Bexiga de natação

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A bexiga de natação de uma rudd
Posicionamento interno da bexiga de natação de um bico
S: anterior, S': porção posterior da bexiga de ar
œsophagus; l: passagem aérea da bexiga de ar

A bexiga nadar , bexiga a gás , peixe maw ou bexiga de ar é um interno cheio de gás órgão que contribui para a capacidade de muitos peixes ósseos (mas não peixes cartilaginosos) de controlar sua flutuabilidade e, assim, permanecer na profundidade da água atual sem ter que gastar energia na natação. Além disso, a posição dorsal da bexiga de natação significa que a expansão da bexiga move o centro da massa para baixo, permitindo que ela atue como um agente estabilizador em algumas espécies. Além disso, a bexiga de natação funciona como uma câmara de ressonância, para produzir ou receber som.

A bexiga de natação é evolutivamente homóloga aos pulmões de tetrápodes e peixes pulmonares. Charles Darwin comentou sobre isso em sobre a origem das espécies . Darwin argumentou que o pulmão nos vertebrados que respiravam ar havia derivado de uma bexiga de natação mais primitiva como uma forma especializada de respiração enteral.

Nos estágios embrionários, algumas espécies, como o Redlip Blenny, perderam a bexiga de natação novamente, principalmente moradores de fundo como os peixes meteorológicos. Outros peixes - como o Opah e o Pomfret - usam suas barbatanas peitorais para nadar e equilibrar o peso da cabeça para manter uma posição horizontal. O robin marinho do mar normalmente inferior pode usar suas barbatanas peitorais para produzir elevador enquanto nada.

A interface de gás/tecido na bexiga de natação produz um forte reflexo do som, usado em equipamentos de sonar para encontrar peixes.

Peixes cartilaginosos, como tubarões e raios, não têm bexigas de natação. Alguns deles podem controlar sua profundidade apenas nadando (usando elevação dinâmica); Outros armazenam gorduras ou óleos com densidade menor que a da água do mar para produzir uma flutuabilidade neutra ou quase neutra, que não muda com a profundidade.

Estrutura e função

Swim bexiga de um peixe ósseo (teleosto)
Como o gás é bombeado na bexiga de natação usando a troca contra-corrente.

A bexiga de natação normalmente consiste em dois sacos cheios de gás localizados na porção dorsal do peixe, embora em algumas espécies primitivas, exista apenas um único saco. Possui paredes flexíveis que contratam ou expandem de acordo com a pressão ambiente. As paredes da bexiga contêm muito poucos vasos sanguíneos e são revestidos com cristais de guanina, o que os torna impermeáveis aos gases. Ao ajustar o órgão pressurizador de gás usando a glândula a gás ou a janela oval, o peixe pode obter flutuabilidade neutra e ascender e descer a uma grande variedade de profundidades. Devido à posição dorsal, ela dá a estabilidade lateral do peixe.

Nas bexigas fisostômicas de natação, uma conexão é retida entre a bexiga de natação e o intestino, o ducto pneumático, permitindo que o peixe encha a bexiga de natação por "engolir"; ar. O excesso de gás pode ser removido de maneira semelhante.

Em variedades mais derivadas de peixes (o fishoclisti), a conexão com o trato digestivo é perdida. Nos estágios do início da vida, esses peixes devem subir à superfície para encher suas bexigas de natação; Nos estágios posteriores, o duto pneumático desaparece e a glândula gasosa precisa introduzir gás (geralmente oxigênio) na bexiga para aumentar seu volume e, assim, aumentar a flutuabilidade. Esse processo começa com a acidificação do sangue no RETE MIRABILE quando a glândula gasosa excreta o ácido lático e produz dióxido de carbono, este último acidifica o sangue através do sistema tampão de bicarbonato. A acidez resultante faz com que a hemoglobina do sangue perca seu oxigênio (efeito radicular) que então difunde parcialmente a bexiga de natação. Antes de retornar ao corpo, o sangue entra novamente no rete mirabile e, como resultado, praticamente todo o excesso de dióxido de carbono e oxigênio produzidos na glândula a gás se difunde de volta às artérias que fornecem a glândula a gás via Um loop de multiplicação de contracorrente. Assim, pode ser obtida uma pressão de oxigênio muito alta no gás, o que pode até explicar a presença de gás nas bexigas de natação de peixes de alto mar, como a enguia, exigindo uma pressão de centenas de barras. Em outros lugares, em uma estrutura semelhante conhecida como a janela oval - a bexiga está em contato com o sangue e o oxigênio pode se difundir novamente. Juntamente com o oxigênio, outros gases estão salgados na bexiga de natação, o que também explica as altas pressões de outros gases.

