сколько камер сердца у хрящевых рыб
Какое сердце у рыб: строение, кровь и система кровообращения
Рыба — это хладнокровное водное позвоночное, которое обитает как в солёной, так и в пресной воде. Как и млекопитающие, рыбы имеют замкнутую систему кровообращения, то есть кровь всегда находится в кровеносных сосудах, если они не повреждены. Система кровообращения у них довольно проста. Она состоит из сердца и кровеносных сосудов. Сердце представляет собой примитивную мышечную структуру, которая расположена за жабрами.
Кровеносная система рыб состоит из сердца и кровеносных сосудов
Анатомия и функционирование
Вопросом о том, какая кровь в сердце у рыб, и какое у рыб сердце, задавались многие ранние исследователи, так как считается, что двухкамерное сердце сыграло жизненно важную роль в прогрессивной эволюции четырехкамерных сердечных и сосудистых схем.
У рыб этот орган ещё называют жаберным сердцем, потому что его основной функцией является нагнетание венозной крови в брюшную аорту и в жабры, а затем в соматическую сосудистую систему, поэтому кровь в нём венозная.
Строение сердца рыб проще, чем у млекопитающих, земноводных и некоторых наземных позвоночных. Этот орган заключён в перикардиальную мембрану или перикард и состоит из четырёх частей:
Основной функцией сердца рыб является нагнетание венозной крови в брюшную аорту и в жабры
Хотя сердце этих животных состоит из четырёх частей, оно считается двухкамерным, так как четыре части сердца не образуют единого органа. Обычно они находятся один за другим. Жаберные и системные кровеносные сосуды расположены последовательно с сердцем.
Работа органа
Работа рыбьего сердца в основном зависит от двух факторов: частоты сердечных сокращений и объема удара. При каждом сердечном ритме желудочек выкачивает кровь. Объем называется ударным объёмом, а время сердечного ритма известно как частота сердечных сокращений.
Атриум рыбы заполнен всасыванием, созданным жёсткостью перикарда и окружающей ткани. Венозная кровь, возвращающаяся в атриум, сопровождается сокращением желудочка в систоле, что вызывает падение внутриперкардиального давления, которое передаётся через тонкую стенку атриума, чтобы создать аспираторный эффект или эффект фонта.
У рыб присутствует система кровообращения, при которой кровь проходит через сердце только один раз в течение каждого полного цикла. Лишённая кислорода, она из тканей организма доходит до сердца, откуда накачивается в жабры.
Газообразный обмен происходит внутри жабр, и окисленная кровь из жабр циркулирует по всему телу.
Кровь и сердечно-сосудистая система
Кровь рыб содержит плазму (жидкость) и клетки крови. Красные клетки — эритроциты содержат гемоглобин, белок, который переносит кислород по всему телу. Белые клетки составляют неотъемлемую часть иммунной системы. Тромбоциты выполняют функции, которые эквивалентны роли тромбоцитов в организме человека.
Механизм кровообращения
Хотя сердечно-сосудистая система рыб проста по сравнению с другими млекопитающими, она служит важной цели, иллюстрируя различные этапы эволюции системы кровообращения у животных. Сердечно-сосудистая система рыбы включает:
Капилляры представляют собой микроскопические сосуды, которые образуют сеть, называемую капиллярным слоем, где сливается артериальная и венозная кровь. Капилляры имеют тонкие стенки, облегчающие диффузию, процесс, через который кислород и другие питательные вещества переносятся в клетки.
Капилляры представляют собой микроскопические сосуды
Капилляры собираются в небольшие вены, называемые венулы, которые, в свою очередь, сливаются в более крупные вены. Вены переносят кровь в синусовый веноз, который похож на небольшую камеру.
Веноз синуса имеет клетки кардиостимулятора, которые отвечают за инициирование сокращений, так что кровь перемещается в тонкостенный атриум, имеющий очень мало мышц.
Атриум создаёт слабые сокращения, чтобы вливать кровь в желудочек. Желудочек — это толстостенная структура с большим количеством сердечных мышц. Она генерирует достаточное давление для прокачки кровотока по всему телу и в bulbus, небольшую камеру с эластичными компонентами.
Желудочек — это толстостенная структура с большим количеством сердечных мышц
В то время как bulbus arteriosus — это название камеры у костистых рыб, у рыб с хрящевым скелетом эта камера называется conus arteriosus. Conus arteriosus имеет много клапанов и мышц, в то время как bulbus arteriosus не имеет клапанов. Основная функция этой структуры — уменьшить пульсовое давление, создаваемое желудочком, во избежание повреждения тонкостенных жабр.
Отводный тракт к вентральной аорте состоит из трубчатого конусного артериоза, бульбуса артериоза или обоих. Конусный артериоз, обычно встречающийся у более примитивных видов рыб, сжимается, чтобы помочь кровотоку в аорту. Вентральная аорта доставляет кровь к жабрам, где она насыщается кислородом, и течёт через дорзальную аорту в остальную часть тела. (В тетраподах вентральная аорта разделена на две части: одна половина образует восходящую аорту, а другая — лёгочную артерию).
Группы рыб
Хрящевые рыбы
Разберем данный класс на примере акулы.
Кожа акулы покрыта примитивными плакоидными пластинками (зубоподобными пластинками). Плакоидные пластинки лежат в волокнистом слое кожи и заканчиваются зубцом с вершиной, направленной назад.
Чешуи (пластинки) состоят из плоского основания и зубовидного выроста наверху (шипа). По мере изнашивания старые пластинки сменяются новыми. Они располагаются отдельно, не налегают друг на друга, как у костных рыб.
В тонкую кишку открываются протоки поджелудочной железы, секрет которой содержит ферменты необходимые для пищеварения, и протоки печени, которая выделяет желчь для эмульгирования жиров.
Дыхание осуществляется жабрами. Жаберные крышки у хрящевых рыб отсутствуют (у костных рыб жаберные крышки прикрывают жаберные щели). Глотка пронизана жаберными щелями, обычно в количестве 5 штук, открывающихся наружу.
Плавательный пузырь отсутствует: акула всплывает в толще воды или погружается благодаря изменению положения грудных плавников. Без движения акула начинает опускаться на дно, так как ее тело более плотное, чем вода.
Акула должна постоянно находиться в движении, даже во время сна! Иначе поступление воды к жабрам будет недостаточным, а значит эффективность процессов дыхания снизится. Акула может останавливаться на недолгое время, в таком случае за счет движений ротоглотки акула всасывает воду через отверстия, брызгальца, в жаберный аппарат, осуществляя дыхание.
Один круг кровообращения, кровь в сердце только венозная. Сердце состоит из 1 предсердия и 1 желудочка, накачивает венозную кровь в жабры, где она насыщается кислородом, а затем кровь направляется к органам и тканям. Кровеносная система замкнутая, как и у всех хордовых.
Сила сердечных сокращений недостаточна для поддержания адекватного потребностям давления крови, поэтому акула должна постоянно находиться в движении. При этом происходят мышечные сокращения, которые способствуют движению крови.
Хрящекостные рыбы
Представители этой группы рыб: севрюга, стерлядь, осетр, белуга.
Скелет преимущественно состоит из хрящевой ткани. Чешуйки сливаются, образуют 5 рядов крупных костных пластинок, которыми покрыто тело. Хорда нерасчлененная, в кишечнике находится спиральный клапан. Это группа ценных промысловых рыб.
Двоякодышащие
Это древняя группа рыб, которые обладают как жаберным, так и легочным дыханием. Они обитают преимущественно в часто пересыхающих водоемах Южной Америки и Африки. Приспособлены к жизни в водоемах с низким уровнем кислорода. Скелет костно-хрящевой.
Кистеперые
Скелет преимущественно хрящевой. Современные латимерии утратили способность дышать атмосферным воздухом: в их организме обнаруживается дегенерированное легкое, но их далекие предки обладали такой способностью и смогли выйти на сушу.
