Interested Article - Плавательный пузырь

Пла́вательный пузы́рь — заполненный газом вырост передней части пищевода у костных рыб . Состоит из одной или двух камер, заполненных смесью газов, похожей на воздух. Основная функция — обеспечение плавучести. У некоторых видов служит дополнительным органом дыхания , участвует в восприятии и издавании звуков .

У некоторых рыб редуцируется , что характерно для хороших пловцов и донных обитателей . У глубоководных рыб плавучесть обеспечивается в основном за счет жира (не настолько лёгкого, как воздух, но зато несжимаемого) или за счёт более низкой плотности тела, как например, у анциструсов , голомянок и рыбы-капли .

Эволюция

Плавательный пузырь имеет много общего с лёгкими : он тоже развивается из выроста пищеварительного тракта и имеет примерно такие же иннервацию и мышечное окружение . Однако вопрос о гомологии плавательного пузыря и лёгких не совсем ясен . Основные отличия этих органов следующие: (1) плавательный пузырь обычно расположен со спинной стороны от пищеварительного тракта, а лёгкие — с брюшной; (2) плавательный пузырь непарный, а лёгкие обычно парные; (3) кровь, идущая от лёгких, поступает в сердце отдельно от остального кровотока, а кровь, идущая от плавательного пузыря, — вместе с кровью от других органов .

Судя по распространённости плавательного пузыря и лёгких в разных группах животных, лёгкие (как парные производные брюшной стенки пищеварительного тракта) были ещё у общего предка костных рыб . Возможно, они возникли как орган добавочного дыхания в условиях периодической нехватки кислорода в воде . Среди современных рыб дыхательную функцию лёгких или плавательного пузыря сохранили в основном живущие именно в таких условиях . На первичность дыхательной функции этих органов указывает и то, что для эффективного выполнения функции поплавка они должны быть уже довольно большими (около 7 % объёма тела) . Впрочем, дыхательная и гидростатическая функция не исключают друг друга . Плавательный пузырь костистых рыб — более позднее приобретение, чем лёгкие . Он мог произойти от них или возникнуть независимо .

Плавательный пузырь и лёгкие у разных групп

Лёгкие есть у лопастепёрых рыб , у их потомков — наземных позвоночных , а также у базальных лучепёрых рыб — многопёровых . У всех этих животных они развиваются из выростов брюшной стенки пищеварительного тракта, тогда как плавательный пузырь костистых рыб — из выроста спинной стенки .

Остракодермы , круглоротые , хрящевые рыбы , плакодермы — плавательного пузыря и лёгких нет и никогда не было .
Целакантообразные ( латимерия ) — есть редуцированное непарное лёгкое (с брюшной стороны пищевода) с признаками ячеистости поверхности на ранних стадиях . Первична или вторична его непарность, неясно; высказывалось предположение, что расположенный рядом с ним жировой орган является рудиментом второго лёгкого .
Двоякодышащие — изначально парное слабо ячеистое лёгкое (возникающее с брюшной стороны пищевода). У взрослого рогозуба сохраняется только правое лёгкое, расположенное со спинной стороны . Служит для дыхания .
Четвероногие — парные и обычно ячеистые лёгкие, закладывающиеся с брюшной стороны пищеварительного тракта. Дыхательные органы .
Многоперовые — слабо ячеистое двухлопастное лёгкое с лучше развитой правой частью ; соединяется с брюшной стороной пищевода. Дыхательный орган .
Осетрообразные — плавательный пузырь, гидростатический орган .
Костные ганоиды ( панцирникообразные , амиеобразные ) — непарный ячеистый плавательный пузырь (со спинной стороны пищевода), дыхательный орган .
Костистые рыбы — плавательный пузырь (расположенный со спинной стороны пищеварительного тракта), обычно без ячеистости , у некоторых редуцирован. Гидростатический орган; у небольшого числа видов служит органом дыхания. У некоторых есть не связанные с плавательным пузырём органы воздушного дыхания ( лабиринтовый орган , а также приспособленная для дыхания кожа или стенки желудка) .

