วิธีที่ปลาหายใจออกเป็นสองประเภท: อากาศและน้ำ ความแตกต่างเหล่านี้เกิดขึ้นและปรับปรุงในกระบวนการวิวัฒนาการภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกต่างๆ หากปลามีการหายใจแบบน้ำ กระบวนการนี้จะดำเนินการโดยใช้ผิวหนังและเหงือกของปลา ในปลาประเภทอากาศ กระบวนการหายใจจะดำเนินการโดยใช้อวัยวะด้านบน กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำ ลำไส้ และผ่านทางผิวหนัง แน่นอนว่าอวัยวะระบบทางเดินหายใจหลักคือเหงือกและส่วนที่เหลือเป็นส่วนเสริม อย่างไรก็ตาม อวัยวะเสริมหรืออวัยวะเพิ่มเติมไม่ได้มีบทบาทรองเสมอไป ส่วนใหญ่มักเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด
ปลาหายใจหลากชนิด
กระดูกอ่อนและปลากระดูกมีโครงสร้างที่แตกต่างกันของฝาครอบเหงือก ดังนั้น อันแรกมีฉากกั้นในช่องเหงือก ซึ่งช่วยให้เหงือกเปิดออกด้านนอกด้วยรูที่แยกจากกัน ผนังกั้นเซปตาเหล่านี้หุ้มด้วยใยเหงือก ซึ่งจะเรียงรายไปด้วยเครือข่ายหลอดเลือด โครงสร้างของเหงือกนี้มองเห็นได้ชัดเจนในตัวอย่างปลากระเบนและปลาฉลาม
ในขณะเดียวกันในสายพันธุ์กระดูก ผนังกะบังลมเหล่านี้ถูกลดขนาดลงโดยไม่จำเป็น เนื่องจากเหงือกสามารถเคลื่อนย้ายได้เอง ส่วนโค้งของเหงือกของปลาทำหน้าที่เป็นตัวรองรับซึ่งเป็นที่ตั้งของเส้นใยเหงือก
หน้าที่ของเหงือก ซุ้มเหงือก
หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของเหงือกคือการแลกเปลี่ยนแก๊ส ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาออกซิเจนจะถูกดูดซับจากน้ำและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์) ลงไป แต่น้อยคนนักที่จะรู้ว่าเหงือกช่วยให้ปลาแลกเปลี่ยนเกลือน้ำได้ ดังนั้นหลังจากการแปรรูป ยูเรียและแอมโมเนียจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม การแลกเปลี่ยนเกลือเกิดขึ้นระหว่างน้ำกับร่างกายของปลา ซึ่งเกี่ยวข้องกับโซเดียมไอออนเป็นหลัก
ในกระบวนการวิวัฒนาการและการดัดแปลงกลุ่มย่อยของปลา เครื่องมือเหงือกก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้นในปลากระดูก เหงือกจึงดูเหมือนหอยเชลล์ ในกระดูกอ่อนประกอบด้วยจาน และ cyclostomes มีเหงือกรูปถุง โครงสร้างและหน้าที่ของส่วนโค้งเหงือกของปลาก็แตกต่างกันไปตามโครงสร้างของเครื่องช่วยหายใจ
ตึก