Очень важно заметить, что скелет плавников латимерии напоминает скелет пятипалой конечности земноводных, что сближает их морфологически. Эти рыбы имеют важное эволюционное значение: именно они дали начало классу земноводных, который мы разберем в следующей главе.
Значение рыб
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Класс Хрящевые Рыбы. Строение, размножение, разнообразие и значение Хрящевых Рыб. Надотряды: Акулы, Скаты и Химеры
Представители Класса Хрящевых Рыб: Шестижаберная акула, Тихоокеанская бляшкошипая акула, Скат – калифорнийский гитарник, Мраморный электрический скат и Зебровая акула
Класс Хрящевые Рыбы
Включает около 650 видов. Класс Хрящевые рыбы (Chondrichthyes) объединяет три отряда: Акулы, Скаты и Химеры. Водные животные. Размеры колеблются от 15 см до 20 м. Хищники. Некоторые виды питаются планктонными организмами.
Внешнее и внутреннее строение Хрящевых Рыб
Внешнее и внутреннее строение Хрящевых Рыб, внешнее и внутреннее строение акулы
Ротовое отверстие ограничено челюстями и расположено на нижней стороне тела. Сохраняется во взрослом состоянии хрящевой скелет. Он состоит из позвоночника, черепа, скелета парных плавников и их поясов и скелета непарных плавников. Позвоночник состоит из двух отделов: туловищного и хвостового. Позвоночник образован хрящевыми позвонками, внутри которых сохраняется редуцированная хорда. Верхние дуги позвонков образуют канал, в котором расположен спинной мозг. Мозговой череп полностью сформирован. Он состоит из мозговой коробки, рострума и парных капсул органов чувств. Мозговую коробку сверху покрывает хрящевая крышка. Висцеральный скелет состоит из челюстной дуги, подъязычной дуги и жаберных дуг. Жаберные дуги тоже разделены на четыре отдельных хрящика. Это обстоятельство (расчлененность жаберных дуг) было условием их подвижности и возможности развития из них челюстей у позвоночных. Скелет пояса передних конечностей образован хрящевой дугой, которая лежит в мышцах. Пояс задних конечностей образован непарным хрящом, который расположен перед клоакой поперек тела. К поясам причленены парные конечности: грудные и брюшные плавники. Плавники (кроме хвостового) не соединены с осевым скелетом, что свидетельствует о малом участии плавников в движениях животных.
Не имеют жаберных крышек, плавательного пузыря (что обуславливает постоянное движение).
Мускулатура примитивна. Имеет вид широких продольных лент, разделенных на отдельные сегменты (миомеры разделены миосептами). Развиты мышцы нижней челюсти и плавников.
Покровы Хрящевых Рыб
В эпидермисе расположены многочисленные одноклеточные железы. Чешуи (плакоидные) покрывают тело. Они представляют собой пластинку, образованную дентином и покрытую сверху эмалью, с направленным назад зубчиком. Пластинка погружена в кожу. На челюстях чешуи превращаются в зубы.
Пищеварительная система Хрящевых Рыб
На челюстях расположены большие зубы. У хищных видов зубы расположены в несколько рядов и очень острые. Ротовая полость открывается в глотку. В виде слизистой складки на дне глотки находится язык. Задняя часть глотки пронизана жаберными щелями. Короткий пищевод переходит в желудок, который дугообразно загнут. Кишечник разделен на тонкий, толстый и прямую кишку. В тонкую кишку впадает желчный проток большой двухлопастной печени. В печени может откладываться жирообразное вещество, которое уменьшает удельный вес животных, увеличивает плавучесть. Поджелудочная железа лежит в брыжжейке тонкой кишки. В толстом кишечнике расположен спиральный клапан (внутренний вырост со спиральными завитками), который увеличивает всасывательную поверхность. В прямой кишке есть особая железа, которая играет определенную роль в солеобменных процессах организма. Прямая кишка открывается в клоаку.
Органы выделения Хрящевых Рыб
Органы выделения представлены парными почками и выделительными канальцами. В почках образуется моча и выводится через мочеточники в клоаку, а из клоаки — наружу.
