Cara ikan bernafas ada dua jenis: udara dan air. Perbedaan-perbedaan ini muncul dan meningkat dalam proses evolusi, di bawah pengaruh berbagai faktor eksternal. Jika ikan hanya memiliki jenis pernapasan air, maka proses ini dilakukan dengan bantuan kulit dan insangnya. Pada ikan tipe udara, proses pernapasan dilakukan dengan bantuan organ supragillary, swim bladder, usus dan melalui kulit. Organ pernapasan utama, tentu saja, adalah insang, dan sisanya adalah tambahan. Namun, organ tambahan atau tambahan tidak selalu memainkan peran sekunder, paling sering mereka adalah yang paling penting.
Varietas pernapasan ikan
Ikan bertulang rawan dan ikan bertulang memiliki struktur penutup insang yang berbeda. Jadi, yang pertama memiliki partisi di celah insang, yang memastikan pembukaan insang ke luar dengan lubang terpisah. Septa ini ditutupi dengan filamen insang, yang pada gilirannya dilapisi dengan jaringan pembuluh darah. Struktur tutup insang ini terlihat jelas pada contoh ikan pari dan hiu.
Pada saat yang sama, pada spesies bertulang, septa ini berkurang karena tidak perlu, karena penutup insang dapat bergerak sendiri. Lengkungan insang ikan bertindak sebagai penopang, di mana filamen insang berada.
Fungsi insang. Lengkungan insang
Fungsi insang yang paling penting tentu saja adalah pertukaran gas. Dengan bantuan mereka, oksigen diserap dari air, dan karbon dioksida (karbon dioksida) dilepaskan ke dalamnya. Tetapi hanya sedikit orang yang tahu bahwa insang juga membantu ikan menukar zat air-garam. Jadi, setelah diproses, urea dan amonia dilepaskan ke lingkungan, pertukaran garam terjadi antara air dan tubuh ikan, dan ini terutama menyangkut ion natrium.
Dalam proses evolusi dan modifikasi subkelompok ikan, alat insang juga berubah. Jadi, pada ikan bertulang, insangnya terlihat seperti kerang, pada tulang rawan mereka terdiri dari piring, dan siklostom memiliki insang berbentuk kantung. Tergantung pada struktur alat pernapasan, struktur dan fungsi lengkungan insang ikan juga berbeda.
Gedung
Insang terletak di sisi rongga ikan bertulang yang sesuai dan dilindungi oleh penutup. Setiap insang terdiri dari lima lengkungan. Empat lengkungan insang sepenuhnya terbentuk dan satu belum sempurna. Dari luar, lengkungan insang lebih cembung; filamen insang memanjang ke sisi lengkungan, yang didasarkan pada sinar tulang rawan. Lengkungan insang berfungsi sebagai penopang untuk menempelkan kelopak, yang dipegang di atasnya dengan alasnya dengan alasnya, dan tepi bebasnya menyimpang masuk dan keluar pada sudut yang tajam. Pada kelopak insang itu sendiri adalah apa yang disebut pelat sekunder, yang terletak di seberang kelopak (atau disebut juga kelopak). Ada banyak kelopak di insang, pada ikan yang berbeda bisa dari 14 hingga 35 per satumilimeter, dengan tinggi tidak lebih dari 200 mikron. Mereka sangat kecil sehingga lebarnya bahkan tidak mencapai 20 mikron.
Fungsi utama lengkung insang
Lengkungan insang vertebrata melakukan fungsi mekanisme penyaringan dengan bantuan penyapu insang, yang terletak di lengkungan, yang menghadap rongga mulut ikan. Hal ini memungkinkan untuk mempertahankan padatan tersuspensi di kolom air dan berbagai mikroorganisme nutrisi di dalam mulut.
Bergantung pada apa yang dimakan ikan, penggaruk insang juga telah berubah; mereka didasarkan pada pelat tulang. Jadi, jika seekor ikan adalah pemangsa, maka benang sarinya terletak lebih jarang dan lebih rendah, dan pada ikan yang makan secara eksklusif pada plankton yang hidup di kolom air, penyapu insangnya tinggi dan lebih padat. Pada ikan omnivora, benang sari berada di tengah antara predator dan pemakan plankton.
