Cấu trúc mang ở cá (Có sơ đồ)
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về cấu trúc của mang ở cá.
Khe mang:
Có sáu hoặc bảy cặp mang trong cá sụn trong khi bốn cặp cá xương do mất tảo (Hình 5.1 a & b).
Các khe của cá xương được bao phủ bởi operculum trong khi operculum không có ở cá sụn. Ở cá mập, các khe mang nằm ở một bên trong khi ở các tia chúng được đặt ở giữa. Một cặp xoắn có mặt ở Elasmobranchii trước mang mang đầu tiên tương ứng với khe mang đầu tiên nguyên thủy.
Mặc dù tảo xoắn không có trong các loài cá xương, nhưng trong Actinopterygii, nó được thay thế bằng một nhánh giả miễn phí ở một số loài cá nhưng da được bao phủ ở những con khác.
Chi nhánh giả:
Trong cá chép và cá hồi cầu vồng, nhánh giả được nhúng vào mô liên kết dưới niêm mạc của thành họng và cho thấy sự xuất hiện của tuyến do sự kết hợp hoàn toàn của các sợi nhánh. (Hình 5.1a & Hình 5.2).
Ở một số loài, một nhánh giả có cấu trúc hemibranchs được đặt bên trong operculum. Tuy nhiên, trong cá chình không có nhánh giả, nó cũng không có ở cá mèo (Siluroidae) và lông lưng (Notopteridae).
Trong nhánh giả tuyến, sự phân bố phong phú của mao mạch máu được tìm thấy trong nhu mô bao quanh bởi mô liên kết. Nó chứa các tế bào acidophilic trong ty thể và mạng lưới nội chất và rất giàu enzyme carbonic anhydrase. Theo Whittenberg và Haedrich (1974), nhánh giả điều chỉnh dòng chảy của máu động mạch đến động mạch nhãn cầu để tăng lượng carbon dioxide trong máu.
Parry và Holliday (1960) đã phát hiện ra rằng trong sự tuyệt chủng của cá hồi cầu vồng gây ra sự mở rộng melanophore nhánh giả và thay đổi màu sắc cơ thể, cho thấy sự tiết ra một hormone tổng hợp melanophore từ mô.
Nó cũng giúp trao đổi khí trao đổi chất của võng mạc và làm đầy bàng quang khí. Do kết nối mạch máu trực tiếp với tuyến choroid trên nhãn cầu, nhánh giả đã được liên quan đến việc điều chỉnh áp lực nội bào.
Cấu trúc của mang đã được nghiên cứu rộng rãi ở các loài cá Ấn Độ bằng cách truyền ánh sáng và kính hiển vi điện tử quét. Các mang bao gồm các rill mang, vòm mang, các sợi mang (lam mang chính và lamellae) (Hình 5.3a & b).
Một mang hoàn chỉnh được gọi là holobranch. Nó bao gồm một vòm xương hoặc sụn. Phần trước và phần sau của mỗi vòm mang đều có các sợi mang giống như tấm. Mỗi holobranch bao gồm một nhánh hemi trước (miệng) và một nhánh sau (aboral) (Hình 5.4 a, b, c, d).
Kế hoạch kiến trúc của mang teleostean cho thấy sự không đồng nhất trong đơn vị chức năng của chúng là do hành vi thẩm thấu, cho ăn và hô hấp khác nhau và tình trạng hóa lý của môi trường.
Trong các loài cá teleost, năm cặp vòm phân nhánh có mặt trong đó bốn loài mang mang đầu tiên (Hình 5.4a, b) nhưng thứ năm không có lamille mang và biến thành xương hầu để lấy thức ăn. Nó không có vai trò gì trong hô hấp.
Các vòm mang là một đơn vị quan trọng và mang chính (dây mang) và lamellae thứ cấp. Các vòm chi nhánh thường bao gồm hầu họng ghép, epibranchials, ceratobranchials, hypo-Branchials và một basibranchial không ghép đôi.
Các yếu tố epibranchial và ceratobranchial của mỗi vòm cung mang hai hàng sợi mang của hai hemibranchs của holobranch, là nơi trao đổi khí. Nó bao quanh các động mạch và tĩnh mạch nhánh liên tục và đầy đủ (Hình 5.4a và Hình 5.6a, b, c).
Nó cũng được cung cấp bởi các dây thần kinh. Các nhánh của dây thần kinh sọ thứ 9 (glossopharyngeal) nằm trong mang đầu tiên, trong khi các vòm II, III, & IV được cung cấp bởi các nhánh của âm đạo (dây thần kinh sọ thứ 10). Nó cũng chứa cơ bắt cóc và cơ adductor. Bên trong nó có chứa rill, vị giác, tế bào tuyến nhầy và nhú giác quan.
Gill Raker:
Nó xảy ra trong hai hàng trên lề trong của mỗi vòm mang. Mỗi vòm mang là cấu trúc gốc ngắn được hỗ trợ bởi các yếu tố xương (Hình 5.3a & b). Các dự án vòm mang trên mở hầu họng. Chúng được sửa đổi liên quan đến thực phẩm và thói quen cho ăn.
Các tế bào chất nhầy của biểu mô giúp loại bỏ trầm tích từ biểu mô bao phủ để cho phép các vị giác hoạt động hiệu quả và cảm nhận tính chất hóa học của thức ăn đi qua sàng mang.
Các tập tin của Gill (Tiểu học Gill Lmellae):
Mỗi nhánh hemi bao gồm cả lamellae sơ cấp và thứ cấp (Hình 5.5).
Các sợi mang chính vẫn được tách ra khỏi vách ngăn phân nhánh ở đầu xa của chúng tạo ra hai nhánh hemi đối lập, điều hướng dòng nước giữa các sợi mang. Trong số những người thở kép, sự không đồng nhất trong hệ thống mang rõ rệt hơn đặc biệt là ở lươn đầm lầy, Monopterus, Amphipnous cuchia và cá rô leo, Anabas testudineus.
Ở Monopterus, các sợi mang mang rất mập và chỉ xuất hiện ở cặp mang thứ hai và thiếu mang mang. Theo Munshi và Singh (1968) và Munshi (1990), ba cặp còn lại không có lamellae chức năng. Đây là sửa đổi cho một cách trao đổi khí khác.
Các sợi mang là các cấu trúc giống như lưỡi được hỗ trợ bởi các tia mang. Đầu của các tia mang của cả hai hemibranchs được kết nối bằng dây chằng. Họ được cung cấp hai loại đơn vị cơ phụ trong teleosts. Các sợi mang cũng được lót bởi biểu mô được gọi là biểu mô chính. Biểu mô có một phần tuyến và không tuyến.
Lamellae (Lamella thứ cấp):
Mỗi dây tóc mang được tạo thành từ các mang mang thứ cấp là chỗ trao đổi khí thực sự. Chúng thường có hình bán nguyệt và xếp dọc theo hai bên của các sợi mang. Tần số lamellae tỷ lệ thuận với kích thước và sức cản của sàng mang.
Các lamellae thứ cấp có hai tấm biểu mô được ngăn cách bởi không gian và thông qua các không gian này lưu thông máu. Các biểu mô được ngăn cách bởi một loạt các tế bào trụ. Mỗi ô bao gồm phần thân trung tâm và được cung cấp các phần mở rộng ở mỗi đầu (Hình 5.6d).
Các chi nhánh:
Đây là những tế bào chuyên biệt của biểu mô. Chúng có bản chất tuyến và thực hiện các chức năng khác nhau trong điều kiện bình thường và thử nghiệm. Các tuyến chi nhánh chuyên biệt phổ biến nhất là các tuyến chất nhầy và tế bào hạt ưa axit (tế bào clorua).
Các tuyến nhầy:
Các tế bào tuyến này là đơn bào. Chúng có thể có hình bầu dục hoặc hình quả lê với cổ mà chúng mở ra bên ngoài biểu mô. Nhân nằm ở dưới cùng của các tế bào. Chúng là những tế bào cốc điển hình. Chúng có mặt trong suốt biểu mô, tức là vòm mang, dây mang và màng mỏng thứ cấp.
