Bagaimana cara ikan bernafas?
Tidak ada hewan yang bisa hidup tanpa oksigen. Itu ada di udara dan larut dalam air. Vertebrata darat menghirup oksigen dari udara; organ pernafasannya adalah paru-paru. Ikan mengekstrak oksigen dari air; untuk ini mereka memiliki insang.
Ikan bernafas dengan memasukkan air ke dalam mulutnya. Melalui faring, yang di dalamnya terdapat deretan bukaan berpasangan - celah insang, air mengalir ke insang yang terletak di kedua sisi kepala dan, setelah dicuci, mengalir keluar dari bawah penutup insang. Pada saat yang sama, oksigen terlarut di dalamnya menembus ke dalam darah melalui penutup tertipis dari filamen insang, ditembus oleh kapiler darah, dan sistem peredaran darah mengantarkan oksigen ke sel. Saat terkena udara, ikan akan mati lemas segera setelah filamen insang mengering dan kedap oksigen.
Saat ikan bernafas, mereka “menghirup” dan “menghembuskan” bukan udara, seperti manusia, melainkan air. Perhatikan ikan di akuarium: mulut dan insangnya membuka dan menutup, menyediakan oksigen berair segar bagi tubuh.
Namun, dari sini aturan umum ada pengecualian. Di Afrika, Amerika Selatan, dan Australia, terdapat ikan paru-paru yang bernapas tidak hanya dengan insang, tetapi juga dengan kantung renang yang dihubungkan melalui saluran ke faring. Namun, struktur kantung renang seluler mereka tidak jauh berbeda dengan paru-paru sebenarnya. Pada sebagian besar spesies modern, organ ini bahkan merupakan organ berpasangan, seperti pada semua vertebrata tingkat tinggi. Lungfish menarik udara ke “paru-paru” mereka melalui lubang hidung dengan mulut tertutup, seperti semua vertebrata darat, tetapi selain itu, mereka juga dapat bernapas melalui insang, seperti ikan. Semuanya merupakan penghuni badan air tawar yang mengering sebagian atau seluruhnya pada musim kemarau. Kemudian lungfish berbaring di lubang yang digali di tanah dan berhibernasi. Protopter Afrika dapat hidup tanpa air selama 9 bulan, dan salah satu protopter eksperimental memecahkan rekor selama lebih dari empat tahun!
Baik protopteran maupun lepidoptera Amerika Selatan dari Amazon menghirup udara selama hibernasi. Cattail Australia tidak berhibernasi dan bertahan hidup jika setidaknya ada genangan air busuk yang tersisa dari kolamnya. Meski begitu, bernapas dengan “paru-paru” yang tidak berpasangan ia merasa nyaman, namun tanpa air apa pun ia cepat mati.
Lungfish memakan invertebrata, ikan, dan amfibi. Mereka bertelur pada musim hujan.
Sebelumnya, para ilmuwan percaya bahwa vertebrata darat adalah keturunan ikan paru-paru purba. Namun sekarang telah diketahui secara pasti bahwa penghubung antara ikan dan amfibi adalah hewan dari kelas ikan bersirip lobus yang hampir punah, dan ikan paru-paru, yang juga punah, kecuali enam spesies modern, adalah cabang lateral yang buntu. evolusi.
| <<< Назад
|
Maju >>> |
Mencakup 11 famili, 3 diantaranya (Protopteridae, Lepidosirenidae dan Ceratodontiformes) mengandung ikan yang bertahan hingga saat ini. Lungfishes sezaman dengan ikan bersirip lobus. Dikenal dari Devonian Tengah, jumlahnya banyak hingga periode Permian. Lungfish modern diwakili oleh 6 spesies, disatukan dalam 2 ordo. Mereka hidup di perairan tropis segar di Afrika, Amerika dan Australia, dan beradaptasi dengan kehidupan di perairan yang mengering. Selain insang, mereka memiliki paru-paru yang terbentuk dari kantung renang dan strukturnya mirip dengan paru-paru vertebrata darat.
Struktur sistem dan organ mereka berubah karena respirasi paru. Conus arteriosus sebagian terbagi dan menyerupai bagian yang sama pada amfibi, yang pada orang dewasa hanya bernapas melalui paru-paru. Karena makanan khusus pada tumbuh-tumbuhan dan invertebrata, gigi ikan paru-paru berbentuk piring. Mungkin, lungfish bisa jadi merupakan cabang lateral dari sirip lobus. Sejumlah ilmuwan berpendapat bahwa lungfish adalah nenek moyang semua vertebrata darat, dan mengusulkan untuk membedakannya menjadi subkelas atau bahkan kelas terpisah.
Pada bipulmonat, ordo Lepidosireniformes, kedua paru-paru yang terhubung ke kerongkongan memiliki kantong dan alveoli yang membesar. permukaan bagian dalam. Tubuhnya memanjang, sisiknya kecil, terkubur jauh di dalam kulit. Sirip berpasangan memiliki flagela. Selama kekeringan (hingga 9 bulan), mereka sepenuhnya beralih ke pernapasan paru dan berhibernasi. Ordo tersebut meliputi famili Protopteridae dan Lepidosirenidae serta 4 spesies protoptera Afrika dan 1 spesies lepidoptera Amerika Selatan.
