Кому живется легче: человеку или рыбе? У рыбы нет горящих сроков на работе, зато такое простое действие, как дышать, для неё — трудная задача. Мы же никогда о дыхании не задумываемся (если это не урок йоги или насморк). Вода в 800 раз плотнее, в 60 раз вязче и содержит в 30 раз меньше кислорода, чем воздух. Это значит, что, дыша воздухом, нам нужно делать меньше вдохов, чем если бы мы дышали водой, чтобы получить то же количество кислорода.
На данный момент известно около 370 видов воздуходышащих рыб. И среди этих особенных рыб есть ещё более особенные. Мангровый ривулус (Kryptolebias marmoratus) за неимением других вспомогательных органов дыхания научился дышать кожей!
Поскольку воздух богаче кислородом, делать «вдохи» нужно реже. В жабрах у рыб имеются специальные нейроэпителиальные клетки-рецепторы, которые чувствуют недостаток кислорода (гипоксию) в воде, а также рецепторы внутри тела, которые определяют недостаток кислорода в крови. У ривулуса такие рецепторы есть на коже. Когда они чувствуют нехватку кислорода, ривулус увеличивает кровоток кожного покрова. У этой рыбки капилляры находятся в пределах 1 микрометра от поверхности кожи, что обеспечивает очень короткое диффузионное расстояние между воздухом и кровью. У нас с вами минимум 50 микрометров. Таким образом, кислород просачивается из воздуха в кровь напрямую. Чем дольше рыба находится на воздухе, тем больше капилляров она наращивает в коже.
Когда рыба находится вне воды, ей нужно не только переносить кислород и углекислый газ по телу, но и поддерживать гомеостаз — стабильное внутреннее состояние: предотвращать накопление потенциально токсичных азотистых отходов и сохранять баланс ионов и воды. Когда мы перевариваем белки (у нас и у рыб в том числе), образуется аммиак. Аммиак токсичен, поэтому его нужно выводить из организма. И представьте: эволюция продумала, как выводить этот токсин. Вот если бы и наше тело умело выводить токсины! Постойте, ведь оно и так умеет. Но сегодня речь не о нас. Рыбы выделяют аммиак в виде газа через жабры. Мангровый ривулус вне воды выделяет аммиак другими путями или преобразует его в менее токсичные соединения, например, мочевину или глутамин.
Самой большой проблемой для рыб-воздухоплавателей является обезвоживание. Поэтому амфибийные рыбы и ривулус в том числе научились выделять защитный слой слизи на своей коже. Они также изменяют обмен веществ, чтобы экономить воду.
Так почему же рыбы подвергают себя таким мучениям? Не все сородичи так делают, лишь некоторые избранные. Например, в случаях, когда ресурсы становятся ограниченными, в водоёме появляется хищник или же ради поиска любви. Выйти из зоны комфорта своего водоёма или нет также зависит от пола. Самцы рыб-амфибий перемещаются по суше чаще самок, особенно при наличии хищников.
Чтобы добраться до следующего водоёма, мангровые ривулусы выпрыгивают из воды и скачут в сторону следующего, преодолевая невероятные расстояния по суше и ориентируясь на мерцание воды. Иногда они перемещаются на расстояния более 15 длин своего тела, что равно прыжку человека через теннисный корт. Гормон стресса — кортизол — позволяет рыбкам прыгать так далеко.
Источники:
Wright, Patricia A. "Environmental physiology of the mangrove rivulus, Kryptolebias marmoratus, a cutaneously breathing fish that survives for weeks out of water." (2012): 792-800.
iflscience, Rachael Funnell, Tail-Breathing Killifish Can Travel 6,000 Times Their Body Length On Land
Sayer, Martin DJ. "Adaptations of amphibious fish for surviving life out of water." Fish and Fisheries 6.3 (2005): 186-211.
Espírito‐Santo, Helder Mateus Viana, Jefferson Gomes Sodré, and Jansen Zuanon. "He leaps, she beats: The role of social interactions on the overland movements of an Amazonian amphibious killifish." Ecology of Freshwater Fish 28.3 (2019): 356-364.
Gibb, Alice C., et al. "Fish out of water: terrestrial jumping by fully aquatic fishes." Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology 315.10 (2011): 649-653.
Dichiera, Angelina. "Mangrove killifish are stressed for success." Journal of Experimental Biology 227.3 (2024).
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Самая медленная гонка в мире