Chúng tiết ra chất nhầy là glycoprotein, cả axit và trung tính. Theo Ojha và Mishra (1987), glycoprotein có tính axit và trung tính được tiết ra bởi cùng các tế bào cho thấy chúng trải qua quá trình biến đổi lẫn nhau.
Chức năng của các tế bào chất nhầy như sau:
1. Bảo vệ
2. Giảm ma sát
3. Chống mầm bệnh
4. Giúp trao đổi ion
5. Giúp trao đổi khí và nước.
Các tế bào clorua:
Những tế bào này chứa các hạt, có vết axit, do đó được gọi là axitophlic. Họ được cung cấp một số lượng lớn ty thể. Những tế bào này còn được gọi là tế bào ion vì chúng giúp điều hòa ion trong các loài cá euryhaline và stenohaline.
Vị giác:
Chúng là cấu trúc đa bào hình bình và phân bố trong biểu mô của vùng vòm mang. Có hai loại tế bào riêng biệt, cảm giác và hỗ trợ, và có thể được phân biệt dưới kính hiển vi tương phản pha. Chúng giúp cá cảm nhận được bản chất của các hạt thức ăn có trong nước chảy qua mang trong quá trình thông gió.
Chúng được phân biệt thành MGO, MREC và vị giác. Sự phân bố và mật độ của MGO và vị giác trên biểu mô vòm mang của các loài cá sống ở các vùng nước khác nhau khác nhau đáng kể.
Cơ chế hô hấp:
Dòng chảy không liên tục của nước trên bề mặt mang được thực hiện bằng bơm hô hấp. Hiện nay, người ta nhất trí chấp nhận rằng các bơm hô hấp của teleost bao gồm khoang buccal và hai khoang opercular, gây ra bởi sự chuyển động của xương vòm và operculi, dẫn đến hoạt động bơm của hệ thống.
Ban đầu, nước xâm nhập vào miệng bằng cách mở rộng khoang buccal. Sau đó, nước được tăng tốc qua mang nhờ sự co đồng thời của khoang buccal và khoang, đẩy nước ra ngoài qua lỗ mở, chu kỳ bắt đầu lại (Hình 5.7).
Chu kỳ hô hấp là một cơ chế phức tạp và liên quan đến một số lượng lớn các cơ, xương, dây chằng và khớp. Một số tác giả theo thời gian đã mô tả hệ thống này và cố gắng hiểu hoạt động của nó.
Thông gió Ram:
Nó được thực hiện bởi sự bắt cóc mạnh mẽ của hai hemibranchs của một holobranch đối với nhau. Sự gián đoạn của chu trình này gây ra sự đảo ngược dòng chảy hoặc ho mà cá sử dụng để loại bỏ chất lạ hoặc chất nhầy dư thừa từ mang. Drumond (1973) tuyên bố rằng tần suất ho ở Salvelinus fontinalis có thể là một chỉ số gây chết người về nồng độ đồng quá mức trong nước ngọt.
Có một thông gió chủ động và thụ động trong quá trình bơi lội. Sự chuyển đổi sang thông gió ram ở cá là một quá trình được phân loại khi bơi lội từ phần còn lại. Dấu hiệu đầu tiên cho thấy tốc độ bơi quan trọng đã đạt được được báo hiệu bằng việc thả ra trong một chu kỳ.
Việc bỏ học tiếp tục cho đến khi chỉ thỉnh thoảng có những cử động thông gió và 'ho' được chú ý. Sự trở lại của các chuyển động tích cực với việc giảm dần tốc độ bơi xuống dưới mức quan trọng cho thấy gần như cùng một trình tự nhưng theo thứ tự ngược lại.
Cơ chế hô hấp bổ sung của cá mập và cá đuối có thể được chia thành ba giai đoạn, như sau:
(i) Khi coracohyoid và cơ coracobranchial co lại để mở rộng góc được bao quanh bởi các vòm mang và để tăng khoang hầu họng cho lối vào của nước thông qua miệng hoặc xoắn ốc trong đó các khe mang được giữ kín.
