Miks võrk kartulipõllul? Paljud armastavad kartuleid süüa, aga koristada... See pole lihtne töö – kummarduda iga mugula kohale, see üles korjata ja ämbrisse langetada. Päeval saad nii märjaks, et isegi kartulid laual ei rõõmusta. Kas on võimalik kuidagi kartulikoristust lihtsamaks teha? kindlasti,

Miks on lehmal passi vaja? Zooloogid ja loomaarstid on õppinud veisevasikaid ninajälgede järgi ära tundma. Selgub, et need on sama individuaalsed kui inimese sõrmejäljed. Aga miks on vaja näiteks suurfarmis loomadel üldse vahet teha? Pealegi

Miks kanga intelligentsus? Kunagine maailmakuulus moelooja V. Zaitsev alustas oma disainerikarjääri pakkudes toota lillede ja erinevate mustritega kaunistatud tepitud jakke. Hiljutine tööstusrõivaste rahvusvaheline mess

Ferrari 4 – miks? Ferrari FF Oli tüüpiline laupäeva hommik, teed olid täis isetegijaid, kes suundusid oma peredega kohalikesse kauplustesse. Kui on kiire, pole see parim, mis juhtuda saab: inimene, kes

Kalade keha on üsna keeruline ja multifunktsionaalne. Ujumismanipulatsioonide sooritamise ja stabiilse asendi hoidmise võime vee all püsida on määratud keha erilise struktuuriga. Lisaks isegi inimestele tuttavatele elunditele on paljude veealuste elanike kehas kriitilised osad, mis võimaldavad ujuvust ja stabiliseerumist. Selles kontekstis on oluline ujumispõis, mis on soolestiku jätk. Paljude teadlaste arvates võib seda elundit pidada inimese kopsude eelkäijaks. Kuid kalades täidab ta oma peamisi ülesandeid, mis ei piirdu ainult omamoodi tasakaalustaja funktsiooniga.

Ujumispõie moodustumine

Kusepõie areng algab vastsest, esisoolest. Enamik mageveekalu säilitab selle organi kogu elu. Vastsest vabanemise hetkel ei ole maimumullidel veel gaasilist koostist. Selle õhuga täitmiseks peavad kalad pinnale tõusma ja iseseisvalt vajaliku segu kinni püüdma. Embrüonaalse arengu staadiumis moodustub ujupõis selja väljakasvuna ja asub selgroo all. Tulevikus kaob kanal, mis ühendab seda osa söögitoruga. Kuid seda ei juhtu kõigil inimestel. Selle kanali olemasolu ja puudumise alusel jagatakse kalad kinniste ja lahtiste teradega. Esimesel juhul kasvab õhukanal kinni ja gaasid eemaldatakse põie siseseintel olevate verekapillaaride kaudu. Lahtise põiega kaladel on see elund õhukanali kaudu ühendatud sooltega, mille kaudu gaasid väljutatakse.

Gaasimullide täitmine

Gaasinäärmed stabiliseerivad põie survet. Eelkõige aitavad need kaasa selle suurenemisele ja vajadusel aktiveeritakse punane keha, mille moodustab tihe kapillaaride võrgustik. Kuna avatud põiega kaladel on rõhu ühtlustumine aeglasem kui kinnise põiega kaladel, võivad nad vee sügavusest kiiresti tõusta. Teist tüüpi isendeid püüdes jälgivad kalurid mõnikord, kuidas ujupõis suust välja ulatub. See on tingitud asjaolust, et konteiner paisub sügavusest kiire pinnale tõusmise tingimustes. Selliste kalade hulka kuuluvad eelkõige kulg, ahven ja tikk. Mõnedel röövloomadel, kes elavad päris põhjas, on mull tugevalt vähenenud.

hüdrostaatiline funktsioon

Kalapõis on multifunktsionaalne organ, kuid selle peamine ülesanne on asendi stabiliseerimine erinevad tingimused vee all. See on hüdrostaatilise iseloomuga funktsioon, mida, muide, saab asendada teiste kehaosadega, mida kinnitavad näited kaladest, kellel sellist põit pole. Nii või teisiti aitab põhifunktsioon kalal püsida teatud sügavustel, kus keha poolt väljatõrjutud vee kaal vastab isendi enda massile. Praktikas võib hüdrostaatiline funktsioon avalduda järgmiselt: aktiivse sukeldumise hetkel tõmbub keha koos mulliga kokku ja tõusu ajal, vastupidi, sirgub. Sukeldumise ajal nihkunud mahu mass väheneb ja muutub väiksemaks kui kala kaal. Seetõttu saab kala ilma suuremate raskusteta alla minna. Mida madalam on keelekümblus, seda suuremaks muutub survejõud ja seda rohkem surutakse keha kokku. Tõusuhetkedel toimuvad vastupidised protsessid - gaas paisub, mille tulemusena mass kergeneb ja kala tõuseb kergesti üles.

Meeleelundite funktsioonid

Koos hüdrostaatilise funktsiooniga toimib see organ ka omamoodi kuuldeaparaadina. Selle abiga suudavad kalad tajuda müra ja vibratsioonilaineid. Kuid kaugeltki mitte kõigil liikidel pole seda võimet – selle võimega kategooriasse kuuluvad karpkalad ja säga. Kuid heli tajumist ei taga mitte ujupõis ise, vaid kogu elundite rühm, kuhu see kuulub. Näiteks võivad spetsiaalsed lihased esile kutsuda mulli seinte vibratsiooni, mis põhjustab vibratsiooni tunde. Tähelepanuväärne on, et mõnedel liikidel, millel on selline mull, puudub hüdrostaatika täielikult, kuid helide tajumise võime säilib. See kehtib peamiselt nende kohta, kes veedavad suurema osa oma elust samal tasemel vee all.

Kaitsefunktsioonid

Ohuhetkedel võivad näiteks pätid mullist gaasi vabastada ja tekitada spetsiifilisi helisid, mida nende sugulased eristavad. Samas ei tasu arvata, et heliteke on primitiivse iseloomuga ja seda ei taju teised veealuse maailma asukad. Kalurid on kalameestele hästi tuntud oma müristamise ja nurinate tõttu. Veelgi enam, ujumispõis, mis trigle kalad on sõja ajal Ameerika allveelaevade meeskondi sõna otseses mõttes hirmutanud – kõlasid nii ilmekalt. Tavaliselt tekivad sellised ilmingud kala närvilise ülepinge hetkedel. Kui hüdrostaatilise funktsiooni puhul toimub mulli töö välisrõhu mõjul, siis heli teke toimub spetsiaalse kaitsesignaalina, mille moodustavad eranditult kalad.

Millistel kaladel pole ujupõit?

Sellest elundist on ilma jäetud purjekalad, aga ka liigid, kes elavad põhjalähedast eluviisi. Peaaegu kõik süvamereinimesed saavad hakkama ka ilma ujupõieta. Seda just juhul, kui ujuvust saab pakkuda alternatiivseid viise- eelkõige rasva kogunemise ja nende võime mitte kokkutõmbuda. Asendi stabiilsust aitab säilitada ka osade kalade väike kehatihedus. Kuid hüdrostaatilise funktsiooni säilitamiseks on veel üks põhimõte. Näiteks hail ei ole ujupõit, mistõttu peab ta keha ja uimedega aktiivselt manipuleerides säilitama piisava sukeldumissügavuse.

Järeldus

Mitte ilmaasjata tõmbavad paljud teadlased paralleele kalapõie ja põie vahel. Neid kehaosi ühendab evolutsiooniline suhe, mille kontekstis tasub vaagida kala tänapäevast ehitust. Asjaolu, et kõigil kalaliikidel ei ole ujupõit, põhjustab selle ebaühtlust. See ei tähenda sugugi, et see organ poleks vajalik, kuid selle atroofia ja vähenemise protsessid viitavad võimalusele ilma selle osata hakkama saada. Mõnel juhul kasutavad kalad sama hüdrostaatilise funktsiooni jaoks alakeha sisemist rasva ja tihedust ning teistel - uimed.

Vees elamine jätab paratamatult jälje kalade kehaehitusele. Mitte ainult üldine plaan struktuure, aga ka paljusid elundisüsteeme, mis on loodud kalade elutähtsa aktiivsuse tagamiseks veekeskkond, oma struktuurilt ja mõnikord ka toimimispõhimõtetelt erinevad maismaaloomade omadest. On ka neid, mis on ainulaadsed, see tähendab, et neid ei leidu teiste selgroogsete rühmade esindajatel.

