Arcs branchiaux de poisson. Fonctions des arcs branchiaux

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-12 07:11

La respiration des poissons est de deux types: l'air et l'eau. Ces différences sont apparues et se sont améliorées au cours du processus d'évolution, sous l'influence de divers facteurs externes. Si les poissons n'ont qu'une respiration de type aquatique, ce processus est effectué à l'aide de leur peau et de leurs branchies. Chez les poissons de type aérien, le processus respiratoire s'effectue à l'aide des organes supragillaires, de la vessie natatoire, des intestins et à travers la peau. Les principaux organes respiratoires sont bien sûr les branchies et les autres sont auxiliaires. Cependant, les organes auxiliaires ou supplémentaires ne jouent pas toujours un rôle secondaire, le plus souvent ils sont les plus importants.

Variétés de respiration de poisson

Les poissons cartilagineux et osseux ont des structures différentes de couvertures branchiales. Ainsi, les premiers ont des cloisons dans les fentes branchiales, ce qui assure l'ouverture des branchies vers l'extérieur avec des trous séparés. Ces septa sont recouverts de filaments branchiaux, eux-mêmes tapissés d'un réseau de vaisseaux sanguins. Cette structure des couvertures branchiales est clairement visible dans l'exemple des raies et des requins.

Dans le même temps, chez les espèces osseuses, ces cloisons sont réduites car inutiles, car les opercules branchiaux sont mobiles par eux-mêmes. Les arcs branchiaux des poissons agissent comme un support sur lequel se trouvent les filaments branchiaux.

Fonctions des branchies. Arcs branchiaux

La fonction la plus importante des branchies est, bien sûr, l'échange de gaz. Avec leur aide, l'oxygène de l'eau est absorbé et du dioxyde de carbone (dioxyde de carbone) y est libéré. Mais peu de gens savent que les branchies aident également les poissons à échanger des substances eau-sel. Ainsi, après transformation, de l'urée et de l'ammoniac sont rejetés dans l'environnement, des échanges salins se produisent entre l'eau et le corps du poisson, et cela concerne principalement les ions sodium.

Dans le processus d'évolution et de modification des sous-groupes de poissons, l'appareil branchial a également changé. Ainsi, chez les poissons osseux, les branchies ressemblent à des pétoncles, dans les cartilagineux, elles sont constituées de plaques et les cyclostomes ont des branchies en forme de sac. Selon la structure de l'appareil respiratoire, la structure et les fonctions de l'arc branchial des poissons sont également différentes.

Bâtiment

Les branchies sont situées sur les côtés des cavités correspondantes des poissons osseux et sont protégées par des couvercles. Chaque branchie se compose de cinq arcs. Quatre arcs branchiaux sont entièrement formés et un est rudimentaire. De l'extérieur, l'arc branchial est plus convexe; des filaments branchiaux s'étendent sur les côtés des arcs, qui reposent sur des rayons cartilagineux. Les arcs branchiaux servent de support pour attacher les pétales, qui sont maintenus sur eux par leur base avec leur base, et les bords libres divergent vers l'intérieur et vers l'extérieur selon un angle aigu. Sur les pétales branchiaux eux-mêmes se trouvent les soi-disant plaques secondaires, qui sont situées à travers le pétale (ou les pétales, comme on les appelle aussi). Il y a un grand nombre de pétales sur les branchies, chez différents poissons, ils peuvent être de 14 à 35 par personnemillimètre, avec une hauteur ne dépassant pas 200 microns. Ils sont si petits que leur largeur n'atteint même pas 20 microns.

La fonction principale des arcs branchiaux

Les arcs branchiaux des vertébrés remplissent la fonction d'un mécanisme de filtrage à l'aide de branchicténies, situées sur l'arc, qui fait face à la cavité buccale du poisson. Cela permet de retenir les solides en suspension dans la colonne d'eau et divers micro-organismes nutritifs dans la bouche.

Selon ce que mange le poisson, les branchiospines ont également changé; ils reposent sur des plaques en os. Ainsi, si un poisson est un prédateur, ses étamines sont situées moins souvent et sont plus basses, et chez les poissons qui se nourrissent exclusivement de plancton vivant dans la colonne d'eau, les branchiospines sont hautes et plus denses. Chez les poissons omnivores, les étamines se situent entre les prédateurs et les mangeurs de plancton.

Système circulatoire de la circulation pulmonaire

Les branchies des poissons ont une couleur rose vif en raison de la grande quantité de sang enrichi en oxygène. Cela est dû au processus intensif de circulation sanguine. Le sang qui doit être enrichi en oxygène (veineux) est prélevé sur tout le corps du poisson et pénètre dans les arcs branchiaux par l'aorte abdominale. L'aorte abdominale se ramifie en deux artères bronchiques, suivies de l'arc artériel branchial, qui, à son tour, est divisé en un grand nombre d'artères pétales, enveloppant les filaments branchiaux situés le long du bord interne des rayons cartilagineux. Mais ce n'est pas la limite. Les artères pétales elles-mêmes sont divisées en un grand nombre de capillaires, enveloppant l'intérieuret la partie extérieure des pétales. Le diamètre des capillaires est si petit qu'il est égal à la taille de l'érythrocyte lui-même, qui transporte l'oxygène dans le sang. Ainsi, les arcs branchiaux servent de support aux branchiospines, qui assurent les échanges gazeux.

De l'autre côté des pétales, toutes les artérioles marginales fusionnent en un seul vaisseau qui se jette dans une veine qui transporte le sang, qui, à son tour, passe dans les bronches, puis dans l'aorte dorsale.

Si nous examinons plus en détail les arcs branchiaux des poissons et procédons à un examen histologique, il est préférable d'étudier la section longitudinale. Ainsi, non seulement les étamines et les pétales seront visibles, mais également les plis respiratoires, qui constituent une barrière entre le milieu aquatique et le sang.

Ces plis sont tapissés d'une seule couche d'épithélium, et à l'intérieur - des capillaires soutenus par des cellules pilaires (de soutien). La barrière des capillaires et des cellules respiratoires est très vulnérable aux effets du milieu extérieur. S'il y a des impuretés de substances toxiques dans l'eau, ces parois gonflent, se détachent et s'épaississent. Cela est lourd de conséquences, car le processus d'échange de gaz dans le sang est entravé, ce qui conduit finalement à l'hypoxie.

Échange de gaz dans le poisson

L'oxygène est obtenu par les poissons par échange gazeux passif. La condition principale pour l'enrichissement du sang en oxygène est un flux constant d'eau dans les branchies, et pour cela, il est nécessaire que l'arc branchial et l'ensemble de l'appareil conservent leur structure, alors la fonction des arcs branchiaux chez le poisson ne sera pas altéré. La surface diffuse doit également conserver son intégrité pourenrichissement approprié de l'hémoglobine en oxygène.

Pour les échanges gazeux passifs, le sang dans les capillaires du poisson se déplace dans le sens opposé au flux sanguin dans les branchies. Cette caractéristique contribue à l'extraction presque complète de l'oxygène de l'eau et à l'enrichissement du sang avec celui-ci. Chez certains individus, le taux d'enrichissement du sang par rapport à la composition en oxygène de l'eau est de 80 %. L'écoulement de l'eau à travers les branchies se produit en la pompant à travers la cavité branchiale, tandis que la fonction principale est assurée par le mouvement de l'appareil buccal, ainsi que des couvertures branchiales.

Qu'est-ce qui détermine le rythme respiratoire des poissons ?

En raison des caractéristiques, il est possible de calculer la fréquence respiratoire des poissons, qui dépend du mouvement des opercules branchiaux. La concentration d'oxygène dans l'eau et la teneur en dioxyde de carbone dans le sang affectent le rythme respiratoire des poissons. De plus, ces animaux aquatiques sont plus sensibles à une faible concentration d'oxygène qu'à une grande quantité de dioxyde de carbone dans le sang. Le taux de respiration est également affecté par la température de l'eau, le pH et de nombreux autres facteurs.

Les poissons ont une capacité spécifique à extraire les corps étrangers de la surface des arcs branchiaux et de leurs cavités. Cette capacité s'appelle la toux. Les couvertures branchiales sont recouvertes périodiquement et, à l'aide du mouvement inverse de l'eau, toutes les suspensions sur les branchies sont emportées par le courant d'eau. Cette manifestation chez les poissons est le plus souvent observée si l'eau est contaminée par des matières en suspension ou des substances toxiques.

Fonctions branchiales supplémentaires

En plus du principal, respiratoire, les branchies effectuentfonctions osmorégulatrices et excrétrices. Les poissons sont des organismes ammoniotéliques, en fait, comme tous les animaux vivant dans l'eau. Cela signifie que le produit final de la dégradation de l'azote contenu dans le corps est l'ammoniac. C'est grâce aux branchies qu'il est excrété du corps du poisson sous forme d'ions ammonium, tout en nettoyant le corps. En plus de l'oxygène, des sels, des composés de faible poids moléculaire, ainsi qu'un grand nombre d'ions inorganiques situés dans la colonne d'eau pénètrent dans le sang par les branchies par diffusion passive. En plus des branchies, l'absorption de ces substances est réalisée à l'aide de structures spéciales.

