Kalade hingeõhk. Kalad hingavad vees lahustunud hapnikku. Kalade hingamiselundid on paljudest kroonlehtedest koosnevad lõpused, millel on veresooned. Iga kalaliigi lõpus on niitide arv erinev. Nii on seda näiteks ahvenas 30 korda rohkem kui teistes. Jälgides kalade käitumist vees, on näha, et kala kas avab või sulgeb oma suu, sama juhtub lõpustega, kui lõpused avanevad, siis kala suu sulgub ja vastupidi. Nii sulgeb kala vett neelates suu, vesi läheb lõpuseõõnde ja voolab lõpusepilu kaudu välja. See on lõpuse filamentide veresooned, mis aitavad kaladel verd hapnikuga rikastada.
Igal kalaliigil on vees oma "minimaalne" hapnikusisaldus. Kui see lävi on madalam, kui peaks, muutuvad kalad loiuks, passiivseks ja surevad üldse (need on nn tapmised). Mõned kalad (ja teised) neelavad vees hapniku puudumisel ka atmosfääriõhku. Hingamisfunktsioonis võivad näiteks osaleda ja ujumispõis läbi imbunud kapillaaride võrgustik. Kuid linaskel on ka täiendav nahahingamine. Vee rikastamine hapnikuga tuleb peamiselt atmosfääriõhust ja sõltub paljudest teguritest: veetemperatuurist, veehoidla suurusest, allikate ja allikate olemasolust, põhjaveest, aga ka erinevate veekihtide segunemisest.
Millal kala hammustamine intensiivistub?
Veetemperatuuri langetamine suvel ja tuulega aitab kaasa hapniku paremale lahustumisele. Sel ajal tunnevad kalad end paremini neis vetes, kus varem oli hapnikupuudus. Kalade heaolu parandamine, nende taaselustamine hõlmab ka hammustamise aktiveerimist. See tõestab veel kord, et õngitsejat peaks huvitama eelseisva püügiperioodi olukord ja ilmaprognoos.
Suureneb aktiivsus ja kalade hammustamine pärast vihma – seda on märganud paljud õngitsejad, kõik sellepärast, et vihmapiisad küllastuvad hapnikuga ja suurendavad vee koguhapnikusisaldust, segades vett õhuga. Talvel valivad kalad reservuaari sügavamad kivise või liivase põhjaga osad, kohad allikavee väljapääsu juures, ojade ja jõgede ühinemiskohas. Niisiis, meie peamine ülesanne oli vastata küsimusele: kas kalad hingavad? Jah, kalad hingavad! Ja seda, kas kalal on piisavalt hapnikku, saab hinnata kala aktiivsuse järgi.
Tänu hingamisprotsessidele saab organism elueliksiiri – hapnikku, mida veri kannab läbi kehakudede. Kaladel toimub hapniku imendumine ja selle sattumine verre eelkõige lõpustes, kus on palju pisikesi verekapillaare. Täiendavad hingamisorganid, mis varustavad verd hapnikuga, võivad olla vihmutid, mis on haidel ja kiirtel silmade ees peas, labürint (veresoontega varustatud õhuõõs), ujupõis ja sooled.
Omapärase kohastumusega on elektriangerjas Electrophorus sp. Lõuna-Ameerika. Selle elektriakude töötamise ajal toimub elektrolüüs otse kala veres ning vesi laguneb hapnikuks ja vesinikuks. Viimane vabaneb mullidega läbi lõpuste ning hapnik kandub verega kogu kehasse. Angerjas tunneb end hästi troopilistes poolsoojärvedes kõrge veetemperatuuriga.
Selle protsessi käigus individuaalne areng ja kalade kasv, nende hingamisaparaat muutub. Enamiku kalade vastsetel ja varajastel noorkaladel katavad veresooned kogu munakollase pinna, rinnauimed, pea, lõpusekante ja mõnel liigil kogu kehapinna. Järk-järgult areneb nakkehingamine. Rinnauimed mängivad oluline roll kalade hingamisel nende arengu kõigil etappidel, aidates kaasa ventilatsioonile hingamissüsteem. Kuid haide rinnauimed ei suuda hingamisliigutusi sooritada. Neil, nagu ka mõnel teisel kiiresti liikuval kalal, näiteks makrellidel, on passiivne hingamine. Kiirusel 2 meetrit sekundis või rohkem liigub liivahai Carcharias sp. pooleldi avatud ja vesi, pestes lõpuseõõnde, annab hapnikku. Liivahai normaalset aktiivset hingamist täheldatakse ainult väga aeglaselt liikudes ja puhkeasendis.
Võib-olla on passiivne hingamine iseloomulik laiemale hulgale liikidele. Igal juhul on teada, et suuri kiireid haid ei saa pidada väikestes basseinides, kus nad ei suuda arendada täishingamiseks piisavat kiirust. Järk-järgult muutuvad kalad aneemiliseks ja surevad lämbumise tõttu. Huvitav on see, et hai sagedase kaaslase jaoks on kleepuv Remora sp. mida iseloomustab passiivne hingamine.
Kalade lõpused töötavad ainult vees. Kui tõmbate selle maismaal välja, siis vesi voolab lõpustest välja, need kuivavad ja jäävad kokku. Sel juhul surevad heeringas ja hõbekarpkala peaaegu silmapilkselt, forell, lõhe, koha elavad veidi kauem. Karpkalal ja karpkalal on lõpusekatted tihedalt suletud ja kalad püsivad märjas rohus mitu tundi elus. Fakt on see, et nad tarbivad vähe hapnikku ja kui lõpused on "välja lülitatud", siseneb see läbi naha pinna verre. Nahahingamine on teatud määral omane tuurale ja haugile.
Eelmisel sajandil toodi väljapaistvate kaupmeeste lauale sageli elusad tuurad, keda kanti mitu päeva ilma veeta lõuendihällis. Kalale pandi suhu konjaki või piiritusega leotatud vatitükk. "Joobnud" kala, olles stuuporisse langenud, pidas teekonnale suurepäraselt vastu. Ja sterlet jõudis märja samblaga korvides pärast 3-5-päevast reisi elusana kuninglikule lauale.
Külma käes elab haug kaua ilma veeta. Kui see on pakitud paksu paberi sisse, võib see "elustada" 3 tunni pärast. Nahahingamine on angerjal kõrgelt arenenud. See võib olla mitu päeva ilma veeta ja hommikul roomab sageli veehoidlast veehoidlasse. Isegi harilik ristikarp suudab tänu aktiivsele nahahingamisele ellu jääda kuivade järvede mudas aasta või kauemgi, kuni veehoidla täitub veega. Põhja-Kasahstanis, kus on palju tugeva veetaseme kõikumisega endorheaalseid järvi, on selliseid juhtumeid sageli täheldatud.
Meenutagem ka hämmastavaid troopilisi kalu - mudakala ehk Periophthalmus sp. Eesmine uimepaar on muutunud omamoodi jalgadeks, mis võimaldab hüpata. Vees hõljuvat hüppajat ei kohta, tundide kaupa ta istub või roomab mangroovide niiskes atmosfääris mööda oksi ja juuri ning ajab putukaid taga. Tema lemmikasend on keha maal, saba vees. Saba õhuke nahk, mis on küllastunud paljude pinnal asuvate kapillaaridega, läbib kergesti hapnikku. Saba on seega oluline hingamiselund. Selle kala lõpuseid kaitsevad kuivamise eest tihedalt liibuvad kaaned. Põhiosa hapnikust siseneb nii läbi keha- ja peanaha kui ka läbi veresoontega küllastunud suu- ja lõpuseõõne limaskesta.
Meie loachil on eriline liik täiendav hingamine - soole. Õhku neelates läbib pätt selle läbi soolte, millel on tihe veresoonte võrgustik. Sätt võib elada ka kuivanud veehoidlas 30–40 sentimeetri paksuse kuiva mudakihi all.
Hingamiseks mõeldud atmosfääriõhku neelavad alla teised meie keskmise tsooni kalad. Tihtipeale kostub suvises kuumuses järvel või jõel roostiku ja tarnade tihnikus laksutamist. Väljastatakse pea veest välja pistmisega, linask, ristikarp, karpkala. Allaneelatud õhk, liikudes läbi lõpuste, rikastab õõnsuses olevat vett hapnikuga. Selline hingamine on sunnitud ja tekib siis, kui hapniku tasakaal reservuaaris halveneb.
Kuid mõne troopilise kala jaoks on atmosfääriõhu hingamine normaalne ja kohustuslik. Selleks on labürindikaladel ninaülene õõnsus, mis on varustatud paljude veresoontega. Isegi vees, kus on piisavalt hapnikku, tõusevad nad regulaarselt pinnale, et oma õhuvarusid täiendada. Sama vara on ka ussipeal, kes praegu elab NSV Liidu Euroopa osas. Ahven ronimisahven Anabas sp. roomab pärast vihma otsides veest välja vihmaussid, ja sageli toovad linnud selle puude latvadesse.
