 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Газообмен в водной среде
Содержание кислорода в естественных водоемах невелико. К тому же оно весьма изменчиво, так как на растворимость кислорода в воде влияют различные факторы: 1. Физические: 1) величина парциального давления кислорода в воздухе; 2) температура воды; 3) концентрация электролитов в воде. 2. Экологические: 1) перемешивание воды (шторм, течение и т.д.) – насыщает воду кислородом, так как увеличивается ее контакт с атмосферным воздухом (в стоячих водоемах растворение кислорода замедленно); 2) большое количество зеленых растений способствует насыщению воды кислородом, а накопление мертвых растительных остатков, наоборот, обедняет воду кислородом, так как происходит его связывание при разложении органических веществ; 3) замерзание водоемов зимой способствует снижению содержания кислорода в воде. Влияние этих разнообразных факторов приводит к тому, что гидробионтам необходимо постоянно адаптироваться к изменению содержания кислорода в воде и, прежде всего, к недостатку кислорода – гипоксии. В ходе эволюции у гидробионтов выработались как морфологические, так и физиологические особенности, позволяющие им приспосабливаться к относительно низкому содержанию кислорода в водной среде: 1. Морфологические - органы внешнего дыхания имеют большую поверхность – для того, чтобы обеспечить как можно больший контакт с окружающей водой, а значит, и с растворенным в ней кислородом. Поэтому органы дыхания рыб – жабры – имеют складчатую поверхность, большое число жаберных лепестков (рис.6).
Рис. 6.Вскрытый окунь. 1 – жабры, 13 – тычинки жаберной дуги.
Причем их количество тем больше, чем выше скорость метаболизма, а значит и потребность в кислороде. Это наблюдается у быстро плавающих рыб. Дыхательная поверхность у рыб, совершающих мало активных движений, значительно меньше, так как у них соответственно меньше потребность в кислороде. Увеличение дыхательной поверхности наблюдается и у видов, обитающих в условиях дефицита кислорода – они обладают более длинными жаберными лепестками и большим числом вторичных жаберных пластинок. При быстром плавании для прокачивания воды через жабры используется само движение: рыба плывет с открытым ртом, и вода проталкивается через жабры тем интенсивнее, чем выше скорость движения. Такой «напорный» тип жаберной вентиляции способствует активизации газообмена. Некоторые гидробионты используют для ускорения газообмена течения и другие перемещения воды. У других же водных организмов (например, у моллюсков) имеются специальные приспособления, активно прогоняющие воду через дыхательный аппарат.
2. Физиологические: 1) компенсаторные увеличение частоты дыхательных движений на снижение концентрации кислорода в воде; 2) замедление сердечного ритма (брадикардия), что снижает уровень метаболизма, а значит и потребность в кислороде; 3) повышение общей кислородной емкости крови при участии дыхательных пигментов. Дыхательные пигменты различны у разных таксонов животного мира (табл.4). Дыхательные пигменты принимают участие в транспорте кислорода. Они активно связывают его непрочными связями и отдают в тканях. Участие дыхательных пигментов резко повышает кислородную емкость крови. Способность крови рыб транспортировать кислород в связанном с гемоглобином состоянии зависит как от общего количества гемоглобина, так и от его химических свойств, определяющих способность к насыщению кислородом при определенном парциальном давлении последнего. Рыбам свойственно более высокое сродство гемоглобина к кислороду, чем наземных позвоночным, что соответствует его низкой концентрации в водной среде. Обитатели хорошо аэрированных водоемов высокоподвижны и имеют относительно низкое сродство гемоглобина к кислороду: при этом он легче отдается тканям. Рыбы из водоемов с низким содержанием кислорода в воде, напротив, ведут малоподвижный образ жизни, чем обеспечивается меньшая потребность в кислороде. Таким видам свойственно более высокое сродство гемоглобина к кислороду, позволяющее извлекать его из воды при малом напряжении. Адаптации к гипоксии у рыб связаны с изменением числа эритроцитов: при появлении кислородной недостаточности их количество в крови возрастает, при этом соответственно возрастает и общее количество гемоглобина, что увеличивает общую кислородную емкость крови. 4) Воздушное дыхание рыб.
Таблица 4. Характеристика дыхательных пигментов
Поиск по сайту: |