Sistem peredaran darah paru
Insang ikan memiliki warna merah muda cerah karena banyaknya darah yang diperkaya dengan oksigen. Hal ini dikarenakan proses peredaran darah yang intensif. Darah yang perlu diperkaya dengan oksigen (vena) dikumpulkan dari seluruh tubuh ikan dan masuk ke dalam lengkung insang melalui aorta abdominalis. Aorta abdominalis bercabang menjadi dua arteri bronkial, diikuti oleh lengkungan arteri insang, yang, pada gilirannya, dibagi menjadi sejumlah besar arteri kelopak, membungkus filamen insang yang terletak di sepanjang tepi bagian dalam tulang rawan. Tapi ini bukan batasnya. Arteri kelopak sendiri dibagi menjadi sejumlah besar kapiler, membungkus bagian dalamdan bagian luar kelopak. Diameter kapiler sangat kecil sehingga sama dengan ukuran eritrosit itu sendiri, yang membawa oksigen melalui darah. Dengan demikian, lengkungan insang bertindak sebagai penopang bagi penggaruk, yang menyediakan pertukaran gas.
Di sisi lain kelopak, semua arteriol marginal bergabung menjadi satu pembuluh darah yang mengalir ke vena yang membawa darah, yang, pada gilirannya, masuk ke bronkial, dan kemudian ke aorta dorsal.
Jika kita melihat lengkung insang ikan lebih detail dan melakukan pemeriksaan histologis, yang terbaik adalah mempelajari bagian memanjang. Jadi tidak hanya benang sari dan kelopak yang akan terlihat, tetapi juga lipatan pernapasan, yang merupakan penghalang antara lingkungan akuatik dan darah.
Lipatan ini dilapisi dengan hanya satu lapisan epitel, dan di dalamnya - kapiler didukung oleh sel pilar (penopang). Penghalang kapiler dan sel-sel pernapasan sangat rentan terhadap pengaruh lingkungan eksternal. Jika ada pengotor zat beracun di dalam air, dinding ini membengkak, terjadi pelepasan, dan menebal. Ini penuh dengan konsekuensi serius, karena proses pertukaran gas dalam darah terhambat, yang pada akhirnya menyebabkan hipoksia.
Pertukaran gas dalam ikan
Oksigen diperoleh ikan melalui pertukaran gas pasif. Kondisi utama untuk pengayaan darah dengan oksigen adalah aliran air yang konstan di insang, dan untuk ini perlu bahwa lengkungan insang dan seluruh peralatan mempertahankan strukturnya, maka fungsi lengkungan insang pada ikan tidak akan terganggu. Permukaan difus juga harus mempertahankan integritasnya untukpengayaan hemoglobin yang tepat dengan oksigen.
Untuk pertukaran gas pasif, darah di kapiler ikan bergerak berlawanan arah dengan aliran darah di insang. Fitur ini berkontribusi pada ekstraksi oksigen yang hampir lengkap dari air dan pengayaan darah dengannya. Pada beberapa individu, tingkat pengayaan darah relatif terhadap komposisi oksigen dalam air adalah 80%. Aliran air melalui insang terjadi karena pemompaan melalui rongga insang, sedangkan fungsi utama dilakukan oleh pergerakan alat mulut, serta penutup insang.
Apa yang menentukan laju respirasi ikan?
Karena fitur-fiturnya yang khas, dimungkinkan untuk menghitung laju pernapasan ikan, yang tergantung pada pergerakan penutup insang. Konsentrasi oksigen dalam air dan kandungan karbon dioksida dalam darah mempengaruhi laju respirasi ikan. Selain itu, hewan air ini lebih sensitif terhadap konsentrasi oksigen yang rendah daripada sejumlah besar karbon dioksida dalam darah. Laju respirasi juga dipengaruhi oleh suhu air, pH, dan banyak faktor lainnya.
Ikan memiliki kemampuan khusus untuk mengekstrak benda asing dari permukaan lengkung insang dan dari rongganya. Kemampuan ini disebut batuk. Penutup insang ditutup secara berkala, dan dengan bantuan gerakan air terbalik, semua suspensi pada insang tersapu oleh arus air. Manifestasi pada ikan ini paling sering terlihat jika air terkontaminasi dengan bahan tersuspensi atau zat beracun.
Fungsi insang tambahan
Selain yang utama, pernafasan, insang tampilfungsi osmoregulasi dan ekskresi. Ikan adalah organisme ammoniotelic, pada kenyataannya, seperti semua hewan yang hidup di air. Ini berarti bahwa produk akhir dari pemecahan nitrogen yang terkandung dalam tubuh adalah amonia. Berkat insang yang dikeluarkan dari tubuh ikan dalam bentuk ion amonium, sambil membersihkan tubuh. Selain oksigen, garam, senyawa dengan berat molekul rendah, serta sejumlah besar ion anorganik yang terletak di kolom air masuk ke dalam darah melalui insang sebagai hasil difusi pasif. Selain insang, penyerapan zat ini dilakukan dengan menggunakan struktur khusus.
Jumlah ini termasuk sel klorida spesifik yang melakukan fungsi osmoregulasi. Mereka mampu memindahkan ion klorida dan natrium, sementara bergerak dalam arah yang berlawanan dari gradien difusi yang besar.
Pergerakan ion klorida bergantung pada habitat ikan. Jadi, pada individu air tawar, ion monovalen ditransfer oleh sel klorida dari air ke darah, menggantikan yang hilang sebagai akibat dari berfungsinya sistem ekskresi ikan. Namun pada ikan laut, prosesnya dilakukan dengan arah yang berlawanan: ekskresi terjadi dari darah ke lingkungan.
Jika konsentrasi unsur kimia berbahaya dalam air meningkat secara nyata, maka fungsi osmoregulasi tambahan insang dapat terganggu. Akibatnya, bukan jumlah zat yang diperlukan yang masuk ke dalam darah, tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih tinggi, yang dapat berdampak buruk pada kondisi hewan. Kekhususan ini tidakselalu negatif. Jadi, mengetahui fitur insang ini, Anda dapat melawan banyak penyakit ikan dengan memasukkan obat dan vaksin langsung ke dalam air.
Respirasi kulit berbagai ikan
Benar-benar semua ikan memiliki kemampuan respirasi kulit. Itu hanya sejauh mana itu dikembangkan - tergantung pada sejumlah besar faktor: ini adalah usia, dan kondisi lingkungan, dan banyak lainnya. Jadi, jika ikan hidup di air bersih yang mengalir, maka persentase respirasi kulit tidak signifikan dan hanya berjumlah 2-10%, sedangkan fungsi pernapasan embrio dilakukan secara eksklusif melalui kulit, serta sistem pembuluh darah. kantung empedu.
Pernapasan usus
Tergantung pada habitatnya, cara ikan bernafas berubah. Jadi, ikan lele tropis dan ikan loach aktif bernapas melalui usus. Saat tertelan, udara masuk ke sana dan sudah dengan bantuan jaringan pembuluh darah yang padat menembus ke dalam darah. Metode ini mulai berkembang pada ikan karena kondisi lingkungan tertentu. Air di reservoir mereka, karena suhu tinggi, memiliki konsentrasi oksigen yang rendah, yang diperburuk oleh kekeruhan dan kurangnya aliran. Sebagai hasil dari transformasi evolusioner, ikan di reservoir tersebut telah belajar untuk bertahan hidup menggunakan oksigen dari udara.
Fungsi gelembung renang tambahan
Kandung renang dirancang untuk regulasi hidrostatik. Ini adalah fungsi utamanya. Namun, pada beberapa spesies ikan, kantung renang disesuaikan untuk bernapas. Digunakan sebagai reservoir udara.
Tipe bangunanrenang kandung kemih
Bergantung pada struktur anatomi kantung renang, semua jenis ikan dibagi menjadi:
- buka gelembung;
- gelembung tertutup.
Grup pertama adalah yang paling banyak dan paling utama, sedangkan kelompok ikan kandung kemih tertutup sangat kecil. Ini termasuk bertengger, belanak, cod, stickleback, dll. Pada ikan kandung kemih terbuka, seperti namanya, kantung renang terbuka untuk berkomunikasi dengan aliran usus utama, sedangkan pada ikan kandung kemih tertutup, masing-masing tidak.
Cyprinids juga memiliki struktur kandung kemih renang yang spesifik. Itu dibagi menjadi ruang belakang dan depan, yang dihubungkan oleh saluran sempit dan pendek. Dinding bilik anterior kandung kemih terdiri dari dua cangkang, luar dan dalam, sedangkan bilik posterior tidak memiliki cangkang luar.
Kantong renang dilapisi dengan satu baris epitel skuamosa, setelah itu ada deretan lapisan jaringan ikat longgar, otot dan pembuluh darah. Kandung kemih renang memiliki kilau mutiara yang khas hanya untuk itu, yang disediakan oleh jaringan ikat padat khusus dengan struktur berserat. Untuk memastikan kekuatan gelembung dari luar, kedua ruang ditutup dengan membran serosa elastis.
Organ Labirin
Sejumlah kecil ikan tropis telah mengembangkan organ khusus seperti labirin dan supragill. Spesies ini termasuk makropoda, gurami, ayam jantan, dan kepala ular. Formasi dapat diamati dalam bentukperubahan pada faring, yang berubah menjadi organ supragillary, atau rongga insang menonjol (disebut organ labirin). Tujuan utama mereka adalah kemampuan untuk mendapatkan oksigen dari udara.