Võib-olla pole kaladel ühtegi teist elundit, millel oleks nii mitmekülgne otstarve nagu ujupõis. See võib toimida hingamisteede, kuulmise, ujuvuse regulaatori ja heliallikana. Ujumispõis, nagu selle arengulugu näitab, tekkis esisoole limaskesta voltidest. Ujumispõie hingamisfunktsioon on ilmselt varasem. Seda mõtet juhib asjaolu, et põie hüdrostaatiline funktsioon ilmneb hilisematel kaladel – teleostidel. Paljudel liikidel on näiteks troopiline säga Doras sp. , mängib see kopsu rolli. kuulus reisija Eelmisel sajandil kirjeldas Schomburg, kuidas sägad rändasid, kui nende kohalik veehoidla kuivas, parvedena maismaal uusi veehoidlaid otsima. Tuhanded kalad roomasid aeglaselt kõndiva mehe kiirusel, surudes keha painduva sabaga ja toetudes rinnauimede ogadele.
Kopsukalad, esimeste maismaaselgroogsete esivanemate sugulased, on veelgi paremini kohanenud atmosfääriõhu hingamiseks. Nad saavad hingata nii lõpuste kui ka rakulise ujupõiega, mis, nagu päris kopsudki, koosneb kahest labast. Nii näiteks Aafrika kala Protopterus Protopterus sp. kui veehoidla on täiesti kuiv, urgitseb ta muda sisse, kaevab pesa, ehitab mudast keha ümber kookoni ja jääb talveunne. 0,5 m sügavusel võib ta talveunne jääda kuni 2-3 aastat. Niipea, kui vesi kookoni täidab ja see lahustub, tõuseb kala pinnale ja hakkab aktiivne pilt elu.
Proopterus sätib end kookonis suu ava poole, nahk jääb niiskeks. Ainevahetusproduktid kogunevad kudedesse ja erituvad pärast kala talveunest ärkamist. Proopteri sugulane, austraalia sarvhammas Ceratodus sp. elab aeglase vooluga kinnikasvanud jõgedes. Suve lõpus, kui jõgi laguneb üksikuteks basseinideks ja kõik kalad hukkuvad, ei jää sarvhammas talveunne, vaid on olemas, hingates õhku, misjärel ta tõuseb pinnale. Põliselanikud otsivad seda iseloomulike laksutavate helide järgi, mida kala õhku neelates kostab. Suurim mageveekala - arapaima Arapaima sp. , mis elab Amazonase vesikonnas, hingab samuti sisse mulli, mis näeb välja nagu maismaaloomade käsnjas kopsud. Neis toimub arteriaalne ja venoosne verevool, mille eraldamine pole veel piisavalt täiuslik. Lõpusid kasutavad kalad ainult esimesel elukuul, siis hingab ta ainult põie abil. Vesi ei satu kopsudesse. Hapniku saamiseks tõusevad kalad ka pinnale, noorkalad - 20-30 korda tunnis, täiskasvanud - 6-10 korda. Akadeemik I.I.Shmalgauzen jõudis maismaaselgroogsete päritolu silmas pidades järeldusele, et kalade ilmumine maismaale toimus kuumutatud mageveereservuaarides, kus oli hapnikupuudus, kus ülekaalus olid õhuhapnikku hingama võimelised vormid. Nende esmased hingamisorganid olid, nagu juba mainitud, nahk ja ujupõis, millest hiljem arenesid välja kopsud. Devoni perioodil (320-400 miljonit aastat tagasi) levisid laialdaselt iidsed kopsukalad, tänapäevaste kopsukalade väljasurnud sugulased, aga ka laba-uimelised kalad. Mõlemal kujul olid jäsemed kohandatud mitte ainult ujumiseks, vaid ka maal roomamiseks. Kuid maa tõeliselt vallutamiseks vajasid selgroogsed veel 200 miljonit aastat. aastat.
Loomad võivad ilma toiduta elada väga kaua, ilma hapnikuta aga vaid paar minutit.
Aga kuidas on lood kaladega? Lõppude lõpuks on vees raske, tunduks võimatu hingata. Selles on kakskümmend korda vähem hapnikku kui õhus. Kuid selgub, et see pole nii oluline. Maismaaloomade kopsudesse ei satu hapnik samuti otse atmosfäärist. Esiteks lahustub see vedelikus, mis peseb kopsude seinu, ja alles seejärel siseneb vereringesse. Selgub, et maismaaloomad hingavad ka vees lahustunud hapnikku.
Aga miks nad siis ei võiks elada vees nagu kalad? Jah, sest niipea, kui nende kopsud on veega täidetud, imendub selles lahustunud hapnik koheselt ja uus ei sisene - ja loom lämbub. Kui vesi kopsudes asendataks pidevalt mageveega, siis näiteks koer või hobune saaks vees hingata mitte halvemini kui õhus.
Selleks, et vees korralikult hingata, on vaja lõpuseid. Lõpused koosnevad paljude labadega lõpusekaaridest. Jääkveri siseneb lõpusevõlvi; siin eraldab see vette süsihappegaasi ja rikastub hapnikuga.
Normaalseks hingamiseks peab kogu aeg ka värsket vett lõpustesse voolama. Kui kala ujub, siseneb vesi suhu, ujutab lõpused ja väljub lõpusepilude kaudu. Seismisel avab ja sulgeb kala pidevalt oma suud, tõstab ja langetab lõpusekatteid, imedes endasse magedat vett ja tõrjudes vana vett välja.
Parem on kasutada vees sisalduvat hapnikku tohutu pinnaga lõpuste abistamiseks. Näiteks lõpuste pind on peaaegu 30 korda suurem kui selle keha pind.
Lõpuste pinna kuju ja suurus, samuti lõpusepilude struktuur sõltuvad kalade eluviisist. Pelaagiliste kalade, st veesambas elavate kalade, suure suu ja laiade lõpusepilude puhul aitab see kaasa magevee paremale tungimisele lõpustesse.
Põhjas elavatel kaladel on lõpuselõhed väikesed, sest muidu ummistuksid lõpused liiva ja mudaga. Sellise pilude struktuuriga on lõpuste vesi halvasti uuenenud, seetõttu on põhjakaladel kohandused sunnitud veevahetuseks.
Näiteks angerjas ajab “sissehingamisel” põsed täis ja imeb suu kaudu vett, “välja hingates” aga sulgeb suu ja põske pigistades surub vesi läbi lõpusepilude. Lestadel on spetsiaalne lõpusemembraan, mis surub vee välja nagu kolb. Raid hingavad veelgi omapärasemalt. Neil on pea ülaosas auk, mis on varustatud ventiiliga. Sissehingamisel avaneb klapp ja vesi läbib augu vabalt, voolates lõpustesse; väljahingamisel klapp sulgub ja vesi väljub lõpusepilude kaudu.
Väikesel Aasia kalal Girinochelusel on kombeks suuga põhjaesemeid imeda. Ja et veevool lõpustesse ei peatuks, on sellel kalal kaks paari lõpuseavasid. Kui suu on suletud, siseneb vesi ülemistest avadest ja väljub alumiste avade kaudu.
Kuid ükskõik kui üllatavalt kohanenud on lõpused keskkonnaga, ei taga need kaladele alati normaalset hingamist. Mõnes veekogus on pidev hapnikupuudus, teistes langeb selle sisaldus teatud aastaaegadel järsult. Suvel täheldatakse hapnikunälga põua ajal, kui seisvad veekogud hakkavad kuivama, ja öösel, kui veetaimed hapnikku intensiivselt neelavad. Talvel väheneb järsult hapniku juurdepääs atmosfäärist vette, kuna veehoidlad on kaetud paksu jää- ja lumekihiga.
Kalad reageerivad vees lahustunud hapniku hulgale erinevalt. Mõned vajavad selle sisaldust väga suures koguses (lõhe, siig,), teised on vähem nõudlikud (, ahven,), teised on rahul täiesti tühise kogusega (,). Iga kalaliigi jaoks on vees justkui teatud hapnikusisalduse künnis, millest allapoole jäävad nad loiduks, peaaegu ei liigu, toituvad halvasti ja lõpuks surevad.
Mõned kalad ei talu isegi vähimatki "hapnikunälga" ja asustavad veehoidlaid ainult selge, külma hapnikurikka veega. Teised elavad isegi soodes.
Tõenäoliselt on paljud märganud, et akvaariumi hapnikupuuduse korral tõusevad kalad pinnale ja hakkavad atmosfääriõhku püüdma.
Kuid kalad ei saa pikka aega sellist atmosfääriõhku hingata, nii et mõned neist on kohanenud hingama koos teiste organitega.
Rist, linask elab sageli kopitanud veega tiikides; neil puuduvad ainult lõpused ja nad hingavad ka naha pinnal. Karpkala ja angerjas niiske rohuga korvis võivad külma ilmaga elada üle kaheteistkümne tunni.
Mudaravila käib ilma veeta kauemgi. Putukaid jahtides veedab ta mitu tundi maal. Püütud hüppajaid hoiti kuus päeva märjal liival ja nad tundsid end üsna normaalselt. Hüppajad hingavad, lisaks lõpused, nahk ja suuõõne. Lisaks on nende lõpusekatted tihedalt surutud vastu keha ja lõpuseid pikka aega jääda niiskeks. Mõned loodusteadlased usuvad, et hüppajad saavad hingata ka sabaga. Pole ime, et see kala lamab sageli rannaliiv kastes ta saba vette.
Kummalisel kombel osalevad sooled mõnikord kalade hingamises.
Lõuna-Ameerika doras säga püüavad oma suuga õhku ja söödavad seda soolestikku, mille seintele läheneb veresoonte mass. Siin toimub vere täiendav rikastamine hapnikuga. Ameerika soomussäga maos on pimeprotsess. See on täidetud õhuga, mida vajadusel kasutatakse hingamiseks.
Ida-India kaladel, kott-lõkkesägadel, ulatub kotikujuline lõpuseõõne väljakasv piki kogu selgroogu. Säga, kellel on vees hapnikupuudus, tõmbab endasse atmosfääriõhku ja kasutab seda hingamiseks.
Väike kala, kes elab paljudes soistes veehoidlates, saab hingata lõpuste, nahapinna ja soolte abil. Ja kui reservuaar kuivab - see langeb talveunne, mis vähendab veelgi keha hapnikuvajadust. Tõsise põua korral urguvad pätid mudasse. Muda pinnale tekib sageli nii tihe koorik, et sellel on võimalik käruga sõita. Ja viinapuud, vähemalt see. Nad ei sure ja pärast vihma liiguvad uuesti vette. Huvitav on märkida, et mitte ainult talveunest, vaid ka muude elutähtsate protsesside vähenemise ajal langeb hapnikuvajadus järsult. Kui karpkala või sterlet konjakiga niisutatud vatipalliga suhu pista, langeb kala stuuporisse ja madalal temperatuuril võib kaks päeva ilma veeta elada.
Mõnel kalal on atmosfääriõhu hingamiseks spetsiaalsed elundid.
Kaug-Idas elab ussipea kala, mis on saanud oma nime selle pea kuju tõttu, mis näeb välja nagu maopea. See on röövkala, mis kaalub seitse kilogrammi. Ta elab mudastel tagavetel ja madalates järvedes, mis suhtlevad Amuuriga. Suvel on hapnikku vähe. Aga ussipea ei karda. Sellel on lõpuste kohal õõnsus, mis on rikas veresoontega. Kui vees muutub raskeks hingata, püüab madupea oma suuga õhku ja destilleerib selle lõpusepealsesse organisse. Siin toimub vere hapnikuga varustamine.
Kui kaua maopead veest väljas elada suudavad, on ebaselge: osadel andmetel 7-8 tundi, teistel aga kuni seitse päeva.
Ega asjata ei kutsuta India ahvenat maismaaränduriks. Maal, niiskes õhus võib ronimisahven elada mitu päeva. Seda veetakse ilma veeta korvides või savianumates. Hingamiseks kasutab ta lõpuste kõrval asuvat labürindiaparaati. Läbi käänulise labürindi annab allaneelatud õhk hapnikku ronimisahvena verre.
Kuivavates veehoidlates ja mõnikord ka riisipõldude kraavides elavad troopilised kalad - makropoodid, võitlejad, guraamid - kasutavad õhuhingamiseks ka labürindiaparaati. Need kalad, nagu ka ronimisahven, on õhuhingamisega nii kohanenud, et kui neilt ilmastikuõhu kasutamise võimalus ära võtta, surevad nad mõne tunni pärast.
Kalad kasutavad hingamiseks ujupõit. Mõne jaoks on see reservuaar hapniku säästmiseks. Lõppude lõpuks peavad röövkalad saaki jälitades arendama tohutut kiirust. Sel ajal kulub palju hapnikku ja lõpused ei tule tööga toime. Seejärel kasutavad need kalad hapnikku ujupõiest.
Teistel kaladel on ujupõiest saanud eriline hingamiselund. See on rakuline, poorne või koosneb paljudest üksikutest kambritest. Õhk siseneb ujumispõide, mis asendab kopse, suu või ninaavade kaudu. Nii on mull paigutatud polüsulgi, amia ja soomushaugi.
