Как «легочная акула» сможет дышать из воды?
Разрешите представить вам эполетную акулу:
Этот один вид отличается от других 511 тем, что он может дышать из воды. Как? На самом деле он имеет несколько приспособлений:
- Они замедляют скорость кровообращения и дыхания, тем самым снижая потребность в кислороде.
- С той же целью они выключают свой мозг.
- Их плавники превратились в нечто вроде ног, поэтому акула «ходит», а не плавает.
Однако есть проблема - эта стратегия выживания имеет максимальный предел всего в один час.
На другой Земле термальный максимум палеоцена-эоцена все еще наблюдался 56 миллионов лет назад, за исключением того, что он длился намного дольше (скажем, в три-четыре раза дольше). Некоторые воды стали настолько горячими и кислыми, что некоторые виды акул избежали исчезновения, ползая. на сушу, занимая ниши таких костлявых рыб, как прыгуны и ходячие сомы. Эти «легочные акулы» могут оставаться вне воды максимум четыре дня.
Но у костистых рыб, дышащих воздухом, есть одна вещь, которая делает это возможным для них, но не для акул, - плавательный пузырь. Поскольку он уже заполнен воздухом, некоторые виды рыб могут легко превратить их в нечто, сравнимое с легкими. Но у акул нет плавательного пузыря, поэтому им нужно найти какой-то другой метод, чтобы дышать воздухом стало возможным.
В рамках 56 миллионов лет эволюции и без плавательных пузырей, как легкие акулы смогут дышать воздухом в течение четырех дней?
Ответы
Дыхание воздухом эволюционировало на Земле несколько раз с использованием разных органов и стратегий. Также об этом:
Поскольку он уже заполнен воздухом, некоторые виды рыб могут легко превратить их в нечто, сравнимое с легкими.
Факты свидетельствуют о том, что легкие существовали еще до того, как плавательные пузыри стали реальностью:
Дарвин считал, что легкие произошли от газовых пузырей, но тот факт, что рыбы с легкими являются самым старым типом костистых рыб, плюс молекулярные данные и свидетельства развития, указывают на обратное - легкие появились раньше, чем плавательные пузыри. Жабры присутствовали у самых первых рыб, но легкие также развились довольно рано, возможно, из тканевого мешка, окружающего жабры. Плавательные пузыри возникли вскоре после легких, и считается, что они произошли из легочной ткани.
При этом уточняется: первыми позвоночными животными, которые ходили по суше в реальном мире, были земноводные, которые, как известно, дышат через кожу, а также через легкие, чтобы удовлетворить свой кислородный бюджет. Вашей акуле, возможно, также потребуется немного научиться дышать через кожу.
Они также могут развиваться, чтобы дышать через задний проход, как некоторые черепахи , а также личинки стрекоз и морские огурцы.
У них также могут развиваться сухие жабры. Жабры не могут работать в сухом виде, потому что :
Плотность воды не позволяет жабрам сжиматься и ложиться друг на друга, что происходит, когда рыбу вынимают из воды.
Сохраняя их влажными с помощью слизи, наземная акула могла поддерживать их работу на воздухе.
Наконец, они могут сочетать вышеперечисленное с намеком от насекомых и развивать в своих телах больше входов для воздуха. У них могли быть жабры от лица до хвоста.
Акулы, дышащие воздухом, используют дыхальце, чтобы перемещать воздух в водоем, удерживаемый во рту и горле.
У акул есть жабры. Когда акулы плавают, жабры находятся в непрерывном соединении с ртом, и потоки воды проходят через рот и выходят из них. Это таранная вентиляция, которую используют быстро плавающие акулы. Эти акулы должны плавать, чтобы дышать. Другие акулы могут стоять на месте и качать воду через жабры, используя свой рот, или, если не через рот, через дыхальца на макушке головы.
https://www.livescience.com/34777-sharks-keep-swimming-or-die.html
Некоторые акулы, особенно те, которые не умеют плавать, например, акулы-медсестры и бычки, дышат с помощью буккального насоса. Этот метод получил свое название от буккальных (ротовых) мышц, которые активно втягивают воду в рот и через жабры, позволяя акулам дышать, оставаясь при этом неподвижными.
У этих акул также есть выступающие дыхальца или дыхательные отверстия за глазами, которые позволяют рыбе втягивать воду, когда она погребена под песком.
Другие акулы используют таранную вентиляцию; то есть они вентилируют свои жабры, очень быстро плавая с открытым ртом. Некоторые акулы, такие как тигровая акула, могут переключаться между буккальной помпой и вентиляцией барана в зависимости от того, насколько быстро они плывут.
https://cimioutdoored.org/spiracles-the-secret-of-the-benthic-shark/
Бентосные хондриты, такие как рогатая акула, круглый скат или лопатоносая рыба-гитара, живут на морском дне с ртом, расположенным на нижней части головы, чтобы добывать пищу из песка под ними. Многие из этих животных также маскируются и избегают нападений хищников или подкрадываются к добыче, зарываясь в песок. Чтобы дышать без буккальной помпы или вентиляции, они используют специальные отверстия за глазами, называемые дыхальцами. Дыхальца действуют как соломинка или трубка, торчащая из песка, вытягивая воду через жабры и через жаберные щели. Это позволяет этим животным оставаться неподвижными и находиться под слоем песка, но при этом получать кислород.
Когда акулы дышат воздухом, они захватывают большой глоток воды, когда выходят из воды, а затем держат рот на замке. Эти акулы также могут закрывать свои жаберные щели снаружи, чтобы вода не вытекала из них. Они используют дыхательный аппарат, чтобы подавать воздух в воду, находящуюся во рту, перекачивая ее вперед и назад и используя разновидность «буккального насоса», чтобы закрутить насыщенную кислородом воду на жабры.
По мере того, как эти рыбы проводят больше времени вне воды, они изменяют соленость воды в глотке, чтобы она соответствовала солености крови, а затем красные кровяные тельца выходят из сосудистых пространств и попадают в этот глоток воды, улучшая способность переносить кислород.
Проблема с этим методом: акула не может открыть пасть, дыша воздухом. Не принимать пищу.
Заглатывая воздух и сохраняя его в богатой капиллярами кишечнике или камере желудка
Некоторые акулы, в первую очередь песчаная тигровая акула ( Carcharias taurus ), глотают воздух, чтобы повысить плавучесть, позволяя им почти неподвижно плавать в толще воды (если вы когда-либо были в аквариуме и видели песчаных тигров, вы, вероятно, заметили этот).
Многие другие рыбы могут дышать кислородом, но они поглощают кислород через сильно васкуляризованные части желудка или кишечника, а не через плавательный пузырь. Примерами этого являются гольцы, трахиры и несколько семейств сомов. Если акула начала глотать воздух для плавучести, а затем начала развивать васкуляризованный участок желудка или кишечника для поглощения из него кислорода, то естественный отбор мог превратить это в легкое, отделив газовую камеру от остальной части пищеварительного тракта. Фактически, у акул уже есть очень большая спиралевидная толстая кишка с множеством клапанов, которые можно было бы использовать для этой работы, возможно, даже в сочетании с ректальным методом приема кислорода, как это наблюдается у некоторых черепах или личинок стрекоз.
В самом деле, легкие саркоптерийских рыб (четвероногих, двоякодышащих) и плавательные пузыри других рыб, как полагают, образовались в первую очередь в результате простого вытеснения кишечника, поэтому дыхательная и пищеварительная системы связаны в дыхании воздухом. позвоночные.