Ako ryby dýchajú?
Žiadne zviera nemôže žiť bez kyslíka. Je vo vzduchu a rozpustený vo vode. Suchozemské stavovce dýchajú kyslík zo vzduchu; ich dýchacím orgánom sú pľúca. Ryby získavajú kyslík z vody, na to majú žiabre.
Ryby dýchajú tak, že naberajú vodu do úst. Cez hltan, v ktorom sú rady párových otvorov - žiabrových štrbín, voda vstupuje do žiabrov umiestnených na oboch stranách hlavy a umývajúc ich vyteká spod žiabrového krytu. Súčasne kyslík rozpustený v nej cez najtenšie kryty žiabrových vlákien, preniknutý krvnými kapilárami, preniká do krvi a obehový systém dodáva kyslík do buniek. Na vzduchu sa ryba udusí, len čo žiabrové vlákna vyschnú a stanú sa nepriepustnými pre kyslík.
Keď ryby dýchajú, „vdychujú“ a „vydychujú“ nie vzduch, ako ľudia, ale vodu. Sledujte rybu v akváriu, ako sa jej ústa a žiabre otvárajú a zatvárajú, aby telo dostalo čerstvý vodný roztok kyslíka.
Avšak z tohto všeobecné pravidlo existuje výnimka. V Afrike, Južnej Amerike a Austrálii žijú pľúcniky, ktoré dýchajú nielen žiabrami, ale aj plávacím mechúrom spojeným potrubím s hltanom. Štruktúra ich bunkového plávacieho mechúra sa však príliš nelíši od skutočných pľúc. U väčšiny moderných druhov je to dokonca párový orgán, ako u všetkých vyšších stavovcov. Pľúcniky pri zavretých ústach nasávajú vzduch do „pľúc“ nozdrami, ako všetky suchozemské stavovce, no môžu dýchať aj žiabrami, ako ryby. Všetci sú obyvateľmi sladkej vody, ktorá v období sucha čiastočne alebo úplne vysychá. Potom si pľúcnik ľahne do dier vykopaných v zemi a uspí. Africké protoptéry dokážu žiť bez vody 9 mesiacov a jeden experimentálny prototyp vytvoril rekord – viac ako štyri roky!
Protoptéry aj juhoamerické vločky z povodia Amazonky dýchajú vzduch počas hibernácie. Austrálsky roháč nehybernuje a prežije, ak z jeho nádrže zostane aspoň pálivá kaluž. Aj vtedy sa cíti dobre, dýchajúc nepárovými „pľúcami“, no bez vody rýchlo zomiera.
Pľúcnik sa živí bezstavovcami, rybami a obojživelníkmi. Rozmnožujú sa v období dažďov.
Predtým vedci verili, že suchozemské stavovce sa vyvinuli z dávnych pľúcnikov. Teraz je však pevne stanovené, že spojovacím článkom medzi rybami a obojživelníkmi boli živočíchy z triedy takmer úplne vyhynutých lalokovitých rýb a pľúcniky, tiež vyhynuté, okrem moderných šiestich druhov, sú bočnou slepou vetvou evolúcie.
| <<< Назад
|
Vpred >>> |
Zahŕňa 11 čeľadí, z ktorých 3 (Protopteridae, Lepidosirenidae a Ceratodontiformes) obsahujú ryby, ktoré prežili dodnes. Pľúcnik sú súčasníkmi laločnatých rýb. Známe zo stredného devónu, boli početné až do permu. Moderné pľúcniky sú zastúpené 6 druhmi, zjednotenými v 2 rádoch. Žijú v sladkých tropických vodách Afriky, Ameriky a Austrálie, prispôsobené životu vo vysychajúcich vodných plochách. Okrem žiabier majú pľúca vytvorené z plávacieho mechúra a podobnú štruktúre ako pľúca suchozemských stavovcov.
Štruktúra ich systémov a orgánov sa mení v dôsledku pľúcneho dýchania. Arteriálny kužeľ je čiastočne rozdelený a pripomína rovnaký úsek u obojživelníkov, ktorí ako dospelí dýchajú iba pľúcami. Zuby pľúcnika sú vďaka špecializovanému kŕmeniu vegetácie a bezstavovcov vo forme tanierov. Pravdepodobne by pľúcnik mohol byť bočnou vetvou crossopteranov. Niekoľko vedcov naznačuje, že to boli pľúcniky, ktoré boli spoločným predkom všetkých suchozemských stavovcov, a navrhuje ich rozdeliť do samostatnej podtriedy alebo dokonca triedy.
V bilungoch, rade Lepidosireniformes, dve pľúca spojené s pažerákom majú vrecká a alveoly, ktoré zdvíhajú vnútorný povrch. Telo je pretiahnuté, šupiny sú malé, ponorené hlboko do kože. Párové plutvy sú bičíkovité. Počas sucha (do 9 mesiacov) úplne prechádzajú na pľúcne dýchanie a ukladajú sa do zimného spánku. Rad zahŕňa čeľade Protopteridae a Lepidosirenidae a 4 druhy afrických protoptérov a 1 druh juhoamerických vločiek.
Protoptéry sa líšia rozsahom, sfarbením, množstvom anatomických znakov a veľkostí: Protopterus amphibius 30 cm dlhý, P. aethiopicus - 2 m. Živia sa bezstavovcami a rybami. Najaktívnejší v noci. Keď sa blíži sucho, protoptéri vykopávajú diery, hryzú kusy pôdy, drvia ich čeľusťami a vyhadzujú cez žiabrové kryty. Priechod, okrúhly v priereze, má priemer 5-70 mm a smeruje kolmo nadol. V hĺbke 50 cm sa priechod rozširuje a vytvára „spánkovú“ komoru, kde takmer zdvojnásobený protopter čaká na suché obdobie. Pred upadnutím do zimného spánku upchá vchod čiapočkou z hliny a je pokrytý tenkým zámotkom stuhnutého slizu. Počas hibernácie stratí protopter až 20 % svojej hmoty a svalové tkanivo využíva ako zdroj energie potrebnej na udržanie života. Táto energia sa vynakladá nielen na prežitie, ale aj na dozrievanie pohlavných žliaz.
