بيولوجيا الأسماك (جهاز التنفس)

الجهاز التنفسي Respiratory System:

الغلاصم Gills:

تتكون الغلاصم في الأسماك العظمية من مجموعتين (كل منها عبارة عن أربعة أقواس غلصمية كاملة Holobranchs) تقعان على جانبي البلعوم، وكل منهما يتكون بدوره من نصفين Hemibranchs منفصلين من الناحية الخلفية بينما يرتبطان معا من الناحية الأمامية بدعامة عظمية مرنة تعرف بالقوس الغلصمي Branchial arch. –

وتتحكم مجموعة من العضلات في الزاوية بين النصفين الغلصميين تعرف بالعضلات المُبعِدَة Adductor muscles، وهو ما ينظم الضغط داخل الفراغ الغلصمي وربما يؤثر في شكل حركة تيار الماء المار على الغلاصم.

ويتركب كل نصف من خيوط طويلة تعرف بالخيوط الغلصمية، تُكَوِّنُ في مجموعها ما يعرف أحيانا بالصفائح الأولية والتي يمر خلالها الأوعية الدموية الواردة Afferent والأوعية الصادرة Efferent.

وتتكون بالصفائح الثانوية Secondary بدورها من ثنيات هلالية منتظمة ويغطي القوس الغلصمي طبقة Epidermal tissue، ولكنها غنية للغاية بالخلايا المفرزة للمخاط.

ولحافة الأقواس الغلصمية زوائد تسمى بالأسنان الغلصمية Gill rakers، وظيفتها منع الاوساخ من المرور إلى الغلاصم، وتكون هذه الأسنان الأكثر طولا وكثافة في أنواع الأسماك التي تتغذى على الهائمات Planktivorous, فهي تعمل على استخلاصها وترشيحها من الماء,أما في الأسماك التي تتغذى على أغذية كبيرة الحجم Macrophagous species فإن هذه الاسنان تتباعد وتصبح أقل طولا.

ويتم التبادل الغازي من خلال سطح الصفائح الثانوية، التي تتكون من نسيج طلائي ذي طبقة واحدة (غالبا) من الخلايا الطلائية يتراوح سمكه في المتوسط بحوالي الـ 2 ميكرون.

ويقل سمك الصفائح الثانوية في الأسماك النشيطة ليتراوح ما بين 0.1-0.5 لتسهيل التبادل الغازي، بينما يزداد سمكها في الأسماك محدودة النشاط فيصل إلى 10 میکرونات أو أكثر.

يصل الدم إلى الغلاصم عن طريق الأوعية الصادرة وما يفصله عن الماء هو غشاء رقيق الذي يمثل سمك جدار هذه الخلايا. ويفصلها بعضها عن بعضها الآخر خلايا تعرف بالخلايا الدموية وتقوم هذه الخلايا بعدد من الوظائف منها أنها، تسيطر على معدل التبادل الغازي.

وعملية تقنين كميات الدم العابرة خلال الصفائح الغلصمية في الأسماك ليست مفهومة تماما، وان كانت هناك أدلة كثيرة على أن هرمونات الفص العصبي للنخامية Neurohypophysial hormones لها دور في هذه العملية.

ومع ذلك فإن هذا التقنين له ثلاثة تأثيرات معروفة هي:

1) خفض معدل التبادل الغازي.

2) خفض معدل تعريض سوائل الجسم للتبادل الأيوني.

3) خفض الفقد في ضغط الدم نتيجة المقاومة الطبيعية عند مروره خلال الصفائح الغلصمية مما يعني زيادة كفاءة الدورة الدموية.

ويحتوي سطح النسيج الطلائي للصفائح على الكثير من الحلمات Microvilli ، مثل تلك الموجودة على سطح بشرة الجلد Epidermal surface والتي تساعد على تثبيت الطبقة المخاطية السطحية Cuticular mucus. وتقوم هذه الطبقة المخاطية بعدد من الوظائف الرئيسة أهمها مقاومة العدوى وحماية الغلاصم من الاحتكاك بالأجسام الصلبة لتقليل الخدوش التي قد تتعرض لها، وتنظيم معدل التبادل الغازي الأيوني، بالإضافة إلى تنظيم مرور الماء نفسه وهو الأمر المرتبط مباشرة بالتنظيم الأسموزي.

التنفس Respiration:

تتمتع الأسماك بكفاءة عالية في استخلاص الأكسجين من الماء غير أن الأنواع المختلفة تتفاوت كثيرا في قدرتها على هذا الاستخلاص فهي تبلغ حوالي 30-40% في أسماك الترويت Trout, وحوالي 70% في أسماك التونة Tuna، وتصل إلى ما بين 70-80% في أسماك الكارب.

في المقابل لا تستطيع رئة الإنسان أن تستخلص أكثر من 25% من الأكسجين الموجود في الهواء عند التنفس. ومع ذلك فإن الطاقة اللازمة لعملية التهوية في الأسماك أعلى بكثير من تلك اللازمة في حالة الحيوانات التي تتنفس الهواء، نظرا لحاجة الأسماك إلى ضخ الماء – الاكثف من الهواء - فوق سطح الغلاصم.

ويتضح ذلك الأمر بصفة خاصة عندما يكون محتوى الماء من الاكسجين منخفض، أو تكون درجة حرارة الماء مرتفعة فتتضطر معها الأسماك لضخ كمية أكبر