Protoptera berbeda dalam habitat, warna, sejumlah ciri anatomi dan ukuran: Protopterus amphibius panjangnya 30 cm, P. aethiopicus - 2 m. Mereka memakan invertebrata dan ikan. Paling aktif di malam hari. Ketika kekeringan mendekat, protopter menggali lubang, menggerogoti potongan tanah, menghancurkannya dengan rahangnya dan membuangnya melalui penutup insang. Pukulannya, penampangnya bulat, berdiameter 5-70 mm dan mengarah vertikal ke bawah. Pada kedalaman 50 cm, lorong itu melebar, membentuk ruang "tidur", di mana, meringkuk hampir menjadi dua, protopter menunggu musim kemarau. Sebelum hibernasi, ia menutup pintu masuknya dengan penutup dari tanah liat dan ditutupi dengan kepompong tipis lendir yang mengeras. Selama hibernasi, protopter kehilangan hingga 20% massanya, dan menggunakan jaringan otot sebagai sumber energi yang diperlukan untuk mempertahankan kehidupan. Energi ini tidak hanya digunakan untuk kelangsungan hidup, tetapi juga untuk pematangan gonad.
Dengan dimulainya musim hujan, protopter bersiap untuk pemijahan - ia menggali lubang induk di perairan dangkal, yang memiliki dua pintu masuk. Ruang induk terletak pada kedalaman 40 cm. Jantan menjaga kandang dan merawat keturunannya. Pada umur satu bulan, larva dengan panjang 30-35 mm meninggalkan sarangnya.
Lepidosiren paradoxa tinggal di Amerika Selatan bagian tengah. Panjang tubuhnya 130 cm, berbeda dengan protopteran pada tubuhnya yang lebih memanjang, sirip berpasangan lebih kecil, sisik lebih kecil yang berada lebih dalam di kulit, dan mengonsumsi lemak selama hibernasi. Berbeda dengan protopter yang bertelur di dasar ruang induk, lepidoptera membuat alas tidur dari potongan tumbuhan. Berhasil dipelihara di akuarium.
Ordo bergigi tanduk, atau berkaki satu (Ceratodontiformes), mewakili satu-satunya tampilan modern- gigi tanduk, atau barramunda (Neoceratodus forsteri). Tinggal di sungai yang lambat dan bervegetasi di timur laut Australia. Panjang 175 cm, berat 10 kg. Tubuhnya yang memanjang dan terkompresi ke samping ditutupi dengan sisik besar dan diakhiri dengan sirip ekor diphycercal. Berbeda dengan ikan berkaki dua, ikan ini memiliki satu paru-paru, sirip berpasangan yang lebih kuat, berbentuk sirip, dan tengkorak tulang rawan yang tidak mengeras. Untuk mencari makanan (hewan dan tumbuhan bawah), ia merangkak di sepanjang dasar, mengandalkan siripnya. Berenang dengan cepat bila diperlukan, sambil menekuk tubuhnya. Setiap 40-60 menit ia naik ke permukaan air untuk mengambil sebagian udara. Pernafasan dan pernafasan disertai dengan isak tangis yang keras. Selama periode kekeringan, ketika sungai-sungai di Australia dipenuhi lumpur cair, cattail sepenuhnya beralih ke pernapasan paru. Namun, pengeringan total reservoir berbahaya karena tidak berhibernasi.
Reproduksi dari awal musim semi hingga akhir musim gugur. Ia tidak membangun sarang, bertelur di tumbuhan air dan tidak merawatnya. Telur berdiameter 7 mm mengandung jumlah besar kuning telur dan dikelilingi oleh membran agar-agar. Perkembangan telur dalam waktu 1,5 minggu. Cattail yang baru lahir tidak memiliki sirip berpasangan; yang dada muncul setelah dua minggu, yang perut - setelah 2,5 bulan.
Ikan dapat ditemukan di rawa, danau, laut, dan sungai di semua wilayah geografis planet ini. Mereka menghabiskan seluruh hidupnya di bawah air tanpa mengalami kesulitan bernapas. Kebanyakan dari mereka tidak perlu mengapung ke permukaan untuk menelan udara lainnya. Apa yang dihirup ikan? Mekanisme apa yang membantu mereka bertahan hidup di lingkungan perairan? Kami akan membahas struktur internal ikan dan trik alami hewan air ini di artikel kami.
Kebutuhan oksigen
Di lingkungan perairan, ikan merupakan kelompok hewan yang dominan. Di sungai dan lautan, mereka melalui semua tahap perkembangan biologisnya - mulai dari telur hingga dewasa. Pada saat yang sama, hanya sedikit spesies yang dapat muncul dari waktu ke waktu dan menghirup udara atmosfer, sementara sebagian besar telah beradaptasi untuk hidup tanpanya.
Tapi apa yang dihirup ikan ketika mereka terus-menerus berada di dalam air? Seperti vertebrata lainnya, mereka membutuhkan oksigen untuk berfungsi normal. Mereka “mengekstraksi” bukan dari udara, tetapi langsung dari air, secara harfiah menyaringnya. Untuk mendapatkan gas dalam jumlah yang cukup, mereka harus “memproses” cairan dalam jumlah besar.
Kandungan oksigen dalam reservoir sangat penting untuk fungsi normalnya, dan kekurangan oksigen menyebabkan kelaparan oksigen dan kematian pada hewan. Namun, setiap jenis memiliki standar konsentrasi gasnya masing-masing. Misalnya, tench dan ikan mas hidup di perairan yang tergenang dan mampu bertahan hidup bahkan dalam kondisi oksigen yang lemah (dari 4 cm 3 / l hingga 0,5 cm 3 / l). Sebaliknya, ikan trout, salmon, dan pike perch sangat menuntut. Mereka membutuhkan konsentrasi gas lebih dari 7 cm 3 / l.
Persepsi terhadap ikan berubah seiring bertambahnya usia, peralihan musim ke musim, dan juga tergantung aktivitasnya. Jadi, semakin muda dan aktif seseorang, semakin banyak pula oksigen yang dibutuhkannya. Kebutuhannya meningkat pesat sebelum pemijahan, saat ikan membutuhkan banyak tenaga dan tenaga. Saat cuaca panas dan ketika kolam membeku di musim dingin, terjadi kekurangan oksigen sehingga menyebabkan hewan kesulitan bernapas.