Veeorganismide üldiselt ja eriti kalade ees seisvate probleemide hulgas on üks esimesi oma tähtsuselt veesambas püsimise probleem. Lihtsamalt öeldes seisavad kalad silmitsi küsimusega "kuidas mitte uppuda?" Tõesti, kalade, nagu enamiku selgroogsete, kehatihedus ületab vee tiheduse, varieerudes erinevad tüübid vahemikus 1,07 - 1,12. Seega peaksid need olema negatiivselt ujuvad ja seetõttu vette vajuma, kuid me teame, et seda ei juhtu. Evolutsiooni käigus on erinevad kalarühmad välja töötanud mitmeid kohandusi, mis võimaldavad neil negatiivset ujuvust kompenseerida. Mõned kalarühmad valisid üldise kehatiheduse vähendamise tee, suurendades madala tihedusega kudede, näiteks rasvkoe, mahtu, teised aga omandasid spetsiaalse organi - ujumis- või gaasipõie. Selle ülesehitust ja toimimist arutatakse selles postituses.

Ujumispõie asukoht kala kehas

Seega on ujumispõie klassikaline määratlus:

Ujumispõis on soole eesmise osa gaasiga täidetud väljakasv, mille põhiülesanne on kaladele ujuvuse tagamine.

Selles määratluses tuleb märkida kahte punkti. Esiteks ei ütle see midagi väljakasvu asukoha kohta - hoolimata asjaolust, et enamikul liikidest on see seljaosa, see tähendab, et see asetseb keha dorsaalsel küljel (mida mõnikord märgitakse ka väljakasvu määratluses ujupõis). Seda ei juhtu aga kõigi kalarühmade puhul, vähesel arvul taksonitel on tegemist ventraalse väljakasvuga. Teiseks fraasi "põhifunktsioon" juurde, mille semantiline rõhk on "peamisel" - ujupõis võib täita palju erinevaid funktsioone ja hüdrostaatiline eri kalarühmades pole ainus, vaid mõnikord ka peamine. Sellest räägin allpool lähemalt.

Ujumispõis erinevates kalarühmades

Kõigepealt tuletan meelde, et oleme kindlaks teinud, et kaladeks nimetatakse veeselgroogsete kombineeritud rühma, kellel on kogu elu jooksul lõpused ja kes kasutavad liikumiseks uime tüüpi jäsemeid. Nagu näete, ei räägita selles määratluses midagi ujupõie kui kalade lahutamatu omaduse kohta. Miks see juhtus, kuna ujupõit teistel loomarühmadel ei leidu ja see on tüüpiline ainult kaladele? Vastus on lihtne - tõsiasi on see, et esiteks pole seda organit kõigil kalarühmadel ja teiseks, isegi nendes rühmades, kellele see on iseloomulik, on liike, kes on selle evolutsiooni käigus kaotanud. mittevajalik organ.

Kalade peamisi tänapäevaseid suuri taksoneid seoses ujupõie olemasolu / puudumisega ja selle ülesandeid iseloomustatakse järgmiselt:

Tsüklostoomid (silmud ja hakkkalad)- puudub ujupõis
Kõhrelised (haid, raid, kimäärid) – ujupõis puudub
Koelocantate (coelacanths)- vähenenud ujumispõis
Kopsikala – olemas, hingamiselund
Multifeather - olemas, hingamiselund
Kõhrelised ganoidid (tuurad)- olemas, hüdrostaatiline kere
Luu ganoidid – olemas, hingamiselund
Luine kala - mõnel on hüdrostaatiline organ, vähesel arvul liikidel hingamiselund

Maismaaselgroogsete ujupõis ja kopsud

Huvitava suundumuse võib leida ülaltoodud ülevaatest - evolutsiooniliselt vanematel kalarühmadel on ujupõis hingamiselund ja ainult rohkemal. kaasaegsed bändid ta omandab hüdrostaatilise organi funktsiooni. Nende transformatsioonide loogika mõistmiseks tuleb pöörduda iidsete kalarühmade elavate esindajate ja nende fossiilsete esivanemate bioloogia poole. Praegu elavad liigid asustavad reeglina nõrgalt voolavaid, seisvaid või isegi kuivavaid veekogusid, kus vees lahustunud hapnikupuuduse probleem pole haruldane. Sarnased tingimused olid ka Devoni perioodi veehoidlates (umbes aastaid tagasi), kui nende esivanemad arenesid. Sellised tingimused sundisid kalu otsima muid hapnikuallikaid. Ainus selline allikas oli atmosfääriõhk, mille need vormid võisid veepinnalt alla neelata ja seejärel soole eesmises osas "assimileerida". Nagu me teame, on selle assimilatsiooni efektiivsus seda suurem, mida suuremale alale see läheb - just see suunas evolutsiooni soole eesmise osa mahu suurenemise suunas, mis viis eraldi väljakasvu ilmnemiseni, ja seejärel selle pindala suurenemiseni. Nende protsesside lõpptulemuseks oli maismaaloomade kopsude ilmumine, mille päritolu seostatakse tänapäevaste kontseptsioonide kohaselt ujupõie evolutsiooniga selle maandumisel. Seega on vastus küsimusele "mis oli funktsionaalses mõttes primaarne, kas kops või ujupõis" on "kops" - ilmselt eelnes hüdrostaatilisele hingamise (hingamisteede) funktsioon.

harilik karpkala

Huvitaval kombel toimus hingamisfunktsiooni täitva ujupõie omandamine erinevates kalarühmades iseseisvalt. Sellise järelduse saab teha, kui võrrelda selle asukohta seedetoru suhtes, näiteks mitme sulelise ja luuga ganoidide puhul, mis näitab meile kahte erinevat ujupõie moodustumise viisi. Polüfinide puhul on ujupõis ventraalne (asub kõhust alates seedetrakt) väljakasv, samas kui luu-ganoididel (soomushaug, amia), mille esivanemad arenesid tõenäoliselt välja samal ajastul kui paljusulgede esivanemad, paikneb see väljakasv seljas. Mõlemas rühmas säilib ujupõie ühendus soolestikuga läbi spetsiaalse kanali, mis on väljakasvuga samas asukohas - polüfiinis ventraalne, luu ganoidides dorsaalne. Vastasel juhul on need struktuurid sarnased. Polüfiini ujupõis meenutab maismaaloomade kopsu ja seda peetakse kõige primitiivsemaks. See on kaheharuline väljakasv, mille sisepind on peaaegu sileda struktuuriga, millel on vähe volte. Luulistel ganoididel on ujupõis samuti kahelohiline, kuid selle sisepinnal on palju servi, mis suurendavad pinda, mille kaudu hapnik võib tungida. Teisel iidsel kalarühmal - fossiilsel Myastolobate'il ja nende elaval Latimeeria järeltulijal - moodustus ujupõis soolestiku ventraalse väljakasvuna. Samuti on vaja märkida maismaaselgroogsete lihakassagara ja kopsu ujupõie asendi sarnasust, mis paikneb samuti ventraalselt. See sarnasus ei ole juhus – just lihavad lobud tegid loomamaailmas revolutsiooni, jõudes maale ja tekitades kogu maismaa selgroogsete elu.

Ujumispõie varajane areng

Järk-järgult, koos iidse kliima muutumisega ja ookeani arenguga kalade poolt, kadus ujupõie hingamisfunktsioon ja esiplaanile tõusis hüdrostaatiline funktsioon. Nagu mäletame, on kõigis tänapäevastes luukalade rühmades, välja arvatud mõned erandid, ujupõis dorsaalne paaritu väljakasv. See asend on soodne võrreldes ventraalse asendiga, kuna esimesel dorsaalse asukoha korral on keha raskuskese nihutatud allapoole, mis muudab keha asendi veekeskkonnas stabiilsemaks. Pole kahtlust, et enamikul tänapäevastel kaladel arenes ujupõis nende esivanemate seljast väljakasvust. Samas ei leia olulisi vastuolusid ka hüpotees, et mitmes grupis võiks ujupõis ventraalsest küljest dorsaalsesse poole "roomata". Kõige tähelepanuväärsem on see, et me võime seda protsessi mõnes jälgida kaasaegsed liigid, kus ujupõie struktuur on vahepealne selja- ja ventraalse asukoha vahel. Nii et perekonna Erythrinus kaladel on põis, kuigi see asub seljas, ühendatud soolestiku külgmisest osast ulatuva kanaliga. Veelgi huvitavamat struktuuri näeme kopsukalal Neoceratodus, mille puhul ujupõis paikneb samuti dorsaalselt, kuid seda soolestikuga ühendav kanal väljub seedetoru ventraalsest osast ja mähib end üles, ääristades soolestikku. Samal ajal täheldatakse ka kogu süsteemi "mähkimist" - verd varustavad veresooned ja närvid lähevad kõigepealt alla, seejärel soolte alla ja alles pärast seda lähevad nad uuesti üles ujumispõide.

selgelt erinevaid valikuid kalade ujupõie asukohad on näidatud alloleval joonisel.