تركيب الخياشيم في الأسماك العظمية

ما هي الخياشيم

تحتاج الأسماك إلى امتصاص الأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون للبقاء على قيد الحياة، ولكنها تستخدم الخياشيم بدلا من الرئتين لتحقيق ذلك، حيث تعد الخياشيم أعضاء متفرعة تقع على جانب رؤوس الأسماك، وتحتوي على شعيرات دموية صغيرة تساعد في هذه العملية، ويشترك كل أنواع الأسماك في هذا النظام .

عند قيام السمكة بفتح فمها يجرى الماء فوق الخياشيم ، ونجد إن الدم الموجود في الشعيرات الدموية يلتقط الأكسجين الذائب في الماء ، ثم ينتقل بعد ذلك عبر جسم السمكة لتوصيل الأكسجين ، كما هو الحال عند البشر ، وتحتوي جميع الأسماك العظمية علة صفيحة عظمية تعرف باسم الصفيحة ، والتي تفتح وتغلق من أجل حماية الخياشيم .

كيف تعمل الخياشيم

تقوم الخياشيم بالتقاط الأكسجين من الماء الجاري فوق الصفائح، ثم يتم ضخ الدم الذي يحتوي على الأكسجين حول جسم السمكة من خلال قلبها. وتساعد المساحة الكبيرة للصفائح الثانوية على تبادل حرارة الجسم والأيونات والماء بين جسم السمكة والماء المحيط بها .

يمكن لوجود العديد من الصفائح الثانوية الصغيرة جدا أن يخلق مساحة كبيرة لامتصاص الأكسجين من خلالها، وساهمت حقيقة وجود جدران رقيقة في الصفائح الثانوية في امتصاص الغاز في مجرى الدم بسهولة، وهذا يعد من خصائص الأسماك.

يوجد تركيز أقل من الأكسجين المذاب في الماء مقارنة بتركيزه في الهواء، ولذلك تحتاج الخياشيم إلى كفاءة أكبر في امتصاص الأكسجين من الرئتين .

آلية التنفس في الأسماك

يدخل الهواء أثناء التنفس من خلال الفم أو من الفتحات الخارجية إلى البلعوم، ويمر في البلعوم، وعند وصوله إلى البلعوم ينتقل الهواء من المزمار إلى القصبة الهوائية، وينقسم في القصبة الهوائية إلى عدة قصبات، حيث تؤدي القصبات الهوائية إلى الرئتين .

يستمر التفرغ من القصبات الهوائية إلى القصيبات ثم الأكياس السنخية، وينتهي في الحويصلات الهوائية. الحويصلات هي بنية صغيرة تشبه الكيس وتتواجد داخل الرئة، حيث يحدث تبادل الغازات. نفس العملية تحدث في الخياشيم، حيث يتم تسهيل انتشار الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عن طريق تدفق التيار المعاكس في الحويصلات الهوائية .

يتم تشحيم بطانة الرئتين باستخدام مادة خافضة للتوتر السطحي، وهي بشكل عام تعتبر بروتينات دهنية تعمل على تقليل مقاومة تمدد الرئة وكذلك الطاقة المطلوبة لملء الرئتين. عند تطور الرئتين من البرمائيات إلى الثدييات، تحدث العديد من التعديلات في الهياكل التنفسية وترتبط بشكل أساسي بتهوية الرئتين .

في البرمائيات، تحدث تهوية الرئتين من خلال الفتحات الخارجية والشنانة بدلا من الفم. ويتم سحب الهواء إلى البلعوم من خلال تقلص العضلات. وفي الزواحف، تساعد العضلات ضد الأضلاع في تغيير ضغط الهواء الداخلي، مما يمكن أن يسبب الإلهام. وتساعد عضلة الحجاب الحاجز في هذا الإجراء. وفي الطيور، تكون الرئتان نصف حجم رئتي الثدييات ذات الحجم المماثل .

