Подкласс Двоякодышащие рыбы

Определения и обозначения

Двоякодышащие рыбы — древняя группа костных рыб, которые могут дышать жабрами и лёгкими. Большинство рыб получают кислород главным образом из воды с помощью жабр, а двоякодышащие используют ещё и атмосферный воздух. Это позволяет им жить в водоёмах с разным содержанием кислорода.

Лёгочное дыхание — получение кислорода из атмосферного воздуха с помощью лёгких. Оно не отменяет работу жабр, а дополняет её, когда рыбе трудно получить достаточно кислорода из воды. Благодаря этому рыба может дышать даже в неблагоприятных условиях водоёма.

Рогозуб — двоякодышащая рыба, живущая в Австралии. Обычно он населяет водоёмы, которые не пересыхают, поэтому ему не требуется пережидать засуху в иле так, как это делают некоторые другие представители группы. Его пример показывает, что виды одной группы могут быть приспособлены к разным условиям.

Протоптер — африканская двоякодышащая рыба, способная переживать засуху, зарываясь в грунт. Когда водоём высыхает, он остаётся в иле и переходит в состояние покоя. Такая особенность помогает пережить период, когда жить и дышать в обычных условиях водоёма невозможно.

Как это устроено

Двоякодышащие рыбы встречаются в пресных водоёмах Африки, Австралии и Южной Америки. Климат и условия водоёмов на этих территориях различаются: некоторые водоёмы пересыхают в засушливый сезон, а другие сохраняются круглый год. Поэтому у разных представителей группы развились неодинаковые способы переживания неблагоприятного времени. Географическое распространение связано не только с общим умением дышать воздухом, но и с особенностями местной среды.

Жабры обеспечивают газообмен в воде, а лёгкие — в воздухе. В тёплой воде кислорода часто растворено меньше, чем в прохладной, и жабрам может не хватать его для нормального дыхания. Если водоём мелеет или начинает высыхать, доступной воды становится ещё меньше. Возможность использовать атмосферный воздух даёт рыбе дополнительный источник кислорода, но не означает, что жабры перестают работать.

Лёгкие сообщаются с пищеварительным трактом, поэтому для их заполнения воздухом рыбе нужно подняться к поверхности и заглотить воздух. Затем он проходит из пищеварительного тракта в лёгкие, где кислород поступает в организм. Рыба делает это ради дыхания, а не ради питания. Если поверхность недоступна, воспользоваться атмосферным воздухом она не сможет.

Когда водоём протоптера высыхает, рыба зарывается в ил и пережидает засуху в состоянии покоя. Так она избегает полного высыхания на открытом воздухе и сохраняет возможность дышать. В этот период протоптер не ведёт обычный активный образ жизни и использует лёгочное дыхание. С возвращением воды условия для жизни снова становятся благоприятными.

Протоптер и южноамериканский лепидосирен способны переживать неблагоприятные условия, зарываясь в грунт, хотя строение их парных плавников различается: у них они вытянутые и тонкие. У австралийского рогозуба плавники более широкие и мясистые, а привычные водоёмы обычно не пересыхают. Поэтому его образ жизни не требует такого же длительного пережидания засухи в иле. Сравнение показывает, что общая способность дышать воздухом сочетается у видов с разным строением и поведением.

Представители двоякодышащих рыб и их особенности

Сначала сравните места обитания и дыхание: у всех трёх рыб есть жабры и лёгкие. Затем обратите внимание на последнюю колонку — она показывает, как виды реагируют на неблагоприятные условия. Таблица помогает не переносить особенности протоптера на всех двоякодышащих рыб.

Разбор задач

Задача 1. Рыба живёт в водоёме с тёплой водой, где мало растворённого кислорода. Объясните, какое значение для неё имеет способность дышать воздухом. Нужно связать свойства воды с работой органов дыхания. Не следует утверждать, что рыба совсем перестаёт пользоваться жабрами.

1. Вспомним, что жабры получают кислород, растворённый в воде. Если его там мало, жаберного дыхания может быть недостаточно.
2. Рыба поднимается к поверхности и заглатывает атмосферный воздух. Он поступает в лёгкие, где кислород используется для дыхания.
3. Следовательно, лёгочное дыхание становится дополнительным источником кислорода, а жабры продолжают работать.