Кровеносная система Хрящевых Рыб
Кровеносная система замкнутая. Один круг кровообращения.
Сердце двухкамерное, состоит из желудочка и предсердия. От желудочка отходит артериальный конус, а от конуса ведет начало брюшная аорта. Венозная кровь проходит через сердце и по брюшной аорте попадает в жаберные сосуды, где насыщается кислородом. По сонным артериям насыщенная кислородом кровь попадает в голову, а по спинной аорте — в разные органы тела. Кровь превращается в венозную и по венам течет в сердце. Есть воротная система печени. Селезенка расположена рядом с желудком. Это орган, который содержит большое количество эритроцитов.
Кровь имеет красную окраску, так как в ней есть кровяные тельца — эритроциты.
Органы дыхания Хрящевых Рыб
Жабры. Они связаны с пищеварительной системой. Жаберные щели (5–7) открываются с одного бока в глотку, с другого — наружу. Жаберные отверстия отделяются жаберными перегородками. В их толще содержатся хрящевые жаберные дуги. На внутренней стороне жабр расположены жаберные тычинки. Жаберные тычинки вместе образуют цедильный аппарат, который процеживает воду и препятствует проникновению пищи в дыхательную систему. Сами жабры состоят из жаберных лепестков, в них происходит газообмен. Жаберные лепестки сидят на передней и задней стенках перегородок жаберных щелей.
Нервная система Хрящевых Рыб
Хорошо развит головной мозг. Он состоит из пяти отделов: продолговатый мозг, мозжечок, средний, промежуточный и передний мозг. Передний мозг большой, не имеет полушарий и коры. Выполняет функцию обонятельного центра, принимает участие в координации движений. Средний мозг образует зрительные доли. Хорошо развит мозжечок, координирует движения. От головного мозга отходят 10 пар черепных нервов. Спинной мозг имеет вид тонкой трубки. Расположен в спинномозговом канале, образованном дугами позвонков.
Органы чувств Хрящевых Рыб
Хорошо развиты органы чувств. На голове расположены глаза (органы зрения). Глаза имеют плоскую роговицу, шарообразный хрусталик. Могут видеть на близком расстоянии, распознавать цвет и форму предметов. Есть парные ноздри, которые ведут к обонятельным капсулам (органы обоняния). Орган слуха представлен внутренним ухом (имеет три полукружных канальца в отличие от круглоротых).
Орган боковой линии состоит из канала, который лежит в коже и соединяется с внешней средой. Он расположен у акул и химер по бокам тела и разветвляется на голове. На дне канальца расположены чувствительные рецепторы, воспринимающие колебания воды.
Размножение Хрящевых Рыб
Половая система состоит из половых желез и половых протоков. Половые органы парные. Семенники лентовидные. От них отходят семявыносящие канальцы, которые впадают в верхнюю часть почки. Собственных половых протоков, которые открываются в клоаку, у самцов нет. Их функцию выполняют мочеточники. У самцов часть брюшных плавников преобразована в копулятивные органы.
Яичники парные. У самок парные яйцеводы сливаются и образуют общую воронку. В расширении яйцеводов сформированы скорлупные железы, которые образуют оболочку яиц. Яйцевод открывается в клоаку собственным отверстием. Яйцеклетки имеют большое количество желтка. Из яичника выходят зрелые яйцеклетки в полость тела и захватываются воронкой. Оплодотворение внутреннее. Оно происходит в яйцеводе. Нижняя часть яйцеводов расширена и образует своеобразную матку. Развитие прямое.
Яйца откладываются наружу (большие, в роговой оболочке, небольшое количество). Яйца часто имеют разные выросты, которыми цепляются за подводные предметы. Мальки хрящевых рыб некоторое время питаются за счет питательных веществ яйца.
Некоторые виды яйцеживородящие, тогда яйца развиваются в матке. При этом необходимые питательные вещества находятся в яйце. Яйцо окружено оболочкой, а при выходе малька она разрывается.
При настоящем живорождении зародыш получает питание из материнского организма. У него образуется плацента — особая оболочка, через которую поддерживается связь с кровеносной системой матери.