A combinação de gases na bexiga varia. Em peixes de águas rasas, as proporções aproximam -se de perto da atmosfera, enquanto os peixes do mar profundo tendem a ter porcentagens mais altas de oxigênio. Por exemplo, observou -se que o Eel Synaphobranchus tem 75,1% de oxigênio, 20,5% de nitrogênio, 3,1% de dióxido de carbono e 0,4% de argônio em sua bexiga de natação.

Bolsas de natação fishisoclistas têm uma desvantagem importante: elas proíbem que a bexiga explodisse. Os fisostomos podem irritar " o gás fora, embora isso complique o processo de submergência.

A bexiga de natação em algumas espécies, principalmente peixes de água doce (carpa comum, peixe -gato, arco) está interconectado com a orelha interna do peixe. Eles estão conectados por quatro ossos chamados ossículos Weberianos do aparato Weberian. Esses ossos podem levar as vibrações para a sacultura e o Lagena. Eles são adequados para detectar som e vibrações devido à sua baixa densidade em comparação com a densidade dos tecidos corporais do peixe. Isso aumenta a capacidade de detecção de som. A bexiga de natação pode irradiar a pressão do som que ajuda a aumentar sua sensibilidade e expandir sua audição. Em alguns peixes do fundo do mar, como a antimora , a bexiga de natação talvez também se conectas à mácula de sacula para que o ouvido interno receba uma sensação da pressão sonora. Na piranha de barriga vermelha, a bexiga de natação pode desempenhar um papel importante na produção sonora como ressonador. Os sons criados pelas piranhas são gerados através de rápidas contrações dos músculos sônicos e estão associados à bexiga de natação.

Pensa -se

que Teleostos não têm uma sensação de pressão hidrostática absoluta, que pode ser usada para determinar a profundidade absoluta. No entanto, foi sugerido que os teleósteos possam determinar sua profundidade sentindo a taxa de mudança de volume da bexiga de natação.

Evolução

O pulmão da África Ocidental possui um pulmão homologous para nadar bladders

A ilustração da bexiga de natação em peixes... mostra-nos claramente o fato altamente importante de que um órgão originalmente construído para um propósito, ou seja, flotação, pode ser convertido em um para um propósito amplamente diferente, ou seja, respiração. A bexiga de natação tem, também, sido trabalhada como um acessório para os órgãos auditivos de certos peixes. Todos os fisiologistas admitem que a nadadeira é homologous, ou "idealmente similar" em posição e estrutura com os pulmões dos animais vertebrados mais elevados: portanto, não há razão para duvidar que a bexiga de natação tenha sido realmente convertida em pulmões, ou um órgão usado exclusivamente para a respiração. De acordo com esta visão pode ser inferido que todos os animais vertebrados com pulmões verdadeiros são descendentes por geração comum de um protótipo antigo e desconhecido, que foi fornecido com um aparelho flutuante ou nadar bexiga.

Charles Darwin, 1859

Bolsas de natação estão evolutivamente relacionadas (isto é, homólogas) aos pulmões. Os primeiros pulmões se originaram no último ancestral comum dos actinopterygii (peixes com barbatana de raio) e sarcopterygii (peixe com albudos de lobo e os tetrápodes) como expansões do trato digestivo superior, o que lhes permitia engolir o ar em condições de oxigênio. Nos actinopteri (peixe com barbatana de raio menos os Bichirs), os pulmões evoluíram para uma bexiga de natação (secundária ausente em algumas linhagens), que, diferentemente dos pulmões que Bud ventralmente, brotam dorsalmente do anterigugucro anterior. O CELACANTHS tem um órgão gordo " que às vezes foram chamados de bexiga de natação, mas é estruturalmente diferente e têm uma história evolutiva separada.

