Как работят рибките Gills

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 09:37

Тези фантастични малки органи позволяват на рибата да абсорбира кислород от водата и да я използва за енергия. Функционално, хрилете не са различни от белите дробове при хората и другите бозайници. Основната разлика е в това, как те могат да абсорбират много по-малки концентрации на наличния кислород, като същевременно позволяват на рибата да поддържа подходящо ниво на натриев хлорид (сол) в кръвта си.

Хрилете работят на същия принцип като белите дробове. В белите дробове има малки торбички, наречени алвеоли, които са приблизително 70% капиляри. Тези капиляри носят от тялото деоксигенирана кръв. Тъй като кислородът и въглеродният диоксид преминават през мембраната на алвеолите, капилярите приемат новата кислородна кръв обратно в тялото. По същия начин, хрилете имат малки редове и колони от специализирани клетки, групирани заедно, наречени епители. Деоксигенираната кръв в рибата се доставя директно от сърцето до епитела през артериите и дори още по-малки артерии. Тъй като морската вода се пресича през епителните мембрани, разтвореният кислород в морската вода се поема от малки кръвоносни съдове и вени, докато въглеродният диоксид се сменя.

Самите хрилници имат подобен на радиатор вид на автомобила. Повечето риби имат 4 хрилета от всяка страна, състоящи се от основна структура, подобна на бар, която има многобройни клони като дървото и тези клонове, които се състоят от още по-малки клонови структури. Това разположение на клетките позволява много голяма повърхност, когато хрилете се потапят във вода.

Самите хрилници се нуждаят от много голяма повърхност, за да осигурят на рибата необходимите изисквания за кислород. Въздухът е приблизително 21% кислород или около 210 000 части на милион. Водата, от друга страна, има само около 4-8 части на милион разтворен кислород, които хрилете могат да извлекат. Поради това, ако рибата няма голяма площ за хрилете, за да абсорбира толкова кислород, колкото може за размера си, бързо ще се задуши. Студените кръвни животни също са склонни да имат по-нисък метаболизъм, отколкото техните топлокръвни партньори. Това им помага в способността им да се справят с околната среда с нисък наличен кислород. Ако рибите с еднакъв размер са топлокръвни, метаболизмът на малкия плувец ще се увеличи до такава степен, че наличният кислород няма да е достатъчен и малкото Немо ще загине.

Докато голямата повърхност на хрилете позволява достатъчна обмяна на въглероден диоксид и кислород, той същевременно излага същия голям кръвен обем на хипертоничната (т.е. по-салатна от морската) вода, създавайки ситуация, в която рибата трябва да има резервен механизъм за изхвърляне на излишния натрий, който е бил абсорбиран случайно. Обратно, сладководната риба трябва да има противоположен механизъм, позволяващ й да изхвърля излишната вода, за да поддържа нивата на натрий по подходящ начин. Няма нищо против онези анадромни цигани, които се движат напред-назад, способни да процъфтяват както в свежа, така и в солена вода. Ние просто ще ги наречем шоута и ще ги оставим.

За да се справи с този проблем с натрий, вътре в хрилето се намират елегантни малки клетки, наречени хлоридни клетки. Тези клетки позволяват екструзията на нежелан натрий. Сладководните риби са склонни да имат по-малко от тези клетки, отколкото морските си партньори. Това, съчетано със способността за изключително разредена урина, позволява на рибата от прясна вода да поддържа нивото на натрий по подходящ начин.

Бонусни факти:

• Като се има предвид, че размерът на хрилете помага за поемането на кислород, както може да се очаква, колкото по-активна е рибата, толкова по-големи са хрилете в сравнение с размера на тялото им.
• Тъй като морската среда е хиперсимотична, медните риби обикновено губят вода чрез осмоза. Заради това. те са склонни да компенсират чрез поемане на вода през червата, като по този начин изострят проблема с натрупването на натрий.
• Разстоянието между кръвта и водата в епителните клетки на рибата е приблизително 1 микрометър или около 1 милиметър от метъра.
• При приблизително 32 000 вида рибите проявяват по-голямо разнообразие на видове, отколкото всяка друга класа на гръбначни животни.
• Смята се, че има приблизително 15 000 неидентифицирани видове риби
• Данните от вкаменелости показват, че рибата е била на земята за около 400 милиона години.
• Рибите, които имат способността да живеят както в солена вода, така и в прясна вода, се наричат анадромни риби.
• Повечето бобови риби поддържат съдържанието на натрий в техните телесни течности при приблизително 40% от морската вода.
• Анадромните риби трябва да имат физиологични процеси, за да се справят с променящото се съдържание на сол в тяхната среда. Един използван механизъм е, че докато са в прясна вода, те са склонни да имат способността да отделят много разредена урина, като по този начин отстраняват повече прясна вода и поддържат нивата на натрий нормални.Докато са в солена вода, те използват специализирана група от солеви клетки, отделящи се в хрилете и устието на устата. Те също имат бъбреци, които могат да отделят много концентрирана урина.
• Акулите и Hagfish имат много по-голямо съдържание на сол от кокалестата риба и естествено са в равновесие с океанската вода, като по този начин нямат кокалеста риба проблем с регулирането на солта.