Millisel kalal pole õhumulle? Ujumispõie funktsioonid. Ujumispõis kalas teenib

Kala ujupõis on söögitoru väljakasv.

Ujumispõis aitab kalal püsida teatud sügavusel – sellel, mille juures kala poolt väljatõrjutud vee kaal võrdub kala enda kaaluga. Tänu ujupõiele kala ei raiska lisaenergiat hoida keha sellel sügavusel.

Kala on ilma jäetud võimalusest oma ujupõit vabatahtlikult täis pumbata või kokku tõmmata. Kui kala sukeldub, suureneb veesurve tema kehale, see surutakse kokku ja ujupõis tõmbub kokku. Mida madalamale kala langeb, seda tugevamaks muutub veesurve, seda rohkem surutakse kala keha kokku ja seda kiiremini ta kukkumine jätkub. Ja kui kala tõuseb ülemistesse kihtidesse, siis veesurve sellele väheneb ja ujupõis laieneb. Mida lähemal on kala veepinnale, seda rohkem paisub gaas ujupõies, mis vähendab kala erikaalu. See surub kala edasi pinna poole.

Seega ei saa kala oma ujupõie mahtu reguleerida. Kuid põie seintes on närvilõpmed, mis saadavad ajule signaale, kui see kokku tõmbub ja laieneb. Selle teabe põhjal saadab aju käsud täidesaatvatele organitele – lihastele, millega kala liigub.

Seega on kala ujumispõis tema hüdrostaatiline aparaat, tagades selle tasakaalu: see aitab kalal teatud sügavusel püsida.

Mõned kalad võivad ujumispõie kasutades hääli teha. Mõnes kalas toimib see helilainete resonaatori ja muundurina.

Muideks...

Ujumispõis ilmub kalade embrüonaalses arengus sooletoru väljakasvuna. Tulevikus võib ujumispõit söögitoruga ühendav kanal alles jääda või kinnikasvada. Olenevalt sellest, kas kalal on selline kanal, jagunevad kõik kalad openvesikaalne Ja suletud vesikaalne. Avatud põiekalad võivad õhku alla neelata ja seeläbi ujupõie mahtu kontrollida. Avatud põiekalade hulka kuuluvad karpkala, heeringas ja tuur. Suletud vesiikaalsetel kaladel eralduvad ja imenduvad gaasid läbi ujupõie siseseinal – punase keha – asuva tiheda verekapillaaride põimiku.

Kas kõigil kaladel on ujupõis?

Põhja- ja süvamere kaladel ei ole ujupõit. Esiteks ei pea nad hõljuma ja teiseks on ujumispõis peal suured sügavused see on lihtsalt kasutu - sügavuses eksisteeriva kõrge veesurvega pigistaks sealt gaas kohe välja.

Kuidas sellised kalad ujuvuse tagavad? Rasva tõttu. Esiteks tagab see kehatiheduse vähenemise ja teiseks on rasv kokkusurumatu. Sügavuse tohutu rõhu tingimustes on see väga oluline omadus.

Ujumispõiega kalad ei saa kiiresti liikuda pinnapealsetest veekihtidest sügavasse vette ja tagasi. Seetõttu puudub kiireid vertikaalseid liigutusi tegevatel kaladel (tuunikala, makrell) ka ujupõis.

Haidel pole ka ujupõit. Seetõttu on nad sunnitud pidevalt liikuma, et mitte uppuda. Niipea, kui need aeglustavad, hakkavad nad kohe vajuma. Seetõttu liiguvad veesambas elavad haid pidevalt ka puhkuse ajal. Liivhaidel on kondise kala ujupõie asendaja: nad neelavad õhumulle ja hoiavad seda maos spetsiaalses õhutaskus.

Kala keha on üsna keeruline ja multifunktsionaalne. Ujumismanöövreid sooritades ja stabiilset asendit hoides vee all püsimise võime määrab keha eriline struktuur. Lisaks inimestelegi tuttavatele elunditele sisaldab paljude veealuste elanike kehas olulisi osi, mis võimaldavad neil pakkuda ujuvust ja stabiliseerimist. Selles kontekstis on olulise tähtsusega ujupõis, mis on soolestiku jätk. Paljude teadlaste arvates võib seda elundit pidada inimese kopsude eelkäijaks. Kuid kalades täidab ta oma peamisi ülesandeid, mis ei piirdu ainult omamoodi tasakaalustaja funktsiooniga.

Ujumispõie moodustumine

Kusepõie areng algab vastsest, esisoolest. Enamus mageveekalad säilitada seda elundit kogu elu jooksul. Vastsest vabanemise ajal ei ole maimumullides veel gaasilist koostist. Selle õhuga täitmiseks peavad kalad pinnale tõusma ja iseseisvalt vajaliku segu kinni püüdma. Embrüonaalse arengu staadiumis moodustub ujupõis selja väljakasvuna ja asub selgroo all. Seejärel kaob kanal, mis ühendab seda osa söögitoruga. Kuid seda ei juhtu kõigil inimestel. Selle kanali olemasolu või puudumise järgi jagunevad kalad kinnisteks ja lahtisteks vesiikulideks. Esimesel juhul õhukanal ummistub ja gaasid eemaldatakse põie siseseintel olevate verekapillaaride kaudu. Lahtistel vesikaalsetel kaladel on see elund õhukanali kaudu ühendatud soolestikuga, mille kaudu gaasid väljutatakse.

Kusepõie gaasitäitmine

Gaasinäärmed stabiliseerivad põie survet. Eelkõige aitavad need seda suurendada ja kui on vaja seda vähendada, siis kasutatakse punast keha, mille moodustab tihe kapillaaride võrgustik. Kuna rõhu ühtlustumine avatud vesiikulitel kaladel toimub aeglasemalt kui kinnise vesiikuliga kaladel, võivad nad vee sügavusest kiiresti tõusta. Teist tüüpi isendeid püüdes jälgivad kalurid mõnikord, kuidas ujupõis suust välja ulatub. See on tingitud asjaolust, et anum pumbatakse täis tingimustes, mis tõusevad kiiresti sügavusest pinnale. Selliste kalade hulka kuuluvad eelkõige koha, ahven ja tiib. Mõnedel röövloomadel, kes elavad päris põhjas, on põis oluliselt vähenenud.

Hüdrostaatiline funktsioon

Kalapõis on multifunktsionaalne organ, kuid selle peamine ülesanne on olukorra stabiliseerimine erinevad tingimused vee all. See on hüdrostaatilise iseloomuga funktsioon, mida, muide, saab asendada teiste kehaosadega, mida kinnitavad näited kaladest, kellel sellist põit pole. Nii või teisiti aitab põhifunktsioon kaladel püsida teatud sügavustel, kus keha poolt väljatõrjutud vee kaal vastab isendi enda massile. Praktikas võib ilmneda hüdrostaatiline funktsioon järgmisel viisil: aktiivse keelekümbluse hetkel tõmbub keha koos mulliga kokku ja tõusmisel, vastupidi, sirgub. Sukeldumisprotsessi ajal nihkunud mahu mass väheneb ja muutub väiksemaks kui kala kaal. Seetõttu saab kala ilma suuremate raskusteta alla minna. Mida madalam on sukeldumine, seda suuremaks muutub rõhk ja seda rohkem surutakse keha kokku. Tõusuhetkel toimuvad vastupidised protsessid - gaas paisub, mille tulemusena on mass kergem ja kala kerkib kerge vaevaga ülespoole.

