Aqu @teach: Физиология дыхания
Воздух, которым мы дышим, в основном азот (78%) и 21% кислород. Вода, которую рыба «дышит», также содержит кислород, но в гораздо меньшей концентрации, менее 1%. Кроме того, поскольку вода в 840 раз плотнее воздуха и в 60 раз более вязкой, рыбе требуется больше усилий, чтобы «дышать» для извлечения кислорода, около 10% их метаболической энергии. Для сравнения, наземные животные используют только около 2% своей метаболической энергии для извлечения кислорода из воздуха. Например, радужная форель должна перемещать около 600 мл воды за их жабры в минуту на кг веса, в то время как, для сравнения, наземным рептилиям, таким как черепахи, нужно всего лишь перемещать 50 мл воздуха мин.-1 кг-1 . В результате, хотя рыбные жабры достаточно эффективны, получение достаточного количества кислорода из окружающей воды может быть затруднено, а иногда и опасно для жизни.
Рыба улавливает кислород, используя свои жабры, которые находятся в непосредственном контакте с окружающей водой и являются легкой добычей паразитов и бактериальных инфекций. Общая площадь жабры примерно в 10 раз превышает площадь поверхности всего тела. Жабры также важны для ионообмена (поддержания кислотно-щелочного баланса) и удаления отходов, таких как аммиак. Таким образом, рыба в основном мочиться через свои жабры, а также дышать через них. Чтобы получить кислород, вода втягивается в полость рта, а затем рот закрывается, чтобы вытеснить воду через две опекулы. Это движение накачки создает однонаправленный поток воды, в отличие от вдыхания и выдоха через одно и то же отверстие у наземных млекопитающих. Некоторые рыбы, такие как акулы, могут держать рот открытым во время плавания, что, по-видимому, обеспечивает достаточный поток воды над жабрами, чтобы нормально дышать. Если ваши танки позволяют это, вы можете попытаться измерить сердечную частоту вашей рыбы косвенно, подсчитывая операционную частоту — время открытия и закрытия оперкулы в течение одной минуты. Это измерение может быть использовано в качестве косвенного показателя благосостояния животных, так как стрессовые рыбы имеют высокие операционные частоты.
Большинство рыб имеют четыре жаберные арки с каждой стороны тела (рис. 2). Каждая арка состоит из белого костного стержня, который проходит сверху вниз (вентрально-дорсальный), из которого стекаются V-образные первичные нити в каудальном направлении. Первичные нити или первичные ламели красные, так как они полны крови. Каждая первичная ламелла имеет вторичные ламели, которые пересекают ее перпендикулярно и переносят отдельные кровяные клетки для облегчения газообмена (высвобождение CO2 и захват O2 с помощью гемоглобина в эритроцитах). Поток крови протекает против потока воды, что повышает ее эффективность. Кроме того, рыба может открыть или закрыть набор первичных нитей, чтобы подвергать более вторичные ламели воде, эффективно делая глубокий вдох. После наполнения кислородом клетки крови продолжают двигаться по телу через артерии.
*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *