Bagaimana makhluk laut bernafas. Bagaimanakah mamalia akuatik bernafas di bawah air?

Beratus-ratus ribu tahun dahulu, jauh sebelum manusia muncul di Bumi, ikan sudah berenang di lautan. Pada masa itu mereka adalah makhluk yang paling maju.

Sejak itu, mereka telah berkembang dalam pelbagai cara, sehingga kini hanya beberapa spesies sahaja yang samar-samar menyerupai ikan laut primitif yang pertama.

Sebagai peraturan, ikan mempunyai bentuk memanjang yang meruncing ke arah hujung. Orang ramai menirunya apabila membina kapal dan kapal selam, kerana ia paling sesuai untuk pergerakan di dalam air.

Kebanyakan ikan menggunakan ekornya sebagai motor. Dengan bantuan dan siripnya, mereka mengawal pergerakan mereka. Kecuali satu spesies ikan, semua yang lain bernafas menggunakan insang. Ikan menelan air dengan mulutnya, yang melalui insang dan mencurah keluar melalui lubang khas. Air juga mengandungi oksigen, dan ia memasuki darah ikan melalui insang, seperti udara melalui paru-paru ke dalam darah manusia.

Dalam air yang tercemar, ikan cuba berenang ke permukaan dan menyedut udara, tetapi insangnya tidak disesuaikan untuk menyerap oksigen dari udara.

Darah ikan sejuk, tetapi mereka sistem saraf sama seperti<у других животных, они тоже чувствительны к боли. Их осязание очень острое, а вкус они воспринимают всей своей кожей.

Ikan boleh berbau. Mereka mempunyai dua organ bau kecil yang terletak di lubang hidung di kepala mereka. Ikan mempunyai telinga, tetapi ia terletak di dalam kepala dan dipanggil "telinga dalam." Sebab ikan gelap di atas dan terang di bawah adalah kerana ia membantu mereka melindungi diri mereka daripada musuh mereka, yang apabila melihat dari atas, melihat warna gelap bercampur dengan air sungai atau lautan. Jika dilihat dari bawah, ia kelihatan seperti permukaan air yang berwarna terang. Terdapat lebih daripada 20 ribu ikan, dan sukar untuk membayangkan betapa keunikan yang ada dalam kehidupan setiap satu!

Adakah ikan mempunyai hati?

Kadang-kadang sangat sukar untuk kita membayangkan bahawa makhluk yang sama sekali berbeza daripada kita boleh mempunyai organ yang hampir sama dengan kita dan berfungsi dengan cara yang sama. Ramai orang beranggapan bahawa kerana seekor ikan hidup di dalam air dan mempunyai darah sejuk, maka ia mesti kekurangan pelbagai organ dalaman atau sebarang perasaan.

Malah, struktur dalaman ikan sangat serupa dengan struktur haiwan yang lebih tinggi dan berdarah panas. Ramai saintis percaya bahawa persamaan ini membuktikan bahawa hidupan di darat datang dari laut!

Ikan bernafas dan mencerna makanan. Mereka mempunyai sistem saraf, mereka berasa sakit dan ketidakselesaan fizikal. Mereka mempunyai deria sentuhan yang sangat maju. Mereka mempunyai deria rasa dan juga kulit yang sangat sensitif. Mereka mempunyai dua organ berbau kecil di lubang hidung yang terletak di kepala. Mereka juga mempunyai telinga, tetapi ia terletak di dalam badan ikan. Ikan tidak mempunyai organ pendengaran luaran. Mata ikan adalah sama seperti mata spesies vertebrata lain, tetapi mempunyai struktur yang lebih ringkas. Oleh itu, anda boleh melihat bahawa ikan mempunyai "sistem" yang membolehkan mereka melakukan fungsi yang serupa dengan badan kita. Mari kita lihat dengan cepat hanya dua daripada sistem ini—pencernaan dan peredaran. Makanan dalam ikan melalui esofagus ke dalam rongga perut, di mana kelenjar gastrik terletak dan di mana pencernaan makanan bermula. Kemudian ia masuk ke dalam usus, di mana ia diserap, iaitu, diserap ke dalam darah. Spesies ikan yang berbeza juga mempunyai sistem pencernaan yang berbeza, disesuaikan dengan jenis makanan yang berbeza - dari tumbuhan kepada ikan lain.