เหงือกจะอยู่ที่ด้านข้างของโพรงที่ตรงกันของปลากระดูกและได้รับการคุ้มครองโดยฝาครอบ เหงือกแต่ละอันประกอบด้วยห้าโค้ง โค้งเหงือกทั้งสี่นั้นถูกสร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์และอีกอันเป็นพื้นฐาน จากด้านนอก เหงือกโค้งนูนขึ้น เส้นใยเหงือกขยายไปถึงด้านข้างของส่วนโค้ง ซึ่งมีพื้นฐานมาจากรังสีกระดูกอ่อน ส่วนโค้งของเหงือกทำหน้าที่เป็นตัวรองรับสำหรับการติดกลีบซึ่งยึดไว้กับฐานพร้อมกับฐานและขอบอิสระจะแยกเข้าและออกในมุมแหลม บนกลีบเหงือกนั้นเรียกว่าแผ่นรองซึ่งอยู่ตรงข้ามกลีบดอก (หรือกลีบตามที่เรียกว่า) บนเหงือกมีกลีบดอกจำนวนมาก โดยในปลาต่างๆ อาจมีได้ตั้งแต่ 14 ถึง 35 กลีบต่อตัวมิลลิเมตร มีความสูงไม่เกิน 200 ไมครอน มีขนาดเล็กมากจนความกว้างไม่ถึง 20 ไมครอน
หน้าที่หลักของซุ้มเหงือก
เหงือกของสัตว์มีกระดูกสันหลังทำหน้าที่กลไกการกรองด้วยความช่วยเหลือของเหงือกปลาซึ่งตั้งอยู่บนซุ้มประตูซึ่งหันหน้าไปทางช่องปากของปลา ทำให้สามารถกักเก็บสารแขวนลอยในคอลัมน์น้ำและจุลินทรีย์สารอาหารต่างๆ ไว้ในปากได้
เหงือกปลาก็เปลี่ยนไปด้วย พวกมันขึ้นอยู่กับแผ่นกระดูก ดังนั้นหากปลาเป็นสัตว์กินเนื้อ เกสรตัวผู้ของมันจะอยู่น้อยกว่าและอยู่ต่ำกว่า และในปลาที่กินแพลงก์ตอนที่อาศัยอยู่ในคอลัมน์น้ำโดยเฉพาะ ร่องเหงือกจะสูงและหนาแน่นกว่า ในปลาที่เป็นสัตว์กินพืชเป็นอาหาร เกสรตัวผู้อยู่ตรงกลางระหว่างสัตว์กินเนื้อและตัวป้อนแพลงตอน
ระบบไหลเวียนของปอด
เหงือกของปลามีสีชมพูสดใสเนื่องจากเลือดมีออกซิเจนในปริมาณมาก นี่เป็นเพราะกระบวนการไหลเวียนโลหิตอย่างเข้มข้น เลือดที่จำเป็นต้องเสริมด้วยออกซิเจน (หลอดเลือดดำ) จะถูกรวบรวมจากทั้งตัวของปลาและเข้าสู่ส่วนโค้งของเหงือกผ่านเส้นเลือดใหญ่ในช่องท้อง หลอดเลือดแดงใหญ่ในช่องท้องแตกแขนงออกเป็นหลอดเลือดแดงหลอดลมสองเส้น ตามด้วยหลอดเลือดแดงเหงือก ซึ่งในทางกลับกัน หลอดเลือดแดงกลีบดอกจะแบ่งออกเป็นหลายเส้น ซึ่งห่อหุ้มเส้นใยเหงือกที่อยู่ตามขอบด้านในของรังสีกระดูกอ่อน แต่นี่ไม่ใช่ข้อจำกัด หลอดเลือดแดงกลีบดอกไม้เองถูกแบ่งออกเป็นเส้นเลือดฝอยจำนวนมากห่อหุ้มด้านในและส่วนนอกของกลีบดอก เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอยมีขนาดเล็กมากจนเท่ากับขนาดของเม็ดเลือดแดงซึ่งนำออกซิเจนผ่านเลือด ดังนั้นส่วนโค้งของเหงือกจึงทำหน้าที่เป็นตัวรองรับไม้ค้ำซึ่งให้การแลกเปลี่ยนก๊าซ
อีกด้านหนึ่งของกลีบดอก หลอดเลือดแดงส่วนขอบทั้งหมดจะรวมกันเป็นเส้นเลือดเดียวที่ไหลเข้าสู่เส้นเลือดที่นำเลือดซึ่งไหลผ่านเข้าไปในหลอดลมแล้วจึงเข้าไปในหลอดเลือดแดงใหญ่ที่ด้านหลัง
ถ้าเราดูที่ส่วนโค้งของเหงือกปลาโดยละเอียดและทำการตรวจเนื้อเยื่อ ทางที่ดีควรศึกษาส่วนตามยาว ดังนั้นไม่เพียงแต่จะมองเห็นเกสรตัวผู้และกลีบดอกเท่านั้น แต่ยังมองเห็นรอยพับของระบบทางเดินหายใจซึ่งเป็นอุปสรรคระหว่างสภาพแวดล้อมในน้ำกับเลือด