Разнообразие Хрящевых Рыб
Хрящевые Рыбы. Пластиножаберные: Отряд Акулы (белая, гигантская и тигровая) и Отряд Скаты (хвостокол, электрический, пила-рыба). Цельноголовые – Отряд Химерообразные (европейская химера)
Представители: акулы, скаты, химеры.
Надотряд Акулы (Selachomorpha)
Насчитывают около 250 видов. Большинство представителей — это хищные животные, которые активно плавают в толще воды в поисках добычи. Отдельные виды живут у дна. Акулы — прожорливые хищники, не очень разборчивые в пище. Они питаются рыбой, кальмарами, иглокожими, млекопитающими, крабами, черепахами и т. п. Могут нападать на человека. Опасными для человека могут быть 50 видов. Некоторые виды акул питаются планктоном, некоторые — донными беспозвоночными.
Имеют обтекаемую удлиненную форму тела. Главным органом движения является неравнолопастный хвостовой плавник. Как активные хищники имеют хорошо развитые органы чувств (обоняние, зрение, слух, равновесия, боковая линия).
Плодовитость небольшая. Могут откладывать от 1 до 500 яиц или рождать от 2 до 100 малышей. Характерны яйцерождение, яйцеживорождение и живорождение. Срок вынашивания малышей составляет два года.
Наибольшие среди акул — гигантская и китовая акулы — до 15 м длиной, вес — 14–20 т. Они питаются планктоном. На человека могут нападать белая акула (до 8 м длиной), тигровая (до 9 м), акула-молот (до 12 м) и др.
В Черном море встречается один вид — катран или колючая акула (до 2 м длиной). Живут стаями. Впереди ее спинных плавников торчат колючие шипы. Характерно живорождение. На человека не нападает. Питается рыбой, моллюсками, ракообразными.
Надотряд Скаты (Batomorpha)
Известно около 350 современных видов. Морские животные. Иногда встречаются в пресных водоемах (речные хвостоколы и др.). Большинство представителей ведут придонный образ жизни. Некоторые виды плавают в толще воды. Могут зарываться в почву. Питаются беспозвоночными, рыбой, иногда — планктоном.
Некоторые виды скатов имеют особые органы для охоты или защиты — электрические. Это электрические скаты. Их мышцы превратились в органы, вырабатывающие электрический ток напряжением от 8 до 300 вольт. Скат вырабатывает серии коротких разрядов, которые быстро повторяются. Размеры — от 15 см до 2 м. Самый маленький по размерам скат (3,5 см) — индийский электрический скат.
Самый большой скат — манта или морской дьявол, достигает 6,6 м в размахе грудных плавников и до 2 т веса. Плавают в толще воды. По типу питания — фильтраторы. Загоняет планктонные организмы в широко раскрытый рот с помощью двух роговидных выростов по сторонам головы. Живородящая рыба. Рождает одного детеныша до 1 м длиной и весом до 10 кг. В первые дни жизни оберегает детеныша.
В нашей стране встречаются два вида: морская лисица или шиповатый скат и морской кот или скат-хвостокол.
Морская лисица встречается в прибрежной зоне Черного моря. Этот скат весь покрыт чешуей в виде шипов. Самки (90–125 см) немного больше самцов (79–85 см). Питается беспозвоночными животными, рыбой.
Отряд Химеры (Chimaeriformes)
Известно около 30 видов. Преимущественно глубоководные животные (до 2,5 тыс. м). Малоподвижны. Питаются иглокожими, моллюсками, ракообразными, рыбами.
Размеры от 60 см до 2 м. Хвост на конце длинный и утонченный. Первый спинной плавник имеет большой шип. Кожа голая. На челюстях — две пары зубных пластинок на верхней и одна пара — на нижней. Эти зубы приспособлены для дробления ракушек моллюсков, панцирей ракообразных.
Из крайних лучей брюшных плавников у самцов образованы копулятивные органы. Представители отряда откладывают яйца, покрытые роговой оболочкой.
Представитель: европейская химера.