Mnogoperit leidub ekvatoriaal-Aafrika vetes. Pikkus ulatub meetrini. Oma nime sai see sellest, et selle seljauim koosneb eraldiseisvatest väikestest uimedest. Polüsulgedel on maitsev liha ja kohalik elanikkond jahib seda entusiastlikult. Multisulge on lihtne tuvastada selle müra järgi, mida see atmosfääriõhu neelamisel tekitab.
Amiya elab jõgedes ja järvedes Põhja-Ameerika. See on väga ablas kiskja, ta ründab isegi saaki, mis ületab oma suuruse.
Soomustatud haug - suur kuni kuue meetri pikkune kala, elab Kuuba mageveehoidlates. Väikesel arvul säilib ta ka Põhja- ja Kesk-Ameerikas. See on huvitav sportliku kalapüügi objektina. Tõelised kopsud moodustuvad kopsukala ujupõiest. Nendest kaladest on teada kolm liiki kolmest erinevast perekonnast.
Austraalia mudastes, sageli kuivavates veehoidlates elab meetripikkune kopskala sarvhammas. Nimi räägib enda eest – sellel kalal on sarvised hambad. Suvel, kui vees on vähe hapnikku, hakkab sarvhammas kopsudega hingama, kuid ei saa kaldale välja roomata.
Aafrika kopsukala Protopterus võib ilma veeta elada erakordselt kaua. Kui reservuaarid kuivavad, korraldab ta keha eritatavast mudast ja limast spetsiaalse kaanega kookoni. Selles veedab polüfini vastsete protopterus kogu vesielevandi kuivamise aja. aasta, see tähendab umbes kuus kuud. Sellistes kookonites veetakse seda tuhandete kilomeetrite kaugusel. Protopterus võib talveunne jääda rohkem kui kolm aastat! Kui kookon asetatakse sooja vette, siis see lahustub ja kalad hakkavad ujuma, nagu poleks midagi juhtunud. Kolmas kopsukala on Ameerika soomuskala. Ta elab Amazonase soistes piirkondades ja jääb kuumal hooajal talveunne. Hapnikupuuduses vees võib ta elada kauem kui kaks nädalat.
Ükski munast koorunud kala ei saa atmosfääriõhku hingata. Vastsündinud kala vajab palju rohkem hapnikku kui täiskasvanu. Kuidas hingavad vastsed veekogudes, kus on vähe hapnikku? Selgub, et loodus on seda ette näinud. Mõned vastsed hingavad kogu nahapinda, teised arendavad rikkalikult vereringesüsteemi ja teised moodustavad väliseid hingamiselundeid, mis kala kasvades kaovad.
V. B. Sabunajev
"Meelelahutuslik ihtüoloogia"
Kalad, nagu kõik loomad ja taimed, vajavad hingamiseks hapnikku. Kuid erinevalt maismaaloomadest saavad kalad seda mitte õhust, vaid veekeskkonnast.
Loomulikult ei suuda kalad vett lagundada hapnikuks ja vesinikuks. Ta ei kasuta hapnikku, mis on vee osa, keemilise ühendina. Vee kogus akvaariumis jääb samaks (va aurumine, olenemata sellest, kui kaua kala seal viibib).
Hingamiseks püüab kala õhku või õigemini hapnikugaasi, mis lahustatakse vees valikulise ja püsimatu lisandina (nagu näiteks soolad).
Seda, et vesi sisaldab lahustunud gaase, on lihtne tõestada lihtsate vaatlustega. Näiteks sooja tuppa toodud külma vee ämbri siseseintele tekivad peagi õhumullid. Vees lahustunud gaaside eraldumine on veelgi märgatavam kuumutamisel, keetmisel. Hästi keedetud vesi praktiliselt ei sisalda lahustunud gaase, mistõttu on kaladel võimatu selles hingata, kuigi see, nagu kogu maailma vesi, koosneb hapnikust ja vesinikust konstantses kaalusuhtes 8:1.
Kala lõpused on õhukeseseinaliste, keerukalt harunenud kroonlehtede ääris, mis asetsevad lõpusekaartel ja on põimitud tiheda pisikeste veresoonte võrgustikuga. Lõpuste kogupind on väga suur: see ulatub 17 cm 2 -ni - mis on ligikaudu võrdne tikutoosi pindalaga - 10 g kaaluva ristil, mis ise mahub sellesse kasti vabalt.
Lõpuseniidide kõige õhema naha kaudu tungib hapnik veest kala verre ja süsihappegaas verest vette. Selleks, et kalad saaksid normaalselt hingata, on vajalik lõpuste pidev pesemine värske veega. Magevee sissevool kalade organitesse toimub lõpuseid katvate korkide abil, nende üsna kiire liikumisega.