Ce nombre comprend des cellules chlorure spécifiques qui remplissent une fonction osmorégulatrice. Ils sont capables de déplacer les ions chlorure et sodium, tout en se déplaçant dans la direction opposée d'un grand gradient de diffusion.

Le mouvement des ions chlorure dépend de l'habitat du poisson. Ainsi, chez les individus d'eau douce, les ions monovalents sont transférés par les cellules chlorure de l'eau au sang, remplaçant ceux qui ont été perdus à la suite du fonctionnement du système excréteur des poissons. Mais chez les poissons marins, le processus se déroule dans le sens opposé: l'excrétion se produit du sang dans l'environnement.

Si la concentration d'éléments chimiques nocifs dans l'eau est sensiblement augmentée, la fonction osmorégulatrice auxiliaire des branchies peut être altérée. En conséquence, ce n'est pas la quantité de substances nécessaire qui pénètre dans le sang, mais à une concentration beaucoup plus élevée, ce qui peut nuire à l'état des animaux. Cette spécificité n'est pasest toujours négatif. Ainsi, connaissant cette caractéristique des branchies, vous pouvez combattre de nombreuses maladies des poissons en introduisant des médicaments et des vaccins directement dans l'eau.

Respiration cutanée de divers poissons

Absolument tous les poissons ont la capacité de respirer par la peau. C'est juste dans quelle mesure il est développé - dépend d'un grand nombre de facteurs: c'est l'âge, les conditions environnementales et bien d'autres. Ainsi, si un poisson vit dans de l'eau courante propre, le pourcentage de respiration cutanée est insignifiant et ne représente que 2 à 10%, tandis que la fonction respiratoire de l'embryon s'effectue exclusivement par la peau, ainsi que par le système vasculaire de le sac biliaire.

Respiration intestinale

Selon l'habitat, la façon dont les poissons respirent change. Ainsi, les poissons-chats tropicaux et les loches respirent activement par les intestins. Lorsqu'il est avalé, l'air y pénètre et déjà à l'aide d'un réseau dense de vaisseaux sanguins pénètre dans le sang. Cette méthode a commencé à se développer chez les poissons en raison de conditions environnementales spécifiques. L'eau de leurs réservoirs, en raison des températures élevées, a une faible concentration en oxygène, qui est aggravée par la turbidité et le manque de débit. À la suite de transformations évolutives, les poissons de ces réservoirs ont appris à survivre en utilisant l'oxygène de l'air.

Fonction vessie natatoire supplémentaire

La vessie natatoire est conçue pour la régulation hydrostatique. C'est sa fonction principale. Cependant, chez certaines espèces de poissons, la vessie natatoire est adaptée à la respiration. Il est utilisé comme réservoir d'air.

Types de bâtimentsvessie natatoire

Selon la structure anatomique de la vessie natatoire, tous les types de poissons sont divisés en:

• bulle ouverte;
• bulles fermées.

Le premier groupe est le plus nombreux et est le principal, tandis que le groupe des poissons à vessie fermée est très petit. Il comprend la perche, le mulet, la morue, l'épinoche, etc. Chez les poissons à vessie ouverte, comme son nom l'indique, la vessie natatoire est ouverte pour communiquer avec le flux intestinal principal, alors que chez les poissons à vessie fermée, ce n'est pas le cas.

Les cyprinidés ont également une structure de vessie natatoire spécifique. Il est divisé en chambres arrière et avant, qui sont reliées par un canal étroit et court. Les parois de la chambre antérieure de la vessie sont constituées de deux coquilles, externe et interne, tandis que la chambre postérieure n'en possède pas une externe.

La vessie natatoire est tapissée d'une rangée d'épithélium squameux, après quoi il y a une rangée de couche lâche de tissu conjonctif, musculaire et vasculaire. La vessie natatoire a un éclat nacré qui lui est propre, qui est fourni par un tissu conjonctif dense spécial à structure fibreuse. Pour assurer la solidité de la bulle de l'extérieur, les deux chambres sont recouvertes d'une membrane séreuse élastique.

Orgue labyrinthe

Un petit nombre de poissons tropicaux ont développé un organe aussi spécifique que le labyrinthe et le supragill. Cette espèce comprend les macropodes, les gourami, les coqs et les têtes de serpent. Les formations peuvent être observées sous la formechangements dans le pharynx, qui se transforme en organe supragillaire, ou la cavité branchiale fait saillie (l'organe dit labyrinthe). Leur objectif principal est la capacité d'obtenir de l'oxygène à partir de l'air.