Tetapi ikan menggunakan makanan untuk tujuan yang sama seperti yang kita lakukan: sebagai sumber tenaga untuk kehidupan, pertumbuhan dan pergerakan. Sistem peredaran darah ikan membawa makanan dan oksigen ke semua organ dalaman. Pam yang mengawal peredaran darah ikan, seperti manusia, adalah jantung. Jantung ikan terletak di belakang insang dan sedikit di bawahnya. Ia mempunyai tiga atau empat ruang, yang, seperti kami, menguncup secara berirama.

Terdapat beribu-ribu spesies ikan yang berbeza, masing-masing disesuaikan dengan keadaan hidup tertentu, tetapi organ dalaman, deria dan sistemnya serupa dengan kita.

Semua penyu bernafas melalui lubang hidung mereka. Pernafasan mulut terbuka adalah tidak normal.

Lubang hidung luaran terletak di hujung depan kepala dan kelihatan seperti lubang bulat kecil.

Lubang hidung dalaman (choanae) lebih besar dan berbentuk bujur. Mereka terletak di sepertiga anterior lelangit. Apabila mulut ditutup, choanae berdekatan dengan fisur laring. Semasa rehat, fisur laring ditutup dan terbuka hanya semasa penyedutan dan pernafasan dengan bantuan otot dilator. Trakea pendek dibentuk oleh cincin rawan tertutup dan pada dasarnya dibahagikan kepada dua bronkus. Ini membolehkan penyu bernafas dengan kepala ditarik ke dalam.

Dalam penyu, paru-paru memenuhi hampir keseluruhan bahagian atas rongga badan, bersebelahan dan di beberapa tempat tumbuh ke membran penghubung karapas. Paru-paru mempunyai struktur span dengan permukaan pernafasan yang agak kecil.

Penyu tidak mempunyai dada yang berfungsi dan oleh itu bernafas secara berbeza daripada haiwan lain. Penyedutan berlaku disebabkan oleh pergerakan kumpulan otot yang kuat berjalan dari bahu dan ikat pinggang pelvis ke plastron, dan otot dorsal-ventral yang terletak di sepanjang tepi cangkerang. Pergerakan otot menyebabkan penurunan atau peningkatan dalam jumlah rongga badan dan, dengan itu, paru-paru. Dalam penyu darat, pergerakan kaki depan dan leher, serta pengecutan otot licin paru-paru sendiri, memainkan peranan penting dalam tindakan penyedutan dan pernafasan.

Dalam penyu separa akuatik, penyedutan lebih pasif di darat dan hembusan lebih aktif, tetapi di dalam air ia adalah sebaliknya. Penyu dengan cangkerang yang lebih ringan (Trionix) mempunyai isipadu paru-paru yang kurang daripada penyu yang lebih berat (bertelinga merah - 14% daripada isipadu badan). Bilangan nafas berbeza-beza bergantung pada jenis penyu. Kura-kura darat Yunani lakukan semasa tempoh aktiviti, i.e. di luar tempoh hibernasi, 4-6 nafas seminit. Penyu laut datang untuk menghirup udara sekali setiap 20 minit. Secara umum, penyu mungkin tidak bernafas sehingga beberapa jam.

Semua penyu akuatik mesti muncul ke permukaan untuk mendapatkan udara setiap beberapa jam. Sesetengah haiwan air tawar telah membangunkan penyesuaian khas yang membantu mereka berada di bawah air untuk masa yang lama. Sesetengah spesies telah memperoleh keupayaan untuk bernafas melalui kulit, manakala yang lain mempunyai sinus khas yang membantu menyerap oksigen. Tuberkel pada lidah dan mulut penyu kasturi (dan beberapa spesies lain) membantu menyerap oksigen daripada air. Rheodytes leucops ialah pemegang rekod kaedah pernafasan alternatif di kalangan chaelids Australia - tempoh selamannya pada haiwan muda boleh bertahan sehingga 13 jam atau lebih lama. Bahagian terbesar pernafasan air di sini tergolong dalam bursa kloaka.