Seega toimib väljaulatuv operkulum pumbana, mis tõmbab vett neelust. Ja kui lõpuse kate uuesti vastu keha suruda, nihkub selle tagumine serv koos nahkja äärega mõnevõrra eemale, avades lõpusepilu, mille kaudu tõrjutud vesi välja sööstab.
Püütud kalade lõpused on kergesti vastuvõtlikud riknemisele ja lagunemisele. Seetõttu edasi kalalaevad kalad süüakse sageli sisse (näiteks meriahven) või jäetakse pea maha (tursk, kilttursk).
Olenevalt kala tüübist, suurusest ja toitumisseisundist vajab ta ümbritsevas vees erinevat kontsentratsiooni hapnikku. Kell normaalne rõhk ja temperatuur +4° liitri kohta mage vesi mitte rohkem kui 9 cm 3 hapnikku ei saa lahustuda, temperatuuril + 15 ° - mitte rohkem kui 7 cm 3.
Lõhekalade hingamine toimub tavaliselt siis, kui hapnikusisaldus on vähemalt 6–7 cm 3 liitri vee kohta. Enamik lõhekalu – lõhe, harjus, siig, söe, tindi jt – ei ela kogemata külmas, tavaliselt hapnikurikkas vees. Ja paljud küpriid - ristid, karpkalad, linaskid - jäävad elujõuliseks isegi 0,5-1 cm 3 hapnikusisalduse juures liitri kohta.
Lahustunud hapniku kontsentratsioon määratakse lihtsate keemiliste meetoditega. Hapnikurežiimi on vaja jälgida eluskala transportimisel, kui seda hoitakse (eriti talvitades) tehisreservuaarides, näiteks kaevatud tiikides. Massiline kalasurma juhtub mõnikord suured jõed, näiteks Obis "happeliste" soovete suurenenud äravoolu tõttu.
Meredes on reeglina alati piisavalt hapnikku. Kuid Musta mere sügavustes veevahetuse puudumise tõttu pinnakihtidega vesi seisab, praktiliselt puudub hapnik ja seega ka elusorganismid; seal on levinud vaid vesiniksulfiidi tootvad bakterid.
Aasovi meres võib pikaajalisest rahust tingitud vertikaalse tsirkulatsiooni ajutine seiskumine põhjustada hapnikupuudust ja põhjakihtides istuvate loomade surma. Massilised surmad on seotud sellega, et hapnikupuuduse tõttu on teatud ookeanipiirkondades kalade hingamine häiritud.
Hapnikusisalduse vaatlused aitavad mõnikord ennustada kaubakalade levikut. Näiteks Läänemere Bornholmi vesikonnas koeb tursk erinevatel horisontidel, olenevalt vee sissevoolust Põhjamerest. Põhjamere vesi erineb Läänemere sügavusest hapnikusisalduse ja soolsuse poolest.
Seetõttu saab Bornholmi nõo hapnikubilanssi jälgides ennustada tursa vertikaalset levikut. Ja see mõjutab põhjatraalpüügi edukust, sest püütakse ainult kalu, mis ei asu maapinnast kõrgemal kui paar meetrit.
Väga tihe kalade kontsentratsioon (nt Lofootide saarte lähedal kudev tursk, Norra meres talvitav heeringas) vähendab ümbritseva vee hapnikusisaldust.
Seega saab kalade otsimist mõnikord läbi viia hapnikusisalduse andmete põhjal.
Kalade hingamine toimub mitte ainult lõpuste abil. Märjas samblas või rohus võib haugi või karpkala elus hoida mitu tundi; aga niipea, kui nende kalade nahk kuivab, nad surevad. See tähendab, et gaasivahetus toimub läbi niiske naha. Tõepoolest, mõnede kalade puhul tuleb umbes pool tarbitavast hapnikust läbi naha. Mudamees suudab tänu nahahingamisele pikaks ajaks veest lahkuda. Mõnikord roomab angerjas öösel pikki vahemaid maapinnal, kuid ainult niiskel, vihmast või kastest märjal, kui nahk niiskust ei kaota.
Loachis on tagumisel soolestikul õhukesed seinad, mis on tihedalt läbi põimunud veresoontega; seeditud toit ei kogune sinna kunagi. Loach neelab õhku, viib selle läbi soolte ja samal ajal rikastub veri hapnikuga. Suvel ojade, tiikide või soode kuivamisel urguvad pätid mudasse ja võivad ilma veeta eksisteerida nädalaid.
Mõne troopilise kala lõpuste kohal on paljude voltidega õõnsus, mis meenutab labürinti. Neid kalu nimetatakse "labürindi kaladeks". Õhk, mida nad regulaarselt pinnalt kinni püüavad, siseneb supragillaarsesse elundisse. Labürindi kalad - näiteks makropoodid, gurami - taluvad kergesti vee ammendumist hapnikuga. Ja kui blokeerite gurami tee pinnale, siis kala sureb.
Teine labürindi kala, roomik, nagu juba mainitud, satub sageli öösel maismaale toitu otsima. Veidi teistsuguse ehitusega nadzhabernõi elundit leidub ka ussipeas, amuuri kaladel, kelle jaoks on õhuhingamine veehingamisest veelgi olulisem.
Mõnel kalal, näiteks Lõuna-Ameerika arapaimal, on ujupõiel rakuseinad. Perioodiliselt püüab see kala õhku, mis siseneb söögitoru ja spetsiaalse kanali kaudu ujupõide ning selle seinte kaudu veresoontesse.
Aafrika kopsukalad - protopterused - kui veehoidla kuivab, urguvad nad mudasse ja langevad pikka talveunne. Nende kalade hingamine toimub kuivas maapinnas oleva kitsa käigu kaudu. Täiendavaid hingamiselundeid leidub kõige sagedamini mageveekaladel, kuna just magedates, eriti troopilistes vetes tekib sageli äge hapnikuvaegus.
Nagu kõik elusolendid, vajavad kalad hapnikku. Enamik kalu saab selle kätte spetsiaalsete sõelataoliste elundite abil, mida nimetatakse lõpusteks.
Lõpused asuvad otse suuõõne taga mõlemal pool pead ja neid kaitseb tavaliselt poolläbipaistev plaat – lõpusekate ehk operkulum. Operkulumi all on neli rida osaliselt kattuvaid veripunaseid lõpuseid. Lõpused koosnevad luuvõlvidest, mis toetavad arvukalt lõpuseniiti, paarist õhukest pehmest eendist, mis meenutavad kammi tihedalt asetsevaid hambaid. Iga kroonleht sisaldab pisikesi membraane ehk lamelle, mis koosnevad miljarditest verekapillaaridest. Membraanide seinad on nii õhukesed, et neid läbiv veri ammutab hapnikku otse lõpuste ümber pesevast veejoast. Seejärel eemaldavad lamellid süsihappegaasi verest vette. Vesi, nagu õhk, on 1/30 hapnikust ning see hapniku ja süsinikdioksiidi gaasivahetus on veealuse elu põhikomponent.
Kõvad lõpuste rehad asub lõpusekaarel, filtreerige sissetulev vesi. Lõpuseniitides olevad veresooned varustavad verd ja tühjendavad lamellides olevaid kapillaare.
Vesi liigub üle nakkefilamentide rikastab arteriaalset verd hapnikuga. Pärast seda siseneb veri läbi venoossete veresoonte membraani, kus see vabaneb süsinikdioksiidist.
Vee vool lõpustesse
Kalade normaalse elu tagab pidev hapnikuga küllastunud vee voolamine lõpustesse. Enamikul luukaladel töötavad suu ja lõpused koostöös pumba põhimõttel: esiteks sulguvad lõpused tihedalt, suu õõtsub lahti ja selle seinad laienevad, tõmmates vett sissepoole. Seejärel tõmbub suuõõs kokku, suu sulgub ja lõpused avanevad, surudes vee suust välja. Selline hingamisviis, mis laseb vesi lõpustesse siseneda ka siis, kui kala on puhkeseisundis, on omane istuvatele kaladele nagu karpkala, lest ja hiidlest.
Hingamine algab kui kala suu avaneb ja suuõõnsus laieneb vee imemiseks.
Siis kalasuu sulgub ja operkula avaneb, surudes läbi lõpuste vee lõpuseõõnsusest välja.
Parem on hingata suu kaudu
Aktiivsed kalad – makrell, tuunikala ja teatud tüüpi haid – vajavad rohkem hapnikku kui nende aeglasemad liigikaaslased, nagu lest, angerjas, elektrirai ja merihobu. Seetõttu ujuvad veealused kalad sageli lahtise suuga: see võimaldab neil lasta läbi lõpuste palju suurema koguse vett ja seega ka hapnikku. Lisaks on nende kalaliikide lõpused suuremad ja paksemad ning tihedalt asetsevate membraanidega, mis suurendab märgatavalt nende hingamisvõimet. Need kalad on sunnitud ujuma isegi une ajal, vastasel juhul surevad nad hapnikupuudusesse (lämbumise tõttu).