Kako ribje škrge delujejo

2024 Avtor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 09:38

Danes sem ugotovil, kako delujejo ribji škrati.

Ti fantastični majhni organi ribam omogočajo absorpcijo kisika iz vode in jo porabijo za energijo. Funkcionalno, škrge niso tako različna kot pljuča pri ljudeh in drugih sesalcih. Glavna razlika je, kako lahko absorbirajo precej manjše koncentracije razpoložljivega kisika, medtem ko ribam omogočajo, da ohranijo ustrezno raven natrijevega klorida (soli) v krvnem obtoku.

Žilke delujejo na enak način kot pljuča. V pljučih so majhne vrečke, imenovane alveoli, ki so približno 70% kapilar. Te kapilare nosijo kri iz telesa. Ker kisik in ogljikov dioksid prehaja čez alveolovo membrano, kapilare vodijo novo oksigenirano krv nazaj v telo. Podobno imajo škrge majhne vrste in stolpci specializiranih celic, ki jih skupaj imenujemo epitelija. Deoksigirano kri v ribah se prenaša neposredno iz srca v epitel s pomočjo arterij in celo še manjših arteriolov. Ker morsko vodo prisilijo čez epitelijske membrane, raztopljeni kisik v morski vodi prevzamejo drobne krvne žile in žile, medtem ko se ogljikov dioksid zamenja.

Žile same imajo videz podobnega radiatorja. Večina rib ima štiri škrge na vsaki strani, sestavljena iz glavne strukture, podobne baru, ki ima številne veje kot drevesa, in tiste veje, ki jih sestavljajo še manjše veje podobne strukture. Ta razporeditev celic omogoča zelo veliko površino, kadar so škrge potopljene v vodo.

Funkcionalno se zdi, da mehanizem za črpanje vode preko žarkov, podobnih radiatorju, odstopa glede na vrsto rib. Na splošno to dosežejo ribe, ki spuščajo tla ust in širijo zunanjo kožno loputo, ki ščiti škrge, imenovane operculum. Povečanje volumna zmanjša tlak v ustih, zaradi česar voda vstane. Ko riba dviga tla v ustih, notranja guba kože tvori ventil vrste, ki ne dovoljuje, da bi voda izletela. Tlak se nato poveča v primerjavi z zunanjim ustom in voda je prisiljena skozi odprtino operculuma in čez škrge.

Žile same potrebujejo zelo veliko površino, da ribam zagotovijo potrebne kisikove potrebe. Zrak je približno 21% kisika ali okoli 210.000 delov na milijon. Voda ima na drugi strani le okoli 4-8 delov na milijon raztopljenega kisika, ki jih lahko škrge izločijo. Zaradi tega, če riba ni imela veliko površino žlindre, da bi absorbirala toliko kisika, kolikor je mogoče za njegovo velikost, bi se hitro zadušila. Hladnokrvne živali prav tako imajo nižjo metabolizem kot njihovi toplokrvni kolegi. To jim pomaga pri njihovi sposobnosti ravnanja z okolji nizko razpoložljivega kisika. Če bi bile ribe iste velikosti toplo krvave, bi se presnova majhnega plavalca povečala do točke, da razpoložljivi kisik ne bi bil zadosten in bi malo Nemo propadel.

Medtem ko velika površina žlindre omogoča zadostno izmenjavo ogljikovega dioksida in kisika, istočasno izpostavlja enako veliko količino krvi hipertonskemu (to je bolj slani morski vodi), kar ustvarja položaj, v katerem morajo imeti ribe rezervni mehanizem za iztekanje presežka natrija, ki je bil mimogrede absorbiran. Nasprotno, sladkovodne ribe morajo imeti nasprotni mehanizem, ki jim omogoča, da izločijo presežek vode, da bi ohranili ustrezno raven natrija. Ne pozabite na tiste anadromne cigane, ki se vrnejo naprej in nazaj, ki lahko uspevajo v svežih in slanih vodnih okoljih. Mi jih bomo samo poklicali in pustili pri tem.

Za reševanje tega problema z natrijem, v notranjosti žleze živi čudovite majhne celice, imenovane kloridne celice. Te celice omogočajo iztiskanje kakršnega koli neželenega natrija. Sladkovodne ribe imajo manj kot te celice, kot pa njihovi kolegi za pomorstvo. To, v kombinaciji z zmožnostjo ekstremno razredčenega urina, omogoča ribam sladke vode, da ohranijo ustrezno raven natrija.

Bonus Dejstva:

Glede na to, da velikost žlebov pomaga pri vnašanju kisika, kot lahko pričakujete, bolj aktivna riba je, večja je škrgica v primerjavi z njihovo telesno velikostjo.
Ker je morsko okolje hiperosmotsko, boney ribi pogosto izgubijo vodo skozi osmozo. Zaradi tega. nagnjeni so k kompenzaciji s sprejemanjem vode skozi črevesje, s čimer se še poslabša težava vnosa natrija.
Razdalja med krvjo in vodo v epitelijskih celicah rib je približno 1 mikrometra ali približno 1 milijonina metra.
Na približno 32.000 vrstah ribe kažejo večjo raznolikost vrst, nato pa vse druge vrste vretenčarjev.
Ocenjuje se, da je približno 15.000 neznanih ribjih vrst
Fosilni dokazi kažejo, da so ribe na zemlji približno 400 milijonov let.
Ribe, ki imajo sposobnost, da živijo v slanici in sveži vodi, imenujemo Anadromne ribe.
Večina medenih rib ohranja vsebnost natrija v njihovih telesnih tekočinah pri približno 40% morska voda.
Anadromne ribe morajo imeti fiziološke procese za ravnanje s spreminjanjem vsebnosti soli v njihovem okolju. Uporabljen je en mehanizem, ki ima v sveži vodi sposobnost izločanja zelo razredčenega urina, s čimer odstranjuje bolj svežo vodo in ohranja normalno raven natrija.Medtem ko so v slani vodi, uporabljajo specializirano skupino celic izločanja soli v škrlatih in ustnih oblogah. Imajo tudi ledvice, ki lahko izločajo zelo koncentrirani urin.
Morski psi in Hagfish imajo veliko večjo vsebnost soli kot kostne ribe in je seveda v ravnotežju z oceansko vodo, zato nimajo težav s kostnimi ribami glede uravnavanja soli.