У рыб прогон воды через жабры достигается, с одной стороны, путем напора воды изо рта, а также сжатия жаберной части ротовой полости особой системой мускулов по типу нагнетательного насоса. С другой стороны, у костистых рыб еще существует отсасывающее действие жаберных крышек в моменты их приподнимания с образованием разреженного пространства под крышками. Роль клапанов в дыхательном аппарате этих насосов играют кожистая пленка жаберных крышек и складки внутренней оболочки ротовой полости. Дыхание у этих рыб может происходить и при открытом рте.
Рыбы, обитающие в воде, богатой кислородом, почти лишены кожного дыхания. У ряда тропических пресноводных рыб добавочным органом дыхания является плавательный пузырь, который у некоторых видов рыб приобрел ячеистый характер. Каждая ячейка снабжена кровеносными капиллярами. Ячеи увеличивают поверхность соприкосновения стенок плавательного пузыря с воздухом. Наибольшего совершенства превращение плавательного пузыря в своеобразное легкое достигло у двоякодышащих и кистеперых: у них он становится парным. При этом плавательный пузырь сообщается с пищеводом каналом, открывающимся, как у высших позвоночных, с брюшной стороны.
Двоякодышащие рыбы, обитающие в пресных водоемах Южной Америки, Африки и Австралии, способны жить в периодически пересыхающих водоемах, используя кислород воздуха.
Способность рыб к дополнительному дыханию можно использовать при перевозке живой рыбы во влажной атмосфере.
Кровеносная система необходима рыбам для переноса питательных веществ, поступающих в кровь из кишечника, освобождения клеток от продуктов обмена, доставки тканям кислорода и удаления углекислого газа, переноса гормонов желез внутренней секреции и защиты организма от чужеродных тел.
Кровеносная система рыб, как и у других позвоночных животных, замкнутая. Она состоит из сердца и кровеносных сосудов, представленных трубчатыми венами и артериями и многочисленной сетью тонкостенных капилляров. Сердце и сосуды заполнены жидкой тканью - кровью.
У разных видов рыб количество крови неодинаково, но чаще всего составляет 1,5-2,0% массы тела. Кровь рыбы состоит из кровяной жидкости, или плазмы, и форменных элементов, или красных (эритроцитов) и белых (лейкоцитов) кровяных телец. Кроме того, в крови имеются продолговатые клетки с большим ядром - тромбоциты. Плазма содержит различные неорганические вещества, ряд белков и углеводов, а также соки желез внутренней секреции. В плазме около 90% воды.
Красные кровяные тельца, или эритроциты, имеют овальную форму и содержат ядро. В 1 мл крови рыб содержится от 0,87 до 3 млн. эритроцитов. Эритроциты содержат богатое железом вещество - гемоглобин, способный вступать в соединение с кислородом. Поэтому красные кровяные тельца являются непосредственными переносчиками кислорода в теле рыб, а также определяют цвет крови. Кровь, в которой нет гемоглобина, бесцветна (у ледяной щуки, белокровной щуки). Органом кроветворения, т.е. органом, в котором образуются красные и белые кровяные тельца, является селезенка. Частично эту роль выполняют печень и почки.
Белые кровяные тельца, или лейкоциты, по форме, способу питания и размножения напоминают одноклеточное животное - амебу. В 1 мл крови рыб содержится 120-180 тыс. лейкоцитов. Они движутся в основном по стенкам сосудов и выполняют в организме рыб защитную роль, выделяя особые вещества, парализующие действие бактерий.
Тромбоциты, или клетки-пробки, легко слипаются друг с другом и способствуют свертыванию крови.
Строение сердца и движение крови по телу. Сердце у рыб; двухкамерное и состоит из толстостенного мускулистого желудочка и тонкостенного предсердия У двоякодышащих рыб имеется зачаток третьей камеры: в предсердии появляется неполная перегородка. Кроме того, для рыб характерны придаточные части. Перед предсердием расположено мешкообразное расширение с тонкими стенками - венозная пазуха, или синус. У низших рыб (акул, скатов, осетровых) имеется артериальный конус с несколькими рядами карманообразных клапанов, который пульсирует, как и сердце. Артериальный конус является продолжением желудочка сердца.
У высших костистых рыб вместо артериального конуса имеется луковица аорты, представляющая собой расширенную часть брюшной аорты. Она не пульсирует. Каждый из этих отделов сердца имеет пограничные клапаны, направляющие кровь в одну сторону. Эти клапаны при обратном токе крови плотно закрываются.
Сердце рыб находится вблизи жабр и заключено в околосердечную сумку. Между сердцем и стенками сумки находится особая жидкость, ослабляющая трение его о стенки сумки. Сердце у рыб в зависимости от различных причин сокращается до 20-40 раз в минуту. У некоторых рыб, впадающих в зимнюю спячку, сердце сокращается лишь 1-2 раза в минуту.