(ii) Khi sự co lại giữa phần trên và phần dưới của mỗi mang xảy ra cùng với sự thư giãn của những kẻ bắt cóc hàm dưới và vòm mang, khiến miệng đóng vai trò là bơm áp lực. Trong giai đoạn này, dòng nước chảy qua miệng bị ngăn lại bởi van miệng và nước được dẫn ngược về phía khe mang bên trong.
Các không gian liên vách được mở rộng nhờ sự co lại của các chất gây nghiện liên động để giảm áp suất thủy tĩnh ở bề mặt bên trong của mang và nước được hút vào các khoang mang, vẫn đóng ở bên ngoài.
(iii) Giai đoạn thứ ba bao gồm sự thư giãn của cơ liên động và sự co rút của bộ cơ khiến cho các mang bên trong bị thu hẹp, và nước bị ép qua các mang mang. Điều này diễn ra sau khi mở khe hở mang và nước bị đẩy ra bên ngoài. Cá mập cá thu (Limmidae) uống đủ nước hô hấp trong khi bơi và không thể hiện các động tác thở rõ rệt.
Cơ chế xâm nhập của nước:
Trong tất cả các loài cá xương, áp lực và dòng chảy của nước trong khoang miệng được điều hòa bởi các cơ, di chuyển các cơ sở của holobranchs. Coughing trực tiếp là một quá trình quét nước tràn qua các mang mang để làm cho chúng không bị mảnh vụn tích lũy.
Nó được thực hiện bởi các vụ bắt cóc mạnh mẽ của hai hemibranchs của một holobranch đối với nhau. Sự khuếch tán oxy từ nước hô hấp được thêm vào không chỉ bởi các sợi mang mà còn bởi hướng của dòng máu và nước.
Những hệ thống này hoạt động một hệ thống ngược dòng trong đó nước được oxy hóa chảy từ miệng sang phía aboral của mang, nhưng máu trong lamellae chảy theo hướng ngược lại, nghĩa là từ lamellar liên kết với mạch máu chảy ra từ miệng.
Trong dòng chảy ngược của nước oxy và máu, oxy đi vào mang và carbon dioxide rời khỏi nó. Trong rãnh (Tinea), hệ thống dòng ngược này được sửa đổi đến mức 51% oxy từ nước hô hấp đến khuếch tán vào và 9% oxy từ dòng nước đi.
Trong các loài cá xương, trong đó mang được bao phủ bởi operculum, nước được đẩy qua mang bởi áp lực hút. Khi bắt đầu cảm hứng, khi operculum được đóng lại mạnh mẽ, và miệng được mở ra trong khi một số cơ co lại bao gồm xương ức và thang máy của vòm miệng.
Các tia phân nhánh được lan truyền và hạ xuống đồng thời và khoang miệng được mở rộng tạo ra áp lực nước âm trong đó. Do đó, nước được hút vào miệng và sau một khoảng thời gian ngắn, khoảng cách giữa mang và operculum được mở rộng khi nắp mang bị bắt cóc trước mặc dù các vạt da opercular vẫn bị đóng lại sau áp lực nước bên ngoài.
Một áp lực tiêu cực phát triển trong khoang mang dẫn đến dòng nước chảy qua mang. Điều này được theo sau bằng cách giảm các lỗ hổng buccal và opercular. Tại thời điểm này, các van miệng thể hiện dòng nước chảy ra khỏi miệng và khoang miệng bắt đầu hoạt động như một bơm áp lực thay vì bơm hút.
Sau đó, mỗi con operculum ngay lập tức được đưa về phía cơ thể, nắp mang mở ra và nước bị trục xuất, bị ngăn không cho chảy ngược bởi áp suất cao trong khoang buccal so với khoang epibranchial.
Biến thể trong mô hình hô hấp:
Có thể có sự khác biệt trong các kiểu hô hấp cơ bản do thói quen sống khác nhau.
(a) Bơi nhanh:
Ở những loài bơi nhanh như cá thu (Scombridae), cá hồi và cá hồi (Salmoninae) miệng và nắp mang vẫn mở để tắm mang của chúng với dòng nước được tạo ra trong khi bơi. Nói chung, những người bơi nhanh có khoang mang nhỏ hơn so với các loài cá ít vận động.
(b) Cư dân dưới cùng:
Các loài cá sống ở đáy như cá bơn (Plueuronectidae) và cá gossefishes (Lophiidae), sở hữu các hốc mắt mở rộng và giãn nở, miệng của chúng không mở rộng trong khi truyền cảm hứng gây ra các nhịp thở chậm và sâu. Các loài cư trú dưới đáy khác như morays (Muraenidae) giữ cho miệng mở trong quá trình hô hấp.
Một số loài cá như cá xương (Albula Vulpes) và cá Goalt (Mullidae), khi tìm thấy con mồi được bao phủ bởi các hạt cát, chúng phóng ra tia nước từ miệng với sự trợ giúp mạnh mẽ của mang mang che chở thức ăn hoặc con mồi.
Các loài cá thân (Ostraciidae) và cá nóc (Tetradontidae) sở hữu một bộ xương nhỏ gọn làm giảm chức năng hô hấp của nắp mang. Tuy nhiên, những con cá này có tỷ lệ trao đổi nước hô hấp cao được thực hiện bằng cách thở nhanh (lên đến 180 lần thở / phút).
(c) Suối đồi:
Ở một số loài cá da trơn có thể tạm thời gắn cơ thể của chúng vào lớp nền, việc lấy nước được thực hiện bằng cách phát triển các rãnh được bảo vệ bởi các vật cản với sự giảm nhẹ lực hút. Thông gió chỉ được thực hiện bởi các phong trào opercular.
Ở Andes (Arges), trong khi gắn vào đế bằng miệng ống dẫn, cá da trơn có thể rút và loại bỏ nước hô hấp thông qua một khe hít trong nắp mang chia theo chiều ngang. Ấu trùng của cá phổi Nam Mỹ (Lepidosiren) và các loài cá sậy sở hữu mang mang ngoài bên ngoài ra ngoài thông qua các khe mang bên ngoài hoặc khu vực opercular.
Máu cá như người vận chuyển khí:
Giống như các động vật có xương sống khác, các loài cá cũng sở hữu RBC chứa một sắc tố huyết sắc tố hô hấp có khả năng mang oxy hiệu quả. Huyết sắc tố có khả năng liên kết với nước gấp 15 đến 25 lần so với nước. 99% tổng lượng oxy được lấy bởi huyết sắc tố trong khi chỉ có 1% bởi huyết tương. Hemoglobin là một protein liên hợp, protein nhiễm sắc thể.
Nó bao gồm một phân tử protein lớn, globin bao gồm bốn chuỗi polypeptide (hai chuỗi alpha và hai chuỗi beta), (Hình 5, 8) cho mỗi nhóm được gắn một nhóm haem giả. Haem dựa trên cấu trúc được gọi là vòng porphyrin bao gồm bốn nhóm pyrrole xung quanh một sắt kim loại trung tâm (Fe ++).
Sắt được nối bởi bốn liên kết phối hợp của nó với nguyên tử N của porphyrin và hai liên kết với imidazole N có trong dư lượng histidine trong protein globin.
Các nội dung hemoglobin có thể thay đổi tùy theo thói quen và thói quen, ví dụ, các loài bồ nông có Hb cao hơn so với cư dân dưới đáy. Khi huyết sắc tố được oxy hóa, tức là 'tải' và khi được vận chuyển và giải phóng, tức là 'không tải', quá trình này là oxy hóa chứ không phải là 'oxy hóa'.
Quá trình tải cũng được biểu thị bằng TI hoặc T, sat, nghĩa là tải sức căng của máu cho thấy áp suất một phần của oxy mà tại đó Hb của một loài cụ thể đã bão hòa 75% với oxy.