S nástupom obdobia dažďov sa protopter pripravuje na trenie – v plytkej vode si vyhrabáva plodisko, ktoré má dva vchody. Plodinová komora sa nachádza v hĺbke 40 cm Samec chráni murivo a stará sa o potomstvo. Vo veku jedného mesiaca opúšťajú hniezdo larvy dlhé 30-35 mm.
Vločka alebo lepidosiren (Lepidosiren paradoxa) žije v strednej časti Južnej Ameriky. Dĺžka tela 130 cm.Od protoptérov sa líši predĺženejším telom, zmenšenými párovými plutvami, menšími a hlbšie zasadenými šupinami v koži a tým, že počas zimného spánku spotrebúva tuk. Na rozdiel od protoptérov, ktoré sa množia na dne plodovej komory, šupináči vytvárajú podstielku z kúskov vegetácie. Úspešne chované v akváriách.
Oddelenie rohozubých alebo jednopľúcnych (Ceratodontiformes) predstavuje jediné moderný vzhľad- zubáč alebo barramunda (Neoceratodus forsteri). Žije v pomalých, vegetáciou zarastených riekach severovýchodnej Austrálie. Dĺžka 175 cm, váha 10 kg. Ich podlhovasté, bočne stlačené telo je pokryté veľkými šupinami a končí dvojfycerálnou chvostovou plutvou. Na rozdiel od dvoch pľúc má jedny pľúca, párové plutvy sú mohutnejšie, pripomínajú plutvy a neosifikovanú chrupkovitú lebku. Pri hľadaní potravy (spodné zvieratá a rastliny) sa plazí po dne, opierajúc sa o plutvy. V prípade potreby rýchlo pláva, ohýba telo. Každých 40-60 minút vystúpi na hladinu vody a získa časť vzduchu. Výdych a nádych sú sprevádzané hlasným vzlykom. V období sucha, keď sú rieky Austrálie plné tekutého bahna, rohatý zub úplne prejde na pľúcne dýchanie. Úplné vyschnutie nádrže je však preňho nebezpečné, keďže nehybernuje.
Reprodukcia od skorej jari do neskorej jesene. Nestavia si hniezda, kladie vajíčka na vodnú vegetáciu a neprejavuje o ňu záujem. Vajcia s priemerom 7 mm obsahujú veľké množstvožĺtka a obklopený želatínovou membránou. Vývoj kaviáru do 1,5 týždňa. Rohové zuby novorodenca nemajú párové plutvy; hrudník sa objaví po dvoch týždňoch, brušný - po 2,5 mesiacoch.
Ryby možno nájsť v močiaroch, jazerách, moriach a riekach všetkých geografických zón planéty. Celý svoj život strávia pod vodou bez akýchkoľvek ťažkostí s dýchaním. Väčšina z nich nemusí vyplávať na hladinu, aby prehltla ďalšiu porciu vzduchu. Čo ryby dýchajú? Aké mechanizmy im pomáhajú prežiť vo vodnom prostredí? O vnútornej stavbe rýb a prirodzených trikoch týchto vodných živočíchov si povieme v našom článku.
Potreba kyslíka
Vo vodnom prostredí sú prevládajúcou skupinou živočíchov ryby. V riekach a oceánoch prechádzajú všetkými štádiami svojho biologického vývoja – od vajíčok až po dospelých jedincov. Zároveň sa len niekoľko druhov môže z času na čas vynoriť a nadýchnuť sa atmosférického vzduchu, zatiaľ čo väčšina sa prispôsobila životu bez neho.
Čo však ryby dýchajú, keď sú neustále vo vode? Rovnako ako ostatné stavovce potrebujú na normálne fungovanie kyslík. „Vyťahujú“ ju nie zo vzduchu, ale priamo z vody, doslova ju filtrujú. Aby získali dostatok plynu, musia „spracovať“ obrovské množstvo kvapaliny.
Obsah kyslíka v nádrži je mimoriadne dôležitý pre ich normálne fungovanie a nedostatok kyslíka spôsobuje u zvierat kyslíkový hlad a smrť. Normy koncentrácie plynu pre každý druh sú však odlišné. Napríklad lieň a kapor žijú v stojatých vodách a sú schopné prežiť aj pri slabej prítomnosti kyslíka (od 4 cm 3 / l do 0,5 cm 3 / l). Pstruh, losos, zubáč, naopak, sú veľmi náročné. Potrebujú koncentráciu plynu vyššiu ako 7 cm 3 /l.
Vnímanie rýb sa mení s ich vekom, s prechodom zo sezóny na sezónu a tiež v závislosti od ich aktivity. Takže čím je jedinec mladší a mobilnejší, tým viac potrebuje kyslík. Potreby sa výrazne zvyšujú pred trením, keď ryba potrebuje veľa sily a energie. V horúčavách a pri zimnom zamŕzaní nádrže je nedostatok kyslíka, kvôli ktorému sa zvieratám ťažko dýcha.
Čo ryby dýchajú? Zariadenia na výmenu plynu
Rovnako ako u nás, výmena plynov v rybách prebieha pomocou obehového systému. Na to má väčšina z nich iba jeden kruh krvného obehu a dvojkomorové srdce, u druhov dýchajúcich pľúca sú také kruhy dva. Kyslík vstupuje do srdca cez cievy a do nich cez žiabre, ktoré filtrujú plyn z vody.
