Kā darbojas zivju zariņi

2024 Autors: Sherilyn Boyd | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 09:37

Šie fantastiski mazie orgāni ļauj zivīm absorbēt skābekli no ūdens un izmantot to enerģijai. Funkcionāli žaunām nav tikpat liela kā cilvēku un citu zīdītāju plaušās. Galvenā atšķirība ir tā, kā viņi spēj absorbēt daudz mazāku pieejamā skābekļa koncentrāciju, vienlaikus ļaujot zivīm saglabāt atbilstošu nātrija hlorīda (sāls) līmeni asinsritē.

Gills darbojas tāpat kā plaušas. Plaušās ir mazi maisi, kurus sauc par alveoliem, kas ir aptuveni 70% kapilāru. Šajos kapilāros ir no organisma atbrīvota asiņu viela. Tā kā skābeklis un oglekļa dioksīds šķērso alveolu membrānu, kapilāri paņem atpakaļ no jauna skābekli saturošās asinis atpakaļ uz ķermeni. Tāpat žaunām ir mazas specializētu šūnu rindas un kolonnas, kas sagrupētas kopā, sauc par epitēliju. Deoksigenētas asinis zivīs tiek piegādātas tieši no sirds līdz epitēlijam caur artērijām un vēl pat mazākiem arterioliem. Tā kā jūras ūdens tiek piespiestas pāri epitēlija membrānām, izšķīdušo skābekli jūras ūdenī pārņem mazie asinsvadi un vēnas, kamēr tiek apmainīts oglekļa dioksīds.

Gills sevi ir ar auto radiatoru līdzīgs izskats. Lielākajai daļai zivju katrā pusē ir 4 žaunu, kas sastāv no galvenās bāru veida struktūras, kurā ir vairākas zaru kā koka zariem, un tās zari, kas sastāv no vēl mazākām zaru veida struktūrām. Šūnu izvietojums ļauj ļoti lielu virsmu, kad žaunas iegremdē ūdenī.

Gills pašiem ir nepieciešams ļoti liels virsmas laukums, lai nodrošinātu zivīm vajadzīgās skābekļa prasības. Gaiss ir aptuveni 21% skābekļa vai aptuveni 210 000 daļas uz miljonu. No otras puses, ūdenim ir tikai apmēram 4-8 daļiņas uz miljonu izšķīdušā skābekļa, ko žaunas var iegūt. Tādēļ, ja zivīm nebūtu lielas žaunu virsmas, lai absorbētu tik daudz skābekļa, cik tas ir iespējams, lai tas būtu izmērs, tas ātri nosmaktu. Cilvēkiem paredzētiem dzīvniekiem arī ir zemāks vielmaiņas ātrums nekā viņu silto asiņu kolēģiem. Tas palīdz viņiem spēt rīkoties ar zemu pieejamo skābekli. Ja tāda paša izmēra zivs ir siltas un asinis, mazā peldētāja vielmaiņa tiks palielināta līdz tādam līmenim, ka pieejamais skābeklis nebūs pietiekams un mazs Nemo varētu pazust.

Kamēr lielā žaunu virsma ļauj pietiekami apmainīt oglekļa dioksīdu un skābekli, tajā pašā laikā tas pats lielais asins daudzums tiek pakļauts hipertoniskam (ti, sāžākam par tevi) jūras ūdenim, radot situāciju, kurā zivīm jābūt rezerves mehānisms nātrija pārpalikuma izvadīšanai, kas nejauši tiek absorbēts. Savukārt saldūdens zivīm ir jābūt pretējam mehānismam, kas ļautu tām izdalīt lieko ūdeni, lai piena līmenis būtu pietiekami augsts. Nekad neuztraucieties par tiem anadromīgajiem čigāniem, kuri pēkšņi paceļas un spēj zelt gan svaigā, gan sālsūdens vidē. Mēs vienkārši aicinām viņus parādīt un atstāt to.

Lai risinātu šo nātrija problēmu, žaunu iekšienē dzīvo maza izmēra šūnas, ko sauc par hlorīda šūnām. Šīs šūnas ļauj izspiest jebkuru nevēlamu nātriju. Saldūdens zivis parasti ir mazāk šīm šūnām nekā to jūrniecības kolēģi. Tas, apvienojumā ar spēju iegūt ļoti izšķīdušu urīnu, ļauj saldūdens zivīm uzturēt pienācīgi augstu nātrija līmeni.

Bonus fakti:

• Ņemot vērā, ka žaunu izmērs palīdz ar skābekļa uzņemšanu, kā jūs varētu sagaidīt, jo aktīvāka ir zivs, jo lielāka ir žaunām salīdzinājumā ar ķermeņa lielumu.
• Tā kā jūras vide ir hiperosmotiskā, kaulu zivis mēdz zaudēt ūdeni ar osmozes palīdzību. Šī dēļ. tie mēdz kompensēt, ievācot ūdeni caur zarnu, tādējādi saasinot nātrija uzņemšanas problēmu.
• Attālums starp asinīm un ūdeni zivju epitēlija šūnās ir aptuveni 1 mikmetrs vai aptuveni 1 miljons metru.
• Apmēram 32 000 sugu zivīm piemīt lielāka sugu daudzveidība, kā arī jebkura cita mugurkaulnieku klase.
• Tiek lēsts, ka ir aptuveni 15000 nezināmu zivju sugu
• Fosilie pierādījumi liecina, ka zivis ir bijušas uz zemes apmēram 400 miljonus gadu.
• Zivis, kas spēj dzīvot gan sālsūdenī, gan svaigā ūdenī, sauc par anadromas zivīm.
• Lielākā daļa saldo zivju saglabā nātrija saturu ķermeņa šķidrumos apmēram 40% no jūras ūdens.
• Anadromās zivīm ir jābūt fizioloģiskiem procesiem, lai novērstu mainīgo sāls saturu savā vidē. Viens no mehānismiem ir tāds, ka, lai gan svaigā ūdenī tie parasti spēj izvadīt ļoti atšķaidītu urīnu, tādējādi noņemot vairāk svaiga ūdens un saglabājot nātrija līmeni normālā stāvoklī.Kamēr sālsūdenī tie izmanto specializētu sāls šķīstošo šūnu grupu žaundēs un mutes dobumā. Viņiem ir arī nieres, kas var izdalīt ļoti koncentrētu urīnu.
• Haizivis un Hagfish ir daudz lielāks sāls saturs nekā kaulainās zivis, un tas dabiski ir līdzsvarā ar okeāna ūdeni, tāpēc kaulu zivīm nav problēmas ar sāls regulēšanu.