Apa yang dihirup ikan? Perangkat untuk pertukaran gas
Sama seperti kita, pertukaran gas pada ikan dilakukan melalui sistem peredaran darah. Untuk melakukan hal ini, kebanyakan dari mereka hanya memiliki satu lingkaran peredaran darah dan jantung dua bilik; pada spesies ikan paru-paru terdapat dua lingkaran seperti itu. Oksigen masuk ke jantung melalui pembuluh darah, dan masuk melalui insang, yang menyaring gas dari air.
Faktanya, sistem pernapasan ikan lebih efisien daripada sistem pernapasan manusia. Ia mampu menyaring oksigen dua hingga tiga kali lebih banyak dari air daripada yang dikeluarkan paru-paru dari atmosfer. Pada dasarnya ikan bernafas dengan insang, namun terkadang kerjanya kurang atau kondisinya tidak memungkinkan untuk digunakan secara normal. Dalam hal ini, badan khusus lainnya terhubung dengannya.
Ikan mempunyai cukup banyak metode pernapasan tambahan atau alternatif. Benar-benar semua spesies membantu diri mereka sendiri, sebagian melakukan pertukaran gas melalui kulit. Ada juga yang menggunakan kantung renang, ada pula yang menggunakan usus atau caeca di lambung. Beberapa spesies telah beradaptasi dengan menghirup udara atmosfer; untuk ini mereka menggunakan organ labirin atau epibranchial.
Struktur internal ikan: cara kerja insang
Respirasi ikan diawali dengan menelan air melalui mulut. Di dalam faringnya terdapat alat insang, tempat berlangsungnya proses selanjutnya. Alatnya terdiri dari lengkungan insang yang terletak di sisi-sisi hewan. Mereka didukung oleh filamen insang dan benang sari. Di bagian luar, lengkungan ikan bertulang ditutupi penutup.
Insang ikan terhubung ke banyak pembuluh darah. Begitu sampai di faring, air melewati lengkungan insang, mencuci kelopak bunga dan melepaskan oksigen ke arteri yang menempel padanya. Darah yang diperkaya diarahkan ke jantung dan jaringan, dan dari sana darah kembali ke faring, di mana ia mengeluarkan karbon dioksida ke air dan membuangnya melalui celah insang ke luar.
ikan paru-paru
Seperti disebutkan di atas, alat utama pertukaran gas adalah insang. Namun, apa yang dihirup oleh ikan yang disebut “lungfish”? Hewan-hewan ini kini hanya diwakili oleh satu ordo, yang mencakup enam spesies. Mereka tinggal di dekat Australia, Afrika dan Amerika Selatan.
Dari semua ikan, mereka adalah kerabat terdekat dari tetrapoda. Ciri lainnya adalah selain insang, mereka juga memiliki paru-paru yang disederhanakan. Adaptasi ini memungkinkan mereka untuk hidup di perairan dengan jumlah oksigen yang sangat sedikit, dan, jika perlu, memperolehnya dari udara atmosfer dengan muncul ke permukaan.
Ikan labirin atau menjalar
Ikan labirin melambangkan ordo ikan bersirip pari. Ini termasuk banyak spesies akuarium, seperti lapius, gurami, ayam siam, makropoda, labtosis dan lain-lain. Di alam, mereka hidup di perairan segar Afrika dan Asia.
Mereka semua juga tahu cara menghirup udara. Mereka tidak memiliki paru-paru, tetapi mereka memiliki organ khusus berupa kantong yang terdiri dari banyak lempengan. Kapiler mendekati dindingnya, tempat pertukaran gas terjadi. Organ labirin terletak di atas insang ikan. Berkat itu, hewan bisa bertahan hidup selama beberapa hari tanpa air. Pada saat yang sama, “angin kedua” bukanlah tambahan yang nyaman untuk insang. Mereka tidak dapat menghindari penggunaan organ labirin, sehingga mereka terpaksa keluar dari air secara berkala, jika tidak mereka berisiko mati lemas.
Ketika, selama enam bulan kekeringan, Danau Chad di Afrika berkurang hampir sepertiganya dan dasar berlumpur terlihat, penduduk setempat pergi memancing, membawa serta... cangkul. Mereka mencari gundukan di dasar kering yang menyerupai sarang tikus mondok, dan dari setiap gundukan mereka menggali kapsul tanah liat dengan ikan terlipat menjadi dua, seperti jepit rambut.
Ikan ini disebut Protopterus ( Protopterus) dan termasuk dalam subkelas 1 lungfishes ( Dipnoi). Selain insang ikan biasa, perwakilan kelompok ini juga memiliki satu atau dua paru-paru - kantung renang yang dimodifikasi, melalui dinding tempat terjadi pertukaran gas, terjalin dengan kapiler. Ikan menangkap udara atmosfer untuk bernafas melalui mulutnya, lalu naik ke permukaan. Dan di atriumnya terdapat septum yang tidak lengkap, yang berlanjut ke ventrikel. Darah vena berasal organ tubuh , memasuki separuh kanan atrium dan separuh kanan ventrikel, dan darah yang berasal dari paru-paru masuk sisi kiri
hati. Kemudian darah “paru-paru” yang teroksigenasi terutama masuk ke pembuluh-pembuluh yang menuju melalui insang ke kepala dan organ-organ tubuh, dan darah dari sisi kanan jantung, juga melewati insang, sebagian besar memasuki pembuluh yang menuju ke paru-paru. Dan meskipun darah yang miskin dan kaya oksigen bercampur sebagian di jantung dan di pembuluh darah, kita masih dapat berbicara tentang dasar-dasar dua lingkaran peredaran darah pada ikan paru-paru. Protopterus Lungfish adalah kelompok yang sangat kuno. Sisa-sisa mereka ditemukan di sedimen periode Devonian di era Paleozoikum. Untuk waktu yang lama, lungfish hanya diketahui dari sisa-sisa fosil tersebut, dan baru pada tahun 1835 diketahui bahwa protoptera yang hidup di Afrika adalah lungfish. Secara total, ternyata, perwakilan dari enam spesies kelompok ini bertahan hingga hari ini: cattail Australia dari ordo monopulmonat, lepidoptera Amerika - perwakilan dari ordo bipulmonat, dan empat spesies dari genus Afrika
, juga dari ordo Dipulmonates. Semuanya, seperti nenek moyangnya, adalah ikan air tawar.(Gigi tanduk Australia Neoceratodus forsteri
) ditemukan di daerah yang sangat kecil - di lembah sungai Burnett dan Mary di timur laut Australia. Merupakan ikan berukuran besar dengan panjang tubuh mencapai 175 cm dan berat lebih dari 10 kg. Tubuh gigi tanduk yang besar dikompresi secara lateral dan ditutupi dengan sisik yang sangat besar, dan sirip berpasangan yang berdaging menyerupai sirip. Gigi tanduk dicat dengan warna seragam - dari coklat kemerahan hingga abu-abu kebiruan, perutnya terang.