Meelte funktsioonid

Koos hüdrostaatilise funktsiooniga toimib see elund mingil moel ka kuuldeaparaadina. Selle abiga suudavad kalad tajuda müra ja vibratsioonilaineid. Kuid mitte kõigil liikidel pole seda võimet - karpkala ja säga kuuluvad selle võimega kategooriasse. Kuid helitaju ei taga mitte ujupõis ise, vaid kogu elundite rühm, kuhu see kuulub. Spetsiaalsed lihased võib näiteks esile kutsuda mulli seinte vibratsiooni, mis põhjustab vibratsioonitunnet. Tähelepanuväärne on, et mõnel sellise põiega liigil puudub hüdrostaatika täielikult, kuid helide tajumise võime säilib. See kehtib peamiselt nende kohta, kes veedavad suurema osa oma elust ühel tasandil vee all.

Kaitsefunktsioonid

Ohuhetkedel võivad näiteks pätid vabastada põiest gaasi ja tekitada spetsiifilisi helisid, mida nende sugulased eristavad. Samas ei tasu arvata, et helilooming on oma olemuselt primitiivne ja seda ei taju teised veealuse maailma asukad. Kalurid on kalameestele hästi tuntud oma nurrumise ja nurrumise poolest. Pealegi on trigl kalade ujupõis sõja ajal sõna otseses mõttes hirmutanud Ameerika allveelaevade meeskondi – kõlavad helid olid nii ilmekad. Tavaliselt ilmnevad sellised ilmingud kalade närvilise ülepinge hetkedel. Kui hüdrostaatilise funktsiooni puhul toimub mulli töö välisrõhu mõjul, siis heli teke toimub spetsiaalse kaitsesignaalina, mille tekitavad eranditult kalad.

Millistel kaladel pole ujupõit?

Purjekalad on sellest elundist ilma jäetud, samuti liigid, kes elavad põhjas. Peaaegu kõik süvamereinimesed saavad hakkama ka ilma ujupõieta. See on täpselt nii, kui ujuvust saab tagada alternatiivsete vahenditega – eelkõige tänu rasvade kogunemisele ja nende võimele mitte kokku tõmmata. Mõne kala madal kehatihedus aitab säilitada ka asendi stabiilsust. Kuid hüdrostaatilise funktsiooni säilitamiseks on ka teine ​​põhimõte. Näiteks hail ei ole ujupõit, mistõttu on ta sunnitud säilitama piisava sukeldumissügavuse oma keha ja uimedega aktiivselt manipuleerides.

Järeldus

Mitte ilmaasjata tõmbavad paljud teadlased paralleele kalapõie vahel. Neid kehaosi ühendab evolutsiooniline suhe, mille kontekstis tasub vaagida kala tänapäevast ehitust. Asjaolu, et kõigil kalaliikidel ei ole ujupõit, muudab selle vastuoluliseks. See ei tähenda sugugi, et see organ poleks vajalik, kuid selle atroofia ja vähenemise protsessid viitavad võimalusele ilma selle osata hakkama saada. Mõnel juhul kasutatakse kalu sama hüdrostaatilise funktsiooni jaoks sisemine rasv ja alakeha tihedus ning teistes - uimed.

Kalade ujuvus (kala keha tiheduse ja vee tiheduse suhe) võib olla neutraalne (0), positiivne või negatiivne. Enamikul liikidel on ujuvus vahemikus +0,03 kuni –0,03. Positiivse ujuvusega kalad hõljuvad pinnale, neutraalse ujuvusega veesambas ja negatiivse ujuvusega upuvad.

Riis. 10. Cyprinidae ujupõis.

Kalade neutraalne ujuvus (või hüdrostaatiline tasakaal) saavutatakse:

1) ujumispõie kasutamine;

2) lihaste niisutamine ja luustiku kergendamine (süvamere kaladel)

3) rasva kuhjumine (haid, tuunikala, makrell, lest, pätid, pätid jne).

Enamikul kaladel on ujupõis. Selle esinemist seostatakse luustiku väljanägemisega, mis suurendab kondise kala erikaalu. Kõhrekaladel ei ole ujupõit, luukaladel pole seda põhjakaladel (mullakaladel, lest, tükikaladel), süvamerekaladel ja mõnel kiirestiujuvatel liikidel (tuunikala, bonito, makrell). Täiendav hüdrostaatiline seade nende kalade puhul on tõstejõud, mis tekib lihaspingutuste tõttu.

