Žábrové oblouky se žábrami u štik. Žábry umožňují rybám dýchat pod vodou. Dýchací mechanismus kostnatých ryb Ryby nasávají vodu bohatou na kyslík ústy (vlevo). Poté jej pumpuje přes žábry, aby dostal kyslík do krevního řečiště a umožnil vodě ochuzené o kyslík uniknout žaberními štěrbinami (vpravo)

Rybí žábry jsou orgány, které umožňují rybám dýchat pod vodou. Většina ryb si vyměňuje plyny, jako je kyslík a oxid uhličitý, pomocí žaber, které jsou chráněny operculem na obou stranách hltanu (hrdla). Žábry jsou krátká vlákna podobná tkáni, proteinové struktury zvané filamenta. Tato vlákna plní mnoho funkcí, včetně transportu iontů a vody, jakož i výměny kyslíku, oxidu uhličitého, kyselin a čpavku. Každé vlákno obsahuje kapilární síť, která poskytuje velký povrch pro výměnu kyslíku a oxidu uhličitého.

metabolismus ryb tím, že nasává vodu bohatou na kyslík ústy a pumpuje ji žábrami. U některých ryb proudí kapilární krev opačným směrem než voda, což způsobuje výměnu protiproudu. Žábry vytlačují vodu chudou na kyslík ven otvory po stranách hltanu. Některé ryby, jako jsou žraloci a mihule, mají více žaberních otvorů. Kostnaté ryby však mají na každé straně jeden žaberní otvor. Tento otvor je skryt pod ochranným kostěným krytem zvaným operculum.

Mladí bichiři mají vnější žábry, což je velmi primitivní rys, který sdílejí s larvami obojživelníků.

Dříve se předpokládalo, že evoluce žáber probíhala ve dvou odlišných liniích: žábry odvozené z endodermu, jak je vidět u druhů ryb bez čelistí, nebo ty, které pocházejí z ektodermu, jak je vidět u čelistnatých ryb. Nedávné studie tvorby žáber u rejnoka (Leucoraja erinacea) však ukázaly potenciální důkazy na podporu tvrzení, že žábry všech moderních druhů ryb se skutečně vyvinuly ze společného předka.

  • 1 Dýchání žábrami
  • 2 Kostěné ryby
  • 3 Chrupavčitá ryba
  • 4 Lamprey a hagfishes
  • 5 Dýchání bez žáber
  • 6 Paraziti na žábrách
  • 7 Viz také
  • Odkazy 8
  • 9 Další odkazy
  • 10 Externí odkazy

Dýchání žábrami

Tuňák žábry uvnitř hlavy. Hlava je orientována tlamou dolů, pohled směřuje k ústům. Od hlavy tuňáka vlevo oddělené červené žábry

Ryby dýchající vzduch lze rozdělit na obligátní dýchací a fakultativní dýchací. Obligátní dýchací přístroje, jako je africký plicník, musí pravidelně dýchat vzduch, jinak se udusí. Fakultativní dýchací dýchací orgány, jako je sumec Hypostomus plecostomus, dýchají vzduch pouze v případě potřeby a mohou se jinak spoléhat na své žábry, pokud jde o kyslík. Většina ryb dýchajících vzduch jsou fakultativní dýchací ryby, které se vyhýbají energetickým nákladům spojeným se stoupáním na hladinu a nákladům na kondici spojeným s vystavením povrchovým predátorům.

ČTĚTE VÍCE
Kde byl vynalezen motýl?

Všichni bazální obratlovci dýchají žábrami. Žábry jsou umístěny těsně za hlavou a ohraničují zadní okraje řady otvorů z jícnu směrem ven. Každá žábra je podepřena chrupavčitým nebo kostěným žaberním obloukem. Žábry obratlovců se typicky vyvíjejí ve stěnách hltanu podél řady žaberních štěrbin, které se rozprostírají směrem ven. Většina druhů používá protiproudý výměnný systém ke zvýšení difúze látek do a ven ze žáber, přičemž krev a voda tečou navzájem opačnými směry.