รอยพับเหล่านี้เรียงรายไปด้วยเยื่อบุผิวเพียงชั้นเดียว และด้านใน - เส้นเลือดฝอยรองรับโดยเซลล์เสา (ที่รองรับ) อุปสรรคของเส้นเลือดฝอยและเซลล์ทางเดินหายใจมีความเสี่ยงต่อผลกระทบของสภาพแวดล้อมภายนอก หากในน้ำมีสิ่งเจือปนของสารพิษ ผนังเหล่านี้จะบวม แยกออก และข้นขึ้น สิ่งนี้เต็มไปด้วยผลกระทบที่ร้ายแรง เนื่องจากกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซในเลือดถูกขัดขวาง ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่ภาวะขาดออกซิเจน
แลกเปลี่ยนแก๊สในปลา
ปลาได้ออกซิเจนจากการแลกเปลี่ยนก๊าซแบบพาสซีฟ เงื่อนไขหลักสำหรับการเพิ่มคุณค่าของเลือดด้วยออกซิเจนคือการไหลของน้ำในเหงือกอย่างต่อเนื่องและด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นที่ส่วนโค้งของเหงือกและอุปกรณ์ทั้งหมดจะคงโครงสร้างไว้ดังนั้นการทำงานของส่วนโค้งของเหงือกในปลาจะไม่เป็น บกพร่อง พื้นผิวกระจายยังต้องรักษาความสมบูรณ์สำหรับการเพิ่มคุณค่าของเฮโมโกลบินด้วยออกซิเจนอย่างเหมาะสม
สำหรับการแลกเปลี่ยนก๊าซแบบพาสซีฟ เลือดในเส้นเลือดฝอยของปลาจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับกระแสเลือดในเหงือก คุณลักษณะนี้มีส่วนช่วยในการสกัดออกซิเจนจากน้ำได้เกือบสมบูรณ์และช่วยให้เลือดไหลเวียนได้ดีขึ้น ในบางคนอัตราการเพิ่มพูนเลือดเทียบกับองค์ประกอบของออกซิเจนในน้ำคือ 80% การไหลของน้ำผ่านเหงือกเกิดจากการสูบน้ำผ่านช่องเหงือก ในขณะที่หน้าที่หลักคือการเคลื่อนไหวของเครื่องมือในช่องปากและเหงือก
อะไรเป็นตัวกำหนดอัตราการหายใจของปลา
เนื่องจากลักษณะเฉพาะ จึงสามารถคำนวณอัตราการหายใจของปลาได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวของฝาครอบเหงือก ความเข้มข้นของออกซิเจนในน้ำและปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดส่งผลต่ออัตราการหายใจของปลา ยิ่งไปกว่านั้น สัตว์น้ำเหล่านี้ไวต่อออกซิเจนที่มีความเข้มข้นต่ำมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดในปริมาณมาก อัตราการหายใจยังได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของน้ำ ค่า pH และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย
ปลามีความสามารถเฉพาะในการดึงสิ่งแปลกปลอมออกจากพื้นผิวของส่วนโค้งเหงือกและฟันผุ ความสามารถนี้เรียกว่าไอ ฝาครอบเหงือกถูกปิดเป็นระยะ และด้วยความช่วยเหลือของการเคลื่อนที่ย้อนกลับของน้ำ สารแขวนลอยบนเหงือกทั้งหมดจะถูกชะล้างโดยกระแสน้ำ อาการนี้มักพบในปลาหากน้ำปนเปื้อนสารแขวนลอยหรือสารพิษ