Dalam penyu darat, kekerapan pergerakan pernafasan bergantung terutamanya pada suhu dan saiz badan. Dalam penyu akuatik, apabila menahan nafas semasa menyelam di bawah air, penyerapan oksigen dari paru-paru ke dalam darah dan tisu berlaku selama 20 minit lagi. Tahap karbon dioksida boleh meningkat dengan banyak tanpa merengsakan pusat pernafasan. Pada masa yang sama, mekanisme respirasi anaerobik diaktifkan, yang secara beransur-ansur meningkat, menduplikasi pertukaran gas biasa. Apabila penyu terapung ke permukaan, 3-4 saat sudah cukup untuk memulihkan tahap normal oksigen dan karbon dioksida. Dalam spesies akuatik sepenuhnya, pertukaran gas tambahan berlaku di farinks, belakang rongga mulut, dan pertumbuhan kloaka seperti kantung (untuk musim sejuk di bawah ais). Daripada bernafas semasa hibernasi, badan menerima oksigen melalui fosforesensi oksidatif, dan hanya organ penting, seperti jantung dan otak, dibekalkan dengan oksigen.

Untuk merasakan bau, penyu dapat mengepam udara ke dalam rongga mulut disebabkan oleh pergerakan berayun otot bahagian bawah tekak. Dalam kura-kura, deria bau memainkan peranan penting; dengan bantuannya, kura-kura bukan sahaja mencari makanan, tetapi juga berkomunikasi dengan saudara-mara, dan juga menavigasi wilayah ("rasa kompas"). Penyu tidak boleh secara refleks bersin atau batuk, tetapi mereka boleh menguap.

Bau penyu

Lubang hidung dan alat hidung dalam vertebrata terutamanya dibentuk bukan untuk bernafas, tetapi untuk bau. Dalam penyu, deria bau memainkan peranan utama dalam menganalisis persekitaran luaran.
Lihat gambar untuk struktur kawasan hidung.

Beberapa penyu telah mengembangkan lelangit sekunder, dan akibatnya, laluan nasofaring telah memanjang. Kura-kura menganalisis bau semasa bernafas melalui lubang hidung dan dalam rongga mulut menggunakan organ vomeronasal (Jacobsonian). Apabila menghidu melalui lubang hidung, penyu menggunakan "pam pharyngeal" udara, iaitu cara ia menghidu. Dalam kebanyakan kes, organ Jacobson berfungsi untuk mendapatkan maklumat tentang makanan di dalam mulut. Dalam beberapa penyu akuatik Jacobson, organ tersebut dapat berfungsi di bawah air. Dalam kes ini, air masuk ke dalam mulut dan kemudian dikeluarkan melalui lubang hidung.

Sesetengah penyu tidak mempunyai tunas rasa pada lidah mereka, yang menjelaskan tabiat makan mereka yang sembarangan. Penyu Asia Tengah mempunyai papila yang berkembang dengan baik.
Dalam sesetengah spesies penyu, semasa musim mengawan jantan telah meningkatkan aliran darah di ruang depan rongga hidung dan hidung menjadi merah.

Bau juga mempunyai nilai isyarat untuk penyu. Kebanyakan spesies mempunyai kelenjar bau, dan beberapa spesies (seperti kura-kura kasturi) mempunyai kelenjar bau yang merembeskan rembesan berbau kuat dan digunakan untuk pertahanan. Saluran mereka terbuka di dalam liang kulit yang terletak di kedua-dua belah jambatan tulang yang menghubungkan karapas dan plastron.

Dan walaupun penyu dapat membezakan bahan berbau gas dari jarak yang jauh, mereka masih mencucuk hidung mereka ke dalam segala-galanya.

Rasa sentuhan pada penyu

Penyu mempunyai deria sentuhan yang berkembang dengan baik - malah haiwan yang sedang tidur dapat merasakan sentuhan pada cangkerang dengan serta-merta.

