“ ปอดชาร์ก” จะหายใจออกจากน้ำได้อย่างไร?
ให้ฉันแนะนำฉลามอินทรธนูกับคุณ:
สายพันธุ์นี้โดดเด่นกว่าอีก 511 ชนิดที่สามารถหายใจจากน้ำได้ อย่างไร? จริงๆแล้วมันมีการดัดแปลงหลายอย่าง:
- ทำให้อัตราการไหลเวียนโลหิตและระบบหายใจช้าลงทำให้ความต้องการออกซิเจนลดลง
- พวกเขาใช้พลังสมองเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน
- ครีบของพวกมันถูกดัดแปลงให้มีลักษณะคล้ายกับขาดังนั้นฉลามจึง "เดิน" แทนที่จะว่ายน้ำ
อย่างไรก็ตามมีปัญหา - กลยุทธ์การเอาชีวิตรอดนี้มีขีด จำกัด สูงสุดเพียงหนึ่งชั่วโมง
ในโลกอีกใบหนึ่งความร้อนสูงสุดของ Paleocene-Eocene ยังคงเกิดขึ้นเมื่อ 56 ล้านปีก่อนยกเว้นว่ามันจะกินเวลานานกว่ามาก (พูดนานกว่าสามถึงสี่เท่า) น้ำบางแห่งร้อนจัดและเป็นกรดมากจนฉลามบางชนิดรอดพ้นจากการสูญพันธุ์โดยการคลาน ออกไปบนบกครอบครองซอกของปลากระดูกเช่นที่ปิดปากและปลาดุกเดิน "ปอดฉลาม" เหล่านี้สามารถอยู่นอกน้ำได้สูงสุด 4 วัน
แต่ปลากระดูกที่หายใจในอากาศมีสิ่งหนึ่งที่ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้สำหรับพวกมัน แต่ไม่ใช่สำหรับฉลามนั่นคือกระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำ เนื่องจากมันเต็มไปด้วยอากาศแล้วจึงเป็นเรื่องง่ายสำหรับปลาบางชนิดที่จะดัดแปลงให้เป็นสิ่งที่เทียบได้กับปอด แต่ฉลามไม่มีกระเพาะว่ายน้ำดังนั้นพวกเขาจึงต้องหาวิธีอื่นเพื่อให้อากาศหายใจได้
ภายใต้ข้อ จำกัด ของวิวัฒนาการ 56 ล้านปีและไม่มีกระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำปอดฉลามจะหายใจอากาศได้อย่างไรภายในระยะเวลาสี่วัน
คำตอบ
การหายใจโดยใช้อากาศมีวิวัฒนาการมาหลายครั้งบนโลกโดยใช้อวัยวะและกลยุทธ์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้เกี่ยวกับสิ่งนี้:
เนื่องจากมันเต็มไปด้วยอากาศแล้วจึงเป็นเรื่องง่ายสำหรับปลาบางชนิดที่จะดัดแปลงให้เป็นสิ่งที่เทียบได้กับปอด
หลักฐานแสดงให้เห็นว่าปอดมีอยู่ก่อนที่กระเพาะปัสสาวะจะกลายเป็นสิ่ง:
ดาร์วินเชื่อว่าปอดพัฒนามาจากกระเพาะปัสสาวะ แต่ความจริงที่ว่าปลาที่มีปอดเป็นปลากระดูกแข็งที่เก่าแก่ที่สุดรวมทั้งหลักฐานทางโมเลกุลและพัฒนาการชี้ให้เห็นในทางกลับกัน - ปอดนั้นมีวิวัฒนาการมาก่อนกระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำ เหงือกมีอยู่ในปลารุ่นแรก ๆ แต่ปอดก็มีการพัฒนาในช่วงแรก ๆ เช่นกันซึ่งอาจมาจากถุงเนื้อเยื่อที่อยู่รอบ ๆ เหงือก กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำมีวิวัฒนาการมาไม่นานหลังจากปอดและคิดว่าวิวัฒนาการมาจากเนื้อเยื่อปอด
สัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดแรกที่เดินบนบกในโลกแห่งความเป็นจริงคือสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำซึ่งขึ้นชื่อเรื่องการหายใจทางผิวหนังและทางปอดเพื่อให้เพียงพอกับงบประมาณออกซิเจน ฉลามของคุณอาจต้องมีการหายใจที่ผิวหนังเช่นกัน
พวกมันยังสามารถวิวัฒนาการให้หายใจผ่านทวารหนักได้เช่นเดียวกับเต่าบางชนิดเช่นเดียวกับตัวอ่อนแมลงปอและปลิงทะเล
นอกจากนี้ยังอาจพัฒนาเหงือกที่แห้ง เหงือกไม่สามารถทำงานได้เมื่อแห้งเนื่องจาก :
ความหนาแน่นของน้ำจะป้องกันไม่ให้เหงือกยุบและนอนทับกันซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อปลาถูกนำออกจากน้ำ
ด้วยการทำให้พวกมันชื้นด้วยเมือกปลาฉลามสามารถทำให้พวกมันทำงานบนอากาศได้
ในที่สุดพวกเขาอาจรวมข้างต้นกับคำใบ้จากแมลงและพัฒนาทางเข้าให้อากาศเข้าสู่ร่างกายของพวกมันมากขึ้น พวกมันอาจมีเหงือกตลอดตั้งแต่หน้าจรดหาง
ฉลามหายใจในอากาศใช้สปิราเคิลเพื่อเคลื่อนย้ายอากาศไปยังแหล่งน้ำที่กักไว้ในปากและลำคอ
ปลาฉลามมีเหงือก เหงือกมีความต่อเนื่องกับปากและสายน้ำผ่านปากและเหงือกเมื่อฉลามว่ายน้ำ นี่คือการระบายอากาศและใช้โดยฉลามว่ายน้ำเร็ว ฉลามเหล่านั้นต้องว่ายน้ำเพื่อหายใจ ฉลามชนิดอื่นสามารถนิ่งและสูบน้ำผ่านเหงือกโดยใช้ปากของพวกมันหรือถ้าไม่ผ่านปากผ่านกระดูกสันหลังที่ด้านบนของหัว
https://www.livescience.com/34777-sharks-keep-swimming-or-die.html
ฉลามบางตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ไม่ได้ว่ายน้ำเป็นประจำเช่นพยาบาลและฉลามหัวบาตรจะหายใจโดยใช้การปั๊มแก้ม วิธีนี้ได้ชื่อมาจากกล้ามเนื้อแก้ม (ปาก) ที่ดูดน้ำเข้าปากและเหนือเหงือกทำให้ฉลามหายใจได้ในขณะที่ยังอยู่นิ่ง
ฉลามเหล่านี้ยังมี spiracles ที่โดดเด่นหรือช่องทางเดินหายใจที่อยู่ด้านหลังดวงตาซึ่งทำให้ปลาสามารถดึงน้ำได้ในขณะที่ฝังอยู่ใต้ทราย
ฉลามตัวอื่นใช้การระบายอากาศ นั่นคือพวกมันระบายอากาศโดยการว่ายน้ำเร็วมากโดยอ้าปาก ฉลามบางชนิดเช่นฉลามเสือสามารถสลับไปมาระหว่างการสูบน้ำทางปากและการระบายอากาศโดยขึ้นอยู่กับว่าพวกมันว่ายน้ำเร็วอย่างรวดเร็ว
https://cimioutdoored.org/spiracles-the-secret-of-the-benthic-shark/
สัตว์จำพวกสัตว์หน้าดินเช่นฉลามฮอร์นปลากระเบนตัวกลมหรือปลากีต้าร์พลั่วอาศัยอยู่บนพื้นทะเลโดยมีปากอยู่ที่ด้านล่างของหัวเพื่อรับอาหารจากทรายด้านล่าง สัตว์เหล่านี้หลายชนิดยังพรางตัวและหลีกเลี่ยงการปล้นสะดมหรือลอบล่าเหยื่อโดยการฝังตัวเองในทราย เพื่อให้หายใจได้โดยไม่ต้องปั๊มแก้มหรือการระบายอากาศพวกเขาใช้รูพิเศษที่อยู่ด้านหลังดวงตาที่เรียกว่าสไปราเคิลส์ Spiracles ทำหน้าที่เหมือนฟางหรือท่อสนอร์กเกิลที่ยื่นออกมาจากพื้นทรายวาดน้ำเหนือเหงือกและร่องเหงือก สิ่งนี้ช่วยให้สัตว์เหล่านี้ไม่เคลื่อนไหวและอยู่ใต้พื้นทรายในขณะที่ยังสามารถรับออกซิเจนได้