Gigi tanduk menghabiskan sebagian besar waktunya di dasar kolam yang dalam, berbaring tengkurap atau berdiri, bersandar pada sirip dan ekornya yang seperti sirip. Untuk mencari makanan - berbagai invertebrata - ia merangkak perlahan, dan terkadang “berjalan”, mengandalkan sirip berpasangan yang sama.
Ia berenang perlahan, dan hanya ketika terkejut ia menggunakan ekornya yang kuat dan menunjukkan kemampuan untuk bergerak cepat.
Cattail bertahan dalam periode kekeringan, ketika sungai menjadi dangkal, di lubang yang terpelihara dengan air.
Ketika ikan mati di air yang tergenang dan hampir kekurangan oksigen, dan air itu sendiri berubah menjadi bubur busuk akibat proses pembusukan, cattail tetap hidup berkat respirasi paru-parunya. Tetapi jika air benar-benar kering, ikan-ikan ini tetap mati, karena, tidak seperti kerabat mereka di Afrika dan Amerika Selatan, mereka tidak dapat berhibernasi.
Gigi tanduk bertelur pada musim hujan, saat sungai meluap dan air di dalamnya memiliki aerasi yang baik. Ikan ini bertelur besar, dengan diameter hingga 6–7 mm, pada tanaman air. Setelah 10–12 hari, larva menetas dan berbaring di dasar hingga kantung kuning telur terserap, hanya sesekali berpindah dalam jarak dekat. Pada hari ke-14 setelah menetas, benih ikan mengembangkan sirip dada, dan sejak saat itu paru-paru mungkin mulai berfungsi. Cattail memiliki daging yang enak dan sangat mudah ditangkap. Akibatnya, jumlah ikan ini berkurang drastis. Sekarang gigi bertanduk tersebut berada di bawah perlindungan dan upaya sedang dilakukan untuk menyesuaikannya dengan perairan lain di Australia. Sejarah salah satu tipuan zoologi paling terkenal terhubung dengan gigi tanduk. Pada bulan Agustus 1872, direktur Museum Brisbane sedang melakukan tur ke timur laut Australia, dan suatu hari dia diberitahu bahwa sarapan telah disiapkan untuk menghormatinya, di mana penduduk asli membawa ikan yang sangat langka, yang mereka tangkap 8-10 mil dari tempat pesta. Dan memang benar, sang sutradara melihat seekor ikan dengan penampakan yang sangat aneh: tubuhnya yang panjang dan besar bersisik, siripnya tampak seperti sirip, dan moncongnya menyerupai paruh bebek. Ilmuwan tersebut membuat gambar makhluk yang tidak biasa ini, dan setelah kembali, dia menyerahkannya kepada F. De Castelnau, seorang ahli ikan terkemuka Australia. Castelnau dengan cepat mendeskripsikan genus dan spesies ikan baru dari gambar ini - Ompax spatuloides masih banyak yang belum jelas dan tidak ada informasi tentang anatomi sama sekali. Upaya untuk mendapatkan spesimen baru tidak berhasil. Ada pula yang skeptis yang meragukan keberadaan hewan ini. Masih misterius Cattail memiliki daging yang enak dan sangat mudah ditangkap. Akibatnya, jumlah ikan ini berkurang drastis. Sekarang gigi bertanduk tersebut berada di bawah perlindungan dan upaya sedang dilakukan untuk menyesuaikannya dengan perairan lain di Australia. Selama hampir 60 tahun, ia terus disebutkan di semua buku referensi dan laporan fauna Australia. Misteri itu terpecahkan secara tak terduga. Pada tahun 1930, sebuah catatan muncul di Buletin Sydney, yang penulisnya tidak ingin disebutkan namanya. Catatan ini melaporkan bahwa sebuah lelucon yang tidak bersalah dilontarkan kepada direktur Museum Brisbane yang berpikiran sederhana, karena “Ompax” yang disajikan kepadanya dibuat dari ekor belut, tubuh belanak, kepala dan sirip dada ikan belanak. gigi tanduk dan moncong platipus.
|
Dari atas, seluruh struktur gastronomi yang cerdik ini dengan terampil ditutupi dengan sisik dari gigi bertanduk yang sama... Ikan paru-paru Afrika - protopter - memiliki sirip berpasangan seperti benang.(Yang terbesar dari empat spesies adalah protopter berukuran besar Protopterus aethiopicus() bisa mencapai panjang lebih dari 1,5 m, dan panjang biasa pelindung kecil
P.amphibius
Protoptera hidup di Afrika Tengah, di danau dan sungai yang mengalir melalui daerah rawa yang sering mengalami banjir tahunan dan kekeringan selama musim kemarau. Saat waduk mengering, saat ketinggian air turun hingga 5–10 cm, para protopter mulai menggali lubang. Ikan mengambil tanah dengan mulutnya, meremukkannya dan membuangnya melalui celah insang. Setelah menggali pintu masuk vertikal, protopter membuat sebuah ruangan di ujungnya, di mana ia ditempatkan, menekuk tubuhnya dan menjulurkan kepalanya ke atas. Saat air belum mengering, ikan-ikan tersebut sesekali naik untuk menghirup udara.
