Plavecký měchýř ryb je výrůstkem jícnu.

Plavecký měchýř pomáhá rybě zůstat v určité hloubce - v té, ve které se váha vody vytlačené rybou rovná váze ryby samotné. Díky plaveckému měchýři ryba nevynakládá další energii na udržování svého těla v této hloubce.

Ryba je zbavena schopnosti dobrovolně nafouknout nebo stáhnout svůj plavecký měchýř. Pokud se ryba ponoří, zvýší se tlak vody na její tělo, stlačí se a plavecký měchýř se stáhne. Čím níže ryba padá, tím silnější je tlak vody, tím více je tělo ryby stlačováno a tím rychleji její pád pokračuje. A když ryba stoupá do horních vrstev, tlak vody na ni klesá a plavecký měchýř se rozšiřuje. Čím blíže je ryba k hladině vody, tím více se plyn v plaveckém měchýři rozpíná, což snižuje měrnou hmotnost ryby. To tlačí ryby dále k hladině.

Ryba tedy nemůže regulovat objem svého plaveckého měchýře. Ale ve stěnách močového měchýře jsou nervová zakončení, která vysílají signály do mozku, jak se stahuje a rozšiřuje. Mozek na základě těchto informací vysílá příkazy výkonným orgánům – svalům, kterými ryba pohybuje.

Rybí plavecký měchýř je tedy její hydrostatické zařízení, zajišťující jeho rovnováhu: pomáhá rybám zůstat v určité hloubce.

Některé ryby mohou vydávat zvuky pomocí svého plaveckého měchýře. U některých ryb slouží jako rezonátor a převodník zvukových vln.

Mimochodem...

Plavecký měchýř se objevuje během embryonálního vývoje ryb jako výrůstek střevní trubice. V budoucnu může kanál, který spojuje plavecký měchýř s jícnem, zůstat nebo zarůstat. Podle toho, zda má ryba takový kanál, se všechny ryby dělí na otevřený vezikulární A uzavřený vesikální. Ryby s otevřeným měchýřem mohou polykat vzduch a ovládat tak objem plaveckého měchýře. Mezi ryby s otevřeným měchýřem patří kapr, sleď a jeseter. U ryb s uzavřeným měchýřem se plyny uvolňují a absorbují hustým plexem krevních kapilár na vnitřní stěně plaveckého měchýře - červeného tělíska.

Jednou z oblíbených pochoutek rybářů je rybí plavecký měchýř opékaný na ohni... ale tento orgán příroda samozřejmě nestvořila pro lidské pobavení. a za co?

Odpověď je zřejmá: ryby potřebují plavecký měchýř, aby mohly plavat – přesněji řečeno, aby zůstaly v určité hloubce. To je něco jako přirozený hydrostatický senzor.

Představme si, že se ryba potopila o něco hlouběji. Tlak vody na její tělo se okamžitě zvýšil. V důsledku zvýšení tlaku se plavecký měchýř začne stahovat a vytlačuje ze sebe vzduch - a to se děje automaticky, ryby nejsou schopny tento proces dobrovolně ovládat.

Jak si pamatujeme ze školního kurzu fyziky, vzduch je lehčí než voda. Pokud se tedy množství vzduchu v bublině snížilo, ryba poněkud ztěžkla a snáze se potopí. Pokud by její váha byla konstantní, musela by vynaložit velké úsilí, aby se potopila, ale dalo by se říci, že bublina dělá polovinu práce za ni.

Nervová zakončení prorážející močový měchýř předávají příslušné signály do centrální nervové soustavy, díky nimž ryba cítí, v jaké hloubce se nachází, jaký je na ni tlak, a tomu přizpůsobuje svůj pohyb.

Pokud ryba stoupá, vše se děje přesně naopak: tlak vody na tělo ryby klesá, plavecký měchýř se rozšiřuje a nasává vzduch. Hmotnost ryby klesá a je pro ni snazší stoupat.

Tato funkce plaveckého močového měchýře vysvětluje, proč ji hlubinné ryby a ryby žijící na dně nemají – proč ji potřebují, když se nikdy nepokusí vynořit!

Hydrostatika je však hlavní, nikoli však jedinou funkcí plaveckého měchýře. Ryby jsou považovány za „model“ ticha, ale ichtyologové s tím nikdy nebudou souhlasit. Ryby jsou docela schopné posílat signály svému vlastnímu druhu, přeměňovat vodní vibrace na zvukové vlny - a také to dělají pomocí plaveckého měchýře.

Jak ryby získaly tak užitečnou akvizici?

