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Il corpo del pesce è piuttosto complesso e multifunzionale. La capacità di rimanere sott'acqua durante le manovre di nuoto e di mantenere una posizione stabile è determinata dalla speciale struttura del corpo. Oltre agli organi familiari anche agli esseri umani, il corpo di molti abitanti sottomarini contiene parti critiche che consentono la galleggiabilità e la stabilizzazione. Di notevole importanza in questo contesto è la vescica natatoria, che è una continuazione dell'intestino. Secondo molti scienziati, questo organo può essere considerato il predecessore dei polmoni umani. Ma nei pesci svolge i suoi compiti primari, che non si limitano solo alla funzione di una sorta di bilanciatore.

Formazione della vescica natatoria

Lo sviluppo della vescica inizia nella larva, dall'intestino anteriore. La maggior parte dei pesci d'acqua dolce conserva questo organo per tutta la vita. Al momento del rilascio dalla larva, nelle bolle degli avannotti non è ancora presente alcuna composizione gassosa. Per riempirlo d'aria, i pesci devono salire in superficie e catturare autonomamente la miscela necessaria. Nella fase dello sviluppo embrionale, la vescica natatoria è formata come escrescenza dorsale e si trova sotto la colonna vertebrale. Successivamente scompare il canale che collega questa parte all'esofago. Ma questo non avviene in tutti gli individui. In base alla presenza o all'assenza di questo canale, i pesci si dividono in vescicali chiusi e aperti. Nel primo caso, il condotto dell'aria si ostruisce e i gas vengono rimossi attraverso i capillari sanguigni sulle pareti interne della vescica. Nei pesci con vescica aperta, questo organo è collegato all'intestino tramite un condotto d'aria, attraverso il quale vengono eliminati i gas.

Riempimento di gas della vescica

Le ghiandole del gas stabilizzano la pressione della vescica. In particolare aiutano ad aumentarla, e se è necessario diminuirla si utilizza il corpo rosso, formato da una fitta rete capillare. Poiché l'equalizzazione della pressione nei pesci con vescica aperta avviene più lentamente che nelle specie con vescica chiusa, possono risalire rapidamente dalle profondità dell'acqua. Quando si catturano individui del secondo tipo, i pescatori a volte osservano come la vescica natatoria sporge dalla bocca. Ciò è dovuto al fatto che il contenitore si gonfia in condizioni di rapida risalita in superficie dalla profondità. Tali pesci includono, in particolare, lucioperca, pesce persico e spinarello. Alcuni predatori che vivono nelle profondità più profonde hanno una vescica molto ridotta.

Funzione idrostatica

La vescica del pesce è un organo multifunzionale, ma il suo compito principale è stabilizzare la situazione condizioni diverse sott'acqua. Questa è una funzione di natura idrostatica, che, tra l'altro, può essere sostituita da altre parti del corpo, il che è confermato da esempi di pesci che non hanno tale vescica. In un modo o nell'altro, la funzione principale aiuta i pesci a rimanere a determinate profondità, dove il peso dell'acqua spostata dal corpo corrisponde alla massa dell'individuo stesso. In pratica, la funzione idrostatica può manifestarsi come segue: al momento dell'immersione attiva il corpo si contrae insieme alla bolla, e durante la risalita, al contrario, si raddrizza. Durante il processo di immersione, la massa del volume spostato si riduce e diventa inferiore al peso del pesce. Pertanto il pesce può scendere senza troppe difficoltà. Più bassa è l'immersione, più alta diventa la pressione e più il corpo viene compresso. Al momento dell'ascesa si verificano processi inversi: il gas si espande, per cui la massa è più leggera e il pesce si solleva facilmente verso l'alto.

Funzioni dei sensi

Oltre alla sua funzione idrostatica, questo organo funge in qualche modo anche da apparecchio acustico. Con il suo aiuto, i pesci possono percepire il rumore e le onde vibranti. Ma non tutte le specie hanno questa capacità: la carpa e il pesce gatto sono inclusi nella categoria con questa capacità. Ma la percezione del suono non è fornita dalla vescica natatoria stessa, ma dall'intero gruppo di organi a cui appartiene. Muscoli speciali, ad esempio, possono provocare vibrazioni delle pareti della vescica, che provocano sensazioni di vibrazione. È interessante notare che in alcune specie che hanno una tale vescica, l'idrostatica è completamente assente, ma la capacità di percepire i suoni è preservata. Ciò vale soprattutto per coloro che trascorrono gran parte della loro vita sott'acqua.