Ketika lapisan air pengering mencapai tepi atas lumpur cair yang melapisi dasar reservoir, sebagian lumpur tersebut tersedot ke dalam lubang dan menyumbat jalan keluar. Setelah itu, protopter tidak lagi muncul di permukaan. Sebelum gabus benar-benar kering, ikan, dengan memasukkan moncongnya ke dalamnya, memadatkannya dari bawah dan sedikit mengangkatnya dalam bentuk tutup. Saat kering, tutup seperti itu menjadi keropos dan memungkinkan udara yang cukup untuk mendukung kehidupan ikan yang sedang tidur. Segera setelah tutupnya mengeras, air di dalam liang menjadi kental karena banyaknya lendir yang dikeluarkan oleh protopter. Saat tanah mengering, permukaan air di dalam lubang turun, dan akhirnya saluran vertikal berubah menjadi ruang udara, dan ikan, yang tertekuk menjadi dua, membeku di bagian bawah lubang yang melebar. Kepompong lendir yang menempel erat pada kulit terbentuk di sekitarnya, di bagian atasnya terdapat saluran tipis yang melaluinya udara menembus ke kepala. Dalam keadaan ini, protopter menunggu periode hujan berikutnya, yang terjadi dalam 6–9 bulan. Dalam kondisi laboratorium, protopter disimpan dalam mode hibernasi selama lebih dari empat tahun, dan pada akhir percobaan mereka terbangun dengan selamat.
Protopter terkubur dalam lumpur saat terjadi kekeringan
Ketika waduk terisi pada awal musim hujan, tanah berangsur-angsur menjadi basah, air memenuhi ruang udara, dan protopter, setelah menembus kepompong, mulai menjulurkan kepalanya secara berkala dan menghirup udara atmosfer. Ketika air menutupi dasar reservoir, protopter meninggalkan liang. Segera, urea dikeluarkan dari tubuhnya melalui insang dan ginjal.
Satu setengah bulan setelah keluar dari hibernasi, protopteran mulai berkembang biak. Dalam hal ini, pejantan menggali lubang pemijahan khusus di dasar waduk, di antara semak-semak vegetasi, dan memikat satu atau beberapa betina ke sana, yang masing-masing bertelur hingga 5 ribu telur dengan diameter 3–4 mm. Setelah 7–9 hari, larva muncul dengan kantung kuning telur yang besar dan 4 pasang insang luar yang berbulu. Dengan menggunakan kelenjar semen khusus, larva menempel pada dinding lubang sarang.
Setelah 3-4 minggu, kantung kuning telur terserap seluruhnya, benih mulai aktif makan dan meninggalkan lubang. Pada saat yang sama, mereka kehilangan sepasang insang luar, dan dua atau tiga pasang sisanya dapat bertahan selama berbulan-bulan. Pada protoptera kecil, tiga pasang insang luar dipertahankan hingga ikan mencapai ukuran dewasa.
Setelah meninggalkan lubang pemijahan, benih protoptera hanya berenang di dekatnya selama beberapa waktu, bersembunyi di sana jika ada bahaya sekecil apa pun. Selama ini sang jantan berada di dekat sarang dan aktif melindunginya, bahkan menyerbu orang yang mendekat.
Protopter gelap(P. dolloi), ditemukan di daerah aliran sungai Kongo dan Ogowe, hidup di daerah rawa di mana lapisan air bawah tanah tetap ada selama musim kemarau. Ketika air permukaan mulai berkurang di musim panas, ikan ini, seperti kerabatnya, mengubur dirinya di dasar lumpur, tetapi menggali hingga ke lapisan lumpur cair dan air bawah tanah. Setelah menetap di sana, protoptera gelap menghabiskan musim kemarau tanpa membuat kepompong dan sesekali naik untuk menghirup udara segar.
Liang protopter gelap dimulai dengan lorong miring, bagian yang diperluas berfungsi sebagai ruang pemijahan ikan. Menurut nelayan setempat, lubang-lubang seperti itu, jika tidak dihancurkan oleh banjir, akan dapat menampung ikan selama lima hingga sepuluh tahun.
Protopter telah menarik perhatian para ilmuwan yang terlibat dalam pembuatan obat tidur. Ahli biokimia Inggris dan Swedia mencoba mengisolasi zat “hipnotis” dari tubuh hewan yang berhibernasi, termasuk dari tubuh protoptera. Ketika ekstrak dari otak ikan yang sedang tidur disuntikkan ke dalam sistem peredaran darah tikus laboratorium, suhu tubuh mereka mulai turun dengan cepat, dan mereka tertidur secepat pingsan. Tidur tersebut berlangsung selama 18 jam. Saat tikus terbangun, tidak ditemukan tanda-tanda bahwa mereka berada dalam tidur buatan. Ekstrak yang diperoleh dari otak protopter yang terjaga tidak menimbulkan efek apa pun pada tikus.
Ikan skala Amerika(Lepidosiren paradoks), atau lepidosiren,- perwakilan ikan paru-paru yang hidup di lembah Amazon.
Panjang tubuh ikan ini mencapai 1,2 m, sirip berpasangannya pendek. Lepidosiren hidup terutama di waduk sementara, berisi air saat hujan dan banjir, dan memakan berbagai makanan hewani, terutama moluska. Mungkin mereka juga memakan tumbuhan.
Ketika reservoir mulai mengering, lepidosiren menggali lubang di bagian bawah, di mana ia mengendap dengan cara yang sama seperti protopter, dan menyumbat pintu masuk dengan sumbat tanah. Ikan ini tidak membentuk kepompong - tubuh lepidosiren yang sedang tidur dikelilingi oleh lendir yang dibasahi air tanah. Berbeda dengan protopter, dasar metabolisme energi selama masa hibernasi pada lepidoptera adalah simpanan cadangan lemak. 2–3 minggu setelah banjir baru di waduk, lepidosiren mulai berkembang biak. Jantan menggali liang vertikal, terkadang membungkuk secara horizontal ke arah ujung., lepidosiren jantan kembali ke liang dan, melalui kapiler pada pertumbuhannya, melepaskan sebagian oksigen ke dalam air tempat telur dan larva berkembang. Namun, setelah masa perkembangbiakan, pertumbuhan ini akan hilang.
Larva yang menetas dari telur memiliki 4 pasang insang luar yang sangat bercabang dan kelenjar semen, yang dengannya mereka menempel pada dinding sarang. Sekitar satu setengah bulan setelah menetas, ketika benih mencapai panjang 4–5 cm, mereka mulai bernapas menggunakan paru-paru, dan insang luar larut. Pada saat ini, benih lepidosiren meninggalkan lubangnya.
Penduduk setempat mengapresiasi kelezatan daging lepidoseren dan secara intensif memusnahkan ikan tersebut.
Diagram peredaran arteri ikan paru-paru:
1–4 – pasangan lengkung arteri brankial pertama hingga keempat; 5 – aorta punggung;
6 – aorta perut; 7 – arteri pulmonalis; 8 – vena pulmonalis.
Literatur
Kehidupan binatang. Jilid 4, bagian 1. Pisces. – M.: Pendidikan, 1971.
Sains dan kehidupan; 1973, nomor 1; 1977, nomor 8.
Naumov N.P., Kartashev N.N. Zoologi vertebrata. Bagian 1. Chordata bawah, ikan tanpa rahang, amfibi: Buku teks untuk ahli biologi. spesialis. universitas. – M.: Sekolah Tinggi, 1979.
1 Menurut gagasan lain, lungfish ( Dipneustomorpha) – superorder di subkelas bersirip lobus ( Sarcopterygii).
2 Pada kebanyakan ikan, lubang hidungnya tertutup rapat, tetapi pada ikan paru-paru lubang hidungnya terhubung ke rongga mulut.
Semuanya dimulai pada hari William Forster memutuskan untuk berjalan-jalan keliling kota. Sebelumnya, dia beternak domba dan tinggal di sebuah peternakan, jauh dari peradaban, di Sungai Benet di Queensland. Kemudian dia bosan dengan bisnis ini, dan dia datang ke Sydney untuk menetap di sana. Suatu hari di tahun 1869, Forster memutuskan untuk menjelajahi kota. Tentu saja, saya pergi ke museum.
Di sini saya bertemu Gerard Kreft, kurator museum, dan mereka mulai mengobrol. Forster bertanya dengan santai:
“Pak, kenapa ikan-ikan besar yang hidup di Sungai Benet itu tidak ada di museum Anda?”
- Ikan besar? Apa ini? ikan besar?
- Dan barramunda. Kami juga menyebutnya salmon Benet.
-Dimana Sungai Benet? Aku tidak tahu.
- Di utara, Pak. Di Queensland. Ikan ini banyak sekali. Mereka terlihat seperti komedo berminyak. Hijau, panjangnya sekitar lima kaki. Sisiknya tebal dan besar. Dan bayangkan - ikan barramunda ini hanya memiliki empat sirip! Semuanya ada di perut. Ya, hanya empat, saya ingat betul: Saya sendiri yang menangkapnya lebih dari sekali.
“Kau tahu, Forster, aku tidak tahu jenis ikan apa yang sedang kaubicarakan.” Saya belum mendengar apa pun tentang barramuida Anda. Mungkinkah ini beberapa spesies yang masih belum diketahui sains? Akan menyenangkan untuk memberi kita beberapa barramunda untuk museum.
“Oh, tentu saja,” Forster menyetujui dengan ramah. - Itu bisa dilakukan. Sepupu saya masih tinggal di pertanian. Saya akan menulis kepadanya.
Dan beberapa minggu kemudian sebuah tong dibawa ke Museum Sydney, dan di dalam tong tersebut terdapat ikan yang sangat asin.
Kreft benar-benar tercengang saat melihat mereka. Forster tidak salah: ikannya benar-benar belum pernah terjadi sebelumnya. Ya, mereka hanya punya empat sirip. Semuanya ada di perut. Dan semuanya lebih mirip kaki pendek, tapi tanpa jari. Dan ekornya sangat istimewa: tidak bercabang, seperti kebanyakan ikan, tetapi seolah berbulu, seperti bulu burung. Ahli zoologi menyebut ekor jenis ini diphycercal. Ini mungkin bentuk paling kuno dari semua ekor ikan.
Tapi kemudian Kreft melihat di langit dan rahang bawah ikan itu empat lempengan besar gigi menyatu, mirip dengan jengger - ini benar-benar tidak terduga.
Gigi parut yang sama telah lama ditemukan oleh ahli paleontologi di antara fosil-fosil purba, tetapi belum ditemukan pada ikan hidup mana pun. Profesor Agassitz, seorang ahli fosil ikan yang hebat, menyebut pemilik gigi aneh ini ceratodes, yaitu gigi bertanduk. . Kawanan mereka yang tak terhitung jumlahnya menghuni perairan segar planet kita 70 dan 100 juta tahun yang lalu.
