Ada dua jenis metode pernapasan untuk ikan: 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 insang. Pada ikan dengan tipe udara, proses pernapasan dilakukan dengan bantuan organ insang, kandung kemih renang, 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 yang paling penting.
Variasi pernapasan ikan
Tulang rawan dan ikan tulang memiliki struktur penutup insang yang berbeda. Jadi, yang pertama memiliki partisi dalam slot insang, yang memastikan pembukaan insang keluar dengan lubang terpisah. Partisi-partisi ini ditutupi dengan lobang insang, yang, pada gilirannya, ditutupi oleh jaringan pembuluh darah. Struktur penutup insang seperti itu terlihat jelas pada contoh ikan pari dan hiu.
Pada saat yang sama, pada spesies bertulang, partisi ini direduksi sebagai tidak perlu, karena penutup insang dapat bergerak sendiri. Lengkungan insang ikan berfungsi sebagai pendukung, di mana kelopak insang berada.
Fungsi Gill Lengkungan cabang
Fungsi paling penting dari insang adalah, tentu saja, pertukaran gas. Dengan bantuan mereka, oksigen diserap dari air, dan karbon dioksida (karbon dioksida) dilepaskan ke dalamnya. Tetapi sedikit yang tahu bahwa insang juga membantu ikan bertukar zat air garam. Jadi, setelah diproses, urea, amonia dibuang ke lingkungan, pertukaran garam terjadi antara air dan organisme ikan, dan ini terutama menyangkut ion natrium.
Dalam proses evolusi dan modifikasi subkelompok ikan, peralatan insang juga berubah. Jadi, pada ikan bertulang, insang terlihat seperti kerang, pada insang tulang rawan, mereka terdiri dari lempeng, dan cyclostom memiliki bentuk insang berbentuk sakular. Tergantung pada struktur alat pernapasan, struktur serta fungsi lengkungan insang ikan berbeda.
Membangun
Insang terletak di sisi rongga yang sesuai dari ikan bertulang dan dilindungi oleh penutup. Setiap insang terdiri dari lima busur. Empat lengkungan cabang terbentuk penuh, dan satu tidak sempurna. Dari luar, lengkungan insang lebih cembung, ke sisi lengkungan, lobang insang, berdasarkan sinar tulang rawan, memanjang. Lengkungan insang berfungsi sebagai penopang untuk menempelkan kelopak, yang didukung oleh alasnya di alasnya, dan tepi bebasnya menyimpang ke dalam dan ke luar pada sudut yang tajam. Pada insang kelopak itu sendiri adalah apa yang disebut lempengan sekunder, yang terletak di seberang kelopak (atau kelopak, sebagaimana mereka juga disebut). Pada insang terdapat sejumlah besar kelopak, berbagai ikan dapat memiliki 14 hingga 35 per milimeter, dengan ketinggian tidak lebih dari 200 mikron. Mereka sangat kecil sehingga lebarnya tidak mencapai 20 mikron.
Fungsi utama lengkungan insang
Lengkungan insang vertebrata berfungsi sebagai mekanisme penyaringan dengan bantuan benang sari insang yang terletak di busur yang menghadap mulut ikan. Hal ini memungkinkan untuk menahan suspensi mulut yang terletak di kolom air dan berbagai mikroorganisme nutrisi.
Bergantung pada apa yang dimakan ikan, benang sari insang juga telah berubah; mereka didasarkan pada lempeng tulang. Jadi, jika ikan itu adalah predator, maka benang sari-nya terletak lebih jarang dan lebih rendah, dan pada ikan yang makan secara eksklusif plankton yang hidup di kolom air, benang sari insang tinggi dan lebih padat. Pada ikan yang omnivora, benang sari memiliki lokasi tengah antara predator dan planktonofag.
Sistem peredaran darah dari sirkulasi paru-paru
Insang ikan memiliki warna merah muda yang cerah karena banyaknya darah yang diperkaya dengan oksigen. Ini karena proses sirkulasi darah yang intens. Darah, yang harus diperkaya dengan oksigen (vena), dikumpulkan dari seluruh organisme ikan dan memasuki lengkungan insang melalui aorta perut. Aorta abdominalis bercabang menjadi dua arteri bronkial, diikuti oleh lengkung arteri insang, yang, pada gilirannya, dibagi menjadi sejumlah besar arteri lobus yang membungkus lobus insang yang terletak di sepanjang tepi bagian dalam sinar tulang rawan. Tapi ini bukan batasnya. Arteri kelopak sendiri terbagi menjadi sejumlah besar kapiler, yang membungkus sela tebal di bagian dalam dan luar kelopak. Diameter kapiler sangat kecil sehingga sama dengan ukuran sel darah merah itu sendiri, yang membawa oksigen melalui darah. Dengan demikian, lengkungan cabang berfungsi sebagai dukungan untuk benang sari yang menyediakan pertukaran gas.
Di sisi lain kelopak, semua arteriol marginal bergabung menjadi pembuluh tunggal yang mengalir ke pembuluh darah yang membawa darah, yang, pada gilirannya, masuk ke bronkial dan kemudian ke aorta tulang belakang.
Jika kita memeriksa secara lebih rinci lengkungan ikan yang bercabang dan melakukan pemeriksaan histologis, yang terbaik adalah mempelajari bagian longitudinal. Jadi tidak hanya benang sari dan kelopak akan terlihat, tetapi juga lipatan pernapasan, yang merupakan penghalang antara lingkungan air dan darah.
Lipatan ini dilapisi dengan hanya satu lapisan epitel, dan di dalam - dengan kapiler didukung oleh sel-sel pylar (pendukung). Penghalang kapiler dan sel-sel pernapasan sangat rentan terhadap pengaruh lingkungan. Jika ada kotoran dari zat beracun di dalam air, dinding ini membengkak, terkelupas, dan mereka menebal. Ini penuh dengan konsekuensi serius, karena proses pertukaran gas dalam darah rumit, yang akhirnya mengarah pada hipoksia.
Pertukaran gas dalam ikan
Produksi oksigen oleh ikan terjadi melalui pertukaran gas pasif. Kondisi utama untuk memperkaya darah dengan oksigen adalah aliran air yang konstan di insang, dan untuk ini perlu bahwa lengkungan insang dan seluruh peralatan mempertahankan struktur mereka, maka fungsi lengkungan insang pada ikan tidak akan terganggu. Permukaan difus juga harus menjaga integritasnya untuk memperkaya hemoglobin dengan oksigen.
Untuk pertukaran gas pasif, darah di kapiler ikan bergerak berlawanan arah dengan aliran darah di insang. Fitur ini berkontribusi pada ekstraksi hampir lengkap oksigen dari air dan pengayaan darahnya. Pada beberapa individu, tingkat pengayaan darah relatif terhadap komposisi oksigen dalam air adalah 80%. Aliran air melalui insang terjadi karena memompanya melalui rongga insang, sedangkan fungsi utama dilakukan oleh pergerakan alat oral dan penutup insang.
Apa yang menentukan tingkat pernapasan ikan?
Karena fitur-fiturnya, Anda dapat menghitung laju pernapasan ikan, yang tergantung pada pergerakan tutup insang. Konsentrasi oksigen dalam air dan kandungan karbon dioksida dalam darah mempengaruhi laju pernapasan ikan. Selain itu, hewan air ini lebih sensitif terhadap konsentrasi oksigen yang rendah daripada sejumlah besar karbon dioksida dalam darah. Suhu air, pH, dan banyak faktor lain juga memengaruhi laju pernapasan.
Ikan memiliki kemampuan spesifik untuk mengekstraksi benda asing dari permukaan lengkungan insang dan dari rongga mereka. Kemampuan ini disebut batuk. Penutup insang tertutup secara berkala, dan dengan bantuan gerakan mundur air, semua suspensi yang terletak pada insang tersapu oleh arus air. Manifestasi seperti itu pada ikan paling sering diamati jika air terkontaminasi dengan suspensi atau zat beracun.
Fungsi tambahan insang
Selain fungsi utama, pernapasan, insang melakukan fungsi osmoregulasi dan ekskresi. Ikan adalah organisme amoniak, pada kenyataannya, seperti semua hewan yang hidup di air. Ini berarti bahwa produk penguraian akhir nitrogen dalam tubuh adalah amonia. Berkat insang itu dilepaskan dari tubuh ikan dalam bentuk ion amonium, sementara memurnikan tubuh. Selain oksigen, garam, senyawa molekul rendah, serta sejumlah besar ion anorganik di kolom air, masukkan darah melalui insang sebagai hasil difusi pasif. Selain insang, penyerapan zat ini dilakukan menggunakan struktur khusus.
Jumlah ini termasuk sel klorida spesifik yang melakukan fungsi osmoregulasi. Mereka mampu memindahkan ion klorin dan natrium, sementara bergerak ke arah yang berlawanan dengan gradien difusi besar.
Pergerakan ion klorin tergantung pada habitat ikan. Jadi, pada individu air tawar, ion monovalen ditransfer oleh sel-sel klorida dari air ke darah, menggantikan yang hilang sebagai hasil dari fungsi sistem ekskresi ikan. Tetapi pada ikan laut, prosesnya dilakukan dalam arah yang berlawanan: pelepasan terjadi dari darah ke lingkungan.
Jika konsentrasi unsur-unsur kimia berbahaya meningkat secara nyata dalam air, maka fungsi osmoregulasi tambahan insang dapat terganggu. Akibatnya, bukan jumlah zat yang diperlukan, tetapi konsentrasi yang jauh lebih tinggi memasuki aliran darah, yang dapat mempengaruhi kondisi hewan. Kekhususan ini tidak selalu negatif. Jadi, mengetahui fitur insang seperti itu, Anda dapat menangani banyak penyakit ikan dengan memasukkan obat-obatan dan vaksin langsung ke dalam air.
Pernafasan kulit berbagai ikan
Benar-benar semua ikan memiliki kemampuan respirasi kulit. Tetapi hanya sejauh mana itu dikembangkan tergantung pada sejumlah besar faktor: ini adalah usia, kondisi lingkungan, dan banyak lainnya. Jadi, jika ikan hidup di air yang mengalir bersih, persentase respirasi kulit tidak signifikan dan hanya mencapai 2-10%, sedangkan fungsi pernapasan embrio dilakukan secara eksklusif melalui kulit, serta sistem pembuluh darah kantong empedu.
Respirasi usus
Tergantung pada habitatnya, cara ikan bernapas berubah. Jadi, ikan lele tropis dan ikan loach aktif bernafas melalui usus. Ketika tertelan, udara masuk ke sana dan, dengan bantuan jaringan pembuluh darah yang padat, memasuki aliran darah. Metode ini mulai berkembang pada ikan sehubungan dengan kondisi lingkungan tertentu. Air dalam tubuh air mereka, karena suhu tinggi, memiliki konsentrasi oksigen yang rendah, yang diperburuk oleh kekeruhan dan kurangnya aliran. Sebagai hasil dari transformasi evolusioner, ikan di waduk semacam itu belajar untuk bertahan hidup menggunakan oksigen dari udara.
Fungsi berenang kandung kemih tambahan
Kantung renang dirancang untuk pengaturan hidrostatik. Ini adalah fungsi utamanya. Namun, pada beberapa spesies ikan, kantung renang disesuaikan untuk bernafas. Ini digunakan sebagai reservoir untuk udara.
Jenis struktur kandung kemih berenang
Bergantung pada struktur anatomi kandung kemih renang, semua spesies ikan dibagi menjadi:
- gelembung terbuka;
- gelembung tertutup.
Kelompok pertama adalah yang paling banyak dan yang utama, sedangkan kelompok ikan gelembung tertutup sangat kecil. Bertengger, belanak, cod, stickleback, dll miliknya.Dalam ikan gelembung terbuka, sesuai namanya, kandung kemih terbuka untuk komunikasi dengan aliran usus utama, dan pada ikan gelembung tertutup, masing-masing, tidak.
Cyprinids juga memiliki struktur khusus kandung kemih. Kamera ini dibagi menjadi kamera belakang dan depan, yang dihubungkan oleh saluran sempit dan pendek. Dinding ruang anterior kandung kemih terdiri dari dua kulit, bagian luar dan bagian dalam, sedangkan ruang luar tidak ada di ruang belakang.
Kandung kemih renang dilapisi dengan satu baris epitel skuamosa, setelah itu ada deretan ikat longgar, otot, dan lapisan jaringan pembuluh darah. Kandung kemih renang memiliki karakteristik pantulan mutiara, yang disediakan oleh jaringan ikat padat khusus yang memiliki struktur berserat. Untuk memastikan kekuatan kandung kemih di luar, kedua kamar ditutupi dengan membran serosa elastis.