Funzioni protettive

Nei momenti di pericolo, i pesciolini, ad esempio, possono rilasciare gas dalla vescica e produrre suoni specifici distinguibili dai loro parenti. Allo stesso tempo, non dovresti pensare che la produzione del suono sia di natura primitiva e non possa essere percepita da altri abitanti del mondo sottomarino. Gli ombrini sono ben noti ai pescatori per le loro fusa e i loro grugniti. Inoltre, la vescica natatoria, che hanno i pesci trigl, durante la guerra ha letteralmente terrorizzato gli equipaggi dei sottomarini americani: i suoni emessi erano così espressivi. Di solito tali manifestazioni si verificano durante i momenti di sovraccarico nervoso nei pesci. Se, nel caso della funzione idrostatica, il funzionamento della bolla avviene sotto l'influenza della pressione esterna, la formazione del suono avviene come uno speciale segnale protettivo, generato esclusivamente dai pesci.

Quali pesci non hanno la vescica natatoria?

I pesci vela sono privati ​​di questo organo, così come le specie che conducono uno stile di vita che vive sul fondo. Quasi tutti gli individui di acque profonde fanno a meno anche della vescica natatoria. Questo è esattamente il caso in cui la galleggiabilità può essere garantita con mezzi alternativi, in particolare grazie agli accumuli di grasso e alla loro capacità di non ridursi. Anche la bassa densità corporea in alcuni pesci contribuisce a mantenere la stabilità posizionale. Ma esiste anche un altro principio per mantenere la funzione idrostatica. Ad esempio, uno squalo non ha una vescica natatoria, quindi è costretto a mantenere una profondità di immersione sufficiente manipolando attivamente il suo corpo e le sue pinne.

Conclusione

Non senza ragione molti scienziati tracciano paralleli tra la vescica del pesce. Queste parti del corpo sono unite da una relazione evolutiva, nel contesto della quale vale la pena considerare la moderna struttura del pesce. Il fatto che non tutte le specie di pesci abbiano una vescica natatoria lo rende controverso. Ciò non significa affatto che questo organo non sia necessario, tuttavia, i processi della sua atrofia e riduzione indicano la possibilità di fare a meno di questa parte. In alcuni casi, i pesci utilizzano il grasso interno e la densità della parte inferiore del corpo per la stessa funzione idrostatica, mentre in altri utilizzano le pinne.

Scopo della lezione:

Materiale e attrezzature

Posizione generale:

Tratto digerente

Il dente include: 1) vitrodentina dentina polpa

Disegno. 4. Denti faringei

Ghiandole digestive.

Pancreas

).

Domande per l'autocontrollo

1.Caratteristiche e struttura dei denti dei pesci predatori.

2. Il ruolo dell'arco ioide (copula) nei pesci.

3. Scopo dei rastrelli branchiali dei pesci.

4. Lo scopo e la struttura dei denti faringei dei pesci predatori ed erbivori. Il loro significato sistematico.

5. Elencare i dispositivi per aumentare la superficie assorbibile del tratto digestivo dei pesci.

6. Nomina le caratteristiche strutturali del pancreas dei pesci cartilaginei e ossei.

7. Metodi per raggiungere l'equilibrio idrostatico nei pesci.

8. La struttura della vescica natatoria in vari pesci.

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Compilato da:

STARTSEV Alexander Veniaminovich

STARTSEVA Marina Leontievna

Samoilova Elena Alekseevna

Apparato digerente pescare

Linee guida per il lavoro di laboratorio

nella disciplina "Ittiologia"

Centro editoriale DSTU

Indirizzo dell'università e della tipografia:

344000, Rostov sul Don, pl. Gagarina, 1

SISTEMI DIGERENTI E IDROSTATICI DEI PESCI

Scopo della lezione:

Studia le caratteristiche dell'apparato digerente, della vescica natatoria e delle caratteristiche idrostatiche dei pesci usando l'esempio dello storione (beluga) e del pesce ossuto (persico di fiume, carassio)

Materiale e attrezzature

Pesci congelati: beluga giovanile, sterlet, trota, carpa argentata, carpa, carpa argentata, pesce persico di fiume; cuvetta metallica, pinzetta, bisturi, ago da dissezione.