Ujumispõis moodustub söögitoru seljaseina eendumise tulemusena, selle põhifunktsioon on hüdrostaatiline. Ujumispõis tajub ka rõhumuutusi ning on otseselt seotud kuulmisorganiga, olles helivõnke resonaatoriks ja peegeldajaks. Loaches on ujupõis kaetud luukapsliga, on kaotanud hüdrostaatilise funktsiooni ja omandanud võime tajuda atmosfäärirõhu muutusi. Kopskaladel ja luu-ganoididel täidab ujumispõis hingamisfunktsiooni. Mõned kalad on võimelised oma ujupõie abil hääli tegema (tursk, merluus).

Ujumispõis on suhteliselt suur elastne kott, mis asub neerude all. Juhtub:

1) paaritu (enamik kalu);

2) paarilised (kopsukalad ja mitmesulgelised).

Paljudel kaladel on ühekambriline ujupõis (lõhe), mõnel liigil on kahekambriline (cyprinidae) või kolmekambriline (lutikas), kambrid suhtlevad omavahel. Paljudel kaladel ulatuvad pimeprotsessid ujupõiest, ühendades selle sisekõrvaga (heeringas, tursk jne).

Ujumispõis on täidetud hapniku, lämmastiku ja süsinikdioksiidi seguga. Gaaside suhe kalade ujupõies on erinev ja oleneb kala tüübist, elupaiga sügavusest, füsioloogilisest seisundist jne. Süvamere kaladel sisaldab ujupõis oluliselt rohkem hapnikku kui pinnale lähemal elavatel liikidel. Ujumispõiega kalad jagunevad avatud vesikaalseteks ja suletud vesikaalseteks. Lahtistel vesikaalsetel kaladel on ujupõis õhukanali kaudu ühendatud söögitoruga. Nende hulka kuuluvad kopsukalad, mitmesulgelised, kõhrelised ja luulised ganoidid ning teleostid - heeringakujulised, karpkalakujulised, haugikujulised. Atlandi heeringal, kilul ja anšoovisel on lisaks tavapärasele õhukanalile päraku taga teine ​​kanal, mis ühendab tagasi ujumispõis koos väliskeskkonnaga. Suletud vesiikulisel kalal puudub õhukanal (ahvena-, tursa-, mulletilaadne jne). Ujumispõie esmane täitumine kalade gaasidega toimub siis, kui vastne neelab atmosfääriõhku. Seega toimub see karpkala vastsetel 1–1,5 päeva pärast koorumist. Kui seda ei juhtu, on vastse areng häiritud ja ta hukkub. Kinnise vesiikaalse kala puhul kaotab ujupõis lõpuks kontakti väliskeskkonnaga, lahtise vesiikuliga kaladel jääb õhukanal terveks kogu eluks. Suletud põiega kalade ujupõies gaaside mahu reguleerimine toimub kahe süsteemi abil:

1) gaasinääre (täidab põie verest pärit gaasidega);

2) ovaalne (imab gaase põiest verre).

Gaasinääre on arteriaalsete ja venoossete veresoonte süsteem, mis asub ujupõie eesmises osas. Ujumispõie sisevoodri õhukeste seintega ovaalne piirkond, mida ümbritseb lihaseline sulgurlihas, asub põie tagaosas. Sulgurlihase lõdvestamisel satuvad gaasid ujupõiest selle seina keskmisse kihti, kus on venoossed kapillaarid ja need hajuvad verre. Imenduvate gaaside kogust reguleeritakse ovaalse augu suuruse muutmisega.

Suletud vesiikaalsete kalade sukeldumisel väheneb nende ujupõies gaaside maht ning kalad omandavad negatiivse ujuvuse, kuid teatud sügavuse saavutamisel kohanduvad sellega, vabastades gaasinäärme kaudu gaase ujupõide. Kui kala tõuseb ja rõhk langeb, suureneb gaaside maht ujupõies, nende ülejääk imendub ovaali kaudu verre ja seejärel eemaldatakse lõpuste kaudu vette. Lahtisel vesiikulkalal ei ole ovaali, liigsed gaasid väljutatakse õhukanali kaudu. Enamikul avatud vesiikulitel kaladel puudub gaasinääre (räim, lõhe). Gaaside eritumine verest põide on halvasti arenenud ja toimub põie sisekihil paikneva epiteeli abil. Paljud avatud vesiikaalsed kalad püüavad enne sukeldumist õhku, et tagada sügavusel neutraalne ujuvus. Tugevate sukeldumiste ajal sellest aga ei piisa ning ujupõis täitub verest tulevate gaasidega.

Küsimusele: Millistel kaladel pole ujupõit? Miks nad ei upu? antud autori poolt Kirill Leštšenko parim vastus on Enamikul kaladel, mis teevad kiireid vertikaalseid liigutusi, on ujupõis vähenenud või puudub täielikult. Jenissei kaladest on nende hulgas peamiselt põhjas elutsevad sitsi ja siberi sing. Nad püsivad veesambas läbi lihaste liigutuste. Suurel sügavusel elavatel merekaladel puudub ka ujupõis. Süvamere kaladel annab ujuvuse peamiselt rasv, mille peamiseks omaduseks on kokkusurumatus. Tohutu sügavussurve tingimustes on see kasuks, kuna ujupõiest eralduv gaas pressitakse kohe välja.
Purjekala (Istiophorus Lacepède, 1801) on perekond Perciformes seltsi purjekalade perekonda kuuluv perekond, kuhu kuuluvad kaks kalaliiki. Ta elab India ookeani troopilistes vetes (Istiophorus platypterus) ning Vaikse ookeani kesk- ja lääneosas (Istiophorus albicans). Purjekaladel ja sugulaste sugukondadel (Istiophoridae) ja mõõkkaladel ei ole ujupõit: sellise liikumiskiiruse ja vertikaalsuunas liikumise juures ei suuda kõik gaasivahetussüsteemid tagada, et temas püsib rõhk optimaalsel tasemel. tasemel, nii et see võib olla ainult takistuseks - neil kaladel on negatiivne ujuvus, mis kompenseerib seda keha asümmeetria tõttu. horisontaaltasand(tõste, nagu lennuki tiib) ja lihaspinge või rinna- ja vaagnauimede kaldus tasapinna tõttu aeglaselt liikudes. Kõik need anatoomilised ja morfoloogilised omadused võimaldavad neil kaladel olla kiireimad veeloomad.
Mullita ahven seitsmesaja meetri sügavusel. Need kalad elavad Atlandi ookeani sügavates vetes ja neil pole ujupõit. Nad liiguvad mööda maad oma uimede abil.
Lestakala on külgmiselt tugevalt kokku surutud kehaga, lai ja lühike. Lestal ei ole ujupõit. Lest erineb teistest kaladest selle poolest, et ta veedab kogu oma elu külili, seega ujub ja lebab põhjas, ainult ohu korral võib lest end servale pöörata ja kiiresti ujuda.
Haid kuuluvad selgroogsete hõimkonda, kõhrekalade klassi, haide alamklassi (elasmobranchh), haide seltsi. Elasmobranchia alamklassi kuuluvad ka stingrays. Seda alamklassi, mis hõlmab kõiki hailiike, raide ja vahepealseid vorme, nimetatakse mõnikord selachiansiks. Praegu on teada umbes 360 hailiiki. Ja kahtlemata on teadlastel veel palju avastada.
Kõikidele haidele on iseloomulik pigem kõhreline kui kondine luustik, pea külgedel 5-7 lõpusepilu, lõpusekatte puudumine, nahk on kaetud plakoidsete soomustega, ülemine lõualuu, mis on seotud koljuga ainult sidekoega. sidemed või kõhre liigesed, ujupõie ja ebaühtlase sabaga sabauime puudumine.