Kebetulan kura-kura mula-mula memasukkan makanan yang tidak diingini, biasanya diperiksa melalui bau, ke dalam mulutnya, dan kemudian menolaknya keluar dengan lidahnya dan mengeluarkan sisa-sisanya dengan kaki depannya.

Haiwan dan tumbuhan menyerap oksigen daripada udara atau air dan membebaskan karbon dioksida. Proses ini dipanggil pernafasan. Laut juga menyerap oksigen, dan karbon dioksida juga terbentuk di dalamnya. Laut juga "bernafas" dengan caranya sendiri.

Angin sedang mengamuk. Ombak tinggi membajak permukaan laut. Awan semburan memenuhi udara, dan apabila titisan air jatuh ke bawah, masing-masing menangkap sedikit oksigen dari udara. Laut mengambil nafas yang kuat. Titisan hujan juga membawa oksigen yang ditangkap dari udara ke laut.

Tumbuhan marin - kedua-dua alga mikroskopik dan alga gergasi 100 meter - dalam cahaya membebaskan 3-4 kali lebih banyak oksigen ke dalam air laut daripada apa yang masuk ke laut dari udara. Oleh itu, berjuta-juta tan oksigen terlarut terkumpul di lapisan permukaan air laut, yang dihidu oleh ikan, kerang dan obor-obor.

Tetapi sesetengah haiwan marin juga hidup pada kedalaman yang sangat besar 1000 meter, di mana kegelapan abadi memerintah dan tumbuhan tidak boleh hidup. Penduduk laut dalam ini, terutamanya ketam dan moluska, memakan mayat ikan mati yang hidup berhampiran permukaan laut. Mereka juga memakan bahagian alga mati yang tenggelam ke dasar. Mereka mempunyai makanan yang cukup.

Tetapi bagaimana oksigen sampai kepada mereka?

Air di kedalaman tidak bersentuhan dengan udara. Mereka dipisahkan dari lautan udara oleh lapisan air 1000 meter. Oksigen tidak boleh terbentuk pada kedalaman yang besar daripada karbon dioksida. Karbon dioksida dibebaskan oleh tumbuhan, dan kemudian hanya dalam cahaya. Dan di kedalaman laut tidak ada tumbuhan atau cahaya.

Para saintis telah lama membongkar misteri laut dalam ini. Ternyata air sentiasa bertukar antara lapisan dalam dan permukaan laut. Di utara, air menyejuk di permukaan laut, menjadi lebih padat dan "tenggelam", pergi ke dasar laut. Air baru, yang dipanaskan oleh matahari tropika, mengalir ke tempatnya dari selatan. Beginilah bagaimana arus permukaan terbentuk, contohnya Gulf Stream, mengalir dari pantai Amerika tropika ke utara Eropah. Dan di sepanjang dasar lautan mengalir sungai sejuk tanpa tebing - arus laut kutub, membawa oksigen kepada penduduk kedalaman laut, yang terkumpul di dalam air pada masa ia berada di permukaan laut.

Di bahagian lautan dan di lautan yang ditiup angin sejuk, air di permukaan menjadi sejuk, menjadi lebih padat dan tenggelam ke dasar. Sebagai contoh, di Laut Baltik dan tanpa sebarang arus yang mengalir dari selatan ke utara, oksigen mencapai bahagian paling bawah. Tetapi ada laut yang dipisahkan dari lautan oleh selat sempit yang tidak ditembusi oleh arus. Dan pada masa yang sama, di laut yang terletak di selatan ini, air di permukaan tidak pernah cukup sejuk untuk "tenggelam."

Di laut sedemikian dalam lapisan air yang dalam, contohnya di Laut Hitam, hampir tiada oksigen. Hanya lapisan permukaan air di dalamnya yang kaya dengan oksigen. Di bahagian tengah Laut Hitam, penduduk laut hanya boleh bernafas dalam lapisan air 100 meter. Dan di bawahnya, kedalaman tidak bernyawa menjangkau ratusan meter.

