Yüzme kesesi - Swim bladder
ön, S ': S hava kesesi posterior bölümü
OE: œsophagus; l: hava kesesinin hava geçişi
Yüzme kesesi , gaz mesane , balık maw veya hava kesesi dahili gaz dolu olan organın birçok yeteneğine katkıda bulunur o kemikli balıklar (ama kıkırdaklı balıklar ) onların kontrol etmek kaldırma kuvvetini ve böylece olmadan mevcut su derinliği kalmak Yüzmede enerji harcamak zorunda kalmak . Ayrıca, yüzücü kesenin dorsal konumu, kütle merkezinin hacim merkezinin altında olduğu anlamına gelir ve bu, dengeleyici bir madde olarak işlev görmesine izin verir. Ek olarak, yüzücü mesane , ses üretmek veya almak için rezonans odası olarak işlev görür .
Yüzme kesesi evrimsel olduğunu homolog için akciğerlere . Charles Darwin , Türlerin Kökeni'nde bu konuya değinmiştir . Darwin, hava soluyan omurgalılardaki akciğerin daha ilkel bir yüzücü mesaneden türediğini düşündü.
Embriyonik evrelerde, redlip blenny gibi bazı türler yüzme keselerini tekrar kaybetmişlerdir, çoğunlukla hava durumu balıkları gibi dipte yaşayanlardır . Opah ve pomfret gibi diğer balıklar, yüzerken göğüs yüzgeçlerini kullanır ve yatay bir pozisyonda kalmak için kafanın ağırlığını dengeler. Normalde dipte yaşayan deniz kızılgerdanı , yüzerken kaldırma kuvveti sağlamak için göğüs yüzgeçlerini kullanabilir.
Yüzme kesesindeki gaz/doku arayüzü, sonar ekipmanında balık bulmak için kullanılan güçlü bir ses yansıması üretir .
Köpekbalıkları ve vatozlar gibi kıkırdaklı balıkların yüzme keseleri yoktur. Bazıları derinliklerini sadece yüzerek ( dinamik kaldırma kullanarak ) kontrol edebilirler; diğerleri, derinlikle değişmeyen nötr veya nötre yakın bir yüzdürme sağlamak için deniz suyundan daha az yoğunluğa sahip katı ve sıvı yağları depolar.
Yapı ve işlev
Yüzücü kese normalde balığın sırt kısmında yer alan gazla dolu iki keseden oluşur, ancak birkaç ilkel türde sadece tek bir kese bulunur. Ortam basıncına göre daralan veya genişleyen esnek duvarlara sahiptir . Mesanenin duvarları çok az kan damarı içerir ve onları gaz geçirmez kılan guanin kristalleri ile kaplıdır . Gaz bezini veya oval pencereyi kullanarak gaz basınçlandırma organını ayarlayarak balıklar nötr yüzdürme elde edebilir ve çok çeşitli derinliklere yükselebilir ve alçalabilir. Sırt pozisyonundan dolayı balığa yanal stabilite sağlar.
Gelen physostomous yüzmek kesecikler, bir bağlantı yüzmek mesane ve aralarında tutulur gut balık "gulping" hava yoluyla yüzmek mesane doldurmak için izin, pnömatik kanal. Fazla gaz benzer şekilde çıkarılabilir.
Daha çok türetilmiş balık çeşitlerinde ( fizoklisti ) sindirim sistemiyle olan bağlantı kaybolur. Erken yaşam evrelerinde, bu balıklar yüzücü keselerini doldurmak için yüzeye çıkmak zorundadır; sonraki aşamalarda, pnömatik kanal kaybolur ve gaz bezi , hacmini artırmak ve böylece kaldırma gücünü artırmak için mesaneye gaz (genellikle oksijen ) vermek zorundadır . Gaz bezi, mesaneye gaz vermek için laktik asit salgılar ve karbondioksit üretir . Ortaya çıkan asitlik , kandaki hemoglobinin oksijenini kaybetmesine ( Kök etkisi ) neden olur ve bu da kısmen yüzme kesesine yayılır . Vücuda geri akan kan önce , gaz bezinde üretilen neredeyse tüm fazla karbondioksit ve oksijenin gaz bezini besleyen atardamarlara geri yayıldığı bir mucizevi mucizeye girer . Böylece , yüzlerce barlık bir basınç gerektiren yılan balığı gibi derin deniz balıklarının yüzücü keselerinde gazın varlığını bile açıklayabilen çok yüksek bir oksijen gaz basıncı elde edilebilir . Başka bir yerde, 'oval pencere' olarak bilinen benzer bir yapıda, mesane kanla temas halindedir ve oksijen tekrar difüze olabilir. Oksijenle birlikte, diğer gazların da yüksek basınçlarından sorumlu olan yüzme kesesinde diğer gazlar tuzlanır.
Mesanedeki gazların kombinasyonu değişir. Sığ su balıklarında, oranlar atmosferinkine çok yakınken , derin deniz balıkları daha yüksek oksijen yüzdelerine sahip olma eğilimindedir. Örneğin, yılan balığı Synaphobranchus'un yüzme kesesinde %75.1 oksijen, %20.5 nitrojen , %3.1 karbon dioksit ve %0.4 argon olduğu gözlemlenmiştir .
Fizikçi yüzücü keselerin önemli bir dezavantajı vardır: mesane patlayacağı için hızlı yükselmeyi yasaklarlar. Fizostomlar gazı " fırlatabilir ", ancak bu yeniden daldırma sürecini zorlaştırır.
Bazı türlerde, özellikle tatlı su balıklarında ( sazan , yayın balığı , yay yüzgeci ) yüzme kesesi , balığın iç kulağı ile bağlantılıdır. Bunlar adlandırılan dört kemikler ile bağlanır Weberyan kemikçikler gelen Weberyen aparat . Bu kemikler, titreşimleri kese ve lagenaya (anatomi) taşıyabilir . Balığın vücut dokularının yoğunluğuna kıyasla düşük yoğunluğu nedeniyle ses ve titreşimleri algılamak için uygundurlar. Bu, ses algılama yeteneğini artırır. Yüzme kesesi, duyarlılığını artırmaya ve işitme duyusunu genişletmeye yardımcı olan ses basıncını yayabilir. Antimora gibi bazı derin deniz balıklarında , iç kulağın ses basıncından bir duyum alabilmesi için yüzücü kese , sakkül makulasına da bağlı olabilir . In kırmızı karınlı pirana yüzme keseleri bir rezonatör olarak ses üretiminde önemli bir rol oynayabilir. Piranhalar tarafından yaratılan sesler, sonik kasların hızlı kasılmaları ile üretilir ve yüzücü kesesi ile ilişkilidir.
Teleostların , mutlak derinliği belirlemek için kullanılabilecek bir mutlak hidrostatik basınç hissinden yoksun olduğu düşünülmektedir . Bununla birlikte, teleostların, yüzücü mesane hacmindeki değişim oranını algılayarak derinliklerini belirleyebilecekleri öne sürülmüştür.
Evrim
Balıklardaki yüzücü kese resmi, bize, aslen tek bir amaç için, yani yüzdürme için yapılmış bir organın, çok farklı bir amaca, yani solunuma dönüştürülebileceği son derece önemli gerçeği açıkça göstermektedir. Yüzme kesesi de bazı balıkların işitme organlarına aksesuar olarak kullanılmıştır. Tüm fizyologlar, yüzücü kesenin homolog olduğunu ya da konum ve yapı olarak daha yüksek omurgalı hayvanların akciğerleriyle "ideal olarak benzer" olduğunu kabul eder : bu nedenle yüzme kesesinin gerçekten akciğerlere veya yalnızca kullanılan bir organa dönüştürüldüğünden şüphe etmek için hiçbir neden yoktur. solunum için. Bu görüşe göre, gerçek akciğerleri olan tüm omurgalı hayvanların, yüzer bir aparat veya yüzen bir mesane ile donatılmış eski ve bilinmeyen bir prototipten sıradan bir nesil tarafından türediği sonucuna varılabilir.
