Двоякодышащие рыбы

Среди современных костных рыб представляют интерес двоякодышащие рыбы; они являются родственниками кистеперых рыб, от которых произошли наземные позвоночные. Морфофизиологической особенностью рыб, дышащих жабрами и легкими, является решение проблемы рационального использования обоих органов газообмена в воде и воздухе. Легкие у них сформировались позади глотки, т.е. позади жабер. В легкие кровь поступает по легочной артерии, начинающейся от задней верхней жаберной артерии. Оксигенированная (обогащенная кислородом) кровь возвращается из легких в сердце.

Рис. Кистеперые и двоякодышащие рыбы:

I – латимерия; II – неоцератод

У двоякодышащих рыб сердце состоит из венозного синуса, получающего венозную кровь, предсердия, желудочка и артериального конуса. В предсердии, желудочке и артериальном синусе имеются неполные внутренние перегородки. Венозный синус, несущий дезоксигенированную кровь от всего тела, впадает в правую половину предсердия, а в левую часть предсердия впадают легочные вены, несущие богатую кислородом кровь из легких. Из левой половины предсердия кровь попадает в левую половину желудочка и через артериальный конус – в нижнюю часть укороченной брюшной аорты и далее к двум передним парам приносящих жаберных артерий: затем кровь поступает по сонным артериям в голову. Из правой половины желудочка дезоксигенированная кровь направляется в верхнюю часть брюшной аорты и по ней же – к двум задним парам жаберных артерий.

Таким образом, у двоякодышащих рыб появляется второй легочный (малый) круг кровообращения. Чтобы не допустить проникновения воды в легкие, дыхательные пути перекрываются за счет сокращения мышц гортани; Вовремя закрыть эту щель позволяют нервные импульсы, посылаемые центральным генератором ритма в стволе мозга. Такая система регуляции имеется и у головастиков лягушки, которые дышат жабрами. Отголоски этой реакции сохранились в виде икоты, которая нередко возникает у человека. Икота представляет собой особую форму дыхательных движений, когда за резким вдохом следует быстрое перекрывание голосовой щели. Резкое перекрывание дыхания вызывает звук похожий на «ик». Приступы икоты могут продолжаться годами. (У Чарлза Осборна наблюдался с 1922 по 1991 год, и он занесен в книгу рекордов Гиннесса).

Следует подчеркнуть, что икота – это генетический физиологический признак. Причем очень древний. По меньшей мере, ему 370 миллионов лет. В то время не только человека, но и рептилий, птиц и млекопитающих не было на Земле. Таким образом, икота восходит своими корнями в далекое прошлое и свидетельствует о нашем эволюционном родстве с рыбами и амфибиями. Это называется эволюционной наследственностью. Икают не только дети и взрослые люди, но и эмбрионы, достигшие возраста двух месяцев. Назначение этого древнейшего рефлекса у эмбрионов млекопитающих двояко: 1) не допустить попадание околоплодных вод в развивающиеся легкие; 2) подготовиться к сосанию молока, при котором также необходимо перекрывать вход в гортань.

У наземных позвоночных произошли значительные изменения в строении кровеносной системы, наметившиеся у двоякодышащих рыб. У всех четвероногих брюшная аорта (частично замещенная сердцем), разделена на несколько обособленных артериальных стволов, начинающихся от сердца. Разделение брюшной аорты произошло по-разному у предков современных земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих.