كيفية عمل الجهاز التنفسي في الأسماك الغضروفية

الجهاز التنفسي للأسماك الغضروفية

يتألف الجهاز التنفسي للأسماك الغضروفية من العناصر التالية:

الفم

تستخدم بعض أنواع الأسماك الغضروفية، مثل أسماك الورنك (بالإنجليزية: Skates) وأسماك شيطان البحر (بالإنجليزية: Manta)، الفم لجذب الماء الذي يحتوي على الأكسجين إلى داخل الجسم.

المنخران

تستعمل بعض الأسماك الغضروفية، مثل أسماك الكيميرا (بالإنجليزية: Chimaeras)، المنخرين لإدخال الماء إلى الجسم مع إبقاء الفم مغلقًا معظم الوقت.

الخياشيم

يتراوح عدد خياشيم الأسماك الغضروفية بين 5 إلى 7 أزواج حسب النوع، وتختلف عن خياشيم الأسماك العظمية في أنها ليست مغطاة بغطاء عظمي بل تتصل مباشرة بالماء عبر الفتحات الخيشومية. تقع الخياشيم خلف الفم وإلى جانبه، وتتكون من:

الخيوط الخيشومية

تتضمن الخياشيم صفًا أو صفين من الخيوط الخيشومية (بالإنجليزية: gill filaments) المدعومة بأقواس خيشومية مملوءة بالأوعية الدموية، مما يمنحها لونها الأحمر الزاهي.

تم تصميم الخيوط الخيشومية بحيث يتدفق الماء بجوارها في اتجاه واحد، بينما يتدفق الدم داخلها في الاتجاه المعاكس. هذا يساهم في تعزيز فعالية تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الماء والدم.

الصفائح الخيشومية

تؤدي الخيوط الخيشومية إلى ظهور عدة فروع تُعرف بالصفائح الخيشومية الأولية، والتي تتفرع بدورها إلى الصفائح الخيشومية الثانوية. هذه الصفائح تقوم بامتصاص الأكسجين من الماء المتدفق وتنقله إلى الجسم، بينما تُعتبر المسافات بين الصفائح الخيشومية في بعض الأحيان أكياسًا أو جيوبًا خيشومية (بالإنجليزية: Gill Pouches).

المتنفسات أو الفتحات التنفسية

تمتلك العديد من أنواع الأسماك الغضروفية زوجًا من الثقوب تعرف بالمتنفسات (بالإنجليزية: spiracles)، حيث يقع كل منها بين عين السمكة وفتحات الخياشيم. تُستخدم هذه الفتحات لادخال الماء وتهوية الخياشيم أثناء تغذية القرش أو استراحتها في القاع.

تختلف أشكال المتنفسات ووجودها بين الأنواع المختلفة من الأسماك الغضروفية، كالآتي:

• تمتلك سمكة القرش الممرضة (الاسم العلمي: ginglymostoma cirratum) متنفسات صغيرة, دائرية الشكل.
• تمتلك أسماك القرش السجادية (بالإنجليزية: Orectolobidae) متنفسات طويلة تشبه الشق.

آلية التنفس لدى الأسماك الغضروفية

تشير آلية التنفس لدى الأسماك الغضروفية إلى تفاوت بين الأنواع. وفيما يلي بعض التوضيحات:

آلية تنفس أسماك القرش

تتعلق آلية التنفس لدى أسماك القرش بفتح وإغلاق الفم. عند فتح الفم، يتم توسيع التجويف الفموي البلعومي، مما يؤدي إلى انقباض الجيوب الخيشومية وإغلاق الشقوق البلعومية. وعند إغلاق الفم، ينقبض التجويف الفموي البلعومي وتتمدد الجيوب الخيشومية، مما يسمح بسحب الماء فوق الخياشيم لحدوث تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. مع استمرار إغلاق الفم، ينقبض التجويف الفموي والجيوب الخيشومية، بينما تُفتح الفتحات الخيشومية لطرد الماء.

تحتاج بعض أنواع الأسماك إلى البقاء في حالة حركة لتدوير الماء عبر خياشيمها، في عملية تعرف بتهوية الرام (بالإنجليزية: ram ventilation). بينما تتمتع أنواع أخرى بعضلات متخصصة في الحلق تضخ الماء على الخياشيم حتى في حالة السكون.

آلية تنفس الشفنينات

تستخدم معظم الشفنينات (بالإنجليزية: rays) الفتحات التنفسية لسحب الماء، حيث تُغلق بواسطة صمام خاص في الجزء الأمامي للفتحة. تعمل الطيات الغشائية الموجودة في سقف وقاعدة الفم على توجيه الماء إلى فتحات الخياشيم، مما يمنع تدفقه عبر الحلق.