Charles Darwin , 1859
Yüzme keseleri evrimsel olarak akciğerlerle yakından ilişkilidir (yani homolog ) . Geleneksel bilgelik, organizmanın oksijenden yoksun koşullar altında havayı yutmasına izin veren bağırsakla bağlantılı basit keseler olan ilk akciğerlerin, günümüzün karasal omurgalılarının ve bazı balıkların (örneğin, akciğerli balıklar , gar ve bichir ) akciğerlerine evrimleştiğini uzun zamandır savunuyor. ve ışın yüzgeçli balıkların yüzme keselerine . 1997'de Farmer, akciğerlerin kalbe oksijen sağlamak için evrimleştiğini öne sürdü. Balıklarda kan solungaçlardan iskelet kasına ve ancak o zaman kalbe dolaşır. Yoğun egzersiz sırasında kan kalbe ulaşmadan önce kandaki oksijen iskelet kası tarafından kullanılır. İlkel akciğerler, kalbe kardiyak şant yoluyla oksijenli kan sağlayarak bir avantaj sağladı. Bu teori, fosil kayıtları, mevcut hava soluyan balıkların ekolojisi ve mevcut balıkların fizyolojisi tarafından sağlam bir şekilde desteklenmektedir. Gelen embriyonal gelişim, akciğer ve hem mesane bağırsaktan outpocketing olarak köken yüzmek; Yüzme keseleri durumunda, bağırsakla bu bağlantı, daha "ilkel" ışın yüzgeçli balıklarda pnömatik kanal olarak var olmaya devam eder ve daha türetilmiş teleost düzenlerinin bazılarında kaybolur. Hem akciğeri hem de yüzme kesesi olan hayvan yoktur.
Kıkırdaklı balıklar (örneğin, köpekbalıkları ve ışınları) milyon 420 hakkında yıllar önce diğer balıklardan bölünmüş ve bu yapılanmaların bölünme sonra evrildiğini öne keseleri hem akciğerleri yoksun ve yüzmek. Buna uygun olarak, bu balıkların hem heteroserk hem de sert, kanat benzeri pektoral yüzgeçleri vardır ve bunlar yüzme keselerinin olmaması nedeniyle gerekli olan kaldırmayı sağlar. Yüzücü keseleri olan teleost balıkları nötr yüzdürme özelliğine sahiptir ve bu kaldırmaya ihtiyaç duymazlar.
sonar yansıtma
Bir balığın yüzme kesesi, uygun bir frekanstaki sesi güçlü bir şekilde yansıtabilir. Frekans, yüzme kesesinin hacim rezonansına göre ayarlanırsa güçlü yansıma meydana gelir. Bu, balığın bir dizi özelliği, özellikle yüzme kesesinin hacmi bilinerek hesaplanabilir, ancak bunu yapmak için iyi kabul edilen yöntem, yüzücü kesenin yarıçapının yaklaşık olarak daha az olduğu gaz taşıyan zooplankton için düzeltme faktörlerini gerektirir. 5 cm. Bu önemlidir, çünkü sonar saçılımı, ticari ve çevresel açıdan önemli balık türlerinin biyokütlesini tahmin etmek için kullanılır.
Derin saçılma katmanı
İkinci Dünya Savaşı sırasında yeni geliştirilen sonar teknolojisini kullanan sonar operatörleri, gündüzleri 300-500 metre derinliğinde ve geceleri daha az derin olan sahte bir deniz tabanı gibi görünen şey karşısında şaşkına döndüler. Bunun, sonarı yansıtan yüzücü keseleri olan, özellikle küçük mezopelajik balıklar olmak üzere milyonlarca deniz organizmasından kaynaklandığı ortaya çıktı. Bu organizmalar, planktonlarla beslenmek için alacakaranlıkta sığ sulara göç eder. Ay dışarıdayken katman daha derindir ve bulutlar ayı gizlediğinde daha sığ hale gelebilir.
Çoğu mezopelajik balık, günlük dikey göçler yapar , geceleri epipelajik bölgeye hareket eder, genellikle benzer zooplankton göçlerini takip eder ve gün boyunca güvenlik için derinliklere geri döner. Bu dikey göçler genellikle büyük dikey mesafelerde meydana gelir ve bir yüzme kesesi yardımıyla gerçekleştirilir. Balık yukarı çıkmak istediğinde yüzücü kese şişer ve mezoplejik bölgedeki yüksek basınç göz önüne alındığında, bu önemli miktarda enerji gerektirir. Balık yükselirken, yüzme kesesindeki basınç, patlamasını önlemek için ayarlanmalıdır. Balık derinlere dönmek istediğinde yüzücü kesesi söner. Bazı mezopelajik balıklar , sıcaklığın 10 ila 20 °C arasında değiştiği termoklin boyunca günlük göçler yaparlar , böylece sıcaklık değişimine karşı önemli ölçüde tolerans gösterirler.
