана. Развитие на хайвер в рамките на 1,5 седмици. Новородените рогови зъби нямат сдвоени перки; гърдите се появяват след две седмици, корема - 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 природните 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 газ, те трябва да "обработят" огромно количество течност.
Съдържанието на кислород в резервоара е изключително важно за нормалното им функциониране, а липсата на кислород причинява кислороден глад при животните и смърт. Но нормите за концентрация на газ за всеки вид са различни. 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, 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-подвижен е индивидът, толкова повече се нуждае от кислород. Нуждите се увеличават значително преди хвърляне на хайвера, когато рибата се нуждае от много сила и енергия. В горещините и при зимното замръзване на водоема има недостиг на кислород, което затруднява дишането на животните.
Какво дишат рибите? Уреди за газообмен
Подобно на нашия, газообменът при рибите се извършва с помощта на кръвоносната система. За това повечето от тях имат само един кръг на кръвообращението и двукамерно сърце, при видовете с белодробно дишане има два такива кръга. Кислородът навлиза в сърцето през съдовете, а той 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 през хрилете, но понякога тяхната работа не е достатъчна или условията не позволяват да се използват нормално. В този случай към тях са свързани други специални тела.
Има доста допълнителни или алтернативни начини за дишане на рибата. Абсолютно всички видове си помагат сами, като частично извършват газообмен през кожата. Някои също използват плувния мехур, други използват червата или цекума в стомаха. Някои видове са се приспособили да дишат атмосферен въздух, за това използват лабиринтни или надгиларни органи.
Вътрешната структура на рибата: как са подредени хрилете
Дишането на рибите започва с поглъщане на вода през устата. Във фаринкса те имат 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, при костните риби, дъгите 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 дава кислород на прикрепените към тях артерии. Обогатената кръв се изпраща към сърцето и тъканите, а оттам се връща във фаринкса, където предава въглеродния диоксид на водата и го извежда през хрилните процепи.
Дробов дроб
Както бе споменато по-горе, основният инструмент за обмен на газ са хрилете. Но какво дишат рибите, които се наричат "лунгфиш"? 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. Такава адаптация им позволява да живеят във водни обекти с много малко количество кислород и, ако е необходимо, да го получават от атмосферния въздух, излизащ на повърхността.
Лабиринтна или пълзяща риба
Лабиринтните риби представляват отряд лъчеперки риби. Те включват много аквариумни видове, като лапиус, гурами, сиамски бети, макроподи, лабтози 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 има специален орган под формата на джоб, състоящ се от много пластини. Към стените му се приближават капиляри, с които се извършва обмяната на газове. Лабиринтният орган е разположен над хрилете на рибата. Благодарение на него животните могат да съществуват няколко дни без вода. В същото време "вторият вятър" не е удобно допълнение към хрилете. Те не могат да не използват лабиринтния орган, поради което 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 отиват на риболов, като вземат със себе си... мотики. Те търсят подобни на къртичини могили по изсъхналото дъно и изкопават от всяка глинена капсула с риба, сгъната на две, като шнола за коса.
Тази риба се нарича протоптерус ( 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 чиито стени са плетени с капиляри, се извършва обмен на газ. Атмосферният въздух за дишане на риба се улавя с уста, издигайки се на повърхността. А в предсърдието им има непълна преграда, която продължава във вентрикула. Венозна кръв идваща от органи на тялото, навлиза в дясната половина на атриума и в дясната половина на вентрикула и кръвта, идваща от белия дроб, навлиза лява странасърца. След това наситената с кислород "белодробна" кръв навлиза главно в онези съдове, които водят през хрилете към 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 е частично смесена както в сърцето, така и в съдовете, все пак може да се говори за началото на два кръга на кръвообращението при белодробните риби.
Дрободробните риби са много древна група. Останките им се намират в отлагания от девонския период на палеозойската ера. Дълго време белодробните риби са били известни само от такива вкаменелости и едва през 1835 г. е установено, че протоптер, живеещ в Африка, е белодробна риба. Общо, както се оказа, до днес са оцелели представители на шест вида от тази група: австралийският рогозъб от разреда на еднобелодробните, американската люспа - представител на разреда на двубелодробните и четири вида от африкански род Протоптерус, също от разреда на двубелите. Всички те, както очевидно и техните предци, са сладководни риби.
Австралийски рогозъб(Neoceratodus forsteri) се среща на много малка територия - в басейните на реките Бърнет и Мери в североизточната част на 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 чифтни перки приличат на плавници. Роговият зъб е оцветен в еднакви цветове - от червеникаво-кафяво до синкаво-сиво, коремът е светъл.
Тази риба живее в бавно течащи реки, силно обрасли с водна и повърхностна растителност. На всеки 40 - 50 минути рогозъбът излиза и издишва въздух от белия дроб с шум, издавайки характерен стенещ и грухтещ звук, който се разнася далеч над околностите. Поемайки въздух, рибата отново потъва на дъното.
По-голямата част от времето рогозъбът прекарва на дъното на дълбоки басейни, където лежи по корем или стои, облегнат на плавниците и опашката си. В търсене на храна - различни безгръбначни - той бавно пълзи, а понякога и "ходи", опирайки се на същите сдвоени перки. Плува бавно и само когато е уплашен, използва мощната си опашка и проявява способността си да се движи бързо.
В периода на суша, когато реките стават плитки, рогозъбът оцелява в запазените ями с вода. Когато рибата умре в прегрята, застояла и практически лишена от кислород вода, а самата вода се превърне в зловонна каша в резултат на гнилостни процеси, рогозъбът остава жив благодарение на белодробното си дишане. Но ако водата изсъхне напълно, тези риби все още умират, защото, за разлика от своите африкански и южноамерикански роднини, те не могат да спят зимен сън.
Хвърлянето на хайвера на рогозъба става през дъждовния сезон, когато реките набъбват и водата в тях е добре аерирана. Големи, до 6–7 mm в диаметър, риби снасят яйца върху водни растения. След 10-12 дни се излюпват ларви, които, докато жълтъчната торбичка се резорбира, лежат на дъното, като само от време на време се движат на кратко разстояние. На 14-ия ден след излюпването, гръдните перки се появяват в малките и от същото време белите дробове вероятно започват да функционират.
Horntooth има вкусно месо и се хваща много лесно. В резултат на това броят на тези риби е значително намален. Horntooths сега са под закрила и се правят опити да бъдат аклиматизирани в други водни басейни на 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 е приготвена закуска в негова чест, за която местните жители донасят много рядка риба, уловена от тях на 8-10 мили от празникът. 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 не се забави да опише нов род и вид риба от тези рисунки - Ompax spatuloides. Последва доста разгорещена дискусия за връзката на новия вид и мястото му в класификационната система. Имаше много причини за спорове, тъй като в описанието Ompaxмного 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 Ompax spatuloidesв продължение на почти 60 години той продължава да се споменава във всички справочници и резюмета на австралийската фауна. Мистерията беше разгадана неочаквано. През 1930 г. в Sydney Bulletin се появява статия, чийто автор пожелава да остане анонимен. В тази статия се съобщава, че невинна шега е била изиграна с изобретателния директор на музея в Бризбейн, тъй като Ompax, който му е сервиран, е бил приготвен от опашката на змиорка, тялото на кефал, главата и гръдните перки на рогозъб и муцуна на птицечовка. Отгоре цялата тази гениална гастрономическа структура беше умело покрита с люспи от същия рогов зъб ...
|
Африканските белодробни риби - протоптери - имат нишковидни сдвоени перки. Най-големият от четирите вида голям протоптер(Protopterus aethiopicus) може да достигне дължина над 1,5 м и обичайната дължина малък протоптер(P.amphibius) - около 30 см.
Тези риби плуват, змиевидно огъвайки тялото като змиорки. А по дъното с помощта на нишковидните си перки се движат като тритони. В кожата на тези перки има множество вкусови рецептори - веднага щом перката докосне ядлив предмет, рибата се обръща и грабва плячката. От време на време протоптери се издигат на повърхността, поглъщайки атмосферен въздух през ноздрите си 2.
Протоптерите живеят в Централна Африка, в езера и реки, които текат 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 см, протоптерите започват да копаят дупки. Рибата хваща почвата с устата си, смачква я и я изхвърля през хрилните процепи. Прокопавайки вертикален вход, протоптерът прави камера в края му, в която се поставя, извивайки тялото и издигайки главата си нагоре. Докато водата е още мокра, 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 показва на повърхността. Преди коркът да е напълно изсъхнал, рибата, като мушне в него с муцуната си, го уплътнява отдолу и го повдига донякъде под формата на капачка. Когато изсъхне, капачката става пореста и пропуска достатъчно въздух, за да поддържа спящата риба жива. Веднага след като капачката се втвърди, водата в дупката става вискозна от изобилието от слуз, секретирана от протоптера. Тъй като почвата изсъхва, 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 плътно прилепнал към кожата слузест пашкул, в горната част на който има тънък проход, през който въздухът прониква към главата. В това състояние протоптерът чака следващия дъждовен период, който настъпва след 6–9 месеца. В лабораторни условия протоптерите са били държани в хибернация повече от четири години и в края на експеримента са се събудили благополучно.
Протоптер, заровен в кал по време на суша
По време на хибернация скоростта на метаболизма на протоптерите рязко намалява, но въпреки това за 6 месеца рибата губи до 20% от първоначалната маса. Тъй като енергията се доставя на тялото чрез разграждането не на мастните резерви, а главно на мускулната тъкан, продуктите на азотния метаболизъм се натрупват в тялото на рибата. По време на активния период те се екскретират главно под формата на амоняк, но по време на хибернация амонякът се превръща в по-малко токсична урея, чието количество в тъканите до края на хибернацията може да бъде 1–2% от масата на риба. Механизмите, които осигуряват устойчивост на такива високи концентрации на урея, все още не са изяснени.
Когато резервоарите се напълнят с настъпването на дъждовния сезон, почвата постепенно се накисва, водата запълва въздушната камера и протоптерът, пробивайки пашкула, периодично започва да изпъква главата си и да вдишва атмосферния въздух. Когато водата покрие дъното на резервоара, протоптерът напуска дупката. Скоро уреята се отделя от тялото му през хрилете и бъбреците.
Месец и половина след излизане от хибернация започва размножаването в протоптерите. В същото време мъжкият копае 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 двойки перести външни хриле. С помощта на специална циментова жлеза ларвите се прикрепват към стените на гнездовата дупка.
След 3-4 седмици жълтъчната торбичка напълно се разтваря, 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 се запазят още много месеци. В малък протоптер три чифта външни хриле се запазват, докато рибата достигне размера на възрастен.
След като напуснат дупката за хвърляне на хайвера, малките протоптери плуват известно време само до нея, криейки се там при най-малката опасност. През цялото това време мъжкият е близо до гнездото и активно го защитава, втурвайки се дори към приближаващ човек.
Протоптер тъмен(P. dolloi), открит в басейните на реките Конго и Огове, живее в блатисти райони, където слой от подпочвена вода се запазва през сухия сезон. Когато повърхностните води започнат да намаляват през лятото, тази риба, подобно на нейните роднини, се рови в дънната тиня, но копае до слой течна тиня и подпочвена вода. След като се установява там, тъмният протоптер 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 курс, чиято разширена част служи като риба и камера за хвърляне на хайвера. Според разказите на местни рибари, такива дупки, ако не са унищожени от наводнения, служат на рибата от пет до десет години. Подготвяйки дупката за хвърляне на хайвера, мъжът от година на година изгражда около нея могила от кал, която в крайна сметка достига 0,5–1 m височина.
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 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 продължил 18 часа.Когато плъховете се събудили, в тях не били открити признаци, че са били в изкуствен сън. Екстрактът, получен от мозъците на будни протоптери, не предизвиква никакви ефекти при плъхове.
американски флейк(Lepidosiren paradoxa), или лепидосирен,- представител на белодробната риба, която живее в басейна на Амазонка. Дължината на тялото на тази риба достига 1,2 м. Сдвоените перки са къси. Lepidosiren живеят главно във временни резервоари, наводнени с вода по време на дъждове и наводнения, и се хранят с разнообразна животинска храна, главно мекотели. Те също могат да ядат растения.
Когато резервоарът започне да изсъхва, лепидосиренът изкопава дупка на дъното, в която се утаява по същия начин като протоптерите и запушва входа с тапа от земята. Тази риба не образува пашкул - тялото на спящ лепидосирен е заобиколено от слуз, навлажнена от подпочвените води. За разлика от протоптерите, основата на енергийния метаболизъм по време на хибернация при люспите са складираните мазнини.
След 2-3 седмици след новото наводняване на резервоара лепидосиренът започва да се размножава. Мъжкият копае вертикална дупка, като понякога се огъва хоризонтално към края. Някои дупки достигат 1,5 m дължина и 15–20 cm ширина. Рибата влачи листа и трева до края на дупката, върху която женската хвърля яйца с диаметър 6–7 mm. Мъжкият остава в дупката, като пази яйцата и излюпените малки. Слузта, отделяна от кожата му, има коагулиращ ефект и почиства водата в дупката от мътност. В допълнение, по това време върху коремните му перки се развиват разклонени кожни израстъци с дължина 5–8 cm, изобилно снабдени с капиляри.Някои ихтиолози смятат, че по време на периода на грижа за потомството лепидосиренът не използва белодробно дишане и тези израстъци служат като допълнителни външни хриле. Има и противоположна гледна точка – изплуване на повърхността и отпиване свеж въздух, мъжкият лепидосирен се връща в дупката и през капилярите на израстъците отдава част от кислорода на водата, в която се развиват яйца и ларви. Както и да е, след период на размножаване тези израстъци се разтварят.
Излюпените от яйцата ларви имат 4 чифта силно разклонени външни хриле и циментова жлеза, с която се закрепват за стените на гнездото. Приблизително месец и половина след излюпването, когато малките достигнат дължина 4-5 cm, те започват да дишат с помощта на белите дробове, а външните хриле се разтварят. По това време малките лепидосирен напускат дупката.
Местното население цени вкусното месо на лепидосерена и интензивно унищожава тези риби.
Схема на артериалното кръвообращение на белите дробове:
1-4 - първата-четвъртата двойка хрилни артериални дъги; 5 - дорзална аорта;
6 - коремна аорта; 7 - белодробна артерия; 8 - белодробна вена.
Литература
Животът на животните. Том 4, част 1. Риби. – М.: Просвещение, 1971.
Наука и живот; 1973, № 1; 1977, № 8.
Наумов Н.П., Карташев Н.Н.Зоология на гръбначните животни. Част 1. Долни хордови, безчелюстни, риби, земноводни: Учебник за биолог. 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 от деня, в който Уилям Форстър реши да се разходи из града. Отглеждал е овце и е живял 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. Отидох, разбира се, в музея.
Тук срещнах Джерард Крефт, уредник на музея, и двамата започнаха да си говорят. Форстър попита мимоходом:
„Сър, защо във вашия музей няма нито една от онези големи риби, които имаме в река Бенет?“
- Голяма риба? Какво е голяма риба?
- Барамунда. Наричаме ги още Бенет сьомга.
„Къде е река Бенет?“ Не знам.
— На север, сър. В Куинсланд. Толкова много от тези риби. Приличат на мазно акне. Зелен, пет фута дълъг. Люспите им са дебели и големи. И представете си - тази барамунда има само четири перки! Всички по корем. Да, само четири, добре си спомням: сам го хванах повече от веднъж.
„Знаеш ли, Форстър, нямам представа за какъв вид риба говориш. Не съм чувал нищо за вашия барамуид. Може би това е някакъв все още неизвестен на науката вид? Би било хубаво да ни вземете няколко барамунда 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. Всички по корем. И всички те приличат повече на къси лапи, но без пръсти. И опашката е много специална: не е раздвоена, като много риби, а сякаш перната, като перо на птица. Зоолозите наричат опашки от този тип дифицерални. Това е може би най-древната форма на всички рибешки опашки.
