Книга: Занимательная ихтиология

И в воде можно дышать

И в воде можно дышать

Без пищи животные могут прожить очень долго, а без кислорода — всего лишь несколько минут.

А как же быть рыбам? Ведь в воде трудно, казалось бы невозможно, дышать. В ней в двадцать раз меньше кислорода, чем в воздухе. Но, оказывается, это не так уж существенно. В легкие наземных животных кислород попадает тоже не непосредственно из атмосферы. Сперва он растворяется в жидкости, омывающей стенки легких, и только затем поступает в кровь. Выходит, что наземные животные тоже дышат кислородом, растворенным в воде.

Но почему в таком случае они не могут жить в воде, как рыбы? Да потому, что как только их легкие заполняются водой, растворенный в ней кислород мгновенно поглощается, а новый не поступает — и животное задыхается. Вот если бы вода в легких непрерывно заменялась свежей, то, скажем, собака или лошадь могла бы дышать в воде не хуже, чем в воздухе.

Для того чтобы нормально дышать в воде, нужны жабры. Жабры состоят из жаберных дуг с множеством лепестков. К жаберным дугам поступает отработанная кровь; здесь она отдает в воду углекислоту и обогащается кислородом.

Для нормального дыхания к жабрам тоже все время должна поступать свежая вода. Когда рыба плывет, вода входит в рот, омывает жабры и выходит через жаберные щели. Когда рыба стоит, она все время открывает и закрывает рот, приподнимает и опускает жаберные крышки, засасывая свежую и выталкивая старую воду.

Лучше использовать содержащийся в воде кислород помогают жабры, имеющие огромную поверхность. Например, у окуня поверхность жабр почти в 30 раз больше поверхности его тела.

Форма и величина поверхности жабр, а также строение жаберных щелей зависят от образа жизни рыб. У пелагических рыб, то есть у рыб, живущих в толще воды, большой рот и широкие жаберные щели, это способствует лучшему проникновению в жабры свежей воды.

У рыб, обитающих на дне, жаберные щели маленькие, — ведь иначе жабры засорились бы песком и илом. При таком строении щелей вода в жабрах обновляется плохо, поэтому у донных рыб имеются приспособления для принудительного обмена воды.

Например, угорь при «вдохе» раздувает щеки и засасывает воду через рот, при «выдохе» он закрывает рот и, сжимая щеки, выталкивает воду через жаберные щели. У камбал есть особая жаберная перепонка, выталкивающая воду, как поршень. Еще своеобразнее дышат скаты. У них в верхней части головы имеется отверстие, снабженное клапаном. При «вдохе» клапан открывается и вода свободно проходит через отверстие, поступая к жабрам; при выдохе клапан захлопывается и вода выходит через жаберные щели.

Большинство миног, ближайших родственников рыб, ведут паразитический образ жизни. Они присасываются к рыбам ротовой воронкой. В это время свежая вода не может поступать к жабрам через рот, и она входит и выходит у миног через семь жаберных щелей.

Небольшая азиатская рыбка гиринохелус имеет привычку присасываться ртом к донным предметам. И вот для того, чтобы приток воды к жабрам не прекратился, у этой рыбки имеется две пары жаберных отверстий. Когда рот закрыт, вода поступает через верхние отверстия и выходит через нижние.

Однако как ни удивительно приспособлены жабры к окружающим условиям, они далеко не всегда обеспечивают рыбе нормальное дыхание. В одних водоемах постоянно не хватает кислорода, в других его содержание резко падает в определенные времена года. Летом кислородный голод наблюдается во время засухи, когда непроточные водоемы начинают пересыхать, и по ночам, когда водные растения усиленно поглощают кислород. Зимой доступ кислорода из атмосферы в воду резко сокращается, так как водоемы покрываются толстым слоем льда и снега.

Рыбы по-разному реагируют на количество растворенного кислорода в воде. Одни нуждаются в очень высоком его содержании (лосось, сиг, форель, судак), другие менее требовательны (плотва, окунь, щука), третьи удовлетворяются совершенно ничтожным количеством (карась, линь). Для каждого вида рыб существует как бы определенный порог содержания кислорода в воде, ниже которого они становятся вялыми, почти не перемещаются, плохо питаются и в конце концов погибают.

Одни рыбы не терпят даже малейшего «кислородного голодания» и населяют водоемы только с прозрачной, холодной, богатой кислородом водой. Другие живут даже в болотах.

Наверное, многие замечали, что при недостатке кислорода в аквариуме рыбы поднимаются на поверхность и начинают захватывать атмосферный воздух.

Но так дышать атмосферным воздухом в течение долгого времени рыбы не могут, поэтому некоторые из них приспособились дышать другими органами.

Карп, карась, линь часто обитают в прудах с затхлой водой; одних жабр им не хватает, и они дышат также поверхностью кожи. Карась и угорь в корзине с сырой травой, в холодное время, могут жить более двенадцати часов.

Еще дольше обходится без воды илистый прыгун. Охотясь за насекомыми, он проводит на суше много часов. Пойманных прыгунов держали по шесть суток на влажном песке, и они чувствовали себя вполне нормально. Дышат прыгуны, помимо жабр, кожей и полостью рта. Кроме того, жаберные крышки у них плотно прижимаются к телу, и жабры долгое время остаются влажными. Некоторые натуралисты считают, что прыгуны могут дышать и хвостом. Не зря эта рыбка часто лежит на прибрежном песке, окунув хвост в воду.

Как ни странно, но у рыб в дыхании иногда принимает участие и кишечник.

Южноамериканские сомики дорас захватывают ртом воздух и подают его в кишечник, к стенкам которого подходит масса кровеносных сосудов. Здесь-то и происходит дополнительное обогащение крови кислородом.

Американские панцирные сомы имеют в желудке слепой отросток. Он наполняется воздухом, который, при надобности, используется для дыхания.

У ост-индской рыбы, мешкожаберного сома, вдоль всего позвоночника тянется вырост жаберной полости в виде мешка. Сом при недостатке кислорода в воде набирает в него атмосферный воздух и пользуется им для дыхания.

Вьюн — небольшая рыбка, населяющая многие заболоченные водоемы, может дышать и жабрами, и поверхностью кожи, и с помощью кишечника. А пересохнет водоем — он впадет в спячку, что еще более снижает потребность организма в кислороде. В сильную засуху вьюны зарываются в ил. На поверхности ила часто образуется такая плотная корка, что по ней можно ехать на телеге. А вьюнам хоть бы что. Они не погибают и после дождей вновь перебираются в воду.

Интересно отметить, что не только при спячке, но и при любом ином понижении жизненных процессов потребность в кислороде резко падает. Если сазану или стерляди положить в рот комочек ваты, смоченной коньяком, рыба впадает в оцепенение и при низкой температуре может прожить без воды двое суток.

У некоторых рыб для дыхания атмосферным воздухом образовались особые органы.

На Дальнем Востоке водится рыба змееголов, названная так из-за формы головы, которая похожа у нее на змеиную. Это хищная рыба, достигающая семи килограммов веса. Живет она в илистых затонах и мелководных озерах, сообщающихся с Амуром. Летом здесь мало кислорода. Но змееголова это не страшит. У него над жабрами есть полость, богатая кровеносными сосудами. Когда дышать в воде становится трудно, змееголов захватывает ртом воздух и перегоняет его в наджаберный орган. Там и происходит обогащение крови кислородом.

Сколько времени змееголов может жить вне воды, неясно: по одним данным 7–8 часов, по другим — до семи суток.

Индийскую рыбу анабас не зря называют сухопутным путешественником. На суше во влажном воздухе анабас может жить несколько суток. Его перевозят без воды в корзинах или глиняных сосудах. Для дыхания он пользуется лабиринтовым аппаратом, расположенным рядом с жабрами. Проходя через извилистый лабиринт, проглоченный воздух отдает в кровь анабаса кислород.

Тропические рыбы — макроподы, бойцовые, гурами, — обитающие в пересыхающих водоемах, а иногда и в канавах на рисовых полях, тоже пользуются для воздушного дыхания лабиринтовым аппаратом. Эти рыбы, так же как анабас, настолько приспособились к воздушному дыханию, что если лишить их возможности пользоваться атмосферным воздухом, то они через несколько часов погибнут.

Рыбы используют для дыхания и плавательный пузырь. У одних он — резервуар для сбережения кислорода про запас. Ведь хищным рыбам в погоне за добычей приходится развивать огромную скорость. Кислорода в это время расходуется очень много, и жабры с работой не справляются. Тогда-то эти рыбы и используют кислород из плавательного пузыря.

У других рыб плавательный пузырь превратился в специальный орган дыхания. Он бывает ячеистым, пористым или состоит из множества отдельных камер. Воздух в плавательный пузырь, заменяющий легкие, поступает через рот или через носовые отверстия. Именно так устроен пузырь у многопера, амии и панцирной щуки.

Многопер водится в водоемах экваториальной Африки. Достигает метровой длины. Свое название он получил оттого, что спинной плавник у него состоит из отдельных небольших плавничков. У многопера вкусное мясо, и местное население с энтузиазмом охотится на него. Обнаружить многопера легко по шуму, который он производит, заглатывая атмосферный воздух.

Амия живет в реках и озерах Северной Америки. Это очень прожорливый хищник, она нападает даже на добычу, превышающую ее по размерам.

Панцирная щука — крупная рыба до шести метров длиной, населяет пресноводные водоемы Кубы. В небольших количествах сохранилась также в Северной и Центральной Америке. Интересна как объект спортивного рыболовства.

Настоящие легкие образовались из плавательного пузыря у двоякодышащих рыб. Известно три вида этих рыб из трех различных семейств.

В илистых, часто пересыхающих водоемах Австралии живет метровая двоякодышащая рыба рогозуб. Название говорит само за себя — у этой рыбы роговые зубы. Летом, когда кислорода в воде становится мало, рогозуб начинает дышать легкими, но на берег выползать не может.

Исключительно долго без воды может жить африканская двоякодышащая рыба протоптерус. Когда водоемы пересыхают, она устраивает из ила и слизи, выделяемой телом, особый кокон с крышечкой. В нем протоптерус проводит все засушливое время года, то есть около шести месяцев. В таких коконах его перевозят на тысячи километров. Протоптерус может находиться в спячке более трех лет! Если кокон положить в теплую воду, он растворится — и рыба начинает плавать как ни в чем не бывало. Третья двоякодышащая рыба — американский чешуйчатник. Обитает в заболоченных участках Амазонки и в жаркое время года впадает в спячку. В воде, лишенной кислорода, может жить более двух недель.

Ни одна выклюнувшаяся из икринки рыбка не может дышать атмосферным воздухом. А кислорода только что родившейся рыбке требуется значительно больше, чем взрослой. Как же дышат личинки в водоемах, где мало кислорода? Оказывается, природа предусмотрела и это. Одни личинки дышат всей поверхностью кожи, у других обильно развивается кровеносная система, у третьих образуются наружные органы дыхания, исчезающие по мере роста рыбы.