Anda boleh mencipta sendiri pemandangan laut yang menakjubkan, contohnya, dalam permainan komputer Minecraft. Untuk menjadikan permainan ini lebih hebat dan menarik, anda boleh memasang kulit untuk minecraft. Kulit individu akan membantu anda menonjol dalam permainan, dan pengetahuan yang anda peroleh akan membantu anda mempamerkan kecerdasan anda di kalangan rakan anda.

Air, seperti yang kita ketahui, membentuk bahagian penting planet ini, jadi ia secara langsung mempengaruhi proses yang berlaku di ruang udara. Apabila air menyejat dari permukaan lautan dunia, mineral dan garam memasuki udara. Proses ini paling berkesan pada peringkat pembentukan buih laut. Akibatnya, "aerosol garam" terbentuk. Jauh dari pantai, kepekatannya rendah, tetapi di pantai itu sendiri jumlahnya di udara sangat besar sehingga boleh memberi kesan yang baik kepada tubuh manusia.

Pelbagai kajian telah membuktikan bahawa lebih daripada lima tan garam dari permukaan laut jatuh ke darat setiap hari. Hujan mengembalikan garam ini ke kedalaman laut. Hampir semua bahan kimia Mendeleev terdapat dalam air laut yang masin. Udara laut bukan sahaja dicirikan oleh tahap pengionan yang tinggi, tetapi terkenal dengan kepekatan tinggi iodin, bromin, natrium klorida dan unsur surih dan bahan lain yang sangat berguna untuknya.

Berada dalam jarak satu kilometer dari ombak sangat bermanfaat pada jarak yang lebih jauh, faedah udara dikurangkan dengan ketara.

Pengionan berfaedah

Udara laut bebas daripada habuk dan bakteria, yang membolehkan anda benar-benar bernafas secara mendalam, membersihkan paru-paru anda daripada zarah yang tidak diperlukan. Semasa laut bergelora, ia sangat berguna untuk berada di pantai, kerana sejumlah besar ion bercas negatif yang dihasilkan semasa ribut memperkaya organ dengan oksigen melalui dinding sel darah merah. Pengionan menyebabkan sel darah merah menolak satu sama lain dengan daya yang besar dan mempercepatkan pergerakannya dalam salur sempit.

Pine dan konifer lain dengan ketara meningkatkan sifat penyembuhan udara laut.

Ion bercas negatif memudahkan pengudaraan pulmonari dengan ketara, menggalakkan penyerapan oksigen yang cepat. Pada masa yang sama, mereka mengeluarkan sejumlah besar karbon dioksida dan meningkatkan fungsi jantung. Udara laut yang segar meningkatkan prestasi, baik mental mahupun fizikal. Ia juga menguatkan tisu tulang dan mempercepatkan sintesis vitamin C dan B yang penting.

Zarah air laut bertindak pada membran mukus sistem pernafasan tubuh manusia, menepunya dengan bahan berguna dan meningkatkan tindak balas perlindungan. Udara segar dari laut meningkatkan bilangan sel darah merah dan hemoglobin dalam darah, mengaktifkan pernafasan dan peredaran darah. Inilah sebab mengapa percutian tepi laut sangat penting jika anda mempunyai penyakit pernafasan.

Iodin, yang sangat banyak di udara laut, mempunyai kesan yang baik pada kelenjar tiroid dan juga meremajakan kulit. Kompaun iodin dan kalium menormalkan tekanan darah dan keseimbangan asid-bes.

Keadaan hidup di dalam air adalah lebih baik dan stabil daripada di darat. Berbanding udara, air lebih tumpat dan lebih baik menyokong badan makhluk, membolehkan mereka bergerak aktif ke mana-mana arah malah hanyut tanpa membazir tenaga, mengikut kehendak arus. Penduduk laut memanfaatkan sepenuhnya ciri-ciri habitat mereka, membangunkan kaedah pergerakan, pemakanan dan pembiakan tertentu.

Berenang atau merangkak?

