Jak oddychają rekiny?

Rekiny uchwyciły swoją część ludzkiej fascynacji. Te żywe skamieniałości mórz mają niesamowity zakres cech. Przekonanie, że rekiny umrą, jeśli przestaną pływać, jest prawie powszechną wiedzą, ale nie jest całkowicie prawdziwe. Rekiny w oceanach nie są w ciągłym ruchu, więc jak oddychają rekiny?

Stężenie tlenu w wodzie jest znacznie niższe niż stężenie tlenu w powietrzu. Zwierzęta ze skrzelami opracowały metody strukturalne i behawioralne, aby wchłonąć jak najwięcej tlenu z otaczającej ich wody. Rekiny wykształciły bardzo skuteczne metody oddychania, które doskonale pasują do ich otoczenia.

Skrzela rekina

Rekiny, jak wszystkie ryby, oddychają przez skrzela. Skrzela to narządy oddechowe pełniące taką samą funkcję jak płuca zwierząt lądowych. Skrzela rekina zawierają setki pierzastych włókien z tysiącami lameli na włókno. Lamele zawierają maleńkie naczynia krwionośne lub naczynia włosowate. Kapilary pochłaniają tlen z wody i uwalniają dwutlenek węgla. W tym samym celu ludzkie płuca zawierają naczynia włosowate. Rekiny pochłaniają 80% z 1% stężenia tlenu w wodzie. Płuca ludzkie pochłaniają zaledwie 25% z 21% stężenia tlenu w powietrzu.

DIY naścienny stojak pod telewizor

Wentylacja barana

Rekiny mają od 5 do 7 łuków skrzelowych z pojedynczą szczeliną skrzelową w każdym łuku. Większość ryb ma wieczko lub osłonę na skrzelach. Rekiny nie mają wieczko, ale mają strukturalne grabie skrzeli prostopadłe do łuków skrzelowych. Rekiny oddychają przez wentylację barana. Wentylacja tarana następuje, gdy woda przepływa przez skrzela rekina. Woda przepływa przez usta i skrzela, gdy rekin płynie do przodu. Rekiny mają dodatkową szczelinę skrzelową lub przetchlinkę bezpośrednio za oczami. Przetchlinka kieruje wodę do ust, a grabie skrzeli kierują wodę na szczeliny skrzelowe.

Cyrkulacja rekinów

Rekiny mają serca z dwiema komorami. Natleniona krew wędruje ze skrzeli do przedsionka serca rekina. Serce pompuje natlenioną krew do tętnic, aby dotrzeć do tkanek i narządów w całym ciele. Odtleniona krew przepływa żyłami do komory serca. Komora pompuje odtlenioną krew do naczyń włosowatych skrzelowych. Serce rekina nie jest bardzo silne – przepływ wody pomaga w przepływie krwi przez układ krążenia rekina, więc serce nie dostarcza całej siły niezbędnej do utrzymania przepływu krwi.

dlaczego ciągle widzę 3

Zasada działania silnika strumieniowego

Cały proces wentylacji tarana i krążenia u rekina staje się bardziej wydajny, im szybciej rekin pływa. Przyspieszony proces podczas szybszego pływania nazywa się zasadą strumienia strumieniowego. Zasada strumienia strumieniowego pomaga rekinom gonić zdobycz bez zmęczenia. Krew rekina krąży w przeciwprądzie, który zawsze płynie w przeciwnym kierunku do wody, co pomaga zmaksymalizować wchłanianie tlenu z morza.

Pompowanie policzkowe

Rekiny są często określane jako żywe skamieniałości, ponieważ obecne gatunki znaleziono dawno w zapisie kopalnym. Pomimo długiej linii współczesnych gatunków rekinów, przed nimi istniały starożytne gatunki. Najstarsze rekiny używały pompowania policzkowego do oddychania, gdy się nie poruszały. Pompowanie policzkowe wykorzystuje mięśnie policzkowe do wciągania wody do ust i skrzeli. Ryby kostne i niektóre współczesne gatunki rekinów, takie jak rekiny pielęgniarki, rekiny anielskie i rekiny dywanowe, nadal używają oddychania policzkowego.

Rekiny żerujące na dnie

Większość rekinów, które potrafią odciągać pokarm policzkowo, to ryby żywiące się od dołu. Często spoczywają na dnie oceanu i mają spłaszczone grzbietowo-brzusznie ciało. Ich ciała są płaskie i cienkie wzdłuż pleców. Rekiny oddychające policzkowo mają wystające przetchlinki za oczami. Przetchlinki wciągają wodę i wypychają ją z powrotem, gdy rekin zakopuje się w piasku na dnie oceanu.

męskie warkocze do przedłużania włosów

Wentylacja policzkowa i barana

Wiele rekinów w miarę ewolucji stopniowo traciło struktury fizyczne niezbędne do pompowania policzków. Przetchlinki dużych, szybkich rekinów kurczyły się i znikały, gdy ewoluowały w eleganckie, nowoczesne drapieżniki. Wentylacja barana jest bardziej energooszczędna niż oddychanie policzkowe. Przepływ wody podczas pływania rekina zużywa mniej energii niż pompowanie wody do ust. Większość współczesnych gatunków rekinów może naprzemiennie wykonywać pompowanie policzkowe i wentylację barana. Rekin tygrysi piaskowy często zmienia metody oddychania, ponieważ poluje na zdobycz na dnie oceanu i pływa w wodzie.

Obowiązkowe wentylatory ramowe

Niektóre rekiny są obowiązkowymi wentylatorami baranowymi. Całkowicie utracili zdolność oddychania przez pompowanie policzkowe. Około 24 z 400 znanych gatunków rekinów to obowiązkowe wentylatory barana. Te rekiny pływają bez przerwy i toną, jeśli nie potrafią pływać. Żarłacze białe, mako, rekiny łososiowe i rekiny wielorybie oddychają tylko przez wentylację barana. Ich przetchlinki są ledwo widoczne, a żarłacz biały nie ma już przetchlinek.

Jak odpoczywają rekiny?

Naukowcy uważają, że rekiny, które oddychają tylko dzięki obowiązkowej wentylacji barana, wykorzystują właściwości wody, aby odpocząć bez utonięcia. Temperatura, zasolenie i pora dnia wpływają na stężenie tlenu w wodzie oceanicznej. Naukowcy odkryli nieruchome rekiny rafowe w Jaskiniach Śpiących Rekinów w latach 70. XX wieku. Rekiny rafowe oddychają z obowiązkową wentylacją barana. Naukowcy wysnuli teorię, że wyjątkowo wysokie stężenie tlenu w wodach jaskiniowych pozwoliło rekinom rafowym pozostać w bezruchu.

Rekiny zagrożone

Rekiny mają niesamowitą zdolność adaptacji. Ich metody oddychania są wyjątkowo dostosowane do ich nawyków żywieniowych i środowiska. Drapieżniki wierzchołkowe są zwykle obowiązkowymi respiratorami taranowymi, podczas gdy drapieżniki denne mają dobrze rozwinięte mechanizmy pompy policzkowej. Rekiny jako gatunek przetrwały dwa masowe wymieranie w całej długiej historii Ziemi. Niestety, współczesne czasy testują mechanizmy radzenia sobie rekinów do granic możliwości. Nielegalne płetwy sprawiają, że rekiny bezradnie toną, ponieważ nie mogą pływać bez płetw. Sieci rybackie również utrudniają pływanie. Nielegalne organizacje z nieuregulowanymi ogrodami zoologicznymi lub akwariami na całym świecie zabiły tysiące rekinów poprzez ignorancję i niekompetencję podczas transportu.