Em 1997, o fazendeiro propôs que os pulmões evoluíram para fornecer ao coração oxigênio. Em peixes, o sangue circula das brânquias para o músculo esquelético, e só então para o coração. Durante o intenso exercício, o oxigênio no sangue é usado pelo músculo esquelético antes que o sangue chegue ao coração. Os pulmões primitivos deram uma vantagem, fornecendo ao coração o sangue oxigenado através da derivação cardíaca. Essa teoria é robustamente apoiada pelo registro fóssil, pela ecologia de peixes existentes que respiram ar e a fisiologia dos peixes existentes. No desenvolvimento embrionário, a bexiga pulmonar e de natação se originam como um derramamento do intestino; No caso de bexigas de natação, essa conexão com o intestino continua a existir como o duto pneumático no mais "primitivo"; peixes com barbatana de raio e é perdido em algumas das ordens de teleostes mais derivadas. Não há animais que tenham pulmões e uma bexiga de natação.

Como uma adaptação às migrações entre a superfície e as águas mais profundas, alguns peixes evoluíram uma bexiga de natação, onde o gás é substituído por ésteres de cera de baixa densidade como uma maneira de lidar com a lei de Boyle.

Os peixes cartilaginosos (por exemplo, tubarões e raios) se separam dos outros peixes há cerca de 420 milhões de anos e não têm pulmões e bexigas de natação, sugerindo que essas estruturas evoluíram após essa divisão. Da mesma forma, esses peixes também possuem aletas peitorais heterocercais e rígidas, semelhantes a asas, que fornecem o elevador necessário devido à falta de bexigas de natação. Os peixes teleósticos com bexigas de natação têm flutuabilidade neutra e não precisam para esse elevador.

Reflexibilidade Sonar

A bexiga de natação de um peixe pode refletir fortemente o som de uma frequência apropriada. A forte reflexão acontece se a frequência for ajustada na ressonância de volume da bexiga de natação. Isso pode ser calculado sabendo uma série de propriedades do peixe, principalmente o volume da bexiga de natação, embora o método bem aceito para fazê-lo exija fatores de correção para o zooplâncton portador de gás, onde o raio da bexiga de natação é menor que sobre sobre 5 cm. Isso é importante, uma vez que a dispersão do sonar é usada para estimar a biomassa de espécies de peixes comercial e ambientalmente importantes.

camada de dispersão profunda

A maioria dos peixes mesopelagic são pequenos alimentadores de filtro que ascendem à noite usando suas nadadeiras para alimentar nas águas ricas de nutrientes da zona epipelagic. Durante o dia, eles retornam às águas escuras, frias e deficientes de oxigênio do mesopélago onde eles são relativamente seguros de predadores. Os Lanternfish representam até 65 por cento de toda a biomassa profunda dos peixes do mar e são em grande parte responsáveis pela camada de dispersão profunda dos oceanos do mundo.
Os operadores de sonar, usando a tecnologia de sonar recém -desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial, ficaram intrigados com o que parecia ser um falso piso do mar de 300 a 500 metros de profundidade ao dia e menos profundo à noite. Isso acabou sendo devido a milhões de organismos marinhos, mais particularmente pequenos peixes mesopelagicos, com mortadores que refletiam o sonar. Esses organismos migram para a água mais rasa ao entardecer para se alimentar de plâncton. A camada é mais profunda quando a lua está fora e pode se tornar mais rasa quando as nuvens obscurecem a lua.