Dan sekarang Kreft memegang ceratod ini di tangannya! Inilah yang dia putuskan setelah memeriksa gigi ikan barramunda dengan cermat, dan oleh karena itu, tanpa ragu-ragu, dia menjuluki ceratodes “salmon Benet”. Namun ahli paleontologi kemudian menemukan tidak hanya gigi, tetapi juga kerangka fosil ceratoda asli, dan mereka tidak terlalu mirip dengan kerangka “ceratod” Benetian. Oleh karena itu, beberapa ahli ikan telah mengusulkan untuk menambahkan awalan “neo” (yaitu, “baru”) atau “epi” (yang berarti “setelah”) pada nama ilmiah barramunda. Namun seringkali masih disebut ceratod saja, tanpa awalan apapun.
Saat memeriksa ikan tersebut, Kreft memotong salah satunya dan menemukan sesuatu yang menakjubkan lainnya - ringan! Paru-paru nyata dalam ikan! Dia juga punya insang, tapi dia juga punya paru-paru. Artinya ikan barramunda bernapas dengan insang dan paru-paru, artinya ikan barramunda adalah ikan lungfish!
Sebelumnya, ahli zoologi hanya mengetahui dua ikan yang bernapas daoiak: lepidosiren, atau karamuru lokal, yang hidup di Amerika Selatan, dan Protopterus (alias Comtok), yang umum di Afrika Tengah. Mereka mempunyai dua paru-paru, sedangkan neoceratoda hanya mempunyai satu. Lepidosiren dan Protopterus hidup di kolam rawa yang ditumbuhi rumput dan ganggang, yang hanya terisi air saat musim hujan. Namun kekeringan terjadi dan air habis. Sungai sapi dan rawa mengering, dan agar tidak mati, ikan, yang dikaruniai alam dengan paru-paru selain insang, mengubur diri dalam lumpur dan berhibernasi, seperti beruang di sarang.
Neoceratod yang ditemukan di Australia berbeda dari kerabat ikan paru-parunya bukan hanya karena ia mempunyai satu paru-paru. Ia lebih merupakan seorang “vegetarian” dibandingkan mereka: sesuai dengan tradisi nenek moyangnya, ia juga memakan tanaman yang kini ditolak oleh ikan lungfish lainnya. Barramunda tidak bertelur yang sangat besar di liang dan lubang di bagian bawah - setiap telur dalam cangkang agar-agar yang tebal menempel pada tanaman bawah air. Dan yang paling penting, selama kekeringan, ketika sungai mengering, neoceratode tidak mengubur dirinya dalam lumpur. Ikan-ikan itu berkumpul begitu saja di genangan air dan “bernafas dengan paru-parunya di sini.
Mereka merangkak ke tempat, di bawah naungan semak-semak yang lebat, matahari tidak terlalu terik dan masih ada tetesan air. Di sana mereka terbaring tak bergerak. Dan mereka bernafas, dan mereka bernafas. Dan mereka menunggu hujan. Tapi, tentu saja, mereka tidak bisa bertahan lama seperti ini. Selama kekeringan parah, banyak neoceratode yang mati. Oleh karena itu (dan juga karena rasanya yang sangat enak) ikan ini sekarang sangat langka, mereka hanya bertahan hidup di Sungai Benet dan Mary.
Pada saat tong neoceratoda asin tiba dari Sungai Benet di Museum Sydney, Ernst Haeckel dan Franz Müller telah merumuskan hukum biogenetik mereka yang terkenal: filogeni berulang dalam ontogeni. Beberapa kata ini sangat berarti. Para ahli biologi menyebut evolusi sekuler tumbuhan dan hewan sebagai filogeni. Dan ontogenesis adalah perkembangan embrionik dan pasca-embrio dari setiap organisme individu.
Jadi, menurut hukum biogenetik, setiap hewan, yang berkembang dari telur hingga bayi baru lahir, dengan kecepatan tinggi melewati tahap-tahap utama evolusi spesiesnya, dalam beberapa minggu mengulangi secara umum fase-fase kunci metamorfosis filogenetik, yang berlangsung. ratusan juta tahun. Inilah sebabnya mengapa embrio burung, katak, ikan, hewan, dan manusia pada tahap perkembangan tertentu serupa satu sama lain. Embrio manusia berumur beberapa minggu dengan jelas menunjukkan bahwa nenek moyang kita dulunya adalah... ikan.
Dengan ditemukannya hukum biogenetik, teori Darwin mendapat penguatan yang kuat. Bukti lebih lanjut diperoleh bahwa semua vertebrata adalah keturunan ikan.
Tapi dari ikan apa? Dan siapa yang melahirkan ikan itu sendiri?
Inilah yang ingin dilakukan oleh ahli biologi dan Darwinis terkenal asal Jerman, Ernst Haeckel, ketika ia melakukan ekspedisi ke Australia untuk mengumpulkan embrio neoceratod. Bagaimanapun, ikan purba ini, seperti yang kemudian diputuskan, paling dekat dengan makhluk misterius yang menjadi nenek moyang kita tiga ratus juta tahun yang lalu.
Pada bulan Agustus 1891, murid Haeckel, Richard Semon, tiba di Australia. Dr Kreft, menggambarkan neoceratod, meyakinkan bahwa ia hidup di air payau, memakan tanaman dan mengubur dirinya dalam lumpur selama kekeringan. Semuanya menjadi salah. Dan Semon menyia-nyiakan waktunya dengan mempercayai Kreft dan berburu ikan di muara Sungai Benet dan Mary, yang airnya payau. Tak seorang pun di sana pernah mendengar tentang ikan seperti itu.
Kemudian Richard Semon pergi ke pedalaman. Dia tahu bahwa neoceratoda bertelur pada tanaman. Kaviarnya besar, diameternya hampir satu sentimeter. Tampaknya tidak sulit untuk memperhatikannya. Tapi Semon tidak menemukannya. Hari demi hari, minggu demi minggu, dia mencari alga dan rumput bawah air, namun tidak ada kaviar. Namun Semon dengan keras kepala memanjat alang-alang di air setinggi pinggang. Dan akhirnya - oh beruntung! Tiga telur! Ini dia - tiga manik matte pada batang hijau! Awalnya dia tidak bisa mempercayai matanya. Tapi tidak diragukan lagi: ini kaviar barramunda!
- Barramunda? Tidak, tuan, - Dyelle. Orang-orang Australia yang membantu orang asing yang kesurupan mencari jarum di tumpukan jerami menggelengkan kepala serempak.
- Bukan, bukan barramunda. Ini adalah kaviar pewarna.
Tangan Semon terjatuh. Tapi kemudian dia berpikir - dan dia tidak salah - apakah Kreft juga melakukan kesalahan di sini: mungkinkah Neoceratoda di tanah airnya disebut bukan barramunda, tapi dyelle?
- Seperti apa dia - Dyelle?
Mereka memberitahunya yang mana. Tulangnya yang digerogoti juga terlihat, dan Semon menyadari bahwa dia telah menemukan apa yang dia cari.
Sekarang semua orang tahu bahwa orang asing itu sedang mencari kaviar djelle, segalanya berjalan lancar. Semon mengawetkan dan membawa tujuh ratus telur neoceratod ke Eropa. Embrio yang terkandung di dalamnya memiliki umur yang berbeda-beda. Dan ketika Semoy mulai mempelajarinya, semua fase entogenesis ikan paling purba terungkap di matanya.
Banyak ahli zoologi percaya bahwa nenek moyang ikan dan semua vertebrata pada umumnya (termasuk manusia), yang disebut chordata *, adalah keturunan dari beberapa cacing polychaete - polychaetes. Lancelet, "ikan" kecil seperti daun bakung di lembah tanpa sirip, tanpa tulang, tanpa gigi, dan tanpa rahang (tetapi dengan tali pengikat, 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.!}
Di belakang makhluk mirip lanset itu, muncul “protofish” tanpa rahang, yang hanya tersisa gigi kulitnya yang membatu, dan kemudian ikan berahang.
Lalu terjadilah migrasi besar-besaran ikan dari laut ke sungai. Ada kemungkinan bahwa mereka melarikan diri ke perairan segar dari kalajengking krustasea predator, yang berkembang biak dengan pesat di laut.
Hewan berkaki empat pertama keluar dari sungai dan danau ke darat. Ikan yang hidup di sini tiga ratus lima puluh juta tahun yang lalu bernafas dengan insang dan paru-paru. Tanpa paru-paru, mereka akan mati lemas di air danau purba yang pengap dan miskin oksigen.
Beberapa dari mereka mengunyah tanaman dengan gigi batu giling (yang disebut penghirup bunga aster sejati). Yang lainnya, yang bersirip lobus, memakan semua yang bisa mereka tangkap.
Masa depan cerah menanti makhluk bersirip silang: mereka ditakdirkan oleh takdir untuk melahirkan semua penghuni negeri berkaki empat dan berbulu.
Ikan purba dengan paru-paru memiliki sirip seperti cakar yang menakjubkan dengan kerangka seperti tangan, sangat mobile dan berotot. Dengan sirip ini mereka merangkak ke dasar. Mereka mungkin naik ke darat untuk bernapas dan bersantai di sini dengan tenang. Lambat laun, sirip panggung berubah menjadi cakar sungguhan. Ikan-ikan itu keluar dari air dan mulai hidup di darat.
Namun alasan apa yang mendorong ikan bersirip lobus, yang konon terasa cukup nyaman di dalam air, meninggalkan unsur aslinya? Kekurangan oksigen? TIDAK. Sekalipun oksigen tidak cukup, mereka bisa naik ke permukaan dan bernapas udara bersih. Lagipula, mereka juga punya paru-paru.
Mungkinkah mereka terdorong ke darat karena kelaparan? Tidak juga, karena daratan pada waktu itu lebih sepi dan miskin pangan dibandingkan lautan dan danau.
Mungkin ada bahaya? Tidak, dan tidak berbahaya, karena ikan bersirip lobus adalah predator terbesar dan terkuat di danau pada masa itu.
Pencarian air inilah yang mendorong ikan meninggalkan air! Kedengarannya paradoks, tetapi inilah kesimpulan yang diambil para ilmuwan setelah mempelajari semuanya dengan cermat kemungkinan alasan. Faktanya, pada masa itu, waduk air tawar yang dangkal kerap mengering. Danau berubah menjadi rawa, rawa menjadi genangan air. Akhirnya, di bawah terik matahari, genangan air tersebut mengering. Agar tidak mati, ikan bersirip lobus harus mencari air. Untuk mencari air, ikan yang mampu merangkak dengan baik di dasar laut dengan siripnya yang menakjubkan, harus menempuh jarak yang cukup jauh di darat. Dan mereka yang mampu merangkak dengan baik dan beradaptasi lebih baik dengan gaya hidup di darat akan selamat. Maka lambat laun, akibat seleksi alam yang keras, ikan-ikan yang mencari air menemukan rumah baru. Mereka menjadi penghuni dua elemen - air dan tanah. Amfibi, atau amfibi, berevolusi, dan dari mereka muncullah reptil, kemudian burung dan mamalia. Dan akhirnya, seorang pria berjalan melintasi planet ini!
* Artinya, pemilik notochord - tali elastis yang direntangkan dari kepala hingga ekor di otot punggung hewan. Batang pendukung ini - notochord - kemudian berkembang menjadi tulang belakang. Tulang belakang pertama (masih bertulang rawan) muncul pada ikan tak berahang empat ratus juta tahun yang lalu.