Предсердие - резервуар, регулирующий поступление крови в желудочек, который путем сокращения мощной мускулатуры выталкивает кровь из сердца в аорту и дает начало движению крови по телу. Кровь в сердце рыб венозная. Сосуды, несущие кровь от сердца и жабр по всему организму, называются артериями, а к сердцу - венами. Наиболее крупные по диаметру сосуды находятся около сердца. Артерии имеют толстые и упругие стенки, вены - тонкие, спадающиеся.
Сокращаясь, сердце проталкивает кровь в брюшную аорту, которая в жабрах разветвляется на четыре пары (по числу жаберных дуг) приносящих жаберных артерий. В жабрах эти сосуды распадаются на капилляры, и здесь происходит обмен газов. Кровь из венозной (темно-красной) превращается в артериальную (ярко-красную). Капилляры вновь соединяются и образуют выносящие жаберные артерии, которые объединяются в два наджаберных ствола.
От передней части этих стволов отходят сонные артерии, питающие мозг, а задние стволы, сливаясь, образуют спинную аорту, проходящую вдоль тела под позвоночником. От аорты ответвляется ряд артерий, снабжающих кровью кишечник, желудок, печень, плавники, почки и половые органы. Уменьшаясь в диаметре после ответвления указанных артерий, спинная аорта превращается в хвостовую артерию. Артерии всех органов и тканей распадаются на капилляры, через стенки которых кровь отдает клеткам кислород, питательные вещества, гормоны и забирает у них продукты обмена. Капилляры собираются в вены - сосуды, несущие кровь к сердцу.
Хвостовая артерия путем слияния образовавшихся из капилляров мелких вен превращается в хвостовую вену, входящую в почки. Одна из ветвей хвостовой вены разветвляется в почках на сеть капилляров и образует воротную систему почек. Капилляры почек, сливаясь, образуют почечные вены, которые, соединившись с венами половых органов и далее с венами стенок тела и плавательного пузыря, превращаются в крупные венозные сосуды - парные задние кардинальные вены. На уровне расположения сердца задние кардинальные вены сливаются в кювьеровы протоки с сосудами, несущими кровь от головы и мозга, - передними кардинальными венами.
Вены кишечника входят в печень, разветвляясь на капилляры, и образуют вторую воротную систему. Из печени кровь попадает в венозный синус, сюда же открываются и брюшные вены. Из кювьеровых протоков кровь поступает в венозную пазуху и далее в предсердие.
У двоякодышащих рыб в связи с легочным дыханием вместо одной задней кардинальной вены появляется нижняя полая вена, несущая окисленную артериальную кровь в левый отдел венозной пазухи и предсердия.
Лимфатическая система. С кровеносной системой тесно связана лимфатическая система. В отличие от кровеносной системы она является незамкнутой.
Лимфатическая система начинается с межклеточных пространств, переходит в лимфатические капилляры и более крупные сосуды, впадающие в вены.
Являясь питательной жидкостью, лимфа в межклеточных пространствах находится в более тесной связи с клетками, чем капилляры кровеносной системы.
По сосудам лимфа движется очень медленно под воздействием мышц различных отделов тела. Однако у некоторых видов рыб имеются пульсирующие лимфатические сердца.
Плавательный пузырь.
Из позвоночных животных только у рыб имеется плавательный пузырь, который образовался от выпячивания кишечной трубки. Обычно он продолговатой формы и у некоторых рыб (карповых) поделен поперечной перетяжкой на две части. Плавательный пузырь находится над кишечником, под почками.
У карповых, сомовых и угревых рыб плавательный пузырь соединен трубочкой с кишечником. Таких рыб называют открытопузырными. Остальных рыб с замкнутым плавательным пузырем относят к закрытопузырным (окуневые, кефалевые, тресковые и др.).
У круглоротых, хрящевых и некоторых костистых рыб (камбаловые и др.) плавательного пузыря нет. Стенки плавательного пузыря содержат эластичные волокна, благодаря упругости которых он всегда находится в напряженном состоянии. На внутренней поверхности плавательного пузыря у многих рыб имеется красное тело - сильно разветвленная сеть капилляров. Через красное тело избыток газов в крови выделяется в плавательный пузырь, и наоборот. У открытопузырных рыб удаление газов из плавательного пузыря, как и наполнение, в значительной степени происходит через кишечник. Итак, одна из важнейших функций плавательного пузыря - регулирование содержания газов в крови.
У большинства рыб плавательный пузырь играет роль гидростатического аппарата, способствующего вертикальному перемещению рыб. У двоякодышащих и некоторых других рыб он является дополнительным органом дыхания. У карповых и сомовых плавательный пузырь посредством веберовских косточек сообщается со слуховым лабиринтом и, воспринимая изменение давления, выполняет роль барометра.
Органами выделения у рыб являются почки - темно-красные рыхлые ленты, расположенные вдоль тела под позвоночником. Они удаляют из организма продукты распада белков - мочевину и мочевую кислоту.