Na tuto otázku odpovídá embryonální vývoj. Plavecký měchýř je tvořen výrůstkem střevní trubice. Obecně to není překvapivé, protože první věc, která vznikla u nejstarších mnohobuněčných organismů, byla střevní dutina, tak či onak, musely z ní pocházet. Jsou však možné i další možnosti: průchod mezi střevem a plaveckým měchýřem u některých druhů ryb zaroste, u jiných je zachován. To se odráží v klasifikaci ryb: vědci nazývají první physoclists (uzavřené vesikální) a druhé - physostomes (otevřené vesikální). U fyzioklistů se plyny dostávají do močového měchýře z krve přes červené tělo - sbírka kapilár na jeho stěně a ve fyzostomech - přes střeva;

Mimochodem, expanze s nasáváním vzduchu, stlačování s vytlačováním a u otevřených i přes pusu... nepřipomíná vám to nic? Lehký, samozřejmě! Ano, plavecký měchýř je evolučním „předchůdcem“ plic, které získala suchozemská zvířata, včetně nás.

PLAVÝ MĚCHÝŘ A HYDRODYNAMICKÉ VLASTNOSTI RYB

Vztlak ryb (poměr hustoty rybího těla k hustotě vody) může být neutrální (0), pozitivní nebo negativní. U většiny druhů se vztlak pohybuje od +0,03 do –0,03. Při kladném vztlaku ryby vyplavou na hladinu, při neutrálním vztlaku plavou ve vodním sloupci a při záporném se potápějí.

Rýže. 10. Cyprinidae plavecký měchýř.

Neutrální vztlak (nebo hydrostatická rovnováha) u ryb je dosažen:

1) použití plaveckého měchýře;

2) hydratace svalů a odlehčení kostry (u hlubinných ryb)

3) hromadění tuku (žraloci, tuňák, makrela, platýs, gobies, sekavci atd.).

Většina ryb má plavecký měchýř. Jeho výskyt je spojen s výskytem kostnaté kostry, která zvyšuje měrnou hmotnost kostnatých ryb. Chrupavčité ryby nemají plavecký měchýř, kostnaté ryby jej nemají u ryb žijících u dna (baska, platýs, hrudka), hlubinných ryb a některých rychle plavých druhů (tuňák, bonito, makrela). Dodatečným hydrostatickým zařízením u těchto ryb je zvedací síla, která vzniká díky svalovému úsilí.

Plavecký měchýř vzniká v důsledku protruze dorzální stěny jícnu, jeho hlavní funkce je hydrostatická. Plavecký měchýř také vnímá změny tlaku a přímo souvisí s orgánem sluchu, je rezonátorem a reflektorem zvukových vibrací. U sekavců je plavecký měchýř pokryt kostěným pouzdrem, ztratil svou hydrostatickou funkci a získal schopnost vnímat změny atmosférického tlaku. U plicníků a kostnatých ganoidů plní funkci dýchání plavecký měchýř. Některé ryby jsou schopny vydávat zvuky pomocí svého plaveckého měchýře (treska, štikozubec).

Plavecký měchýř je poměrně velký elastický vak, který se nachází pod ledvinami. Stalo se to:

1) nepárová (většina ryb);

2) párové (pluchačníky a vícepeří).

Mnoho ryb má jednokomorový plavecký měchýř (losos), některé druhy mají dvoukomorový (cyprinidae) nebo tříkomorový (ploštice), komory spolu komunikují. U řady ryb vycházejí slepé výběžky z plaveckého měchýře a spojují jej s vnitřním uchem (sleď, treska atd.).

Plavecký měchýř je naplněn směsí kyslíku, dusíku a oxidu uhličitého. Poměr plynů v plaveckém měchýři ryb se liší a závisí na druhu ryby, hloubce stanoviště, fyziologickém stavu atd. U hlubinných ryb obsahuje plavecký měchýř podstatně více kyslíku než u druhů žijících blíže k hladině. Ryby s plaveckým měchýřem se dělí na otevřené-vezikální a uzavřené-vezikální. U ryb s otevřeným měchýřem je plavecký měchýř spojen s jícnem pomocí vzduchového kanálu. Patří mezi ně plícňáky, mnohoperé, chrupavčité a kostnaté ganoidy a teleosty – sleďovité, kaprovité, štikovité. U sleďů atlantických, šprotů a sardel je kromě obvyklého vzduchovodu za řitním otvorem ještě druhý vzduchovod, který spojuje zadní část plaveckého měchýře s vnějším prostředím. U ryb s uzavřeným měchýřem není žádný vzduchový kanál (jako okoun, treska, parmice atd.). K počátečnímu naplnění plaveckého měchýře plyny u ryb dochází, když larva polyká atmosférický vzduch. U larev kaprů k tomu dochází 1–1,5 dne po vylíhnutí. Pokud se tak nestane, vývoj larvy je narušen a ta hyne. U ryb s uzavřeným měchýřem plavecký měchýř nakonec ztratí kontakt s vnějším prostředím u ryb s otevřeným měchýřem zůstává vzduchový kanál neporušený po celý život. Regulace objemu plynů v plaveckém měchýři ryb s uzavřeným měchýřem probíhá pomocí dvou systémů:

1) plynová žláza (plní močový měchýř plyny z krve);

2) oválný (absorbuje plyny z močového měchýře do krve).

Plynová žláza je systém tepenných a žilních cév umístěných v přední části plaveckého měchýře. Oválná oblast ve vnitřní výstelce plaveckého měchýře s tenkými stěnami, obklopená svalovým svěračem, se nachází v zadní části měchýře. Když se svěrač uvolní, plyny z plaveckého měchýře vstupují do střední vrstvy jeho stěny, kde jsou žilní kapiláry a difundují do krve. Množství absorbovaných plynů se reguluje změnou velikosti oválného otvoru.

Při potápění ryb s uzavřeným měchýřem se objem plynů v jejich plaveckém měchýři zmenšuje a ryby získávají negativní vztlak, ale po dosažení určité hloubky se mu přizpůsobí uvolněním plynů do plaveckého měchýře přes plynovou žlázu. Když ryba stoupá, když tlak klesá, objem plynů v plaveckém měchýři se zvětšuje, jejich přebytek se vstřebává přes ovál do krve a poté je odváděn do vody žábrami. Otevřené vesikální ryby nemají ovál; přebytečné plyny jsou vytlačovány vzduchovým kanálem. Většina ryb s otevřeným měchýřem nemá plynovou žlázu (sleď, losos). Vylučování plynů z krve do močového měchýře je špatně vyvinuté a provádí se pomocí epitelu umístěného na vnitřní vrstvě močového měchýře. Mnoho ryb s otevřenými vezikály zachycuje vzduch před potápěním, aby zajistily neutrální vztlak v hloubce. Při silných ponorech to však nestačí a plavecký měchýř se naplní plyny pocházejícími z krve.

Pomáhá stabilizovat polohu ryb ve vodě plynový měchýř, snížení jejich tělesné hmotnosti. Je téměř plynotěsný, vysoce roztažitelný a je charakteristickým znakem vnitřní stavby ryb. Bublina je naplněna směsí plynů: dusíku, kyslíku a oxidu uhličitého. Protože ryby mají vyšší hustotu než voda, nejdůležitější funkcí plaveckého měchýře je zajistit jejich vztlak, to znamená, že mohou plavat ve vodě a zůstat ve stejné hloubce, aniž by vynakládaly energii, bez použití ploutví.

Vývoj plaveckého močového měchýře

plynový měchýř se vyvíjí v larválních rybách z předžaludků a zůstává ve většině sladkovodních ryb po celý život. Po vylíhnutí rybí larvy ještě nemají plyn v plaveckém měchýři. Aby ji naplnily, musí vystoupat na vodní hladinu a tam nasát vzduch. Ryby těch druhů, jejichž plavecký měchýř má přímé spojení se střevy, se nazývají otevřené vesikální. Mezi naše ryby patří losos (síh, char, pstruh, lipan, štika) a kapr (kapr, lín, cejn atd.). Jsou schopni rychle naplnit svůj plavecký měchýř plynem a znovu jej uvolnit, což jim umožňuje rychle se zvedat z hlubin a ponořit se zpět do hloubky.

Ryby, které nemají spojení se střevy, se nazývají uzavřené vesikální. Jejich plavecký měchýř je uzavřený vzduchový vak. K regulaci plynu slouží tzv. plynová žláza. K ní je připojena Rete mirabile („úžasná síť“), síť kapilár, která na principu protiproudu dodává plyn do žlázy a odvádí ji z ní.

Plynová žláza je zodpovědný za zvýšení tlaku a jeho snížení zajišťuje oblast hustě prostoupená kapilárami ve stěně plaveckého měchýře, nazývaná červené tělísko nebo ovál. Protože vyrovnání tlaku u pacientů s uzavřenými vezikály trvá mnohem déle než u pacientů s otevřenými puchýři. z hlubokých vrstev vody se mohou zvedat jen pomalu, a proto u těchto ryb vyčnívá předžaludka v důsledku vysoce nafouknutého plaveckého měchýře z tlamy, pokud jsou zaháknuty v hloubce a rychle vytaženy na hladinu. Nejznámějšími uzavřenými vezikuly jsou okouni, candáti a lipně. U některých ryb žijících u dna je plavecký měchýř značně zmenšený nebo zcela chybí. Sculpin goby, který se zdržuje mezi a pod kameny v potocích a řekách, nemá vůbec žádný plavecký měchýř. Jelikož je to špatný plavec, pohybuje se po dně s prsními ploutvemi roztaženými do stran.

Plavecký měchýř jako smyslový orgán

Kromě výše uvedeného plní plovací měchýř mnoha ryb i další funkce, například vnímání zvukových a rázových vln u sumců a kaprů. Některé ryby mohou dokonce reprodukovat zvuky pomocí svého plaveckého měchýře. Většina ryb toho dosahuje pomocí speciálních svalových skupin, které způsobují vibraci stěny plaveckého měchýře. Při ohrožení střevle uvolňují plyn ze svého plaveckého měchýře a v důsledku toho vydávají zvuky, které mohou vnímat jejich příbuzní. Z mořských ryb jsou chrochtáci a triglové známí především svým chrochtáním a vrněním. Zajímavý detail v tomto ohledu: během 2. světové války způsobily hlasité zvuky triglů velký zmatek mezi posádkami amerických ponorek. Akustikové nervózně hledali nepřátelské čluny, dokud si náhodou nevšimli, že tyto podivné zvuky vydávají ryby.

Plavecký měchýř - nepárový nebočtyřhra orgán ryby, provádějící hydrostatickou, dýchací a zvukovou produkci funkcí.

Plavecký měchýř, který plní hydrostatickou funkci, se současně účastní výměny plynů a slouží jako orgán, který vnímá změny tlaku (baroreceptor). U některých ryb se podílí na produkci a zesílení zvuků. Vzhled plaveckého měchýře je obvykle spojen s výskytem kostnaté kostry, která zvyšuje měrnou hmotnost kostnatých ryb.

Ganoidní ryby a většina kostnatých ryb má plavecký měchýř. Vzniká jako výrůstek střeva v oblasti jícnu a nachází se za střevem ve formě podélného nepárového vaku, který komunikuje s hltanem vzduchovým průchodem (ductus pneumaticus). Na straně přivrácené k tělesné dutině je plavecký měchýř pokryt stříbřitým filmem pobřišnice. Vzadu přiléhá k ledvinám a páteři.

Neutrální vztlak kostnatých ryb zajišťuje především speciální hydrostatický orgán - plavecký měchýř; Zároveň plní i některé doplňkové funkce. K využití plynů v močovém měchýři, zejména kyslíku, může docházet prostřednictvím kapilár v oválu - části močového měchýře se ztenčenými stěnami, opatřené prstencovými a radiálními svaly. Když je ovál otevřený, plyny difundují přes tenkou stěnu do plexu choroidey a vstupují do krevního řečiště; při kontrakci svěrače se kontaktní plocha oválu s choroidálním plexem zmenšuje a resorpce plynu se zastaví. Změnou obsahu plynu v plaveckém měchýři mohou ryby v určitých mezích měnit hustotu těla a tím i vztlak. U ryb s otevřeným měchýřem dochází ke vstupu a uvolňování plynů z plaveckého měchýře primárně přes jeho kanál.

U vynikajících plavců, kteří provádějí rychlé vertikální pohyby (tuňák, makrela obecná, bonito), a u lidí žijících při dně (loaches, gobies, blennies, platýs atd.) je často zmenšený plovací měchýř; tyto ryby mají negativní vztlak a udržují si svou pozici ve vodním sloupci díky svalové námaze. U některých ryb bez močového měchýře akumulace tuku v tkáních snižuje jejich specifickou hmotnost a zvyšuje vztlak. U makrely tedy obsah tuku v mase dosahuje 18-23,% a vztlak se může stát téměř neutrálním (0,01), zatímco u bonita s pouhými 1-2% tuku ve svalech je vztlak 0,07.

Plavecký měchýř poskytuje rybě nulový vztlak, takže nevyplave na hladinu ani neklesne ke dnu. Řekněme, že ryba plave dolů. Zvyšující se tlak vody stlačuje plyn v bublině. Objem ryby a s ním i vztlak se zmenšuje a ryba uvolňuje plyny do plaveckého měchýře, takže jeho objem zůstává konstantní. Proto i přes zvýšení vnějšího tlaku zůstává objem ryby konstantní a vztlaková síla se nemění.

Například:

Žraloci jsou v pohybu od prvního do posledního dne svého života a odpočívají pouze na dně, protože absence plaveckého měchýře je připravuje o vztlak, který kostnaté ryby mají. Absence plaveckého měchýře (nebo, jak se tomu jinak říká, vzduchového měchýře) neumožňuje žralokovi „viset“ nehybně v jakékoli hloubce. Jeho tělo je hustší než voda, kterou vytlačuje, a žralok se může udržet na hladině pouze tím, že se bude pohybovat nepřetržitě.

Dalším adaptivním rysem mnoha druhů přímořských ryb je úplná absence plaveckého měchýře nebo jeho výrazná redukce. Proto mají tyto ryby negativní vztlak, tzn. jejich tělo je těžší než voda. Tato funkce jim umožňuje ležet na dně, kde je proud nejslabší a kde je dostatek úkrytu, aniž by vynakládali velké úsilí, aby se nenechali unést odlivem.