Dýchací systém rýb je v skutočnosti účinnejší ako ľudský. Je schopný odfiltrovať z vody dvakrát až trikrát viac kyslíka, ako pľúca oddeľujú od atmosféry. Ryby v zásade dýchajú žiabrami, ale niekedy ich práca nestačí alebo podmienky nedovoľujú ich normálne použitie. V tomto prípade sú k nim pripojené ďalšie špeciálne telesá.
Existuje pomerne veľa doplnkových alebo alternatívnych spôsobov dýchania rýb. Absolútne všetky druhy si pomáhajú, čiastočne vykonávajú výmenu plynov cez kožu. Niektorí používajú aj plavecký mechúr, iní črevá alebo slepé črevo v žalúdku. Niektoré druhy sa prispôsobili dýchaniu atmosférického vzduchu, na to využívajú labyrintové alebo supragilárne orgány.
Vnútorná štruktúra rýb: ako sú usporiadané žiabre
Dýchanie rýb začína požitím vody ústami. V hltane majú žiabrový aparát, v ktorom prebieha ďalší proces. Prístroj pozostáva zo žiabrových oblúkov umiestnených po stranách zvieraťa. Sú podporované žiabrovými vláknami a tyčinkami. Vonku, v kostnatých rybách, sú oblúky pokryté krytmi.
Žiabre rýb sú spojené s mnohými krvnými cievami. Keď je voda v hltane, prechádza žiabrovými oblúkmi, umýva okvetné lístky a dodáva kyslík do tepien, ktoré sú k nim pripojené. Obohatená krv sa posiela do srdca a tkanív a odtiaľ sa vracia do hltanu, kde uvoľňuje oxid uhličitý do vody a odvádza ho von cez žiabrové štrbiny.
Pľúcnik
Ako bolo uvedené vyššie, hlavným nástrojom na výmenu plynov sú žiabre. Čo však dýchajú ryby, ktoré sa nazývajú „lungfish“? Tieto zvieratá sú teraz zastúpené iba jedným rádom, ktorý zahŕňa šesť druhov. Žijú v blízkosti Austrálie, Afriky a Južnej Ameriky.
Zo všetkých rýb sú najbližšími príbuznými tetrapodov. Ich ďalšou črtou je, že okrem žiabier majú zjednodušené pľúca. Takéto prispôsobenie im umožňuje žiť vo vodných útvaroch s veľmi malým množstvom kyslíka a ak je to potrebné, dostať ho z atmosférického vzduchu vystupujúceho na povrch.
Labyrint alebo plazivá ryba
Labyrintové ryby predstavujú oddelenie lúčoplutvých rýb. Patria sem mnohé druhy akvárií, ako sú lapius, gourami, siamské betty, makropody, labtóza a iné. V prírode žijú v sladkých vodách Afriky a Ázie.
Všetci vedia aj dýchať vzduch. Nemajú pľúca, ale existuje špeciálny orgán vo forme vrecka pozostávajúceho z mnohých dosiek. K jeho stenám sa približujú kapiláry, s ktorými prebieha výmena plynov. Labyrintový orgán sa nachádza nad žiabrami rýb. Vďaka nemu môžu zvieratá existovať niekoľko dní bez vody. Zároveň "druhý vietor" nie je vhodným doplnkom k žiabrám. Nemôžu používať labyrintový orgán, preto sú nútení pravidelne vychádzať z vody, inak im hrozí udusenie.
Keď počas šesťmesačného sucha jazero Čad v Afrike zmenší svoju plochu takmer o jednu tretinu a obnaží sa bahnité dno, miestni idú na ryby, berú si so sebou ... motyky. Na vysušenom dne hľadajú kôpky podobné krtincom a vyhrabávajú z každej hlinenej kapsuly rybu preloženú na polovicu ako sponku do vlasov.
Táto ryba sa nazýva protopterus ( Protopterus) a patrí do podtriedy 1 pľúcnik ( Dipnoi). Okrem žiabrov spoločných pre ryby majú zástupcovia tejto skupiny aj jednu alebo dve pľúca - upravený plávací mechúr, cez ktorého steny sú opletené kapilárami, dochádza k výmene plynov. Atmosférický vzduch na dýchanie ulovených rýb ústami stúpajúci k hladine. A v ich predsieni je neúplná priehradka, ktorá pokračuje v komore. Venózna krv pochádzajúca z telesných orgánov vstupuje do pravej polovice predsiene a do pravej polovice komory a krv prichádzajúca z pľúc vstupuje ľavá strana srdiečka. Potom sa okysličená „pľúcna“ krv dostáva najmä do tých ciev, ktoré vedú cez žiabre do hlavy a telesných orgánov, a krv z pravej strany srdca, tiež prechádzajúca žiabrami, vo veľkej miere vstupuje do cievy vedúcej do pľúc. A hoci je chudobná a na kyslík bohatá krv čiastočne premiešaná aj v srdci aj v cievach, stále sa dá hovoriť o počiatkoch dvoch kruhov krvného obehu u pľúcnika.
Lungfish sú veľmi starou skupinou. Ich pozostatky sa nachádzajú v ložiskách devónskeho obdobia paleozoickej éry. Dlhú dobu boli pľúcniky známe len z takýchto fosílií a až v roku 1835 sa zistilo, že v Afrike žijúci protopter bol pľúcnik. Celkovo sa, ako sa ukázalo, dodnes prežili zástupcovia šiestich druhov tejto skupiny: austrálsky hornozub z radu jednopľúcnikov, vločka americká - zástupca radu dvojpľúcnikov a štyri druhy chochlačky. Africký rod Protopterus, tiež z rádu dvojpľúc. Všetci, ako sa zdá, a ich predkovia, sladkovodné ryby.
austrálsky rohozub(Neoceratodus forsteri) sa nachádza na veľmi malom území – v povodiach riek Burnett a Mary na severovýchode Austrálie. Ide o veľkú rybu s dĺžkou tela až 175 cm a hmotnosťou nad 10 kg. Mohutné telo rohatca je bočne stlačené a pokryté veľmi veľkými šupinami a mäsité párové plutvy pripomínajú plutvy. Rohoz je sfarbený do jednotných farieb - od červenohnedej po modrosivú, brucho je svetlé.
