Плавательный пузырь

Плавательный пузырь леща

Положение плавательного пузыря (5) у костистости по отношению к другим внутренним органам (схематично). 1 печень, 2 желудка, 3 кишечника, 4 сердца, 6 почек, 7 семенников, 8 мочеточников, 9 семявыносящих протоков, 10 мочевого пузыря, 11 жабр

Плавательный пузырь является органом костистых рыб . Это помогает рыбе приспособиться к удельному весу окружающей воды, чтобы она могла плавать в воде. Он образуется из выпуклости передней кишки и представляет собой дальнейшее развитие легкого рыбы с функциональным изменением от органа дыхания к гидростатическому органу.

Плавательный пузырь также служит для стабилизации положения, поскольку в вертикальном положении центр масс находится ниже центра объема из-за дорсального положения плавательного пузыря (то есть в верхней части тела) .

У большинства костистых рыб есть плавательный пузырь. Исключение составляет, например, бычок , поэтому передвигается она обычно только по земле. Рыбы, у которых нет плавательного пузыря и, тем не менее, не являются частью донных рыб, должны создавать плавучесть за счет постоянного плавания, например акулы , или они сокращают свои кости и накапливают жир, например солнечная рыба ( мола ).

Наполнение плавательного пузыря

Есть два механизма наполнения плавательного пузыря:

• заглатывая воздух, попадающий в плавательный пузырь через кишечник (в физостомах )
• Через кровеносные сосуды, по которым проходит газ, выделяющийся из жабр . Рыбы, использующие этот механизм, называются списками физок ; они обычно находятся в более глубоких водах. Однако многие физики изначально живут как физиостомы, как молодые животные, т.е. ЧАС. Плавательный пузырь изначально наполняется за счет глотания воздуха.

В чудесной сети плавательного пузыря происходят следующие процессы: Пассивная диффузия кислорода из артериальных ( богатых О ₂ ) капилляров в венозные ( бедные О ₂ ) капилляры предотвращает попадание О ₂ из плавательного пузыря в кровь или превращение его в кровь. он вернулся снова. В основе этого лежит принцип противотока , вызванный вершиной, лежащей на плавательном пузыре (в так называемом красном теле), сравнимой с изогнутой трубкой, через которую может диффундировать O ₂ . Высокий O _- содержание плавательного пузыря генерируется в плавательном пузыре по облигатному анаэробному ( гликолитическим ) обмену веществами в эпителиальных клетках в газовой железе . Лактат здесь образуется гликолизом имеет два эффекта: высаливанию эффект и эффект Бора . Лактат снижает растворимость O ₂ в крови, значение pH снижается за счет лактата. Благодаря двум эффектам, производимый О ₂ - Градиент , заполняет плавательный пузырь.

Опорожнение плавательного пузыря

Опорожнить плавательный пузырь можно двумя способами:

• В physostomes использовать проток pneumaticus , соединение между плавательным пузырем и жаберный кишечником (и , таким образом , соединением с внешним миром) , чтобы освободить кислород. Физостомический осетр не имеет ни овала, ни красного тела и, тем не менее, может (медленно) регулировать объем плавательного пузыря, не заглатывая и не выпуская воздух.
• В physocists использовать овальную, область плавательного пузыря с высоким кровоснабжением, чтобы абсорбировать газа в кровоток. Поверхность овала и связанное с ним поглощение кислорода контролируется мышцами.

функциональность

Движение в воде требует больших затрат энергии и трудозатрат, чем на воздухе, из-за ее примерно в 800 раз большей плотности и примерно в 55 раз более высокой вязкости . Плотность тканей животных больше, чем у воды, поэтому водным животным приходится почти постоянно плавать, чтобы не опускаться на дно. С другой стороны, организм с плотностью воды может неподвижно плавать в воде и, таким образом, экономить кинетическую энергию. Поэтому неудивительно, что у водных животных встречаются различные ткани или органы, которые характеризуются особенно низкой плотностью и, таким образом, приближают весь организм к невесомости. Чтобы поддерживать постоянный объем и плотность плавательного пузыря, погруженная рыба должна выделять в него газ . Однако при подъеме он должен выпустить газ из пузырька, чтобы не потерять плотность из-за увеличения объема пузырька и выстрелить на поверхность.

Физически аналогично действует фридайвер, который берет с собой много воздуха только для глубокого погружения в легкие, и аквалангист, который регулирует плавучесть своего компенсатора плавучести при изменении глубины, подавая или выпуская воздух и выдыхая, чтобы быть в безопасности. при всплытии.

Плавательный пузырь как звукообразующий орган

Плавательный пузырь также можно использовать для создания звуков через внутренние или внешние мышцы.

• Внутренние (внутренние) барабанные мышцы (мышцы тонуса или звуковые мышцы) расположены в стенке плавательного пузыря у поганки и морского петуха.
• Наружные (внешние) барабанные мышцы (по крайней мере, одно прикрепление к структурам за пределами плавательного пузыря)
  • Прямой тип: мышцы прикрепляются к плавательному пузырю, например B. на процессе поперечной части в позвоночнике , г. Б. Сом
  • Косвенный тип: мышцы не прикрепляются к плавательному пузырю, например Б. Пираньи . Некоторые семейства сомовых имеют пружинное устройство .

Плавательный пузырь как орган дыхания

Плавательный пузырь также может служить органом дыхания (первичным или вторичным), что позволяет этим рыбам выжить даже в периоды засухи или при низком содержании кислорода в воде. Это, например, Б. с арапаймом или костной стопой ( Lepisosteus ) случаем.

Использование плавательного пузыря человеком

В некоторых азиатских культурах плавательные пузыри более крупных рыб считаются деликатесом. В Китае их называют maw花 膠 / 鱼鳔, и их подают в супах или рагу.

Плавательные пузыри также используются в пищевой промышленности в качестве источника коллагена , например Б. используется как осветлитель для вин. Они являются основным сырьем для изготовления винного стекла . Этот клей нашел з. Б. использовался при изготовлении составных луков с бронзового века.

В древности из плавательных пузырей изготавливали презервативы .

Смотри тоже

• Декартов дайвер
• Рыбий клей

веб ссылки

• Physics in context: «Жизнь животных в реке» (просмотрено 20 апреля 2020 г.)
• Обучение с помощью повседневных идей: плавательный пузырь (по состоянию на 20 апреля 2020 г.)
• Инфекция плавательного пузыря карпа (по состоянию на 20 апреля 2020 г.)
• Архимед и (кит) рыбные эксперименты по физике плавания в воде (по состоянию на 20 апреля 2020 г.)
• Плавательный пузырь (по состоянию на 20 апреля 2020 г.)

Индивидуальные доказательства

1. ^ Ганс-Альбрехт Фрей: Зоология . 9-е издание. Fischer Verlag, Jena 1991, ISBN 3-334-00235-7
2. ↑ Бернд Пельстер: Плавательный пузырь как гидростатический орган. В кн . : Биология в наше время. 23-й год 1993, №4
3. ↑ Таня Шульц-Мирбах и др.: Взаимосвязь между морфологией плавательного пузыря и слуховыми способностями - тематическое исследование азиатских и африканских цихлид. В: PLoS ONE. Том 7, № 8, 2012 г., стр. E42292, doi: 10.1371 / journal.pone.0042292 (полный текст в свободном доступе)