Но тогава Крефт видя в небето и долната челюст на рибата четири големи пластини от зъби, слети заедно, подобни на петли - това беше напълно неочаквано.
Палеонтолозите отдавна са се сблъскали с такива стържещи зъби сред древните вкаменелости, но те все още не са открити в нито една жива риба.Професор Агасис, голям познавач на изкопаемите риби, нарече собствениците на тези странни зъби цератоди, тоест рогати зъби. Безбройните им ята преди 70 и 100 милиона години са обитавали сладките води на нашата планета.
И сега Крефт държеше точно този цератод в ръцете си! Така той реши, след като внимателно прегледа зъбите на барамунда, и затова без колебание нарече цератоди „сьомгата Бенет“. Но по-късно палеонтолозите откриха не само зъби, но и скелети на истински изкопаеми цератоди и те не приличаха съвсем на скелета на Бенет "цератод". Ето защо някои ихтиолози предложиха да се добави префиксът "нео" (т.е. "нов") или "епи" (което означава "след") към научното наименование на барамунда. Но често все още се нарича просто ceratod, без никакви префикси.
Изследвайки рибите, Крефт разряза една от тях и откри нещо друго невероятно - лесно! истински бял дробв риба! Имаше и 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 познаваха само две риби, дишащи даояк: лепидосирен, или на местния карамура, живееща в Южна Америка, и протоптерус (известен още като Komtok), който е често срещан в Централна Африка. Те имат два бели дроба, неоцератодът има само един. Lepidosiren и Protopterus живеят в блатисти затънтени води, обрасли с трева и водорасли, които се пълнят с вода само по време на периоди на дъжд. Но настъпва суша и водата свършва. Речните старици и блатата пресъхват и за да не умрат, рибите, които природата освен с хриле е надарила и с бели дробове, се забиват в тинята и спят зимен сън като мечка в леговище.
Неоцератодът, открит в Австралия, се различава от своите белодробнодишащи роднини не само по това, че има един бял дроб. Той е по-„вегетарианец“ от тях: верен на традициите на своите предци, той също яде растения, които други белодробни риби вече отказват. Barramunda снася своя много голям хайвер не в норки и ями на дъното - той прикрепя всеки хайвер в дебела желатинова обвивка към подводни растения. И най-важното - при суша, когато реките пресъхват, неоцератодите не копаят в тинята. Рибите просто се събират в локви и „дишат тук с дробовете си.
Те пълзят там, където под гъстата сянка на храстите слънцето не пече толкова много и са се запазили капки влага. Там те лежат неподвижно. И дишайте и дишайте. И в очакване на дъжда. Но дълго време, разбира се, не могат да издържат така. При големи суши 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 със солени неоцератоди достигна музея в Сидни от река Бенет, Ернст Хекел и Франц Мюлер вече бяха формулирали своя известен биогенетичен закон: филогенезата се повтаря в онтогенезата. Тези няколко думи означават много. Биолозите наричат филогенезата светската еволюция на растенията и животните. А онтогенезата е ембрионалното и постембрионалното развитие на всеки отделен организъм.
Така че, според биогенетичния закон, всяко животно, развиващо се от яйце до новородено, с ускорени темпове преминава през основните етапи на еволюцията на своя вид, повтаряйки в общи линии ключовите фази на филогенетичната метаморфоза, продължила стотици години милиони години, за няколко седмици. Ето защо ембрионите на птици, жаби, риби, животни и хора на определени етапи на развитие са подобни един на друг. Човешки фетуси на няколко седмици ясно показват, че нашите далечни предци някога са били ... риби.
С откриването на биогенетичния закон теорията на Дарвин получава мощно подкрепление. Беше получено още едно доказателство, че всички гръбначни животни произлизат от риби.
Но 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 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 неоцератодите, увери, че той живее в солена вода, яде растения и се заравя в тиня по време на суша. Всичко се оказа грешно. И Сиймън си губеше времето, вярвайки на Крефт и търсейки риба в устията на реките Бенет и Мери, където водата беше солена. Никой не е чувал за такава риба.
Тогава Ричард Семън отиде навътре. Знаеше, че неоцератодите се раждат по растенията. Хайверът е голям, почти сантиметър в диаметър. Изглежда, че е лесно да я забележите. Но Саймън не я намери. Ден след ден, седмица след седмица той претърсваше водораслите и подводните треви, но нямаше хайвер. Но Семон упорито се катереше по тръстиките до кръста във водата. 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 беше хайвер от барамунда!
- Барамундс? Не, господине, вик. Австралийците, които помагаха на обладания непознат да намери игла в купа сено, поклатиха глави в унисон.
„Не, не барамунди. Това е джеле хайвер.
Саймън отпусна ръце. Но тогава той си помисли - и не сгреши - ако Крефт също се е забъркал тук: може би неоцератода в родината му се нарича не барамунда, а dyelle?
- И какъв е той - Джеле?
Казаха му кое. Те също показаха оглозганите му кости и Семон разбра, че е намерил това, което търси.
Сега, когато всички разбраха, че чужденецът търси джеле хайвер, нещата веднага тръгнаха гладко. Семон алкохолизира и донесе в Европа седемстотин неоцератодни яйца. Затворените в тях ембриони са били на различна възраст. И когато Семой започна да ги изучава, пред очите му се отвориха всички фази от онтогенезата на най-древната риба.
Много зоолози смятат, че древните предци на рибите и всички гръбначни животни като цяло (включително хората), така наречените хордови *, са произлезли от някакъв вид полихети 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 съществата, подобни на ланцета, се появиха безчелюстни „първи риби“, от които сега 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, които са се размножили неизмеримо в моретата.
От реките и езерата първите тетраподи излязоха на сушата. Рибите, които са живели тук преди триста и петдесет милиона години, са дишали и с хриле, и с 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 даояк). Други, с кръстосани пера, изяждаха всичко, което хванаха.
Кръстосаните пера имаха голямо бъдеще: те бяха предопределени да раждат всички четириноги и пернати обитатели на земята.
Древните риби с бели дробове са имали невероятни перки, подобни на лапи, със скелет, подобен на четка, много пъргави и мускулести. На тези перки те пълзяха по дъното. Вероятно те също са се изкачили на брега, за да дишат спокойно и да се отпуснат тук. Постепенно напрегнатите перки се превърнаха в истински лапи. Рибата излязла от водата и започнала да живее на сушата.
Но каква причина е накарала рибата с перки, която вероятно се е чувствала доста добре във водата, да напусне 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. В крайна сметка те имаха бели дробове.
Може би гладът ги е накарал на сушата? Също така не, защото земята по това време е била по-пуста и бедна на храна от моретата и езерата.
Може би 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 са стигнали учените след внимателно проучване на всички възможни причини. Факт е, че в това далечно време плитките сладководни резервоари често пресъхват. Езерата се превърнаха в блата, блатата в локви. Най-накрая локви изсъхнаха под палещите лъчи на слънцето. За да не умре, рибата с лопати перки трябваше да търси вода. В търсене на вода рибите, които с удивителните си перки успяха да пълзят добре по дъното, трябваше да преодолеят значителни разстояния по суша. И онези, които пълзяха добре и бяха по-добре приспособени към сухоземния начин на живот, оцеляха. Така постепенно, в резултат на суров естествен подбор, рибите, търсещи вода, намериха нов дом. Те станаха обитатели на две стихии – и вода, и земя. Земноводните или земноводните се спуснаха, а от тях влечугите, след това птиците и бозайниците. И накрая един човек прекоси планетата!
* Тоест, собствениците на акорд - еластична струна, опъната от главата до опашката в гръбните мускули на животното. Този поддържащ прът - нотохордата - се развива по-късно в гръбначния стълб. Първите (все още хрущялни) прешлени се появяват при риби без челюст преди четиристотин милиона години.