Táto ryba žije v pomaly tečúcich riekach, silne zarastených vodnou a povrchovou vegetáciou. Každých 40 - 50 minút sa zobák vynorí a s hlukom vydýchne vzduch z pľúc, pričom vydáva charakteristický stonací a chrochtavý zvuk, ktorý sa šíri ďaleko po okolí. S nádychom ryba opäť klesá ku dnu.
Väčšinu času trávi roháč na dne hlbokých jazierok, kde leží na bruchu alebo stojí, opierajúc sa o plutvovité plutvy a chvost. Pri hľadaní potravy - rôznych bezstavovcov - sa pomaly plazí a niekedy "chodí" a opiera sa o rovnaké spárované plutvy. Pláva pomaly a len keď sa zľakne, používa svoj silný chvost a prejavuje schopnosť rýchleho pohybu.
Obdobie sucha, kedy sa rieky stávajú plytkými, prežije v zachovaných jamách s vodou rožec. Keď ryba uhynie v prehriatej, stojatej a prakticky bez kyslíkovej vode a samotná voda sa v dôsledku hnilobných procesov premení na páchnucu kašu, zúbok zostáva živý vďaka svojmu pľúcnemu dýchaniu. Ak ale voda úplne vyschne, tieto ryby aj tak uhynú, pretože na rozdiel od svojich afrických a juhoamerických príbuzných sa nemôžu ukladať na zimný spánok.
K výteru rožkatka dochádza v období dažďov, keď sa rieky vzdutia a voda v nich je dobre prevzdušnená. Veľké ryby s priemerom do 6–7 mm kladú vajíčka na vodné rastliny. Po 10–12 dňoch sa liahnu larvy, ktoré kým sa žĺtkový vačok nevstrebe, ležia na dne, len občas sa pohnú na krátku vzdialenosť. Na 14. deň po vyliahnutí sa v plôdiku objavujú prsné plutvy a od toho istého času pravdepodobne začínajú fungovať aj pľúca.
Horntooth má chutné mäso a je veľmi ľahké ho chytiť. V dôsledku toho sa počet týchto rýb výrazne znížil. Horntooths sú teraz pod ochranou a robia sa pokusy o ich aklimatizáciu v iných vodných útvaroch Austrálie.
História jedného z najznámejších zoologických hoaxov je spätá s roháčom. V auguste 1872 bol riaditeľ múzea v Brisbane na prehliadke severovýchodnej Austrálie a jedného dňa mu oznámili, že na jeho počesť boli pripravené raňajky, na ktoré domorodci priniesli veľmi vzácnu rybu, ktorú ulovili 8-10 míľ od hostina. A skutočne, režisér videl rybu veľmi zvláštneho vzhľadu: dlhé masívne telo bolo pokryté šupinami, plutvy vyzerali ako plutvy a ňufák vyzeral ako kačací zobák. Vedec urobil kresby tohto nezvyčajného tvora a po návrate ich odovzdal poprednému austrálskemu ichtyológovi F. De Castelnauovi. Castelnau neváhal opísať nový rod a druh rýb z týchto kresieb - Ompax spatuloides. Nasledovala pomerne búrlivá diskusia o vzťahu nového druhu a jeho mieste v klasifikačnom systéme. Dôvodov na spory bolo veľa, pretože v popise Ompax veľa zostalo nejasných a neexistovali vôbec žiadne informácie o anatómii. Pokusy získať nový exemplár boli neúspešné. Našli sa skeptici, ktorí vyjadrili pochybnosti o existencii tohto zvieraťa. Stále tajomný Ompax spatuloides takmer 60 rokov sa naďalej spomínal vo všetkých referenčných knihách a súhrnoch austrálskej fauny. Záhada bola vyriešená nečakane. V roku 1930 sa v Sydney Bulletin objavil článok, ktorého autor si želal zostať v anonymite. Tento článok uvádza, že na dômyselnom riaditeľovi múzea v Brisbane sa hral nevinný vtip, pretože Ompax, ktorý mu slúžil, bol pripravený z chvosta úhora, tela parmice, hlavy a prsných plutiev roháča a ňufák ptakopyska. Zhora bola celá táto dômyselná gastronomická štruktúra zručne pokrytá šupinami rovnakého rohatého zuba ...
|
Africké pľúcniky - protoptéry - majú nitkovité párové plutvy. Najväčší zo štyroch druhov veľký protopter(Protopterus aethiopicus) môže dosiahnuť dĺžku viac ako 1,5 m a zvyčajnú dĺžku malý protopter(P.amphibius) - asi 30 cm.
Tieto ryby plávajú, hadovité ohýbanie tela ako úhory. A po dne sa pomocou nitkovitých plutiev pohybujú ako mloci. V koži týchto plutiev sú početné chuťové poháriky - akonáhle sa plutva dotkne jedlého predmetu, ryba sa otočí a chytí korisť. Z času na čas vystúpia na povrch protoptéry, ktoré prehĺtajú atmosférický vzduch nosnými dierkami 2.