A maioria dos peixes mesopelagicos faz migrações verticais diárias, movendo -se à noite para a zona epiplágica, geralmente seguindo migrações semelhantes de zooplâncton e retornando às profundezas para segurança durante o dia. Essas migrações verticais geralmente ocorrem em grandes distâncias verticais e são realizadas com a assistência de uma bexiga de natação. A bexiga de natação é inflada quando o peixe quer subir e, dadas as altas pressões na zona mesoplegica, isso requer energia significativa. À medida que os peixes sobem, a pressão na sombra deve se ajustar para impedir que ele exploda. Quando o peixe quer retornar às profundezas, a Bladder é esvaziada. Alguns peixes mesopelágicos fazem migrações diárias através da termoclina, onde a temperatura muda entre 10 e 20 ° C, exibindo considerável tolerância à mudança de temperatura.

A amostragem via arrasto profundo indica que as lanternas representam até 65% de toda a biomassa de peixes em alto mar. De fato, as lanternas estão entre as mais amplamente distribuídas, populosas e diversas de todos os vertebrados, desempenhando um importante papel ecológico como presa para organismos maiores. A biomassa global estimada da lanterna é de 550 a 660 milhões de toneladas, várias vezes a captura anual de pescarias mundiais. A lanterna também é responsável por grande parte da biomassa responsável pela profunda camada de dispersão dos oceanos do mundo. O sonar reflete os milhões de bexigas de natação da lanterna, dando a aparência de um fundo falso.

Usos humanos

Na esfera culinária do Leste Asiático, as bexigas de natação de certos peixes grandes são considerados uma iguaria alimentar. Na culinária chinesa, eles são conhecidos como peixes de peixe, 花 膠/鱼鳔 e são servidos em sopas ou ensopados.

O preço da vaidade de um tipo de maw que desaparece está por trás da iminente extinção da Vaquita, a menor espécie de música do mundo. Encontrado apenas no Golfo da Califórnia, no México, os inúmeros Vaquita agora estão em perigo criticamente. Vaquita morre em redes de emalhar para capturar totoaba (o maior peixe de tambor mundial). Totoaba está sendo caçada à extinção por sua maw, que pode ser vendida por até US $ 10.000 por quilograma.

Bolsas de natação também são usadas na indústria de alimentos como fonte de colágeno. Eles podem ser transformados em uma cola forte e resistente à água ou usados para fazer IsingLass para o esclarecimento da cerveja. Em tempos anteriores, eles eram usados para fazer preservativos.

Doença da bexiga de natação

A doença da bexiga de natação é uma doença comum em peixes aquários. Um peixe com transtorno da bexiga de natação pode flutuar no nariz para cima, ou pode flutuar na parte superior ou afundar no fundo do aquário.

Risco de lesão

Muitas atividades antropogênicas, como acionamento por pilha ou até ondas sísmicas, podem criar ondas sonoras de alta intensidade que causam lesões internas a peixes que possuem uma bexiga a gás. O Physoclisti não pode expulsar o ar com rapidez suficiente da bexiga a gás, o órgão mais suscetível a danos sonoros, dificultando a escape de lesões graves. Os fisostomos, por outro lado, podem soltar o ar da bexiga a gás, expeditamente o suficiente para protegê -lo; No entanto, eles não podem aliviar a pressão em seus outros órgãos vitais e, portanto, também são vulneráveis a lesões. Algumas das lesões comumente observadas incluem bexiga a gás rompida e hemorragia renal. Isso afeta principalmente a saúde geral do peixe, mas não sua taxa de mortalidade. Os investigadores empregavam a alta intensidade, cheia de fluidos de impedância (Hici-Ft), um tubo de onda de aço inoxidável com um agitador eletromagnético. Ele simula ondas sonoras de alta energia em condições acústicas de onda plana aquática e onda plana.

Estruturas semelhantes em outros organismos

Os sifonóforos têm uma bexiga de natação especial que permite que as colônias de água-viva flutuem ao longo da superfície da água, enquanto seus tentáculos trilham abaixo. Este órgão não está relacionado ao de peixe.

  • Swim bladder display in a Malacca shopping mall
    Swim exibição de bexiga em um shopping Malacca
  • Fish maw soup
    Sopa de manto de peixe
  • Swim bladder disease has resulted in this female ryukin goldfish floating upside down
    A doença da bexiga de natação resultou nesta fêmea ryukin goldfish flutuando de cabeça para baixo

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