Значение Хрящевых Рыб
Представители Класса Хрящевых Рыб: белая акула, полярная акула, катран, синяя акула, сельдевая акула, тигровая акула, скат-быченос, пила-рыба, манта, хвостокол, скат и электрический скат
Являются важной составляющей биоценозов. Регуляторы численности рыб, беспозвоночных и др. Сами являются объектами охоты других животных (рыб, млекопитающих).
Некоторые хрящевые рыбы имеют промышленное значение. Кожа является сырьем для промышленности. В пищу употребляют мясо, печень, плавники. Изготовляют рыбную муку, которой кормят животных или удобряют почву. Мясо скатов и акул используют как корм для животных, как приманку в рыболовле. Из печени акул получают вещества, которые используют в медицине для лечения опухолей человека.
Отдельные виды хрящевых рыб опасны для человека (акулы, электрические скаты, скаты-хвостоколы). Могут наносить ущерб рыболовству.
Кровеносная система рыб — уникальное сердце и почему оно бьется в 4 раза медленнее, чем у человека
Все представители ихтиофауны – хладнокровные животные, поэтому температура их тела всегда равна температуре окружающей среды. Тем не менее, они тоже имеют замкнутую кровеносную систему, состоящую из сосудов и мышечного органа – сердца. В чём же секрет внутреннего строения рыб?
Анатомия кровеносной системы
Несмотря на схожий образ жизни и строение рыб их кровеносная система не всегда одинакова. Так, у костных и хрящевых немного по-разному работает сердце, а у двоякодышащих есть дополнительный круг кровообращения. Тем не менее, в большинстве особенностей эти животные схожи.
Есть ли у рыб сердце?
Каждое из этих хладнокровных животных имеет сердце. Конечно, оно устроено иначе, чем у человека и других млекопитающих, но в целом выполняет такие же функции. В первую очередь это – циркуляция крови и насыщение организма кислородом. Этот орган отсутствует только у примитивных существ, например, амёб, кишечнополостных, плоских, круглых и кольчатых червей.
Эволюционное развитие
Согласно исследованиям биологов, именно у рыб впервые среди всех живых организмов появилось сердце в качестве полноценного функционирующего органа. У бесчерепных был лишь пульсирующий сосуд, у ланцетников также отсутствовало сердце, зато сама система кровообращения стала замкнутой.
Сегодня подобное развитие можно увидеть на стадии онтогенеза, ведь у зародышей рыб есть только сосуд, который к концу инкубационного периода переформировывается в сердечную мышцу.
Кровеносная система рыб стала замкнутой, то есть с тех пор кровь перемещалась исключительно по сосудам, а сердце поделилось на две камеры, снабжённые клапанным аппаратом и сердечной сумкой. Этот момент стал важнейшим промежуточным этапом дальнейшего развития эволюционной цепи.
Спустя время животные стали выходить на сушу, и тогда им потребовался более сложный орган, сопряжённый с лёгочным дыханием.
Ещё в древние времена лопастепёрые рыбы обзавелись дополнительным органом дыхания, в котором основную роль играют плавательные пузыри, неполная сердечная перегородка и второй круг кровообращения. Исследователи выделают в их строении зачатки третьей сердечной камеры. Некоторые представители этой уникальной группы живут на Земле и сегодня.
У соседей рыб по среде обитания – головоногих – миллионы лет назад появилось жаберное сердце. Это особые расширения, создающие пульсацию на пути жаберных вен, по которым идёт венозная кровь. Число таких сердец всегда соответствует количеству жабр. У осьминогов, каракатиц и кальмаров их два, у наутилусов – четыре.
Сколько камер в сердце у рыб?
Строение сердца у рыб включает две камеры. Первая – тонкостенное предсердие. Именно в этот отдел кровь попадает в первую очередь. Затем она проталкивается во вторую камеру, выполняющую роль толстостенного желудочка. В движение она приводится благодаря венозной пазухе (мешочку с тонкими мускульными стенками) и аортальному конусу (пульсирующая мускулистая часть с клапанами на внутренней поверхности). Иногда их условно называют третьей и четвёртой камерами, что, конечно, не делает похожим сердце рыб на млекопитающих и птиц.