ฉลามหายใจในอากาศของคุณพวกมันจะจับน้ำในปากเมื่อออกจากน้ำแล้วปิดปาก ฉลามเหล่านี้ยังสามารถปิดช่องเหงือกจากภายนอกเพื่อไม่ให้น้ำรั่วไหลออกมา พวกเขาใช้อวัยวะสไปราเคิลเพื่อเคลื่อนอากาศเข้าไปในน้ำที่อยู่ในปากสูบไปมาและใช้รูปแบบของ "ปั๊มแก้ม" เพื่อหมุนน้ำที่มีออกซิเจนเข้ากับเหงือก
เมื่อปลาเหล่านี้ใช้เวลาออกจากน้ำนานขึ้นพวกมันจึงปรับเปลี่ยนความเค็มของน้ำในปากให้เข้ากับเลือดจากนั้นเซลล์เม็ดเลือดแดงจะออกจากช่องว่างของหลอดเลือดและเข้าสู่น้ำเต็มปากเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับออกซิเจน
ปัญหาของวิธีนี้: ฉลามไม่สามารถอ้าปากได้ในขณะที่หายใจเอาอากาศเข้าไป ไม่มีการรับประทานอาหาร
โดยการกลืนอากาศและเก็บไว้ในลำไส้ที่มีเส้นเลือดฝอยหรือห้องของกระเพาะอาหาร
ฉลามบางตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งฉลามเสือทราย ( Carcharias taurus ) อึกอากาศเพื่อช่วยในการลอยตัวทำให้พวกมันลอยอยู่ใกล้ ๆ โดยไม่นิ่งในคอลัมน์น้ำ (ถ้าคุณเคยไปพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำและเห็นนกเสือไฟคุณอาจสังเกตเห็น นี้).
ปลาอื่น ๆ อีกมากมายสามารถหายใจเอาออกซิเจนได้ แต่พวกมันดูดซับออกซิเจนผ่านส่วนที่มีหลอดเลือดสูงของกระเพาะอาหารหรือลำไส้แทนที่จะเป็นกระเพาะอาหารว่ายน้ำ ตัวอย่างของสิ่งนี้ ได้แก่ loaches trahiras และปลาดุกหลายวงศ์ หากฉลามเริ่มกลืนอากาศเพื่อการลอยตัวและจากนั้นเริ่มพัฒนาส่วนที่เป็นหลอดเลือดของกระเพาะอาหารหรือลำไส้เพื่อดูดซับออกซิเจนจากมันการคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถเปลี่ยนสิ่งนั้นให้เป็นปอดได้โดยแยกห้องก๊าซออกจากส่วนที่เหลือของทางเดินอาหาร ในความเป็นจริงฉลามมีลำไส้ใหญ่รูปเกลียวที่มีขนาดใหญ่มากอยู่แล้วซึ่งมีวาล์วหลายตัวที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับงานนี้อาจรวมกับวิธีการรับออกซิเจนทางทวารหนักเช่นเดียวกับเต่าหรือตัวอ่อนของแมลงปอ
อันที่จริงปอดของปลาซาร์โคเทอรีเจียน (tetrapods, lungfish) และกระเพาะว่ายน้ำของปลาชนิดอื่น ๆ นั้นคิดว่ามาจากการที่ลำไส้โผล่ออกมาง่ายๆในตอนแรกนี่คือสาเหตุที่ระบบทางเดินหายใจและระบบย่อยอาหารเชื่อมต่อกันในการหายใจด้วยอากาศ สัตว์มีกระดูกสันหลัง