Posizione generale:

L'apparato digerente dei pesci è rappresentato dal tratto digestivo e dalle ghiandole digestive (Fig. 1).

Figura 1. Struttura interna di un pesce osseo (persico di fiume).

Tratto digerente comprende: 1) cavità orale; 2) faringe; 3) esofago; 4) stomaco; 5) intestino.

A seconda della natura della dieta del pesce, queste sezioni variano in modo significativo. I ciclostomi hanno un apparato boccale di tipo succhiante; inizia con un imbuto di aspirazione, sul fondo del quale si trova l'apertura della bocca. Sulla superficie interna dell'imbuto sono presenti denti cornei. Nelle profondità dell'imbuto c'è una potente lingua con i denti.

I pesci predatori hanno una bocca grande e afferrante, armata di denti. Molti pesci bentivori hanno una bocca aspirante a forma di tubo (ciprinidi, pesci ago); planctivoro: bocca grande o media con o senza denti piccoli (coregone, aringa, ecc.); periphytonivori: una bocca a forma di fessura trasversale situata sul lato inferiore della testa, il labbro inferiore è coperto da una guaina corneo (podust, khramulya).

La maggior parte dei pesci ha denti in bocca e nelle mascelle.

Il dente include: 1) vitrodentina(strato esterno simile allo smalto); 2) dentina(sostanze organiche impregnate di calce); 3) polpa(una cavità piena di tessuto connettivo con nervi e vasi sanguigni).

I denti possono trovarsi non solo sulle mascelle, ma anche su altre ossa della cavità orale e persino sulla lingua. I pesci predatori hanno denti affilati e ricurvi che vengono utilizzati per afferrare e trattenere la preda.

I pesci non hanno una vera lingua, che ha i propri muscoli. Il suo ruolo è svolto dall'elemento spaiato dell'arco ioide (copula).

La cavità orale del pesce passa nella faringe, le cui pareti sono perforate da fessure branchiali con archi branchiali che si aprono verso l'esterno. All'interno degli archi branchiali si trovano dei rastrelli branchiali, la cui struttura dipende dal modello di alimentazione del pesce. Nei pesci predatori gli rastrelli branchiali sono pochi, corti e hanno lo scopo di proteggere i filamenti branchiali e trattenere le prede; nei planctivori - numerosi, lunghi, utilizzati per filtrare gli organismi alimentari (Fig. 2). Il numero di rastrelli branchiali sul primo arco branchiale è una caratteristica sistematica per alcune specie (coregonidi).

Disegno. 2. Rastrellatori branchiali di pesci planctivori e predatori.

A – Coregone della Neva; B – muksun; B – lucioperca

In alcuni pesci, nella parete dorsale della faringe, si sviluppa uno speciale organo epibranchiale che serve a concentrare il piccolo cibo (carpa argentata).

I pesci predatori hanno: 1) denti faringei superiori (sugli elementi superiori degli archi branchiali); 2) denti faringei inferiori (sul quinto arco branchiale sottosviluppato). I denti faringei sembrano piattaforme ricoperte di piccoli denti e servono a trattenere la preda.

I pesci ciprinidi hanno denti faringei inferiori altamente sviluppati, che si trovano sul quinto arco branchiale sottosviluppato. Sulla parete superiore della gola dei ciprinidi è presente una formazione dura e corneo: una macina, che è coinvolta nella macinazione del cibo.

Figura 3 – Apparato faringeo nella carpa:

1 – macina; 2 – ossa faringee.

I denti faringei possono essere a fila singola (orata, scarafaggio), doppia fila (orata, shemaya), tre file (carpa, barbo) (Fig. 3). I denti faringei vengono sostituiti ogni anno.

Disegno. 4. Denti faringei

1 – fila singola (scarafaggio); 2 – due file (asp); 3 – tre file (carpa)

Nelle cavità orale e faringea dei pesci sono presenti ghiandole, il cui muco non contiene enzimi digestivi, ma facilita la deglutizione del cibo. La faringe passa in un breve esofago. Nei rappresentanti dell'ordine dei pesci palla, l'esofago forma una sacca d'aria che serve a gonfiare il corpo.

Nella maggior parte dei pesci, l'esofago entra nello stomaco. La struttura e le dimensioni dello stomaco sono legate alla natura della nutrizione. Pertanto, il luccio ha uno stomaco a forma di tubo, il pesce persico ha un'escrescenza cieca, alcuni pesci hanno uno stomaco ricurvo a forma di lettera V (squali, razze, salmone, ecc.), Che consiste di due sezioni: 1 ) cardiaco (anteriore); 2) pilorico (posteriore)

Nei ciclostomi l'esofago passa nell'intestino. Alcuni pesci non hanno stomaco (ciprinidi, dipnoi, teste intere, gallinelle, molti ghiozzi, rana pescatrice). Il cibo dal loro esofago entra nell'intestino, che è diviso in tre sezioni: anteriore, media e posteriore. I dotti del fegato e del pancreas si svuotano nella parte anteriore dell'intestino.

Per aumentare la superficie di assorbimento, l'intestino del pesce ha una serie di caratteristiche:

1) superficie interna ripiegata;

2) valvola a spirale - un'escrescenza della parete intestinale (nei ciclostomi, pesci cartilaginei, ganoidi cartilaginei e ossei, pesci polmonati, pesci con pinne lobate, salmonidi);

3) appendici piloriche (aringa, salmone, sgombro, triglia); le appendici si estendono dall'intestino anteriore, i gerbilli hanno un'appendice, il pesce persico ne ha tre, gli sgombri ne hanno circa 200; nello storione le appendici piloriche si sono fuse e hanno formato la ghiandola pilorica, che sbocca nell'intestino; il numero delle appendici piloriche in alcune specie è un dato sistematico (salmone, triglia) (Fig. 4);

4) aumento della lunghezza intestinale; la lunghezza è correlata al contenuto calorico del cibo; I pesci predatori hanno un intestino corto; la carpa argentata, che si nutre di fitoplancton, ha una lunghezza intestinale 16 volte più lunga del corpo.

Figura 4. Struttura dell'intestino del pesce

Un pendio; B – salmone; B – pesce persico; G – carpa;

1 – valvola a spirale; 2 – appendici piloriche

L'intestino termina con l'ano, che di solito si trova nella parte posteriore del corpo, davanti alle aperture genitali e urinarie. Nei pesci cartilaginei e polmonati la cloaca è conservata.

Ghiandole digestive. Nell'intestino anteriore confluiscono i dotti di due ghiandole digestive: il fegato e il pancreas.

Il fegato produce la bile, che emulsiona i grassi e migliora la motilità intestinale. I dotti biliari trasportano la bile alla cistifellea. La bile attiva la lipasi, un enzima pancreatico.

Dal tratto digestivo, tutto il sangue scorre lentamente attraverso il fegato. Nelle cellule del fegato, oltre alla formazione della bile, avviene la neutralizzazione delle proteine ​​estranee e dei veleni ingeriti con il cibo, si deposita il glicogeno e negli squali e nel merluzzo (merluzzo, bottatrice, ecc.) si depositano grassi e vitamine. Dopo essere passato attraverso il fegato, il sangue viaggia attraverso la vena epatica fino al cuore. La funzione barriera del fegato (pulire il sangue dalle sostanze nocive) determina il suo ruolo più importante non solo nella digestione, ma anche nella circolazione sanguigna.