رغم ذلك ، فإن الرئتين متصلتان بنظام الأكياس الهوائية في العظام وتجويف البطن ، مما يزيد من سعتهما إلى ضعفي أو ثلاث مرات الحجم الذي يمتلكه الثدييات ذات الحجم المماثل ، مما يؤدي إلى تقليل الوزن الكلي للجسم ، والحفاظ على كفاءة الجهاز التنفسي .

تركيب الخياشيم في الأسماك العظمية

تعتبر الأسماك العظمية أكبر فئة من الفقاريات، حيث يوجد أكثر من 29,000 نوع من الأسماك العظمية حول العالم متواجدة في المياه العذبة والبيئات البحرية، ونجد أن الأسماك العظمية مختلفة عن أسماك القرش والشفنين، حيث إن تلك الأسماك تمتلك غضروفا بينما الأسماك العظمية تمتلك عظاما، فنجد أن هناك فرقا بين الأسماك العظمية والغضروفية

كما إن تتمتع الأسماك العظمية بمثانة سباحة ، وهي تعرف بالمثانة الهوائية التي تكون عبارة عن كيس ممتلئ بالغاز يعمل على مساعدة الأسماك في الحفاظ على الطفو ، كما إن لديه زعانف صدرية وحوضية مقترنة ، ويوجد عدد قليل من الأسماك العظمية يملك عظام في الزعانف ، كما إنهم يملكون زعانف ظهرية وشرجية وذيلية .

تتميز الأسماك العظمية أيضا بوجود طبقة جلدية عظمية تغطيها، حيث يعمل الغطاء الخيشومي على حماية الخياشيم. يمكن للأسماك العظمية فتح وإغلاق هذا الغطاء للمساعدة في التنفس عندما لا تسبح. الخياشيم هي جزء من الأسماك العظمية أيضا .

تتميز الأسماك العظمية بوجود قشور، ومعظم الأنواع لها تصميم جسم مغزلي مستدير ومدبب، مما يجعل التنقل في الماء سهلاً للغاية، ولديها خط جانبي يمتد عبر جانب الجسم، والذي يتألف من سلسلة من الأعضاء الحسية المعروفة باسم الخلايا العصبية .

تعد الخلايا العصبية التي تساعد أسماك العظمية على استشعار الاهتزازات والضغط المائي مهمة لتحديد موقع الفريسة والتنقل، وتختلف خصائص الأسماك العظمية .

وظيفة الخياشيم في الأسماك

تتنفس الأسماك عن طريق الخياشيم بدلاً من الرئتين، مثل باقي الحيوانات، حيث تحتاج الأسماك إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة، ونظرًا لأنها تعيش في الماء، فقد تطورت لتطوير الخياشيم التي تمكنها من استخلاص الأكسجين المذوب في الماء .

يتضمن معظم أسماء الأسماك أربعة خياشيم على كل جانب من رأسها، وأسماك القرش والأسماك البدائية تحتوي على خمسة شقوق خيشومية أو أكثر، وتساعد هذه الخياشيم الأسماك على الحركة والتوازن

كيف يتم تكييف خياشيم الأسماك لتبادل الغازات

يتم تحقيقعملية التبادل الغازي في الجهاز التنفسي عن طريق تهوية الأعضاء التنفسية، ويعتمد ذلك على تهوية الهياكل التنفسية. يتدفق الهواء عبر الأغشية الخيشومية بفعل الضغط، حيث يحدث مرحلة الشفط في التجاويف، والغطاء المضغوط، والصمامات المغلقة .

عند توسع التجويف الشدقي، تفتح الصمامات الفموية الداخلية ويتحرك الماء في التجويف الشدقي، ثم يخرج الماء من خلال الصمام الخشن، ويتم إغلاق الصمام الفموي أثناء مرحلة الضغط .

تبدأ مرحلة الزفير بنقل الهواء المستهلك من الرئتين إلى التجويف الشدقي، وتنتهي بخروج الهواء عن طريق الفم أو تحت الغطاء الخيشاني، ولفهم المزيد عن الأسماك العظمية يجب مقارنتها بالأسماك اللافكية والأسماك الغضروفية .