Четыре перечисленных элемента расположены в организме подводных животных нелинейно: они образуют S-образное образование, где аорта и желудочек находятся снизу, а вена и предсердие – сверху.
Это интересно: Рыбы имеют очень маленькое сердце: в среднем оно занимает лишь 1%, тогда как у млекопитающих объём достигает 4,7%, а у птиц до 16%.
Местоположение сердца
Так как кровоток тесно связан с дыхательной системой, сердце у рыб расположено в передней части тела – в околосердечной сумке (у миног – в хрящевой капсуле). Эта наружная оболочка отгораживает его от других органов и не даёт мышце смещаться в условиях постоянного сокращения. Сам мешочек крепится за последней парой жаберных дуг рыб, которые выполняют функцию опоры дыхательного аппарата.
Круг кровообращения
Главное отличие рыб от высших живых существ – наличие лишь одного круга кровообращения. Тем не менее, внутри этой группы есть исключение в виде двоякодышащих рыб, которые в процессе эволюции приобрели дополнительный круг, так как у них появилась возможность брать кислород из воздуха.
Какая кровь в сердце рыбы?
В организме представителей ихтиофауны течёт венозная и артериальная кровь. Отдав кислород органам, венозная кровь через печень поступает в сердце, и оттуда – к жаберным лепесткам, чтобы вновь насытиться жизненно важным газом. Обогащённая кислородом кровь называется артериальной – именно она идёт в спинную аорту и оттуда распространяется по мелким сосудам в другие органы.
Это интересно: на данный момент у рыб выявлено четырнадцать групп крови.
Цвет артериальной крови у рыб – ярко-красный, венозной – тёмно-вишнёвый. Оттенок дают эритроциты, имеющие овальную форму (в отличие от человеческой дисковидной) и ядро. Кроме них в крови содержатся:
В целом, химический состав крови рыб не особо отличается от позвоночных: в него включены органические и неорганические элементы, продукты обмена. А вот процент соотношения жидкой ткани к массе рыбы среди живых существ самый маленький – от 2 до 7%.
Создавать кровь может широкий круг органов: жабры, слизистая кишечника, почки, селезёнка, лимфоидный орган, находящийся в черепе, и сердце рыбы. Роль посредника между кровью и тканями в теле рыб играет лимфатическая система – совокупность сосудов с прозрачной жидкостью (лимфой).
Механизм кровообращения
В сравнении с человеком, рыбы имеют очень простую систему кровообращения, которая состоит из пяти основных элементов:
Это интересно: у костных рыб в камерах нет клапанов, тогда как сердце хрящевых рыб (акул и скатов) их достаточно много. Благодаря им животные не испытывают сильное пульсовое давление, которое способно повредить тонкостенные жабры.
Функции сердца
Двухкамерное сердце неспособно отделять венозную кровь от артериальной, поэтому через него проходит только неоксигенированная жидкая ткань. У рыб орган выполняет в первую очередь функцию «насоса», который помогает крови циркулировать, и уже в жабрах обогащаться кислородом. Распределение полезных веществ и газа происходит по капиллярной сети – также с помощью сердечных сокращений.
Направление кровообращения
Жидкая ткань транспортируется по кровеносной системе только в одном направлении – начиная с венозного синуса и заканчивая артериальным конусом. Односторонний ток обеспечивается клапанами, которыми разделены камеры сердца рыб.
У костистых рыб, к которым относятся большинство видов, необогащённая, но очищенная от токсинов венозная кровь через луковицу аорты перетекает в брюшную аорту. Затем она по четырём специальным каналам – приносящим артериям – переходит в жабры, где происходит газообмен: в кровь проникает кислород, а в окружающую среду – диоксид углерода.
Из выносящих жаберных артерий жидкая ткань поступает в наджаберные сосуды: они образуют головной круг по дну черепа и снабжают веществами мозг у рыб и другие важные органы головы. Далее сосуды формируют спинную аорту, расположенную под позвоночником: от неё отходят более мелкие артерии и капилляры, которые несут кислород к внутренним органам, мышцам, коже. Оттуда кровь по капиллярам возвращается в вены.
Кардинальные вены ведут к сердцу, где их концы соединяются и формируют кювьеровы протоки, входящие в венозный синус – часть сердечной мышцы. Передняя вена ведёт ток из головных органов нервной системы рыб. Из задней части туловища исходит хвостовая вена: она пролегает в гемальном канале прямо под артерией.
В районе почек она вена разделяется на пару воротных вен. После фильтрации кровь по задним кардинальным венам идёт к сердцу, захватывая по пути эритроциты из половой системы. Все токи вливаются в венозный синус, чтобы оттуда вновь начать перекачку к жабрам. Токсины из почек выводятся по выделительной системе рыб.
Фильтрацией крови в организме рыбы кроме почек занимается печень. Воротные вены печени забирают жидкую ткань из желудочно-кишечного тракта, селезёнки и пищеварительных желез, а также особого органа – плавательного пузыря. Уже очищенная кровь выходит по капиллярам в парные печёночные вены и движется в сторону сердца.
Это интересно: у некоторых рыб (например, окуня, карпа и щуки) правая почечная воротная вена недоразвита, поэтому орган не может выполнять в полной мере функцию очистки.
Существуют виды, у которых в строении системы есть значительные отклонения. Так, у круглоротых вместо пары четырёх по семь приносящих и выносящих артерий, непарный наджаберный сосуд, а воротная система почек и кювьеровы протоки вовсе отсутствуют. В печени пролегает лишь одна вена.
У хрящевых – пять приносящих артерий в жабрах, а выносящих – в два раза больше. Кроме перечисленных у них имеются подключичные сосуды, снабжающие грудные плавники и плечевые мышцы, и боковые – в брюшной полости.
Особым строением отличаются уже упомянутые двоякодышащие. Оксигенированная кровь концентрируется в левой части сердца, и уже оттуда по паре жаберных артерий поступает в мозг рыбы, органы головы и спинную аорту. Венозная, сосредоточенная в правой половине, уходит через пару задних артерий и через жабры перетекает в «лёгкие» – плавательные пузыри.
Когда эти животные дышат на поверхности воды, кровь насыщается в воздушных мешочках и уходит по лёгочным венам в левые камеры. Дополнительно в организме двоякодышащих сформировались брюшная и кожная вены.
Важно: капилляры – микроскопические сосуды, которые благодаря тонким стенкам максимально быстро переносят питательные вещества и кислород в клетки органов. Промежуточная часть между капиллярами и венами называется венулами.
Ритм сердца
Сокращение сердечной мышцы происходит с определённой частотой, скорость которой зависит от множества факторов:
Так, у взрослых карпов частота сердечных сокращений равняется в среднем 20-35 ударам в минуту, что достаточно медленно для рыб. Особенно в сравнении с молодью осетра, ЧСС которых доходит до 150 ударов.
Наиболее значимым фактором является температура. Как только вода становится холоднее – сердце рыб начинает стучать всё медленней. В зимней спячке у леща сердце сокращается до одного удара в минуту.
Основная задача ЧСС – поддержание определённого объёма кровотока, соответствующего внутренним и внешним обстоятельствам.
Электрические свойства сердца
Импульсы в сердечной мышце возникают не просто так. В движения её приводят кардиомиоциты – особые клетки органа, испускающие электрические импульсы. По строению и функционалу они близки к миоцитам млекопитающих.
У рыб миоциты сосредоточены в конкретных частях сердечной мышцы и вместе они образуют проводящую систему. Как у человека и других млекопитающих, инициирование систолы у рыб происходит у синатриальном узле. А вот функцию пейсмейкера (синусно-предсердного узла) у рыб выполняют все элементы проводящей системы: центр ушкового канала и узел в атриовентрикулярной перегородке.
Важно: скорость достижения возбуждения в клетке у рыб ниже, чем у высших животных, причём она разнится и в рамках органа одной особи.