Protoptéry žijú v strednej Afrike, v jazerách a riekach, ktoré pretekajú bažinatými oblasťami, ktoré sú každoročne vystavené záplavám a vysychajú počas obdobia sucha. Keď nádrž vyschne, keď hladina vody klesne na 5–10 cm, prototypy začnú kopať diery. Ryba ústami uchopí pôdu, rozdrví ju a vyhodí žiabrovými štrbinami von. Po vykopaní zvislého vchodu si protopter na svojom konci vytvorí komoru, v ktorej sa umiestni, ohne telo a postaví hlavu. Kým je voda ešte mokrá, ryba sa z času na čas zdvihne, aby sa nadýchla vzduchu. Keď film sušiacej vody dosiahne horný okraj tekutého kalu lemujúceho dno nádrže, časť tohto kalu sa nasaje do otvoru a upchá výstup. Potom sa protopter už nezobrazuje na povrchu. Predtým, ako korok úplne vyschne, ryba doň strkajúc doň ňufákom, zospodu ho zhutní a trochu nadvihne vo forme čiapky. Po zaschnutí sa čiapočka stane pórovitou a prepustí dostatok vzduchu, aby spiace ryby zostali nažive. Len čo čiapka stvrdne, voda v nore sa stáva viskóznou v dôsledku množstva hlienu vylučovaného protopterom. Ako pôda vysychá, hladina vody v jamke klesá a nakoniec sa vertikálny priechod zmení na vzduchovú komoru a ryba, ktorá sa prehne na polovicu, zamrzne v spodnej, rozšírenej časti otvoru. Okolo nej sa vytvorí slizký zámotok tesne priliehajúci k pokožke, v hornej časti ktorého je tenký priechod, ktorým preniká vzduch k hlave. V tomto stave protopter čaká na ďalšie obdobie dažďov, ktoré nastane o 6–9 mesiacov. V laboratórnych podmienkach boli protoptéry držané v hibernácii viac ako štyri roky a na konci experimentu sa bezpečne prebudili.
Protopter zahrabaný v bahne počas sucha
Počas hibernácie sa rýchlosť metabolizmu protoptérov prudko znižuje, ale napriek tomu za 6 mesiacov ryby stratia až 20% pôvodnej hmoty. Keďže energia sa do tela dodáva rozkladom nie tukových zásob, ale hlavne svalového tkaniva, v tele rýb sa hromadia produkty metabolizmu dusíka. Počas aktívneho obdobia sa vylučujú najmä vo forme amoniaku, počas hibernácie sa však amoniak premieňa na menej toxickú močovinu, ktorej množstvo v tkanivách na konci hibernácie môže byť 1–2 % hmotnosti ryby. Mechanizmy, ktoré poskytujú rezistenciu voči takýmto vysokým koncentráciám močoviny, ešte neboli objasnené.
Keď sa nádrže naplnia s nástupom obdobia dažďov, pôda postupne nasiakne, voda naplní vzduchovú komoru a protopter, ktorý prerazí kuklu, začne pravidelne vystrkovať hlavu a vdychovať atmosférický vzduch. Keď voda pokryje dno nádrže, protopter opustí otvor. Čoskoro sa močovina vylučuje z jeho tela cez žiabre a obličky.
Mesiac a pol po opustení hibernácie začína reprodukcia v protoptéroch. Samec zároveň vykopáva na dne nádrže medzi húštinami vegetácie špeciálnu dieru na rozmnožovanie a naláka tam jednu alebo niekoľko samíc, z ktorých každá nakladie až 5 000 vajec s priemerom 3–4 mm. Po 7 až 9 dňoch sa objavia larvy s veľkým žĺtkovým vakom a 4 pármi sperených vonkajších žiabier. Pomocou špeciálnej cementovej žľazy sú larvy pripevnené k stenám hniezdneho otvoru.
Po 3–4 týždňoch sa žĺtkový vak úplne vyrieši, poter sa začne aktívne kŕmiť a opúšťa dieru. Zároveň stratia jeden pár vonkajších žiabier a zvyšné dva alebo tri páry môžu pretrvávať ešte mnoho mesiacov. V malom protopterovi sa ponechajú tri páry vonkajších žiabier, kým ryba nedosiahne veľkosť dospelého jedinca.
Po opustení neresiacej sa diery plôdik protopter nejaký čas pláva len vedľa nej a schováva sa tam pri najmenšom nebezpečenstve. Celú tú dobu je samec blízko hniezda a aktívne ho bráni, pričom sa ponáhľa aj na blížiacu sa osobu.
Protopter tmavý(P. dolloi), ktorý sa vyskytuje v povodí riek Kongo a Ogowe, žije v bažinatých oblastiach, kde sa v období sucha zachováva vrstva podzemnej vody. Keď povrchové vody začnú v lete klesať, táto ryba sa rovnako ako jej príbuzní zahrabáva do spodného bahna, no vyhrabáva sa až do vrstvy tekutého bahna a podzemnej vody. Keď sa tam usadil, tmavý protopter strávi obdobie sucha bez toho, aby vytvoril kuklu a z času na čas vstal, aby sa nadýchol čerstvého vzduchu.
Nora tmavého protoptera sa začína nakloneným tokom, ktorého rozšírená časť slúži ako ryba a neresiaca komora. Podľa rozprávania miestnych rybárov takéto diery, ak ich nezničia povodne, slúžia rybám od piatich do desiatich rokov. Samec, ktorý pripravuje noru na trenie, okolo nej z roka na rok vytvorí kopu bahna, ktorá nakoniec dosiahne výšku 0,5–1 m.
Protoptéry upútali pozornosť vedcov, ktorí sa podieľali na tvorbe liekov na spanie. Anglickí a švédski biochemici sa pokúsili izolovať „hypnotické“ látky z tela hibernujúcich zvierat, vrátane protoptéra. Keď laboratórnym potkanom vstrekli do obehového systému výťažok z mozgu spiacich rýb, ich telesná teplota začala rapídne klesať a zaspali tak rýchlo, akoby upadali do bezvedomia. Spánok trval 18 hodín.Keď sa potkany prebudili, nenašli sa u nich žiadne známky toho, že by boli v umelom spánku. Extrakt získaný z mozgu bdelých protoptérov nespôsobil u potkanov žiadne účinky.
