Hoe Fish Gills werkt

Hoe Fish Gills werkt

Vandaag heb ik ontdekt hoe viskieuwen werken.

Deze fantastische kleine organen laten de vissen zuurstof uit het water absorberen en gebruiken het voor energie. Functioneel gezien zijn kieuwen niet zo erg als de longen bij mensen en andere zoogdieren. Het belangrijkste verschil is hoe ze in staat zijn om veel kleinere concentraties van beschikbare zuurstof te absorberen, terwijl ze de vissen in staat stellen een passend niveau van Natriumchloride (zout) in hun bloedbaan te handhaven.

Kieuwen werken op hetzelfde principe als longen. In de longen zijn er kleine zakjes die alveoli worden genoemd en die ongeveer 70% haarvaten zijn. Deze haarvaatjes dragen gedeoxygeneerd bloed uit het lichaam. Terwijl zuurstof en koolstofdioxide over het membraan van de longblaasjes gaan, nemen de haarvaatjes het nieuw geoxygeneerde bloed terug naar het lichaam. Evenzo hebben kieuwen kleine rijen en kolommen met gespecialiseerde cellen die samen worden gegroepeerd, het epitheel. Gedeoxygeneerd bloed in de vis wordt rechtstreeks vanuit het hart naar het epitheel gevoerd via slagaders en zelfs nog kleinere arteriolen. Terwijl zeewater over de epitheliummembranen wordt gedwongen, wordt opgeloste zuurstof in het zeewater opgenomen door kleine bloedvaten en aderen, terwijl het koolstofdioxide wordt uitgewisseld.

Gills hebben zelf een radiatorachtig uiterlijk. De meeste vissen hebben aan weerszijden 4 kieuwen, bestaande uit een hoofdstaafachtige structuur met veel takken als die van een boom, en die takken die bestaan ​​uit nog kleinere takkenachtige structuren. Deze opstelling van cellen maakt een zeer groot oppervlaktegebied mogelijk wanneer de kieuwen in water worden ondergedompeld.

Functioneel gezien lijkt het mechanisme om water over de radiatorachtige kieuwen te pompen afhankelijk van de vissoort. Over het algemeen wordt dit bereikt doordat de vis de bodem van de mond laat zakken en de buitenste huidflap die de kieuwen beschermt, het operculum, verruimt. Deze toename van het volume verlaagt de druk in de mond waardoor het water naar binnen stroomt. Terwijl de vis de bodem van hun mond verhoogt, vormt een naar binnen gerichte huidplooi een soort klep waardoor er geen water naar buiten kan stromen. De druk wordt dan verhoogd in vergelijking met de buitenkant van de mond en het water wordt door de operculumopening en over de kieuwen gedrukt.

Kieuwen hebben zelf een zeer groot oppervlak nodig om de vissen te voorzien van de nodige zuurstofbehoeften. Lucht is ongeveer 21% zuurstof of ongeveer 210.000 delen per miljoen. Aan de andere kant heeft water slechts ongeveer 4-8 delen per miljoen opgeloste zuurstof die de kieuwen kunnen extraheren. Vanwege dit, als de vis geen groot kieuwoppervlakte had om zoveel zuurstof te absorberen als hij kan voor zijn grootte, zou hij snel stikken. Koudbloedige dieren hebben ook de neiging om een ​​lager metabolisme te hebben dan hun warmbloedige tegenhangers. Dit helpt hen bij het omgaan met omgevingen met weinig beschikbare zuurstof. Als dezelfde vis van dezelfde grootte warmbloedig wordt, zou het metabolisme van de kleine zwemmer worden verhoogd tot het punt dat de beschikbare zuurstof niet voldoende zou zijn en de kleine Nemo zou vergaan.

Hoewel het grote kieuwoppervlak voldoende uitwisseling van kooldioxide en zuurstof mogelijk maakt, stelt het tegelijkertijd hetzelfde grote bloedvolume bloot aan het hypertone (dat is zouter dan je) zeewater, waardoor een situatie ontstaat waarin vissen een back-upmechanisme voor het verdrijven van overtollig natrium dat incidenteel is geabsorbeerd. Omgekeerd moeten zoetwatervissen een tegengesteld mechanisme hebben waardoor ze overtollig water kunnen uitscheiden om hun natriumgehalten op de juiste hoogte te houden. Laat maar zitten met die anadrome zigeuners die heen en weer lopen, in staat zijn om te gedijen in zowel zoet als zout water. We zullen ze gewoon show-offs noemen en het daarbij laten.

Om dit natriumprobleem op te lossen, bevinden zich in de kieuw handige kleine cellen die chloridecellen worden genoemd. Deze cellen maken de extrusie van elk ongewenst natrium mogelijk. Zoetwatervissen hebben minder van deze cellen dan hun zeevarende tegenhangers. Dit, in combinatie met de mogelijkheid om extreem verdunde urine te hebben, zorgt ervoor dat zoetwatervissen hun natriumgehalte op de juiste hoogte houden.

Bonus feiten:

  • Aangezien de grootte van de kieuwen helpt bij de opname van zuurstof, hoe meer actief een vis is, hoe groter de kieuwen in vergelijking met hun lichaamsgrootte.
  • Omdat het zeemilieu hyperosmotisch is, hebben kleine vissen de neiging water te verliezen door osmose. Vanwege dit. ze hebben de neiging om te compenseren door water in de darm te nemen, waardoor het probleem van de natriumopname wordt verergerd.
  • De afstand tussen het bloed en water in de epitheliale cellen van vissen is ongeveer 1 micrometer, of ongeveer 1 miljoenste van een meter.
  • Bij ongeveer 32.000 soorten vertonen vissen een grotere soortendiversiteit dan enige andere klasse van gewervelde dieren.
  • Naar schatting zijn er ongeveer 15.000 niet-geïdentificeerde vissoorten
  • Fossiel bewijs heeft gesuggereerd dat vissen al ongeveer 400 miljoen jaar op aarde zijn.
  • Vissen die het vermogen hebben om in zowel zout water als zoet water te leven, worden anadrome vissen genoemd.
  • De meeste slechte vissen houden het natriumgehalte van hun lichaamsvloeistoffen op ongeveer 40% van dat van zeewater.
  • Anadrome vissen moeten fysiologische processen hebben om het veranderende zoutgehalte in hun omgeving aan te kunnen. Eén gebruikt mechanisme is dat ze, terwijl ze in zoet water zijn, de neiging hebben om zeer verdunde urine uit te scheiden, waardoor meer vers water wordt verwijderd en hun natriumgehaltes normaal blijven.In zout water gebruiken ze een speciale groep zoutafscheidende cellen in de kieuwen en mondvoering. Ze hebben ook nieren die zeer geconcentreerde urine kunnen uitscheiden.
  • Haaien en Hagfish hebben een veel groter zoutgehalte dan beenvissen en het is van nature in evenwicht met oceaanwater, waardoor de benige vissen niet het probleem hebben van zoutregulatie.

Laat Een Reactie Achter