Pancreas

I pesci storione cartilaginei e di grandi dimensioni hanno un pancreas separato. Nella maggior parte dei pesci, il tessuto pancreatico si trova nel fegato e viene chiamato epatopancreas (ciprinidi), ma non viene rilevato visivamente, ma è evidenziato solo su sezioni istologiche. Il pancreas secerne enzimi nell'intestino che digeriscono grassi, proteine ​​e carboidrati (tripsina, erepsina, entoricochinasi, lipasi, amilasi, maltosio ).

Nei pesci ossei (per la prima volta tra i vertebrati) nel pancreas si trovano le isole di Langerhans, nelle quali sono presenti numerose cellule che sintetizzano l'insulina, che viene rilasciata nel sangue e regola il metabolismo dei carboidrati (livello di zucchero nel sangue).

Pertanto, il pancreas è una ghiandola endocrina ed esocrina.

Sembrerebbe che la risposta a questa domanda sia ovvia: nuotare, o meglio, restare alla profondità richiesta. La vescica del pesce è una sorta di sensore idrostatico naturale.

Giù o su

Quando un pesce va in profondità, la pressione dell'acqua sul suo corpo aumenta immediatamente, la vescica natatoria inizia a contrarsi e spinge fuori l'aria. Ciò avviene “automaticamente”, cioè i pesci non controllano il processo da soli. La quantità di aria all'interno del corpo diminuisce e il pesce quasi non deve fare alcuno sforzo per immergersi in profondità.

Quando il pesce sale, tutto accade esattamente al contrario. La pressione dell'acqua sul corpo diminuisce e la bolla si riempie gradualmente di gas; se il pesce si ferma, la bolla riuscirà a trattenerlo senza sforzo alla profondità desiderata.

Le terminazioni nervose che penetrano nell'organo natatorio trasmettono impulsi al sistema nervoso centrale e il pesce sente a quale profondità si trova e quale pressione sta subendo, e quindi può regolare il suo movimento.

Da dove viene il gas e di che tipo?

A seconda del tipo di vescica natatoria, i pesci adulti sono divisi in due gruppi: vescicale chiuso e vescicale aperto. Nella prima, la vescica si riempie dei gas del sangue e li rilascia anche nei vasi, attraverso una speciale rete di capillari su una parete sottile. Nei pesci con vescica aperta, la vescica è un organo separato e si riempie dopo che il pesce ha ingoiato l'aria atmosferica.

Per quanto riguarda il gas che riempie la bolla, si tratta principalmente di ossigeno, idrocarburi e un po' di azoto.

Un'altra funzione bolla

Molti ittiologi non saranno d'accordo con l'affermazione che i pesci sono "esempi" di silenzio, perché possono e danno segnali speciali ai loro simili, convertendo le onde sonore dalle vibrazioni dell'acqua, e lo fanno con l'aiuto di una vescica natatoria.

Quali pesci non hanno la vescica?

Non tutti i pesci hanno acquisito questo utile organo; molti pesci delle profondità marine e dei fondali non hanno una vescica, e perché ne hanno bisogno se non tentano mai di emergere.

I pesci sono un vasto gruppo di vertebrati che vivono nell'acqua. La loro caratteristica principale è la respirazione tramite le branchie. Per muoversi in un ambiente liquido, questi animali utilizzano un'ampia varietà di dispositivi. La vescica natatoria è l'organo idrostatico più importante che regola la profondità di immersione ed è coinvolto anche nella respirazione e nella generazione del suono.

La vescica natatoria è l'organo idrostatico più importante che regola la profondità di immersione dei pesci

Sviluppo e struttura dell'organo idrostatico

La formazione della vescica del pesce inizia a fase iniziale sviluppo. Una delle sezioni del retto, modificata in una sorta di escrescenza, col tempo si riempie di gas. Per fare questo, gli avannotti galleggiano e catturano l'aria con la bocca. Con il passare del tempo, in alcuni pesci la connessione tra la vescica e l'esofago viene persa.