Americká vločka(Lepidosirénový paradox), alebo lepidosiren,- zástupca pľúcnika, ktorý žije v povodí Amazonky. Dĺžka tela tejto ryby dosahuje 1,2 m.Párové plutvy sú krátke. Lepidosiren žije hlavne v dočasných nádržiach zaplavených vodou počas dažďov a záplav a živí sa rôznymi živočíšnymi potravinami, najmä mäkkýšmi. Môžu tiež jesť rastliny.
Keď nádrž začne vysychať, lepidosiren vykope na dne jamu, v ktorej sa usadí rovnako ako protoptéry, a upchá vchod korkom zo zeme. Táto ryba netvorí kuklu - telo spiaceho lepidosirénu je obklopené hlienom navlhčeným spodnou vodou. Na rozdiel od protoptérov je základom energetického metabolizmu počas hibernácie vo vločkách zásobný tuk.
Za 2-3 týždne po novom zaplavení nádrže sa lepidosiren začne množiť. Samec si vyhrabáva zvislú noru, niekedy sa vodorovne ohýba ku koncu. Niektoré nory dosahujú dĺžku 1,5 m a šírku 15–20 cm. Ryba ťahá lístie a trávu na koniec diery, na ktorej samica trú vajíčka s priemerom 6–7 mm. Samec zostáva v nore strážiť vajíčka a vyliahnutý poter. Hlien vylučovaný jeho pokožkou pôsobí koagulačne a čistí vodu v jamke od zákalu. Okrem toho sa v tomto čase na jeho brušných plutvách vyvíjajú rozvetvené kožné výrastky dlhé 5–8 cm, bohato zásobené vlásočnicami.Niektorí ichtyológovia sa domnievajú, že v období starostlivosti o potomstvo lepidosiren nevyužíva pľúcne dýchanie a tieto výrastky slúžia ako ďalšie vonkajšie žiabre. Existuje aj opačný uhol pohľadu – vystúpiť na hladinu a dať si dúšok čerstvý vzduch, samec lepidosiren sa vracia do nory a kapilárami na výrastkoch odovzdá časť kyslíka vode, v ktorej sa vyvíjajú vajíčka a larvy. Nech je to akokoľvek, po období rozmnožovania sa tieto výrastky vyriešia.
Larvy vyliahnuté z vajíčok majú 4 páry silne rozvetvených vonkajších žiabier a cementovú žľazu, pomocou ktorej sa prichytávajú na steny hniezda. Približne jeden a pol mesiaca po vyliahnutí, keď plôdik dosiahne dĺžku 4–5 cm, začne pomocou pľúc dýchať a vonkajšie žiabre sa rozpustia. V tomto čase opustí dieru poter lepidosirénu.
Miestne obyvateľstvo oceňuje chutné mäso lepidoserénu a tieto ryby intenzívne hubí.
Schéma arteriálneho obehu pľúcnika:
1-4 - prvý-štvrtý pár žiabrových arteriálnych oblúkov; 5 - dorzálna aorta;
6 - brušná aorta; 7 - pľúcna tepna; 8 - pľúcna žila.
Literatúra
Život zvierat. Zväzok 4, časť 1. Ryby. – M.: Osveta, 1971.
Veda a život; 1973, č. 1; 1977, č. 8.
Naumov N.P., Kartashev N.N. Zoológia stavovcov. Časť 1. Strunatce, bezčeľusťové, ryby, obojživelníky: Učebnica pre biológa. špecialista. Univ. - M.: Vyššia škola, 1979.
1 Podľa iných predstáv pľúcnik ( Dipneustomorpha) – nadrad v podtriede laločnaté ( Sarcopterygii).
2 U väčšiny rýb sú nozdry naslepo uzavreté, no u pľúcnika sú spojené s ústnou dutinou.
Všetko to začalo odo dňa, keď sa William Forster rozhodol pre prechádzku po meste. Kedysi choval ovce a žil na farme, ďaleko od civilizovaného sveta, na rieke Benet v Queenslande. Potom ho tento obchod omrzel a prišiel do Sydney, aby sa tam usadil. Jedného dňa v roku 1869 sa Forster rozhodol preskúmať mesto. Išiel som, samozrejme, do múzea.
Tu som stretol Gerarda Krefta, kurátora múzea, a dali sa do reči. Forster sa mimochodom spýtal:
"Pane, prečo vaše múzeum nemá žiadne z tých veľkých rýb, ktoré máme v rieke Benet?"
- Veľká ryba? Čo je to veľká ryba?
- Barramunda. Hovoríme im aj Benet losos.
"Kde je Benet River?" Neviem.
„Na sever, pane. V Queenslande. Toľko týchto rýb. Vyzerajú ako mastné akné. Zelená, päť stôp dlhá. Ich šupiny sú hrubé a veľké. A predstavte si – táto barramunda má len štyri plutvy! Všetko na bruchu. Áno, len štyri, dobre si pamätám: sám som to viackrát schytal.
"Vieš, Forster, nemám tušenie, o akej rybe hovoríš." Nepočul som nič o tvojom barramuidovi. Možno je to nejaký druh, ktorý je pre vedu stále neznámy? Bolo by pekné dať nám pár barramundov do múzea.
"Och, samozrejme," súhlasil Forster láskavo. - Dá sa to. Môj bratranec stále žije na farme. napíšem mu.
A o niekoľko týždňov neskôr bol sud prinesený do múzea v Sydney a v sude boli ryby, veľmi silne solené.
Kreft doslova ostal v nemom úžase, keď ich uvidel. Forster sa nemýlil: ryby sú úplne bezprecedentné. Áno, majú len štyri plutvy. Všetko na bruchu. A všetky vyzerajú skôr ako krátke labky, ale bez prstov. A chvost je veľmi zvláštny: nie je rozoklaný, ako mnohé ryby, ale akoby operený, ako vtáčie perie. Zoológovia nazývajú chvosty tohto typu diphycercal. Toto je možno najstaršia forma všetkých rybích chvostov.
Potom však Kreft uvidel na oblohe a spodnej čeľusti ryby štyri veľké doštičky zubov zrastené, podobné kohútim hrebienkom – to bolo úplne nečakané.
Paleontológovia na takéto strúhadlové zuby natrafili už dávno medzi dávnymi fosíliami, no zatiaľ sa nenašli u žiadnej žijúcej ryby.Profesor Agassiz, veľký znalec fosílnych rýb, nazval majiteľov týchto zvláštnych zubov ceratodes, teda rohaté zuby. Ich nespočetné kŕdle pred 70 a 100 miliónmi rokov obývali sladké vody našej planéty.
A teraz Kreft držal v rukách práve tohto ceratoda! Rozhodol sa teda po dôkladnom preskúmaní zubov barramundy, a preto bez váhania nazval ceratódy „benetov losos“. Neskôr však paleontológovia našli nielen zuby, ale aj kostry skutočných fosílnych ceratodov a nevyzerali celkom ako kostra Benetovho „ceratoda“. Preto niektorí ichtyológovia navrhli pridať k vedeckému názvu barramundy predponu „neo“ (to znamená „nový“) alebo „epi“ (čo znamená „po“). Často sa však stále nazýva jednoducho ceratod, bez akýchkoľvek predpôn.
Kreft pri skúmaní rýb rozrezal jednu z nich a našiel niečo iné úžasné - jednoduché! skutočné pľúca v rybách! Malo to aj žiabre, ale malo to aj pľúca. To znamená, že barramunda dýchala žiabrami aj pľúcami, čo znamená, že je to pľúcnik!
Predtým poznali zoológovia len dve ryby dýchajúce daojaky: lepidosiren, čiže v miestnej karamure, žijúci v r. Južná Amerika, a protopterus (aka Komtok), ktorý je bežný v strednej Afrike. Majú dve pľúca, neoceratod má len jednu. Lepidosiren a Protopterus žijú v močaristých stojatých vodách zarastených trávou a riasami, ktoré sú naplnené vodou len v období dažďov. Ale príde sucho a voda sa minie. Vysychajú riečne mŕtve ramená a močiare, a aby neuhynuli, ryby, ktoré sa príroda okrem žiabroviek obdarených pľúcami zahrabáva do bahna a hibernuje ako medveď v brlohu.
Neoceratod, ktorý sa vyskytuje v Austrálii, sa od svojich príbuzných dýchajúcich pľúcami líši nielen tým, že má jedny pľúca. Je „vegetariánsky“ ako oni: verný tradíciám svojich predkov jedáva aj rastliny, ktoré dnes už iné pľúcniky odmietajú. Barramunda kladie svoj veľmi veľký kaviár nie do noriek a kôstok na dno - každý kaviár pripevňuje v hrubej želatínovej škrupine k podvodným rastlinám. A čo je najdôležitejšie - v suchu, keď rieky vyschnú, neoceratódy sa nehrabú do bahna. Ryby sa len zhromažďujú v kalužiach a „dýchajú tu svojimi pľúcami.
Doplazili sa tam, kde pod hustým tieňom kríkov slnko tak nepraží a zachovali sa kvapky vlhkosti. Tam nehybne ležia. A dýchať a dýchať. A čakanie na dážď. Ale, samozrejme, nemôžu takto vydržať. Pri veľkých suchách umiera veľa neoceratódov. Preto (a tiež preto, že sú veľmi chutné) sú tieto ryby v súčasnosti veľmi vzácne, prežili len v riekach Benet a Mary.
V čase, keď sa sud so slanými neoceratódami dostal od rieky Benet do múzea v Sydney, Ernst Haeckel a Franz Müller už sformulovali svoj slávny biogenetický zákon: fylogenéza sa v ontogenéze opakuje. Týchto pár slov znamená veľa. Biológovia nazývajú fylogenézu sekulárnou evolúciou rastlín a živočíchov. A ontogenéza je embryonálny a postembryonálny vývoj každého jednotlivého organizmu.
Takže podľa biogenetického zákona každé zviera, ktoré sa vyvíja z vajíčka na novorodenca, zrýchleným tempom prechádza hlavnými štádiami vývoja svojho druhu, pričom sa vo všeobecnosti opakujú kľúčové fázy fylogenetickej metamorfózy, ktorá trvala stovky miliónov rokov, za pár týždňov. Preto sú embryá vtákov, žiab, rýb, zvierat a ľudí v určitých štádiách vývoja navzájom podobné. Ľudské plody staré niekoľko týždňov jasne naznačujú, že naši vzdialení predkovia boli kedysi ... rybami.
S objavom biogenetického zákona získala Darwinova teória silné posilnenie. Bol získaný ďalší dôkaz, že všetky stavovce pochádzajú z rýb.
Ale aké ryby? A kto splodil samotné ryby?
To chcel dokázať slávny nemecký biológ a darwinista Ernst Haeckel, keď vybavil expedíciu do Austrálie pre neoceratodné embryá. Koniec koncov, táto prastará ryba, ako sa vtedy rozhodlo, je najbližšie k tým tajomným tvorom, ktoré sa stali našimi predkami pred tristo miliónmi rokov.
V auguste 1891 pricestoval do Austrálie Haeckelov študent Richard Semon. Dr. Kreft, opisujúci neoceratódy, uistil, že žije v brakickej vode, žerie rastliny a počas sucha sa zahrabáva do bahna. Všetko dopadlo zle. A Semon strácal čas vierou v Creft a lovom rýb v ústiach riek Benet a Mary, kde bola voda brakická. O takejto rybe ešte nikto nepočul.
Potom Richard Semon odišiel do vnútrozemia. Vedel, že neoceratódy sa rodia na rastlinách. Kaviár je veľký, takmer centimeter v priemere. Zdalo by sa, že je ľahké si ju všimnúť. Simon ju však nenašiel. Deň za dňom, týždeň za týždňom drancoval riasy a podmorské trávy, no kaviár tam nebol. Ale Semon tvrdohlavo liezol po rákosí po pás vo vode. A nakoniec, veľa šťastia! Tri vajíčka! Tu sú - tri matné korálky na zelenej stonke! Najprv neveril vlastným očiam. Ale nebolo pochýb: bol to kaviár barramunda!
- Barramunds? Nie, pane, kričte. Austrálčania, ktorí pomáhali posadnutému cudzincovi nájsť ihlu v kope sena, súhlasne pokrútili hlavami.
"Nie, nie barramundy." Toto je djelle kaviár.
Simon spustil ruky. Potom si však pomyslel – a nemýlil sa – ak sa tu pomiešal aj Krefft: možno sa neoceratoda v jeho domovine nevolá barramunda, ale dyelle?
- A čo je on - djelle?
Povedali mu, ktorý. Ukázali aj jeho ohlodané kosti a Semon pochopil, že našiel, čo hľadal.
Teraz, keď už všetci vedeli, že cudzinec hľadá kaviár djelle, všetko išlo okamžite ako po masle. Semon alkoholizoval a priniesol do Európy sedemsto vajec neoceratodov. Embryá v nich uzavreté boli rôzneho veku. A keď ich Semoy začal študovať, otvorili sa mu všetky fázy ontogenézy najstaršej z rýb.
Mnohí zoológovia sa domnievajú, že starí predkovia rýb a všetkých stavovcov vo všeobecnosti (vrátane ľudí), takzvané strunatce *, pochádzajú z nejakého druhu mnohoštetinavcov – mnohoštetinavcov. Lancelet, malá „ryba“ podobná ľaliovitým listom bez plutiev, kostí, zubov a čeľustí (ale s strunou, 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.!}
Za tvormi podobnými lanceletu sa objavili „prvé ryby“ bez čeľustí, z ktorých sa dnes zachovali len skamenené kožné zuby a potom čeľusťové ryby.
Potom nastala veľká migrácia rýb z morí do riek. Je možné, že utiekli do sladkých vôd pred dravými kôrovcami, ktoré sa v moriach nesmierne rozmnožili.
Z riek a jazier vyšli na pevninu prvé tetrapody. Ryby, ktoré tu žili pred tristopäťdesiatimi miliónmi rokov, dýchali žiabrami aj pľúcami. Bez pľúc by sa udusili v zatuchnutej vode pravekých jazier chudobnej na kyslík.
Niektorí z nich žuvali rastliny so zubami z mlynských kameňov (takzvané skutočné daojakské dýchacie prístroje). Iní, s krížom krážom, zjedli všetko, čo ulovili.
Krížové perá mali veľkú budúcnosť: boli predurčení porodiť všetkých štvornohých a operených obyvateľov krajiny.
Staroveké ryby s pľúcami mali úžasné plutvy podobné labke s kostrou ako kefa, veľmi obratné a svalnaté. Na týchto plutvách sa plazili po dne. Pravdepodobne tiež vyliezli na breh, aby si tu mohli pokojne vydýchnuť a oddýchnuť si. Postupne sa štupľové plutvy zmenili na skutočné labky. Ryba vyšla z vody a začala žiť na súši.
Ale aký dôvod podnietil laločnaté ryby, ktoré sa vo vode cítili celkom dobre, aby opustili svoj pôvodný živel? Nedostatok kyslíka? Nie Aj keby kyslíka nebolo dosť, mohli vystúpiť na povrch a nadýchnuť sa čistý vzduch. Veď mali pľúca.
Možno ich hlad dohnal k zemi? Tiež nie, pretože zem bola v tom čase opustenejšia a chudobnejšia na jedlo ako moria a jazerá.
Možno nebezpečenstvo? Nie a nie nebezpečenstvo, pretože laločnaté ryby boli najväčšími a najsilnejšími predátormi v jazerách tej doby.
Hľadanie vody je to, čo prinútilo ryby opustiť vodu! Znie to paradoxne, ale presne k tomuto záveru prišli vedci po dôkladnom preštudovaní všetkého možné dôvody. Faktom je, že v tom vzdialenom čase často vyschli plytké sladkovodné nádrže. Jazerá sa zmenili na močiare, močiare na mláky. Nakoniec pod páliacimi lúčmi slnka vyschli mláky. Lalokoplutvá ryba, aby neuhynula, musela hľadať vodu. Pri hľadaní vody museli ryby, ktoré sa na svojich úžasných plutvách dobre plazili po dne, prekonávať značné vzdialenosti po súši. A tí, ktorí sa dobre plazili a boli lepšie prispôsobení suchozemskému spôsobu života, prežili. Postupne teda v dôsledku tvrdého prírodného výberu našli nový domov ryby, ktoré hľadali vodu. Stali sa obyvateľmi dvoch živlov – vody aj zeme. Zostúpili obojživelníky alebo obojživelníky a z nich plazy, potom vtáky a cicavce. A konečne, muž kráčal po celej planéte!
* Teda majitelia akordu – elastickej šnúrky natiahnutej od hlavy po chvost v chrbtových svaloch zvieraťa. Táto nosná tyč - notochord - sa neskôr vyvinula do chrbtice. Prvé (ešte chrupavé) stavce sa objavili u rýb bez čeľustí pred štyristo miliónmi rokov.