Đường cong phân ly của Oxyhaemoglobin:
Mối quan hệ giữa độ bão hòa của hemoglobin và độ căng của oxy được nghiên cứu bằng cách kiểm tra đường cong phân ly của hemoglobin trong đó độ bão hòa hiện tại được vẽ để chống lại sự căng thẳng oxy. Hình dạng của đường cong phân ly thay đổi theo lực căng của CO 2 .
Đường cong có thể là hyperbolic như được tìm thấy trong con lươn (Anguilla). Đường cong hyperbol này với ái lực O 2 cao làm cho cá có thể sống trong nước với nồng độ oxy thấp. Huyết sắc tố của lươn trở nên bão hòa ở độ căng thấp hơn nhiều so với động vật có vú.
Lượng oxy cung cấp cho các mô, có thể được xác định bởi sự khác biệt giữa Tsat và T1 / 2 sat. Trái ngược với đường cong hyperbol, đường cong sigmoid (con người) cho thấy hiệu quả của máu để giải phóng nhiều oxy hơn đến các mô. Điều này có thể được minh họa bằng đường cong thu được ở cá hoạt động nhiều hơn, cá thu (Hình 5.9).
Hiệu ứng của Bohr:
Đó là hiện tượng trong đó nếu áp suất riêng phần của CO 2 (PCO 2 ) tăng lên, thì độ căng cao hơn là cần thiết để đạt TI, và Tu giảm theo tỷ lệ thuận. Hiệu ứng của Bohr là tiến bộ trong các loài cá so với các loài động vật có xương sống khác và tạo điều kiện cho việc nạp oxy đến các tế bào mô có chứa sức căng CO 2 tương đối cao.
Sắc tố hô hấp bao gồm chuỗi polypeptide của các axit amin có nhóm amin carboxy và alfa được proton hóa tương ứng với oxy và liên kết CO 2 với các nhóm này. Hiệu ứng của Bohr khác nhau tùy theo loài.
Cá thu (Scomber scombrus) không gặp phải lượng oxy thấp và sống dưới áp lực đồng đều nhưng CO 2 thấp. Chúng được tìm thấy ở những vùng biển rộng lớn, có máu bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sự thay đổi nhỏ trong CO 2 .
Tuy nhiên, một số loài cá sống ở vùng nước tù đọng như cá chép và cá da trơn (Ictalurus) có máu không thể thay đổi nồng độ CO 2 . Khi độ căng CO 2 tăng sẽ dẫn đến sự hình thành H 2 CO 3 trong máu, dễ dàng phân tách thành HCO 3 - và H + .
Sự gia tăng hydro (H + ) làm giảm độ pH và ảnh hưởng đến khả năng mang oxy của hemoglobin. Khi pH giảm từ 9 xuống 6, kết quả là sự thay đổi hình dạng của đường cong phân ly oxy của hemoglobin cá ngừ, do mất khả năng hợp tác của các nhóm haem.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đường cong phân ly oxy:
Khi căng thẳng carbon dioxide cao và thậm chí với áp suất một phần oxy cao đến 100 khí quyển, máu không bão hòa hoàn toàn.
Trong cái gọi là hiệu ứng gốc khi độ căng CO 2 vẫn cao với áp suất riêng phần của oxy, sự gia tăng nhiệt độ làm tăng áp suất một phần cần thiết để bão hòa máu. Nhưng ở một số loài cá, khả năng mang oxy tuyệt đối của máu cao hơn ở nhiệt độ thấp.
Sự nóng lên của nước dẫn đến tăng cường hô hấp vì các mô đòi hỏi nhiều oxy ở nhiệt độ cao hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Tại các khu vực môi trường sống của con người có nước thải nhiệt và nước thải, tỷ lệ tử vong của cá có thể xảy ra do ngạt khói do nồng độ oxy hòa tan tuyệt đối thấp hơn.
