Každý ví, alespoň z dobrodružných a válečných filmů, jak ponorka manévruje v hloubce. Má speciální nádrže, kde můžete čerpat mořskou vodu nebo ji vytlačit stlačeným vzduchem. Více vody znamená, že loď je těžší a klesá hlouběji; více vzduchu znamená, že se vznáší nahoru.
Foto: © Victor Zastolsky / Fotobanka Lori
Mnoho ryb dělá totéž. Pouze jejich nádrž je elastická a mění svůj objem – to je plavecký měchýř, který leží v břišní dutině. Pravděpodobně jste to viděli, pokud jste někdy sledovali čištění čerstvých ryb.
Obrázek: Sharon High School. commons.wikimedia.org.wiki
Typická ryba je asi o 5 % těžší než voda. Pokud se nebude snažit, klesne na dno. Plavecký měchýř vyrovnává specifickou hmotnost ryby se specifickou hmotností vody, což umožňuje rybě viset nehybně, aniž by se vznášela nebo se potápěla. A aby se hloubka mírně změnila, stačí mírně pracovat s ploutvemi. Hloubku je samozřejmě potřeba upravit za pochodu. Fyziologové zjistili, že plavecký měchýř, který udržuje vztlak při nízkých rychlostech, ušetří rybě až 60% úsilí a při rychlém pohybu více než 5%. Mimochodem, když člověk dýchá mělce, má stejnou měrnou hmotnost jako voda a po hlubokém nádechu se stává lehčím než voda. Takže pro nás není tak snadné se utopit.
V evoluci vznikl plavecký měchýř ze střev. Část jícnu nebo žaludku se izolovala a začala sloužit nikoli k výživě, ale k regulaci specifické hmotnosti ryb. V této fázi vývoje je například žralok písečný: nemá plavecký měchýř, ale část žaludku je oddělena v podobě kapsy, do které žralok polyká trochu vzduchu, aby se neutopil.
V písečném žralokovi (rodina Odontaspididae) žádný plavecký měchýř. Jeho roli plní samostatná část žaludku. Foto: Richard Ling / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-2.0.
U některých ryb (například losos, sleď, kapr) zůstává mezi plaveckým měchýřem a jícnem úzký kanál. Po vyplavení na hladinu mohou spolknout vzduch do bubliny, což jim umožní zůstat v horních vrstvách nádrže. Pokud se potřebujete ponořit hlouběji, ryba může trochu vydechnout.
Kapr (Cyprinus carpio carpio) může spolknout trochu vzduchu, který vyplave na povrch, a z jícnu se úzkým kanálem dostane do plaveckého měchýře. Foto Sergey Gorlanov
U ostatních ryb (treska, okoun, štikozubec) je močový měchýř zcela uzavřen a oddělen od střeva. Abyste jej mohli mírně nafouknout nebo vyfouknout, potřebujete pumpu. Tyto ryby mají dokonce dvě pumpy a jsou umístěny v samotném močovém měchýři. Speciální žláza lstivým biochemickým mechanismem odebírá z krve plyny (a ty se tam dostávají žábrami z vody – vždyť vzdušné plyny se ve vodě rozpouštějí i ve velkých hloubkách) a odvádí je do močového měchýře. Na druhém konci močového měchýře je oblast posetá krevními cévami. Jejich prostřednictvím se plyny v případě potřeby přenášejí zpět do krve. Oba procesy jsou poměrně pomalé.
Mořský okoun (Sebastes sp.), stejně jako v říčním je močový měchýř uzavřen a zcela oddělen od střeva. Foto: jovibor
Proč ryby vůbec potřebují měnit hloubku? Především při honbě za potravou, například planktonem, který se buď vznáší, nebo klesá. Také se schovat před predátory čekajícími v určité hloubce. Některé druhy vylézají nebo se ponořují, aby se rozmnožily, a mimo období rozmnožování žijí v jiné hloubce.
Konečně, mnoho ryb vůbec nemá plavecký měchýř. Jedná se o druhy žijící u dna, jako je platýs, který tiše plave u dna a sbírá z něj potravu. Chrupavčité ryby, jako jsou žraloci a rejnoci, nemají plavecký měchýř. Snad proto, že jejich kostra sestávající z chrupavek je lehčí než kostěná kostra jiných ryb. Rychle plavající dravé ryby, jako je tuňák a makrela atlantická, se obejdou i bez močového měchýře (jeho vrhací rychlost dosahuje 77 km/h). Mohutné svaly těchto predátorů jim umožňují rychle měnit hloubku a odolávat potápění. Ale je docela těžké odvodit nějaké obecné pravidlo o tom, kdo má bublinu a proč a kdo ne. Ze dvou blízce příbuzných druhů s podobným životním stylem nemusí mít jeden močový měchýř, zatímco druhý jej může mít plně vyvinutý.
Platýs, stejně jako mnoho jiných ryb žijících u dna, se vůbec obejde bez plaveckého měchýře. Na fotografii: platýs leopardí nebo botus skvrnitý (Bothus pantherinus). Foto: © Sergey Dubrov / Fotobanka Lori
Ryby mají jiné způsoby, jak snížit svou měrnou hmotnost, aby se nepotopily. Například hromadit tuk, protože je lehčí než voda. U jednoho druhu žraloka se tedy játra skládají ze 75 % tuku (u savců obsahují játra 5 % tuku). Další možností je využít aktivní práce ledvin k zbavení se těžkých solí v krvi a dalších tekutin uvnitř těla. Ne nadarmo ztroskotaní námořníci, pokud došly zásoby čerstvé vody v lodi, pijí šťávu vymačkanou z mořských ryb: je téměř čerstvá.
Ale má-li živý organismus nějaký orgán, je třeba jej využívat co nejširší, aby neseděl nadarmo. Některé ryby vydávají zvuky močovým měchýřem, jiné jej používají jako rezonátor ke zvýšení citlivosti sluchu. Močový měchýř může sloužit jako hloubkový senzor: při stoupání se jeho objem zvětšuje, při potápění se zmenšuje a nervová zakončení to vnímají. Konečně mohou ryby využít vzduch z močového měchýře jako rezervu pro dýchání při sprintovém trhnutí.
A tady je to zajímavé: z plaveckého močového měchýře ryb vznikly plíce suchozemských obratlovců, včetně lidí.