ฟังก์ชั่นเพิ่มเติมของเหงือก
นอกจากหลักการหายใจเหงือกแล้วฟังก์ชั่น osmoregulatory และการขับถ่าย ปลาเป็นสิ่งมีชีวิตประเภทแอมโมเนียม เหมือนกับสัตว์ทุกชนิดที่อาศัยอยู่ในน้ำ ซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสลายไนโตรเจนที่มีอยู่ในร่างกายคือแอมโมเนีย ต้องขอบคุณเหงือกที่ขับออกจากร่างกายของปลาในรูปของแอมโมเนียมไอออนในขณะที่ทำความสะอาดร่างกาย นอกจากออกซิเจน เกลือ สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ตลอดจนไอออนอนินทรีย์จำนวนมากที่อยู่ในคอลัมน์น้ำจะเข้าสู่กระแสเลือดผ่านทางเหงือกอันเป็นผลมาจากการแพร่กระจายแบบพาสซีฟ นอกจากเหงือกแล้ว การดูดซึมของสารเหล่านี้ยังดำเนินการโดยใช้โครงสร้างพิเศษ
ตัวเลขนี้รวมถึงเซลล์คลอไรด์จำเพาะที่ทำหน้าที่ควบคุมการดูดซึม พวกมันสามารถเคลื่อนตัวคลอไรด์และโซเดียมไอออน ในขณะที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการไล่ระดับการแพร่กระจายขนาดใหญ่
การเคลื่อนที่ของไอออนคลอไรด์ขึ้นอยู่กับถิ่นที่อยู่ของปลา ดังนั้นในสัตว์น้ำจืด โมโนวาเลนต์ไอออนจะถูกถ่ายโอนโดยเซลล์คลอไรด์จากน้ำสู่เลือด แทนที่เซลล์ที่สูญเสียไปอันเป็นผลมาจากการทำงานของระบบขับถ่ายของปลา แต่ในปลาทะเล กระบวนการนี้ดำเนินไปในทิศทางตรงกันข้าม: การขับถ่ายเกิดขึ้นจากเลือดสู่สิ่งแวดล้อม
หากความเข้มข้นขององค์ประกอบทางเคมีที่เป็นอันตรายในน้ำเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การทำงานของอวัยวะช่วยหายใจของเหงือกอาจลดลง ส่งผลให้ปริมาณสารที่จำเป็นไม่เข้าสู่กระแสเลือด แต่มีความเข้มข้นสูงกว่ามาก ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสภาพของสัตว์ ความจำเพาะนี้ไม่ใช่เป็นลบเสมอ ดังนั้น เมื่อทราบคุณสมบัติของเหงือกแล้ว คุณสามารถต่อสู้กับโรคต่างๆ ของปลาได้โดยการนำยาและวัคซีนเข้าสู่น้ำโดยตรง
หายใจทางผิวหนังของปลาต่างๆ
ปลาทุกตัวมีความสามารถในการหายใจทางผิวหนังอย่างแน่นอน นั่นเป็นเพียงการพัฒนาในระดับใด ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ อายุ สภาพสิ่งแวดล้อม และอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้นหากปลาอาศัยอยู่ในน้ำไหลที่สะอาด เปอร์เซ็นต์ของการหายใจทางผิวหนังก็ไม่มีนัยสำคัญและมีเพียง 2-10% ในขณะที่การทำงานของระบบทางเดินหายใจของตัวอ่อนจะดำเนินการเฉพาะทางผิวหนังเช่นเดียวกับระบบหลอดเลือดของ ถุงน้ำดี
หายใจเข้าลำไส้
การหายใจของปลาเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับถิ่นที่อยู่ ดังนั้นปลาดุกเขตร้อนและปลาลอชจึงหายใจเข้าทางลำไส้ เมื่อกลืนเข้าไปอากาศจะเข้าสู่ที่นั่นและด้วยความช่วยเหลือของเครือข่ายหลอดเลือดที่หนาแน่นจะแทรกซึมเข้าสู่กระแสเลือด วิธีนี้เริ่มพัฒนาในปลาเนื่องจากสภาพแวดล้อมเฉพาะ น้ำในอ่างเก็บน้ำเนื่องจากอุณหภูมิสูง มีออกซิเจนความเข้มข้นต่ำ ซึ่งทำให้เกิดความขุ่นและขาดการไหล จากการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ ปลาในอ่างเก็บน้ำดังกล่าวได้เรียนรู้ที่จะเอาชีวิตรอดโดยใช้ออกซิเจนจากอากาศ
เพิ่มฟังก์ชั่นว่ายน้ำกระเพาะปัสสาวะ
กระด้งว่ายน้ำได้รับการออกแบบสำหรับการควบคุมอุทกสถิต นี่คือหน้าที่หลักของมัน อย่างไรก็ตาม ในปลาบางชนิด กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำถูกปรับให้เข้ากับการหายใจ ใช้เป็นที่กักเก็บอากาศ
ประเภทอาคารกระเพาะว่ายน้ำ
ขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางกายวิภาคของกระเพาะว่ายน้ำ ปลาทุกชนิดแบ่งออกเป็น:
- เปิดฟอง;
- ปิดฟอง
กลุ่มแรกมีจำนวนมากที่สุดและเป็นกลุ่มหลักในขณะที่กลุ่มของปลากระเพาะปิดมีขนาดเล็กมาก ประกอบด้วยคอน ปลากระบอก ปลาค็อด ปลากระพง เป็นต้น ในปลากระเพาะเปิด ตามชื่อ กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำเปิดเพื่อสื่อสารกับกระแสน้ำในลำไส้หลัก ในขณะที่ปลากระเพาะปัสสาวะปิด ตามลำดับ ไม่ใช่
Cyprinids ยังมีโครงสร้างกระเพาะปัสสาวะเฉพาะอีกด้วย แบ่งออกเป็นช่องด้านหลังและด้านหน้าซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยช่องแคบและสั้น ผนังของช่องด้านหน้าของกระเพาะปัสสาวะประกอบด้วยเปลือกสองชิ้น ด้านนอกและด้านใน ในขณะที่ช่องด้านหลังไม่มีเปลือกนอก
กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำเรียงรายไปด้วยเยื่อบุผิวสความัสหนึ่งแถว หลังจากนั้นจะมีชั้นเกี่ยวพัน กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อหลอดเลือดที่หลวมเป็นแถว กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำมีประกายแวววาวเฉพาะตัวเท่านั้น ซึ่งมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันหนาแน่นพิเศษที่มีโครงสร้างเป็นเส้นใย เพื่อให้แน่ใจว่าฟองอากาศจะแข็งแรงจากภายนอก ห้องทั้งสองจึงถูกหุ้มด้วยเยื่อเซรุ่มยางยืด
ออร์แกนเขาวงกต
ปลาเขตร้อนจำนวนหนึ่งได้พัฒนาอวัยวะเฉพาะเช่นเขาวงกตและเหนือ สายพันธุ์นี้รวมถึงแมคโครพอด ปลาสลิด ไก่งวง และหัวงู การก่อตัวสามารถสังเกตได้ในรูปแบบการเปลี่ยนแปลงในคอหอยซึ่งเปลี่ยนเป็นอวัยวะด้านบนหรือช่องเหงือกยื่นออกมา (อวัยวะที่เรียกว่าเขาวงกต) วัตถุประสงค์หลักของพวกเขาคือความสามารถในการรับออกซิเจนจากอากาศ