Описание

В ходе эмбрионального развития костистых рыб плавательный пузырь возникает как спинной вырост кишечной трубки и располагается под позвоночником . Позже канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеводом ( пневматический канал ), может исчезнуть. В зависимости от наличия или отсутствия такого канала рыбы делятся на открыто- и закрытопузырных. У открытопузырных рыб ( физостом ) плавательный пузырь в течение всей жизни связан с кишечником воздушным протоком, через который газы поступают внутрь и выводятся наружу. Такие рыбы могут заглатывать воздух и таким образом контролировать объём плавательного пузыря. К открытопузырным относятся карпы , сельди , осетровые и другие. У взрослых закрытопузырных рыб ( физоклистов ) воздушный проток зарастает, а газы выделяются и поглощаются через — густое сплетение кровеносных капилляров на внутренней стенке плавательного пузыря.

Гидростатическая функция

Основная функция плавательного пузыря — обеспечение нулевой плавучести : он компенсирует вес костей и других тяжёлых частей тела и приближает среднюю плотность тела к плотности воды . В результате рыбе не надо тратить энергию на поддержание тела на нужной глубине (тогда как акулы , у которых плавательного пузыря нет, вынуждены поддерживать глубину погружения постоянным активным движением). Однако сжимаемость газа делает равновесие неустойчивым: при погружении рыбы давление воды возрастает, пузырь уменьшается и рыба опускается ещё сильнее; аналогично при всплывании пузырь расширяется и рыбу выталкивает к поверхности. Чтобы этому препятствовать, организм рыбы регулирует количество газа в пузыре газовыми железами (густыми скоплениями капилляров), где кровь выделяет или поглощает кислород . У рыб, способных к быстрым вертикальным перемещениям, пузыря нет, так как эта регулировка не успевала бы подстраиваться под изменения давления и при быстром всплытии раздувание пузыря могло бы быть опасным .

Плавательный пузырь расположен на самом верху брюшной полости, но всё равно всегда находится ниже центра масс тела. Из-за этого он создаёт переворачивающий момент, которому рыбе приходится противодействовать движением грудных плавников, а мёртвая рыба переворачивается кверху брюхом .

Другие функции

Плавательный пузырь и веберов аппарат карпа

У костистых рыб надотряда , составляющих большинство современных пресноводных рыб ( гоноринхообразные , карпообразные , харацинообразные , сомообразные , гимнотообразные ) одним из общих признаков служит наличие веберова аппарата — системы костей, соединяющих плавательный пузырь с внутренним ухом . Это даёт возможность воспринимать ухом вибрации, улавливаемые пузырём.

Некоторые рыбы с помощью плавательного пузыря издают звуки ( батраховые — силой свыше 100 децибел ) .

См. также

Примечания

↑ Наумов Н. П. , Карташёв Н. Н. . — М. : Высшая школа , 1979. — С. 175—176, 183—185, 206—209, 292. — 333 с. 19 июня 2022 года.
↑ Дзержинский Ф. Я. , Васильев Б. Д., Малахов В. В. Зоология позвоночных. — М. : Академия, 2013. — С. 136, 150—151, 165, 172. — 464 с. — ISBN 978-5-7965-7971-4 .
↑ Kardong K. V. Chapter 17: Sensory organs // Vertebrates: Comparative Anatomy, Function, Evolution. — 6 ed. — New York: McGraw-Hill, 2012. — P. 147, 331, 416—418, 428—430, 447. — 794 p. — ISBN 978-0-07-352423-8 .
↑ Icardo J. M. Lungs and gas bladders: Morphological insights // Acta histochemica. — 2018. — Vol. 120, № 7 . — P. 605—612. — doi : . — .
↑ Cupello C., Meunier F. J., Herbin M. et al. // Royal Society Open Science. — 2017. — Vol. 4, № 3 . — doi : . — . 7 октября 2022 года.
↑ Vitt L. J., Caldwell J. P. Chapter 1 - Tetrapod Relationships and Evolutionary Systematics // Herpetology: An Introductory Biology of Amphibians and Reptiles. — 4 ed. — Elsevier, 2014. — P. 9—12. — 757 p. — ISBN 978-0-12-386919-7 . — doi : .
↑ Lambertz M. // Royal Society Open Science. — 2017. — Vol. 4, № 11 . — doi : . — . 7 октября 2022 года.