Tiêu thụ oxy:
Tốc độ tiêu thụ oxy là thước đo sự trao đổi chất của chúng, có thể được điều chỉnh theo nhiều cách:
1. Theo tốc độ chuyển hóa oxy hóa.
2. Do dòng nước chảy qua mang gây ra độ khuếch tán trên mang.
3. Bằng bề mặt mang mang máu.
4. Theo diện tích bề mặt trao đổi khí hoặc ái lực của hemoglobin.
Nói chung, tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên khi nhiệt độ tăng lên đến một số giá trị quan trọng, vượt ra ngoài những ảnh hưởng xấu có thể nhìn thấy và tốc độ giảm nhanh chóng. Người ta cũng quan sát thấy rằng tốc độ tiêu thụ oxy thường thấp hơn ở những cá thể lớn hơn của loài. Tuổi, hoạt động, dinh dưỡng, bệnh tật, trạng thái sinh sản và kiểm soát thần kinh và nội tiết tố của động vật cũng ảnh hưởng đến việc tiêu thụ oxy.
Thích nghi hơi thở ở cá:
Cá được sửa đổi theo nhiều cách khác nhau cho mục đích hít thở không khí. Hơn hai mươi lăm chi của các họ cá sống đa dạng cho thấy sự thích nghi với không khí. Người ta thường chấp nhận rằng có hai điều kiện, chịu trách nhiệm cho những sửa đổi đó. Thứ nhất, thiếu oxy trong môi trường; thứ hai, một hoạt động trao đổi chất cao hơn của cá.
Tuy nhiên, một số loài cá hô hấp không khí mặc dù có đủ oxy hòa tan, ví dụ Neoceratodus (Úc, cá phổi), Amia và Lepidosteus (cá holostean).
Trong số ba loài cá phổi, chỉ có Neoceeratodus là một loại nước bắt buộc, chỉ phục hồi hơi thở khi nước bị thiếu oxy, trong khi Protopterus và Lepidosiren xen kẽ giữa mang và thở phổi và hoàn toàn dựa vào thở phổi trong quá trình gây mê.
Hai loại sửa đổi được nhìn thấy ở cá để thở không khí:
(i) Những cấu trúc không liên quan đến bàng quang khí
(ii) Những người trong đó bàng quang khí được sử dụng để hô hấp như một phổi.
Cấu trúc khác với phổi:
Một số loài cá nước ngọt và nước biển có một số cấu trúc bổ sung, giúp chúng hô hấp ra khỏi nước hoặc vào thời điểm khan hiếm oxy. Thích ứng như vậy là như sau, không cần bàng quang khí như phổi.
1. Các mang được phủ một lớp màng nhầy dày giúp tăng cường sự khuếch tán của khí như ở cá chình gai (Mastacembelus).
2. Bề mặt bên trong của khoang mang và operculum được gấp lại và có mạch cao như trong bãi bùn (Periopthalamus).
3. Một túi thừa miệng và khoang họng phát triển tốt là Channa, Clarias, Saccobranchus và Anabas. Các túi thừa được lót bởi màng hô hấp gấp, nhận được lượng máu cao từ các mạch máu hướng tâm. (Hình 5.10a, b, c, d).
4. Dạ dày trở thành thành mỏng để phục vụ cho quá trình hô hấp ở cá da trơn bọc thép (Loricariidae).
5. Tuy nhiên, trong một số vòng lặp cobitid nhất định giữa và phần sau của ruột phục vụ cho cả tiêu hóa và hô hấp, trong khi ở những người khác, cả hai quá trình xen kẽ với nhau thường xuyên. Nhưng ở một số loài cá (loaps) ống tiêu hóa chỉ giúp hô hấp trong mùa hè trong khi nó trở nên không hô hấp trong mùa đông.
6. Các cơ quan thở không khí dị hình được phát triển để sử dụng oxy trong khí quyển (Hình 5.11a, b, Hình 5.12a đến d).
Các loài cá Ấn Độ được cung cấp các cơ quan hô hấp dị hình là Anabas testudineus, Colisa fasciatus, Csphronemus nobilis, Heteropneustes fossilis, Clarias bat-rachus, Channa puncatus, Channa striatus, Channa tususus Pseudapocryptes lanceolatus, Periophthalmodon schloisteri và Boleophthalmus boddari là các chi estuarine (Singh, 1993).
