5.2. Зябра

Багатоклітинні організми, які живуть у воді, у якості органів дихання використовують ЗЯБРА - тонкостінні вирости або зморшки, вкриті тонкою шкірою, яка має проникність. Інші частини шкірних покривів, особливо у прісноводних тварин, повинні бути непроникні для води по тій причині, що склад рідин їх тіла відрізняється від складу зовнішнього середовища. Вперше справжні зябра з’являються у багатощетинкових кільчастих червів - поліхет у вигляді тонких ниткоподібних або гребінчастих виростів на голові або на примітивних кінцівках - ПАРАПОДІЯХ (мал.17). Ниткоподібні зябра частіше зустрічаються у морських червів, які живуть у нірках, у донному мулі, де кисню мало, або у трубчастих спорудах, з яких стирчить передній кінець тіла. Зябра при цьому виступають трохи над поверхнею мулу у збагачену киснем воду. Зовнішні зябра є також у окремих видів п’явок і малощетинкових червів, родичів дощового черв’яка.

Серед хребетних тварин зовнішні зябра зустрічаються лише у деяких риб, хвостатих амфібій та пуголовків багатьох жаб і ропух.

При відносно малорухомому існуванні ці пристосування у поєднанні з кровоносною системою можуть цілком забезпечити потреби організму у газообміні. Для збільшення поверхні співдотику з киснем зовнішні зябра активно плавають у воді, що значно збільшує їх вразливість у тварин, які активно рухаються, а також роблять їх більш доступними для хижаків і паразитів. Тому у більших за розмірами і більш рухливих водних тварин зябра звичайно сховані у особливій порожнині. Ця НАВКОЛОЗЯБРОВА порожнина, як правило, має зв’язок з навколишнім водним середовищем і, крім того, має пристосування, котрі збільшують циркуляцію свіжої води навколо зябер, що також сприяє покращенню газообміну. Такі захищені зябра мають представники трьох великих груп високоорганізованих водних тварин: молюсків, ракоподібних і риб. І хоч зябра у всіх цих тварин виконують одні й ті ж функції, їх будова, виявляється, є різною.

У більшості молюсків зябра лежать всередині МАНТІЙНОЇ ПОРОЖНИНИ, до якої відкриваються також рот і анальний отвір. У двостулкових молюсків (чиї зябра приймають участь і у добуванні їжі) та равликів мантійна порожнина знаходиться під захистом міцної черепашки (мал. ...), і вода в ній рухається головним чином за рахунок скоординованих рухів тих мільйонів війок, які вистилають порожнину мантії і поверхню зябер. У більш активних кальмарів та восьминогів стінки мантійної порожнини товстіше, вони енергійно накачують воду всередину і тим самим вентилюють зябра. Є в них також і кровоносна система, яка підвищує ефективність роботи зябер.

Для ракоподібних характерною є наявність зябер у вигляді придатків на кінцівках. Крупні зябра раків і крабів, наприклад, лежать по сторонах головогрудей і завжди прикриті пластинками зовнішнього хітинового скелету (мал. ...). Личинки комах, які живуть у воді, - бабок, поденок, веснянок - мають зябра у вигляді листоподібних або ниткоподібних виростів стінок тіла, які розташовані у самих різноманітних місцях. Оскільки вони не пов’язані з кінцівками, їх називають ВТОРИННИМИ ЗЯБРАМИ. Подібні утворення є і в інших безхребетних тварин.

Серед хребетних тварин зяброве дихання краще всього розвинуте у риб. Їх зябра розташовані по краях бічних отворів, що ведуть до ГЛОТКИ - ділянки травної системи, яка лежить зразу за ротовою порожниною, як ви вже знаєте. Таких отворів, або ЗЯБРОВИХ ЩІЛИН, частіше всього буває чотири або п’ять по обох сторонах глотки. Спереду може знаходитись ще одна пара видозмінених зяберних щілин - БРИЗГАЛЕЦЬ, які спеціалізовані на всмоктуванні води (особливо у придонних риб). У акул та скатів зяброві щілини відкриваються безпосередньо у зовнішнє середовище, тоді як у більшості кісткових риб вони відкриваються до особливих зовнішніх камер, які розташовані по боках глотки. Ці камери, як правило, цілком або частково прикриті спеціальною кістковою пластинкою, яку називають ЗЯБРОВОЮ КРИШКОЮ. Вузька щілина, яка відкривається у заднього краю зябрової кришки, є характерною особливістю дихальної системи більшості риб. Між сусідніми зябровими отворами з кожної сторони глотки розташовані скелетні ЗЯБРОВІ ДУГИ, які підтримують ЗЯБРОВІ ПЕЛЮСТКИ, які власне і є органами дихання. Спереду від зябрових дуг відходять ЗЯБРОВІ ТИЧИНКИ, які утворюють “сито”, котре не дає частинкам їжі вийти за межі глотки.

Відкриваючі та закриваючі рота, риба набирає воду до ротової порожнини, а потім завдяки скороченням м’язів глотки, перекачує її через зяброві щілини назовні. Зворотному току води через рот запобігають м’які шкіряні зморшки, що оточують ротовий отвір. Тому вода рухається тільки крізь зябра, віддаючи у кров розчинений у ній кисень. Ефективний обмін киснем і вуглекислим газів між кров’ю і водою забезпечується тим, що кров тече у поверхні зябер у напрямку, прямо протилежному току води, яка омиває зябра (це явище називають принципом ПРОТИВОТОКУ). Цей принцип широко використовується у тваринному світі і ми ще з ним зустрінемось. Він відіграє важливу роль у фізіологічних процесах, які відбуваються у організмах тварин.