Pesce con camera d'aria si dividono in due tipologie:

1. Le vesciche aperte sono in grado di controllare il riempimento utilizzando uno speciale canale che comunica con l'intestino. Possono salire e scendere più velocemente e, se necessario, prendere aria dall'atmosfera con la bocca. La maggior parte del pesce ossuto ad esempio: carpe e lucci.
2. Le vesciche chiuse hanno una camera sigillata che non ha alcuna comunicazione diretta con il mondo esterno. Il livello del gas è controllato attraverso il sistema circolatorio. La vescica del pesce è intrecciata con una rete di capillari (corpo rosso), che sono in grado di assorbire o rilasciare lentamente aria. Rappresentanti di questo tipo sono il merluzzo e il pesce persico. Non possono permettersi cambiamenti rapidi e profondi. Quando viene immediatamente rimosso dall'acqua, un tale pesce si gonfia notevolmente.

La vescica d'aria nel pesce è una cavità con pareti elastiche trasparenti.

In base alla loro struttura si distinguono:

• monocamerale;
• due camere;
• tre camere.

Di norma, la maggior parte dei pesci ha un organo, ma nei dipnoi è accoppiato. Le specie profonde possono cavarsela con una bolla molto piccola.

Funzioni della vescica natatoria

La vescica natatoria nel corpo di un pesce è un organo unico e multifunzionale. Rende la vita molto più semplice e fa risparmiare molta energia.

La funzione principale, ma non l'unica, è l'effetto idrostatico. Per librarsi ad una certa profondità è necessario che la densità del corpo corrisponda ambiente. Gli uccelli acquatici senza camera d'aria sfruttano l'azione costante delle loro pinne, il che porta ad un inutile consumo di energia.

La cavità della camera non può espandersi e contrarsi arbitrariamente. Durante l'immersione, la pressione sul corpo aumenta e si contrae, di conseguenza il volume del gas diminuisce e la densità complessiva aumenta. Il pesce affonda facilmente alla profondità desiderata. Quando il pesce raggiunge gli strati superiori dell'acqua, la pressione si indebolisce e la bolla si espande come un palloncino, spingendo l'animale verso l'alto.

La pressione del gas sulle pareti della camera genera impulsi nervosi che provocano movimenti compensatori dei muscoli e delle pinne. Utilizzando un tale sistema, il pesce nuota senza sforzo alla profondità desiderata, risparmiando fino al 70% di energia.

Funzioni aggiuntive:

Un organo così semplice, a prima vista, è un apparato insostituibile e vitale.

Pesci senza camera d'aria

Dalla descrizione della vescica natatoria è chiaro quanto è perfetto e multifunzionale. Nonostante ciò, alcune persone possono tranquillamente farne a meno. Il mondo sottomarino ospita molti animali che non dispongono di un apparato idrostatico. Usano metodi alternativi per viaggiare.

Le specie di acque profonde trascorrono l'intera vita sul fondo e non sentono il bisogno di risalire fino allo strato superiore dell'acqua. A causa dell'enorme pressione, la camera d'aria, anche se esistesse, si comprimerebbe istantaneamente e da essa uscirebbe tutta l'aria. In alternativa si utilizza l'accumulo di grasso, che ha una densità inferiore a quella dell'acqua e inoltre non si comprime.

Per i pesci che hanno bisogno di muoversi molto velocemente e cambiare profondità, una bolla può solo fare male. Tali rappresentanti della fauna marina (sgombro) usano solo movimenti muscolari. Ciò aumenta il consumo di energia, ma aumenta anche la mobilità.

Pesci cartilaginei Anche noi siamo abituati ad arrangiarci da soli. Non possono restare immobili sul posto. Il loro scheletro è privo di ossa e quindi ha un peso specifico inferiore. Inoltre, gli squali hanno un fegato molto grande, costituito per due terzi da grasso. Alcune specie possono modificarne la percentuale e quindi rendere il proprio corpo più pesante o più leggero.

I mammiferi acquatici, come balene e delfini, sono dotati di uno spesso strato di tessuto adiposo sotto la pelle e di polmoni pieni d'aria.

La vita sul pianeta Terra ha avuto origine nell'ambiente acquatico degli oceani del mondo e siamo tutti discendenti dei pesci. Esistono presupposti scientifici secondo cui nel processo di evoluzione gli organi respiratori degli animali terrestri hanno avuto origine dalle vesciche dei pesci.