Anda sering dapat melihat ikan yang, seolah-olah tertidur, tanpa mengubah kedudukan badan mereka, membeku di dalam air di satu tempat. Mereka tidak tenggelam atau terapung, kerana mereka dapat mengawal keapungan mereka menggunakan pundi kencing berenang. Beg elastik dalaman ini diisi dengan campuran gas, isipadunya berubah bergantung pada tekanan sekeliling, membolehkan ikan kekal pada kedalaman yang dikehendaki. Dalam nautilus, peranan pundi kencing dimainkan oleh ruang cangkerang. Mengisinya dengan air, ia tenggelam, dan apabila meniup, ia terapung. Jika tiada sistem sedemikian, anda perlu aktif berenang sepanjang masa. Untuk tujuan ini, organ pergerakan (pergerakan haiwan yang berkaitan dengan pergerakan aktif mereka di angkasa) digunakan: sirip, sirip, anggota badan krustasea, kubah obor-obor yang berdenyut, peranti jet sotong. Banyak haiwan - sulaiman, siput, ketam - bergerak hanya di bahagian bawah. Bersama-sama dengan makhluk yang melekat, mereka membentuk apa yang dipanggil benthos.

Di tempatnya

Banyak makanan terapung di dalam air - plankton, goreng, serpihan organik. Ia cukup untuk menolak mereka ke arah anda tanpa bergerak ke mana-mana, atau hanya duduk di mana terdapat arus, dan anda akan kenyang. Strategi ini dipilih oleh banyak haiwan yang melekat - span, polip, biji laut, ascidians, bivalves, cacing sessile... Ini adalah tori penapis yang dipanggil. Sesetengah (contohnya, anemon laut) tidak hanya menelan mangsa yang menghampiri, tetapi terlebih dahulu membunuhnya dengan racun.

Bernafas dalam air

Untuk mendapatkan tenaga, kebanyakan organisma mengoksidakan bahan organik dengan oksigen, yang diperoleh daripada udara atau air. Banyak haiwan akuatik menyerap oksigen daripada air (bernafas) melalui insang mereka. Ini adalah pertumbuhan berbulu atau lamellar, padat menembusi dengan saluran darah. Apabila mereka dibasuh dengan air, darah menyerap oksigen daripadanya dan membebaskan karbon dioksida - bahan buangan yang terbentuk semasa pengoksidaan bahan organik. Anda hanya perlu memacu air secara berterusan melalui insang, contohnya dengan menggerakkan penutup insang, seperti yang dilakukan oleh kebanyakan ikan. Banyak haiwan primitif, seperti span dan anemon laut, kekurangan insang. Mereka menyerap oksigen daripada air ke seluruh permukaan badan.

Pembiakan

Sel kelamin (gamet), sekali di dalam air, tidak kering dan boleh bergerak ke mana-mana arah. Banyak haiwan menggunakan ini untuk membiak. Sebagai contoh, organisma yang melekat tidak dapat mencari pasangan seksual, tetapi cukup untuk lelaki dan perempuan untuk melepaskan gamet secara serentak ke dalam air. Sperma akan mencari telur sendiri dan bergabung dengan mereka (persenyawaan luaran akan berlaku). Pada dasarnya, perkara yang sama berlaku apabila rakan kongsi bertemu dalam banyak bentuk mudah alih, termasuk ikan. Dalam kebanyakan invertebrata marin, telur yang disenyawakan berkembang menjadi larva planktonik yang kecil, yang sangat berbeza dalam struktur dan kaedah pemakanan daripada dewasa. Perubahannya menjadi haiwan dewasa (metamorfosis) sering berlaku jauh dari ibu bapanya, yang memudahkan penyebaran spesies. Jelas sekali, kaedah pembiakan ini, apabila ibu bapa tidak mengambil berat tentang anak mereka, menjimatkan tenaga mereka, tetapi memerlukan kos material yang besar: lagipun, bilangan besar gamet, telur yang disenyawakan dan larva yang jatuh ke dalam air mati sia-sia atau pergi ke memberi makan haiwan lain. Oleh itu, sesetengah haiwan laut menjaga anak mereka. Oleh itu, stickleback jantan membina sarang untuk telur daripada kepingan alga, memegangnya bersama-sama dengan benang pelekat yang dihasilkan oleh buah pinggangnya. Dan sotong betina menjaga pintu masuk ke gua tempat cengkamannya berkembang.