Газообмен в водной среде: принципы водного дыхания, адаптации к изменениям содержания кислорода в водной среде

Количество кислорода не превышает 10 мг/л (в 30 раз меньше, чем в воздухе). Подвержено колебаниям за счет медленной диффузии. Проточные воды содержат больше О2, чем стоячие. Растворимость О2 повышается с понижением температуры, понижается с повышением солености.

Поступает из воздуха и образуется в результате жизнедеятельности растений.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (БПК) – показатель загрязнения воды. Количество О2, которое пошло на окисление загрязнителей.

СО2 отлично растворяется в воде. Поступает за счет дыхания, разложения, из почв, из атмосферы, подземных источников. Распределен равномернее кислорода.

Относительно небольшое количество кислорода, растворенного в воде, предъявляет определенные требования к конструкции органов внешнего дыхания. Эти органы должны быть представлены структурами с большой поверхностью и вся она должна контактировать с окружающей средой. Для активации газообмена используются течения и перемещение водной массы, в более сложных вариантах возникают специальные приспособления, активно прогоняющие воды через дыхательный аппарат. Например, у высших костных рыб движение ротового и жаберного аппаратов сочетают нагнетательный (ротовая полость) и всасывающий (околожаберная полость) принципы. При быстром плавании рыбы плавают с открытым ртом, что увеличивает скорость газообмена, к тому же снижает энергозатраты на него.

Извлечение кислорода из воды в жабрах усиливается в следствие использования принципа противотока: движение крови в капиллярах вторичных жаберных пластинок ориентировано так, что оказывается противоположным току воды через систему этих пластинок.

АДАПТАЦИИ К ИЗМЕНЕНЯМ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ВОДЕ. Особенности морфологического строения жабр широко варьируют у разных видов рыб. Отличия могут касаться и величины жаберных лепестков, количества вторичных жаберных пластинок, а соответственно, общей дыхательной поверхности.

У видов, обитающих в условиях дефицита кислорода, отмечается удлинение жаберных лепестков, увеличение числа вторичных жаберных пластинок на них.

Адаптации идут и на физиологическом уровне: снижение количества кислорода в воде приводит к увеличению частоты дыхательных движений и увеличению объема воды, проходящей через жабры. Также отмечена брадикардия (отражает снижение уровня метаболизма).

Также участие дыхательных пигментов резко повышает кислородную емкость крови.

Поиск по сайту: