كيف السمك الخياشيم العمل

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

تسمح هذه الأجهزة الصغيرة الرائعة للأسماك بامتصاص الأكسجين من الماء واستخدامه للطاقة. من الناحية الوظيفية ، ليست الخياشيم مختلفة عن الرئة في البشر والثدييات الأخرى. والفرق الرئيسي هو كيف أنهم قادرون على امتصاص تركيزات أقل بكثير من الأوكسجين المتاح ، بينما يسمح للأسماك بالحفاظ على مستوى مناسب من كلوريد الصوديوم (الملح) في مجرى الدم.

تعمل الخياشيم على نفس المبدأ مثل الرئتين. في الرئتين ، هناك أكياس صغيرة تسمى الحويصلات الهوائية التي هي ما يقرب من 70 ٪ من الشعيرات الدموية. هذه الشعيرات الدموية تحمل الدم غير المؤكسج من الجسم. مع مرور الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر غشاء الأسناخ ، تأخذ الشعيرات الدموية الدم المؤكسج حديثًا إلى الجسم. وبالمثل ، تحتوي الخياشيم على صفوف وأعمدة صغيرة من الخلايا المتخصصة مجمعة معاً تدعى الظهارة. يتم تزويد الدم غير المؤكسج في الأسماك مباشرة من القلب إلى الظهارة عبر الشرايين ، وحتى الشرايين الأصغر. عندما يتم إجبار مياه البحر عبر الأغشية الظهارية ، يتم أخذ الأكسجين الذائب في مياه البحر بواسطة الأوعية الدموية والأوردة الصغيرة ، في حين يتم تبادل ثاني أكسيد الكربون.

تتمتع الخياشيم بمظهر يشبه سيارة الرادياتير. تحتوي معظم الأسماك على 4 خياشيم على كل جانب ، تتكون من هيكل رئيسي شبيه بالبار الذي يحتوي على العديد من الفروع مثل شجرة ، وهذه الفروع تتكون من هياكل أصغر شبيهة بالفروع. هذا الترتيب من الخلايا يسمح لمنطقة سطح كبيرة جدا عندما تنغمر الخياشيم في الماء.

تحتاج الخياشيم نفسها إلى مساحة كبيرة جدًا لتزويد الأسماك بمتطلبات الأكسجين الضرورية. الهواء هو ما يقرب من 21 ٪ من الأوكسجين أو حوالي 210،000 جزء في المليون. من ناحية أخرى ، لا تملك المياه سوى حوالي 4-8 أجزاء في المليون من الأكسجين الذائب الذي يمكن أن تستخلصه الخياشيم. وبسبب هذا ، إذا لم يكن السمك يحتوي على مساحة كبيرة من الخيشومية لاستيعاب أكبر قدر ممكن من الأوكسجين لحجمه ، فإنه سيختنق بسرعة. تميل الحيوانات ذات الدم البارد إلى الحصول على أيض أقل من نظيراتها ذات الدم الدافئ. هذا يساعدهم في قدرتهم على التعامل مع بيئات منخفضة الأكسجين المتاحة. إذا كان نفس حجم الأسماك يكون دماً دافئاً ، فإن عملية الأيض للسباح الصغير ستزداد إلى درجة أن الأكسجين المتوفر لن يكون كافياً ولن يهلك نيمو.

في حين أن مساحة السطح الخيشومية الكبيرة تسمح بالتبادل الكافي لثاني أكسيد الكربون والأكسجين ، فإنها في نفس الوقت تكشف نفس حجم الدم الكبير إلى مفرط التوتر (أي أكثر ملوحة من مياه البحر) ، مما يخلق حالة يجب أن يكون فيها السمك آلية احتياطية لطرد الصوديوم الزائد الذي تم امتصاصه بالمصادفة. وعلى العكس من ذلك ، فإن أسماك المياه العذبة تحتاج إلى آلية معاكسة تسمح لها بتفريغ المياه الفائضة للحفاظ على مستويات الصوديوم فيها عالية بشكل مناسب. ناهيك عن هؤلاء الغجر اللامائيين الذين يسافرون جيئة وذهابا ، القادرين على الازدهار في كل من بيئات المياه العذبة والمالحة. سوف ندعوهم فقط يتباهون ويخرجون من ذلك.

للتعامل مع مشكلة الصوديوم هذه ، داخل الخياشيم توجد خلايا صغيرة جميلة تسمى خلايا الكلوريد. هذه الخلايا تسمح لبثق أي الصوديوم غير المرغوب فيها. تميل أسماك المياه العذبة إلى أن تكون أقل من هذه الخلايا مقارنة مع نظيراتها البحرية. هذا ، جنبا إلى جنب مع القدرة على البول المخفف للغاية ، يسمح لأسماك المياه العذبة للحفاظ على مستوى صوديومها بشكل مناسب عالية.

حقائق المكافأة:

• بالنظر إلى أن حجم الخياشيم يساعد في امتصاص الأكسجين ، كما تتوقع ، كلما كان السمك أكثر نشاطًا ، كلما كانت الخياشيم أكبر مقارنة بحجم الجسم.
• نظرًا لأن البيئة البحرية مفرطة الانتشار ، فإن أسماك البوني تميل إلى فقدان المياه من خلال التناضح. و لهذا. يميلون إلى التعويض عن طريق أخذ المياه من خلال القناة الهضمية ، مما يؤدي إلى تفاقم مشكلة امتصاص الصوديوم.
• المسافة بين الدم والماء في الخلايا الظهارية للأسماك تبلغ حوالي 1 ميكرومتر ، أو حوالي 1 مليون من المتر.
• في ما يقرب من 32000 نوع ، تعرض الأسماك تنوعا أكبر في الأنواع ثم أي فئة أخرى من الفقاريات.
• تشير التقديرات إلى وجود ما يقرب من 15000 نوع من الأسماك غير محددة الهوية
• تشير الأدلة الأحفورية إلى أن الأسماك كانت على الأرض منذ حوالي 400 مليون سنة.
• وتسمى الأسماك التي لديها القدرة على العيش في كل من المياه المالحة والمياه العذبة الأسماك Anadromous.
• تحافظ معظم أسماك البوني على محتوى الصوديوم في سوائل جسمها عند حوالي 40٪ من مياه البحر.
• يجب أن تحتوي الأسماك المهاجرة على عمليات فسيولوجية للتعامل مع محتوى الملح المتغير في بيئتها. إحدى الآليات المستخدمة هي أنه ، بينما في المياه العذبة ، فإنها تميل إلى القدرة على إفراز البول المخفف جدا ، وبالتالي إزالة المزيد من المياه العذبة والحفاظ على مستويات الصوديوم لديهم طبيعية.بينما في المياه المالحة ، يستخدمون مجموعة متخصصة من خلايا الإفراز الملحية في الخياشيم وبطانة الفم. لديهم أيضا الكلى التي يمكن أن تفرز البول المركزة جدا.
• تحتوي أسماك القرش و Hagfish على محتوى ملح أكبر بكثير من الأسماك العظمية ، ومن الطبيعي أن تتوازن مع مياه المحيطات ، وبالتالي لا تعاني من مشكلة أسماك عظمية في تنظيم الملح.