Ответ. Способность дышать воздухом помогает рыбе получать кислород, когда его мало в тёплой воде. Она дополняет жаберное дыхание.

Задача 2. Протоптер пережидает засуху, зарывшись в ил. Объясните, как он получает кислород и почему такое поведение помогает ему выжить. Для решения нужно учесть и способ дыхания, и изменение условий в водоёме. Заглатывание воздуха не следует путать с питанием.

1. При высыхании водоёма протоптер зарывается в ил и переходит в состояние покоя. Так он не остаётся на открытом воздухе и пережидает неблагоприятный период.
2. Для дыхания он использует лёгкие и атмосферный воздух. Чтобы заглотить воздух, рыбе необходимо добраться до поверхности, пока это возможно.
3. Зарывание и покой помогают протоптеру пережить время, когда водоём высох и обычная водная среда недоступна.

Ответ. Протоптер использует лёгочное дыхание и пережидает засуху в иле в состоянии покоя. Такое поведение помогает ему не погибнуть при высыхании водоёма.

Задача 3. Сравните протоптера и рогозуба: укажите, что общего в их дыхании и чем различаются условия, в которых они переживают неблагоприятный период. В ответе нужно отделить общий признак группы от особенностей конкретных видов. Сравнивать следует не только дыхание, но и связь с водоёмом.

1. Общее у рыб — наличие жаберного и лёгочного дыхания. Поэтому обе могут использовать кислород из воздуха, поднимаясь к поверхности.
2. Протоптер живёт в Африке и при высыхании водоёма зарывается в ил. Рогозуб обитает в Австралии, где обычно связан с водоёмами, которые не пересыхают.
3. Значит, протоптер приспособлен пережидать засуху в грунте, а рогозуб обычно живёт без такого длительного пережидания высыхания.

Ответ. Обе рыбы дышат жабрами и лёгкими. Протоптер переживает засуху, зарываясь в ил, а рогозуб обычно обитает в непересыхающих водоёмах.

Типичные ошибки

Ошибочно считать, что двоякодышащие рыбы дышат только лёгкими: у них сохраняются жабры. Так думают, потому что в названии и описании группы часто подчёркивают необычный способ дыхания. Проверьте себя вопросом: откуда рыба может получать кислород в воде? Если ответ включает жабры, вы учли оба способа дыхания.

Лёгкие нельзя называть жабрами: это разные органы, выполняющие газообмен в разных средах. Путаница возникает потому, что оба органа связаны с дыханием и получением кислорода. Чтобы проверить себя, назовите среду: жабры работают с водой, а лёгкие — с атмосферным воздухом.

Неверно утверждать, что все двоякодышащие рыбы пережидают засуху одинаково. Протоптер и лепидосирен способны зарываться в грунт, тогда как рогозуб обычно обитает в водоёмах, которые не пересыхают. Проверяйте, к какому именно представителю относится приспособление, и не переносите одну особенность на всю группу.

Заглатывание воздуха — это не питание, а способ обеспечить лёгочное дыхание. Рыба поднимается к поверхности, чтобы получить атмосферный воздух и направить его в лёгкие. Проверьте объяснение: если в нём говорится о насыщении организма кислородом, речь идёт о дыхании, а не о поиске пищи.

Связь с другими темами

Чтобы понять дыхание двоякодышащих рыб, нужно знать, как устроены жабры и почему рыбам необходим растворённый в воде кислород. Эти знания помогают объяснить, зачем некоторые виды поднимаются к поверхности за воздухом. Сравнение способов дыхания и поведения связывает тему с приспособлениями позвоночных к жизни в воде и на суше. Она также помогает изучать происхождение наземных позвоночных и переход к использованию воздуха для дыхания.

Что запомнить

• Двоякодышащие рыбы — пресноводные рыбы, способные дышать жабрами и лёгкими.
• Лёгочное дыхание позволяет использовать кислород атмосферного воздуха.
• Для дыхания воздухом рыбе необходимо подняться к поверхности.
• Протоптеры могут переживать высыхание водоёма, зарываясь в ил.
• Представители подкласса обитают в Африке, Австралии и Южной Америке.
• У разных представителей двоякодышащих рыб есть особенности строения и поведения.