7. Ở Saccobranchidae, biểu mô của khoang mang được biến đổi dưới dạng một túi hình trụ phụ dài kéo dài đến vùng đuôi, (Hình 5.11a) giữa vòm mang thứ hai và thứ ba. Sự mở rộng nhỏ giống như cây bụi và cây bụi được hỗ trợ bởi sụn của mang II và IV được tìm thấy ở Clarias và các chi liên quan.
Các bức tường của các cấu trúc này giúp hô hấp trên không nhận được nguồn cung cấp máu từ cả bốn động mạch nhánh tràn đầy (Hình 5.12d).
Ở Anabas, một cấu trúc phân nhánh cao gọi là mê cung được phát triển từ vòm mang đầu tiên và nằm trong túi ẩm của vùng đầu xương sống trước operculum và được bao phủ bởi biểu mô đường hô hấp (Hình 5.12b).
Sự phát triển của các cấu trúc thở không khí như vậy làm cho cá có khả năng sống dưới nước trong hơn 24 giờ và cho phép chúng khôi phục lại cuộc sống bình thường ngay cả khi da đã khô (Channa) (Hình 5.12c). Một số loài phụ thuộc nhiều hơn vào không khí trong khí quyển mặc dù có nhiều nước. Nó có thể xảy ra bởi vì mang thủy sản là không đủ.
Phổi:
Giống như phổi của động vật có xương sống cao hơn, phổi của cá (dipnoi) có phổi bàng quang khí không có tương đồng rõ ràng với phổi thực sự. Tuy nhiên, người ta cho rằng phổi của dipnoi và bàng quang khí của các loài cá cao hơn có nguồn gốc tiến hóa chung. Bên cạnh hô hấp, bàng quang khí cũng có chức năng cân bằng thủy tĩnh, duy trì trọng lực, sản xuất và tiếp nhận âm thanh.
Bàng quang khí của dipnoi cho thấy sự tương đồng về cấu trúc với phổi của động vật có xương sống cao hơn. Các buồng khí được chia thành các ngăn nhỏ bởi các cột, đường gờ và vách ngăn bên trong giao tiếp với khoang giữa. Các ngăn này tiếp tục phân chia thành năng suất túi giống như phế nang nhỏ hơn bởi các mạch máu.
Cấu trúc kính hiển vi điện tử của phổi giống như phổi của động vật có xương sống cao hơn. Nó phát triển từ ruột trước phôi như một túi trung thất. Trong teleost và ở Lepidosiren (cá phổi Nam Mỹ), phổi ghép đôi và có nguồn gốc từ ruột của ruột, nhưng ở cá phổi Úc, phổi là đơn và được đặt ở phía trước với một ống dẫn khí nén mở vào ruột.
Phổi nhận máu từ động mạch nhánh cuối cùng và sau khi sục khí, tĩnh mạch phổi đưa máu trở lại tâm nhĩ trái. Conus arteriosus được phân chia bởi một van xoắn ốc giữ cho máu được oxy hóa và không oxy được tách ra một phần trong khi phân phối đến các mạch nhánh.
Các loài cá phổi châu Phi (Protopterus) thường sống trong một cái kén giấy da màu nâu giống như chất nhờn cứng. Tại thời điểm gây mê, cơ thể được giữ cuộn với miệng lên
giao tiếp với luồng không khí từ bề mặt. Họ có thể dành 3 đến 4 tháng đến một năm trong kén bằng cách giảm quá trình trao đổi chất và tiêu thụ oxy.
Khi bắt đầu có điều kiện thuận lợi của mưa, con vật nổi lên khỏi kén và hô hấp bằng mang. Cá phổi Nam Mỹ sống động theo cách tương tự như cá phổi châu Phi. Nhưng cá phổi Úc không đào hang cũng không tạo thành một cái kén.
