что такое плавательный пузырь и его функции
Плавательный пузырь
Пла́вательный пузы́рь — орган, присутствующий практически у всех костистых рыб и развивающийся как вырост пищевода. Плавательный пузырь может выполнять гидростатические, дыхательные и звукообразовательные функции. Отсутствует у рыб, ведущих донный образ жизни и у глубоководных рыб. У последних плавучесть обеспечивается в основном за счет жира благодаря его несжимаемости или за счёт более низкой плотности тела рыбы, как например, у анциструсов, голомянок и рыбы-капли. В процессе эволюции плавательный пузырь преобразовался в лёгкие наземных позвоночных.
Описание
В процессе эмбрионального развития рыб плавательный пузырь возникает как спинной вырост кишечной трубки и располагается под позвоночником. В процессе дальнейшего развития канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеводом, может исчезнуть. В зависимости от наличия или отсутствия такого канала рыбы делятся на открыто- и закрытопузырных. У открытопузырных рыб (физостом) плавательный пузырь в течение всей жизни связан с кишечником воздушным протоком, через который газы поступают внутрь и выводятся наружу. Такие рыбы могут заглатывать воздух и таким образом контролировать объём плавательного пузыря. К открытопузырным относятся карпы, сельди, осетровые и другие. У взрослых закрытопузырных рыб (физоклистов) воздушный проток зарастает, а газы выделяются и поглощаются через красное тело — густое сплетение кровеносных капилляров на внутренней стенке плавательного пузыря.
Гидростатическая функция
Основная функция плавательного пузыря у рыбы — гидростатическая. Он помогает рыбе оставаться на определённой глубине, где вес вытесняемой рыбой воды равен весу самой рыбы. Когда же рыба активно опускается ниже этого уровня, тело её, испытывая большее наружное давление со стороны воды, сжимается, сдавливая плавательный пузырь. При этом вес вытесняемого объёма воды уменьшается и становится меньше веса рыбы и рыба падает вниз. Чем ниже она опускается, тем сильнее становится давление воды, тем больше сдавливается тело рыбы и тем стремительнее продолжается её падение. Наоборот, при всплытии ближе к поверхности газ в плавательном пузыре расширяется и уменьшает удельный вес рыбы, что ещё больше выталкивает рыбу к поверхности.
Таким образом, основное назначение плавательного пузыря — обеспечивать нулевую плавучесть в зоне обычного обитания рыбы, где ей не надо тратить энергию на поддержание тела на этой глубине. Например, акулы, у которых плавательный пузырь отсутствует, вынуждены поддерживать глубину своего погружения постоянным активным движением.
Плавательный пузырь, часть 1: общая характеристика
Обитание в воде неизбежно накладывает отпечаток на строение тела рыб. Не только общий план строения, но и многие системы органов, призванные обеспечить жизнедеятельность рыб в водной среде, по своему строению, а иногда и по принципам функционирования, отличаются от подобных у наземных животных. Есть и те, которые являются уникальными, то есть не встречающимися у представителей других групп позвоночных животных.
Расположение плавательного пузыря в теле рыб
Основные современные крупные таксоны рыб в отношении наличия/отсутствия плавательного пузыря и выполняемым им функциям характеризуются следующим образом:
Наглядно различные варианты положения плавательного пузыря рыб представлены на рисунке ниже.
Положение плавательного пузыря в разных группах рыб
Дальнейшая эволюция плавательного пузыря рыб шла по пути постепенной утраты его связи с кишечником. Канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеварительной трубкой, называется воздушным (лат. ductus pneumaticus). У наиболее примитивных групп этот канал широкий и короткий и отходит от передней части кишечника или даже задней части глотки. Такое его положение укорачивает путь в плавательный пузырь для заглатываемого ртом с поверхности воды воздуха. Более продвинутые группы демонстрируют тенденцию к удлинению и утоньшению воздушного канала, а также смешению его в задние отделы кишечника. У наиболее продвинутых групп рыб воздушный канал полностью утрачивается. Те рыбы, у которых связь плавательного пузыря с кишечником имеется, называются открытопузырными, тех, у которых плавательный пузырь не соединен с кишечником называют закрытопузырными.
Соединение плавательного пузыря с кишечником является важным таксономическим признаком и, кроме того, может указывать на древность происхождения тех или иных групп рыб. Так, открытопузырность сохраняется почти у всех Сельдеобразных (Clupeiformes) и Карпообразных (Cypriniformes), у Лососеобразных (Salmoniformes) и Щукообразных (Esociformes), Двоякодышащих (Dipnoi), Многоперовых (Polypteriformes), костных и хрящевых ганоидов. Закрытопузырными являются, например, Окунеобразные (Perciformes) и Трескообразные (Gadiformes).
На этом все. Во второй части рассказа о плавательном пузыре рыб будет детально обсуждаться особенности его строения в разных группах рыб и функции, которые он может выполнять помимо гидростатической.
Плаватальный пузырь, часть 2: Принципы работы
В первой части рассказа о плавательном пузыре речь в основном шла о его положении относительно кишечника у разных групп рыб, а также о путях возможной эволюции от первичного вентрального легкого древних рыб к настоящему дорзальному плавательному пузырю рыб современных. Сегодня мы более подробно рассмотрим внутреннее устройство этого органа и еще раз вернемся к разнообразию его строения.
Схема строения плавательного пузыря рыб
Теперь давайте немного подробнее рассмотрим строение этих двух «рабочих» зон.
Красное тело внешне выглядит как густое скопление копилляров
Микроструктура чудесной сети и разность парциальных давлений газов в разных ее участках.
Стрелками показано направление газов и кровотока.
Униполярный и биполярный типы строения чудесной сети
Капилляры овала (показаны стрелкой)
Разнообразие строения плавательного пузыря костистых рыб.
Секреторная часть обозначена толстой линией.
Положение камер плавательного пузыря относительно друг друга может быть различным. Чаще всего они располагаются друг за другом последовательно от головы к хвостовому концу тела, однако могут располагаться и параллельно друг другу по бокам тела симметрично относительно позвоночника. Так происходит, например, у ведущих придонный образ жизни рыб рода Prionotus из отряда Скорпеновых (Scorpaeniformes).
Prionotus carolinus имеет плавательный пузырь, две камеры которого располагаются параллельно вдоль боков тела.
Подробнее о функционировании плавательного пузыря я расскажу в одном из следующих постов.
Плавательный пузырь
Полезное
Смотреть что такое «Плавательный пузырь» в других словарях:
Плавательный пузырь — краснопёрки. Плавательный пузырь орган, присутствующий практически у всех костистых рыб и развивающийся как вырост пищевода. Плавательный пузырь может выпол … Википедия
ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ, заполненный воздухом мешок, благодаря которому костистые рыбы могут держаться на плаву. Он располагается под кишечником. Благодаря наличию канала, соединяющего пузырь с кишечником, он может сдуваться и раздуваться, наполняясь … Научно-технический энциклопедический словарь
ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатическую, дыхательную и звукообразовательную функции … Большой Энциклопедический словарь
ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — (vesica pаtatoria),Heпapный или парный орган рыб; развивается как вырост передней части кишечника. Выполняет гидростатич., у нек рых рыб дыхат. и звукоиздающую функции, а также роль резонатора и преобразователя звуковых волн. У нек рых рыб П. п.… … Биологический энциклопедический словарь
плавательный пузырь — непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатические, дыхательные и звукообразовательные функции. * * * ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ, непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатическую, дыхательную и… … Энциклопедический словарь
ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ — непарный или парный орган рыб, выполняющий гидростатич., дыхат. и звукообразоват. функции … Естествознание. Энциклопедический словарь
ПУЗЫРЬ — ПУЗЫРЬ, пузыря, муж. 1. Прозрачный, полый и наполненный воздухом (или каким нибудь газом) шарик, возникающий в какой нибудь жидкой массе или образующийся из нее и отделяющийся вследствие давления воздушной струи. Пускать мыльные пузыри. Пузыри в… … Толковый словарь Ушакова
Пузырь плавательный* — придаток кишечного канала рыб, весьма часто от него совершенно разобщенный и наполненный газами. Обыкновенно П. пузырь помещается на спинной стороне животного и играет большую роль при плавании, приурочивая его к определенной глубине (см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Пузырь плавательный — придаток кишечного канала рыб, весьма часто от него совершенно разобщенный и наполненный газами. Обыкновенно П. пузырь помещается на спинной стороне животного и играет большую роль при плавании, приурочивая его к определенной глубине (см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
пузырь — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) кого? пузыря, кому? пузырю, (вижу) кого? пузырь, кем? пузырём, о ком? о пузыре; мн. кто? пузыри, (нет) кого? пузырей, кому? пузырям, (вижу) кого? пузыри, кем? пузырями, о ком? о пузырях 1. Пузырём… … Толковый словарь Дмитриева
Плавательный пузырь
Граница раздела газ / ткань в плавательном пузыре создает сильное отражение звука, который используется в сонарном оборудовании для поиска рыбы.
У плавательных пузырей Physoclist есть один важный недостаток: они не позволяют быстро подниматься, так как мочевой пузырь лопнет. Физостомы могут « отрыгивать » газом, хотя это усложняет процесс повторного погружения.
Плавательный пузырь рыбы может сильно отражать звук соответствующей частоты. Сильное отражение происходит, если частота настроена на объемный резонанс плавательного пузыря. Это можно рассчитать, зная ряд свойств рыбы, в частности, объем плавательного пузыря, хотя общепринятый метод [14] требует поправочных коэффициентов для газоносного зоопланктона, где радиус плавательного пузыря равен менее примерно 0,05 мкм. [15] Это важно, поскольку рассеяние сонара используется для оценки биомассы коммерчески и экологически важных видов рыб.
Операторы гидролокатора, использовавшие недавно разработанную технологию гидролокатора во время Второй мировой войны, были озадачены тем, что казалось ложным морским дном глубиной 300–500 метров днем и менее глубоким ночью. Оказалось, что это произошло из-за миллионов морских организмов, в первую очередь мелких мезопелагических рыб, чьи плавательные пузыри отражают сонар. Эти организмы мигрируют в более мелкие воды в сумерках, чтобы питаться планктоном. Слой глубже, когда нет луны, и может становиться мельче, когда облака закрывают луну. [16]
У сифонофоров есть специальный плавательный пузырь, который позволяет медузоподобным колониям плавать по поверхности воды, а их щупальца движутся внизу. Этот орган не имеет отношения к таковому у рыбы. [31]
Дисплей плавательного пузыря в торговом центре Малакки
Суп из рыбьей пасти
Заболевание плавательного пузыря привело к тому, что самка золотой рыбки рюкина плавает вверх ногами