Derin trol yoluyla örnekleme , fener balıklarının tüm derin deniz balıkları biyokütlesinin %65'ini oluşturduğunu göstermektedir . Gerçekten de, fener balıkları, tüm omurgalıların en yaygın, en kalabalık ve çeşitli türleri arasındadır ve daha büyük organizmalar için av olarak önemli bir ekolojik rol oynar. Fener balıklarının tahmini küresel biyokütlesi 550-660 milyon tondur , bu da yıllık dünya balıkçılığının yakaladığı miktarın birkaç katıdır. Lanternfish ayrıca dünya okyanuslarının derin saçılma katmanından sorumlu olan biyokütlenin çoğunu oluşturur . Sonar , milyonlarca fener balığı yüzücü mesanesini yansıtarak sahte bir dip görünümü verir.
İnsan kullanımları
Bazı Asya kültürlerinde, bazı büyük balıkların yüzücü keseleri bir gıda inceliği olarak kabul edilir. Çin'de balık gırtlağı, 花膠/鱼鳔 olarak bilinirler ve çorba veya güveçte servis edilirler.
Dünyanın en küçük yunus türü olan vaquita'nın yakında yok olmasının arkasında, yok olan bir gırtlak türünün gösteriş fiyatı yatıyor . Sadece Meksika'nın Kaliforniya Körfezi'nde bulunan , bir zamanlar sayısız vaquita artık kritik bir şekilde tehlikede. Vaquita, totoaba'yı (dünyanın en büyük davul balığı ) yakalamak için ayarlanmış solungaç ağlarında ölür . Totoaba, kilogramı 10.000 dolara kadar satabilen gırtlağından dolayı nesli tükenmek üzere avlanıyor.
Yüzme keseleri ayrıca gıda endüstrisinde kolajen kaynağı olarak kullanılmaktadır . Güçlü, suya dayanıklı bir yapıştırıcıya dönüştürülebilirler veya biranın berraklaştırılması için isinglass yapmak için kullanılabilirler . Daha önceleri prezervatif yapmak için kullanılıyorlardı .
Yüzme kesesi hastalığı
Yüzme kesesi hastalığı , akvaryum balıklarında sık görülen bir rahatsızlıktır . Yüzme kesesi bozukluğu olan bir balık, burun aşağı kuyruk yukarı yüzebilir veya akvaryumun üstüne yüzebilir veya dibine batabilir.
Yaralanma riski
Yığın çakma ve hatta sismik dalgalar gibi birçok antropojenik aktivite , gaz kesesine sahip balıklarda belirli miktarda hasara neden olan yüksek yoğunluklu ses dalgaları oluşturabilir. Fizostomlar, diğer hayati organlarda iç yaralanmalara neden olabilecek gaz kesesindeki gerilimi azaltmak için havayı serbest bırakabilirken, fizikoklistler havayı yeterince hızlı atamazlar ve bu da herhangi bir büyük yaralanmadan kaçınmayı zorlaştırır. Yaygın görülen yaralanmaların bazıları patlayan gaz mesane ve böbrek dahil Haemorrhage'i . Bunlar çoğunlukla balığın genel sağlığını etkiler ve ölüm oranlarını etkilemez. Müfettişler, elektromanyetik çalkalayıcıya sahip paslanmaz çelik bir dalga tüpü olan Yüksek Yoğunluklu Kontrollü Empedans Akışkan Dolgulu (HICI-FT) kullandılar. Sudaki uzak alan, düzlem dalga akustik koşullarında yüksek enerjili ses dalgalarını simüle eder.
Diğer organizmalarda benzer yapılar
Sifonoforların , denizanası benzeri kolonilerin, dokunaçları aşağıda seyrederken suyun yüzeyi boyunca yüzmesini sağlayan özel bir yüzme kesesi vardır. Bu organın balıktakiyle ilgisi yoktur.
Galeri
Malacca alışveriş merkezinde yüzme kesesi ekranı
balık gırtlak çorbası
Yüzme kesesi hastalığı , bu dişi ryukin akvaryum balığının baş aşağı yüzmesine neden oldu
Referanslar
Diğer referanslar
- Bond, Carl E. (1996) Balıkların Biyolojisi , 2. baskı, Saunders, s. 283–290.
- Pelster, Bernd (1997) "Derinlikte Yüzdürme" İçinde: WS Hoar, DJ Randall ve AP Farrell (Eds) Derin Deniz Balıkları , sayfa 195–237, Academic Press. ISBN 9780080585406 .