Žábry jsou tvořeny hřebenovitými vlákny, žaberními pláty, které pomáhají zvětšit jejich povrch pro výměnu kyslíku. Když ryba dýchá, nabírá vodu do tlamy v pravidelných intervalech. Poté uzavře boky svého hrdla a vytlačí vodu žaberními otvory tak, aby prošla žábrami ven. Kostnaté ryby mají tři páry oblouků, chrupavčité od pěti do sedmi párů a primitivní bezčelisťové ryby sedm. Předchůdci obratlovců měli bezpochyby více oblouků, protože někteří jejich příbuzní strunatci měli více než 50 párů žáber.

Hltan a žábry v tresek v ústí řek

Žábry se obvykle skládají z tenkých vláken tkáně, větví nebo tenkých svazků přívěsků, které mají vysoce zakřivený povrch, aby se zvětšila plocha. Velký povrch je kritický pro výměnu plynů ve vodních organismech, protože voda obsahuje pouze zlomek rozpuštěného kyslíku než vzduch. metr krychlový vzduchu obsahuje asi 250 gramů kyslíku při STP. Koncentrace kyslíku ve vodě je nižší než ve vzduchu a difunduje pomaleji. Litr sladké vody obsahuje 8 cm kyslíku na litr ve srovnání s 210 ve stejném objemu vzduchu. Voda je 777krát hustší než vzduch a 100krát viskóznější. Rychlost difúze kyslíku ve vzduchu je 10 000krát vyšší než ve vodě. Použití vakovitých plic k odstranění kyslíku z vody by nebylo dostatečně účinné pro podporu života. Namísto použití plic „výměna plynů probíhá na povrchu vysoce prokrvených žaber, kterými je jednosměrný tok vody udržován speciálním čerpacím mechanismem. Hustota vody neumožňuje, aby se žábry zhroutily a ležely na každé z nich. druhý je to, co se stane, když je ryba vytažena z vody.”

U vyšších obratlovců se žábry nevyvíjejí; žaberní oblouky se tvoří během vývoje plodu a pokládají základy pro hlavní struktury, jako jsou čelisti, štítná žláza, hrtan, kolumela (odpovídá třmínkům u savců) a u savců kladívko a incus. . Žaberní štěrbiny ryb mohou být evolučními předky mandlí, brzlíku a Eustachovy trubice, stejně jako mnoha dalších struktur odvozených z embryonálních žaberních vaků.

ČTĚTE VÍCE
Co jí Garra Rufa?

kostěné ryby

  • Žábrové dýchání ryb
  • Žaberní struktura ryb

U kostnatých ryb leží žábry v žaberní komoře pokryté kostěným operculem (žábry jsou starořecké slovo pro žábry). Naprostá většina druhů kostnatých ryb má pět párů žáber, i když některé během evoluce některé ztratily. Operkulum může být důležité pro regulaci tlaku vody uvnitř hltanu pro zajištění správné ventilace žáber, takže kostnaté ryby se nemusí při dýchání spoléhat na ventilaci berana (a tedy téměř neustálý pohyb). Ventily uvnitř úst zabraňují úniku vody.

Žáberní oblouky kostnatých ryb většinou nemají přepážku, takže z oblouku vyčnívají pouze žábry, podepřené samostatnými žaberními paprsky. Některé druhy si zachovaly žábrové hrabáče. Přestože všechny kostnaté ryby kromě těch nejprimitivnějších postrádají spirálu, často zůstává související pseudobranchiální, který se nachází na bázi opercula. Často je však výrazně redukován a sestává z malého množství buněk bez jakékoli zbývající struktury žáber.

Většina kostnatých ryb má pět žáber

Ryby přenášejí kyslík z mořské vody do krve pomocí vysoce účinného mechanismu zvaného protiproudová výměna. Protiproudá výměna znamená, že proudění vody přes žábry je v opačném směru než proudění krve kapilárami v lamelách. Výsledkem toho je, že krev protékající kapilárami se vždy setkává s vodou s vyšší koncentrací kyslíku, což umožňuje difúzi skrz lamely. Díky tomu mohou žábry extrahovat více než 80 % kyslíku obsaženého ve vodě.

Teleostové také používají své žábry k sekreci osmolytů (např. Na⁺, Cl). Velká plocha žáber má tendenci vytvářet problémy pro ryby, které se snaží regulovat osmolaritu svých vnitřních tekutin. Mořská voda obsahuje více osmolytů než vnitřní tekutiny ryb, takže mořské ryby přirozeně ztrácejí vodu žábrami osmózou. K rehydrataci pijí mořské ryby velké množství mořské vody a zároveň vynakládají energii na vylučování soli prostřednictvím ionocytové Na/K-ATPázy (dříve známé jako buňky bohaté na mitochondrie a chloridové buňky). Naopak sladká voda je méně osmolytická než vnitřní tekutina ryb. Sladkovodní ryby proto musí používat své žaberní ionocyty k získávání iontů z prostředí, aby si udržely optimální osmolaritu krve.

U některých primitivních kostnatých ryb a obojživelníků mají larvy vnější žábry vyčnívající z žaberních oblouků. V dospělosti se zmenšují, jejich funkci přebírají u ryb samotné žábry a u většiny obojživelníků plíce. Zatímco někteří obojživelníci si uchovají své larvální vnější žábry až do dospělosti, zdá se, že složitý vnitřní systém žáber viděný u ryb je nenávratně ztracen velmi brzy v evoluci tetrapodů.

ČTĚTE VÍCE
Jak se plodí akaři?

chrupavčitá ryba

Žralok velkooký má šest žaberních štěrbin; většina žraloků jich má jen pět

Žraloci a rejnoci mají obvykle pět párů žaberních štěrbin, které se táhnou přímo na vnější stranu těla, ačkoli někteří primitivnější žraloci mají šest nebo sedm párů. Sousední štěrbiny jsou odděleny chrupavčitým branchiálním obloukem, ze kterého vyčnívá dlouhá lamelární přepážka, částečně podepřená dalším kusem chrupavky zvaným branchiální paprsek. Oddělené žaberní desky leží na obou stranách septa. Základna oblouku může také podporovat žaberní hrábě, malé vyčnívající prvky, které pomáhají filtrovat potravu z vody.

Menší otvor, spirála, se nachází na zadní straně první žaberní štěrbiny. Nese malou pseudovětev, která se stavbou podobá žábrám, ale přijímá krev již okysličenou skutečnými žábrami. Předpokládá se, že spirála je homologní s ušním otvorem u vyšších obratlovců.

Většina žraloků se spoléhá na ventilaci berana, tlačí vodu do tlamy a přes žábry, zatímco plavou rychle vpřed. U pomalu se pohybujících druhů nebo druhů žijících u dna, zejména u rejnoků a rejnoků, může být spirála zvětšená a ryba dýchá spíše nasáváním vody tímto otvorem než tlamou.

Chiméry se od ostatních chrupavčitých ryb liší tím, že ztrácejí jak spirálu, tak pátou žaberní štěrbinu. Zbývající štěrbiny kryje operkulum, tvořené přepážkou žaberního oblouku před první žábrou.

Společný rys dýchání žábrami u kostnatých a chrupavčitých ryb je dobře známým příkladem symplesiomorfie. Kostnaté ryby jsou blíže příbuzným suchozemským obratlovcům, kteří se vyvinuli ze skupiny kostnatých ryb, které dýchají kůží nebo plícemi, než žralokům, rejnokům a dalším chrupavčitým rybám. Jejich typ žaberního dýchání sdílejí i „ryby“, protože byl přítomen u jejich společného předka a ztratil se u jiných žijících obratlovců. Ale z tohoto společného rysu nemůžeme usoudit, že teleostové jsou blíže příbuzní žralokům a rejnokům než suchozemským obratlovcům.

Lampreys a hagfishes

Obrys hagfish, zobrazený nad dvěma ventrálními okraji. otvory (h), kterými voda opouští žábry, a v části pod kulovitými vaky obsahujícími žábry

Lamprey a hagfish jako takoví nemají žaberní štěrbiny. Místo toho jsou žábry uzavřeny v kulovitých váčcích s kruhovým otvorem směřujícím ven. Stejně jako žaberní štěrbiny vyšších ryb obsahuje každý váček dvě žábry. V některých případech mohou otvory srůst a vytvořit čepici. Lamprey má sedm párů váčků, hagfishes šest až čtrnáct, v závislosti na druhu. U hagfish jsou váčky připojeny k hltanu zevnitř. U dospělých mihulí se pod vlastním hltanem vyvíjí samostatná dýchací trubice, která odděluje potravu a vodu od dýchání uzavřením ventilu na jejím předním konci.

ČTĚTE VÍCE
Jak poznáte, že je čas vyměnit čerpadlo?

Dýchání bez žáber

Ačkoli většina ryb dýchá primárně pomocí žáber, některé ryby mohou dýchat alespoň částečně pomocí mechanismů, které žábry nevyžadují. U některých druhů tvoří kožní dýchání 5 až 40 procent celkového dýchání v závislosti na teplotě. Kožní dýchání je důležitější u druhů dýchajících vzduch, jako jsou skokani a můry, a u těchto druhů představuje téměř polovinu celkového dýchání.

Ryby z několika skupin mohou žít mimo vodu po dlouhou dobu. Obojživelné ryby, jako je bahňák, mohou žít a pohybovat se na souši až několik dní, nebo žijí ve stojaté vodě nebo ve vodě jinak ochuzené o kyslík. Mnoho z těchto ryb může dýchat vzduch různými mechanismy. Kůže angillid může přímo absorbovat kyslík. Ústa elektrického úhoře mohou dýchat vzduch. Sumci z čeledí Loricariidae, Callichthyidae a Scoloplacidae absorbují vzduch trávicím traktem. Lungfishes, s výjimkou australských plicanů, a bichiry mají párové plíce, podobné těm tetrapodů, a musí se vynořit, aby nasály čerstvý vzduch ústy a výfukový vzduch propustily žábrami. Gar a tuňák mají vaskularizovaný plavecký měchýř, který funguje podobně. Loaches, trachiras a mnoho sumců dýchají průchodem vzduchu skrz jejich střeva. Bahňáci dýchají absorbováním kyslíku kůží (podobně jako žáby). Řada ryb má vyvinuty takzvané přídavné dýchací orgány, které extrahují kyslík ze vzduchu. Labyrintové ryby (jako jsou guramy a bettas) mají nad žábrami labyrintový orgán, který tuto funkci plní. Několik dalších ryb má struktury, které se tvarem a funkcí podobají labyrintovým orgánům, zejména sumec hadí, štikový a čeleď Clariidae.

Dýchací vzduch využívají především ryby, které žijí v mělkých, sezónně kolísajících vodách, kde se může sezónně snižovat koncentrace kyslíku ve vodě. Ryby, které se spoléhají výhradně na rozpuštěný kyslík, jako jsou okouni a cichlidy, se rychle dusí, zatímco ryby dýchající vzduch přežívají mnohem déle, v některých případech ve vodě, která je o něco více než vlhké bahno. V nejextrémnějším případě jsou některé ryby dýchající vzduch schopny přežít ve vlhkých norách několik týdnů bez vody a dostat se do stavu hibernace (letní hibernace), dokud se voda nevrátí.

Paraziti na žábrách

Monogenní parazité na žábrách mořského vlka

ČTĚTE VÍCE
Kde žijí ampulária?

Žábry ryb jsou preferovaným stanovištěm mnoha ektoparazitů (paraziti jsou připojeni k žábrám, ale žijí z nich); nejběžnější jsou monogeneové a určité skupiny parazitických veslonnožců, kterých může být velmi mnoho. Dalšími ektoparazity nalezenými na žábrách jsou pijavice a v mořské vodě jsou larvy stejnonožců gnathiid. Endoparaziti (paraziti, kteří žijí uvnitř žaber) zahrnují encystované dospělé motolice, několik trichosomoidních hlístic rodu Huffmanela, včetně Huffmanela ossicola, která žije v žaberní kosti, a encystovaného parazitického turbellariana. Různí protistové a Myxosporea také parazitují na žábrách, kde tvoří cysty.

Viz také

  • Dýchání vody
  • Kniha plic
  • Žábrové hrábě
  • Žaberní štěrbina
  • Snadné
  • Umělé žábry (lidské)

reference

Další odkazy

  • Evans, D.H.; Piermarini, P. M.; Choi, K. P. (2005). “Multifunkční rybí žábry: dominantní místo výměny plynů, osmoregulace, acidobazické regulace a vylučování dusíkatého odpadu.” Fyziologické recenze. 85(1):97-177. DOI: 10.1152/Physrev.00050.2003. PMID15618479.

externí odkazy

  • Pitva ryb – vystavení žáber Australské muzeum. Aktualizováno: 11. června 2010 Zpřístupněno 16. ledna 2012