Почему мы не можем дышать под водой?

Как и людям, рыбам для выживания нужен кислород. Он помогает высвободить энергию, которая питает наши тела в процессе дыхания. Когда мы дышим, выделяется углекислый газ. Люди втягивают кислород из воздуха в легкие, чтобы было легче дышать. Однако, как оказалось, рыбам приходится гораздо тяжелее.

По данным Департамента природных ресурсов Айовы, чтобы дышать, рыбы должны вытягивать молекулы кислорода, растворенного в воде, с помощью жабр. Однако количество кислорода в воздухе намного выше, чем в воде. Это означает, что рыбам гораздо труднее дышать, чем людям.

Рыбы набирают в рот воду так же, как мы вдыхаем воздух, открывая и закрывая рот. Затем эта вода фильтруется через жабры — органы с множеством перистых нитей, состоящих из белковых молекул. Нити выглядят как крошечные щетинки на щетке. У них имеются тысячи кровеносных сосудов, которые помогают кислороду попасть в кровоток. Этих сосудов намного больше, чем в легких человека. Их количество дает гораздо большую поверхность для прохождения кислорода. Это помогает им вытягивать растворенный кислород из воды и высвобождать углекислый газ обратно.

Разница в конструкции легких и жабр — основная причина, по которой люди не могут дышать под водой. Жабры гораздо лучше вытягивают кислород из воды, чем легкие. Около 75% кислорода, проходящего через жабры рыбы, извлекается наружу.

Рыбы также потребляют меньше энергии для жизни, чем млекопитающие, поэтому им требуется меньше кислорода. Однако он им все-таки нужен — вода с низким содержанием кислорода для рыб смертельна. Бескислородные и гипоксические зоны, иногда называемые мертвыми, представляют собой участки океана, где кислорода настолько мало, что даже рыба не сможет выбраться оттуда живой.

Если под водой настолько тяжело, то почему бы рыбам просто не дышать воздухом, как мы? На самом деле все просто: жабрам нужна вода, чтобы сохранить структуру и предотвратить разрушение тонких тканей. Так же, как люди тонут под водой, рыбы могут утонуть в воздухе. Если их жабры слишком долго находятся на открытой поверхности, они разрушаются, в результате чего рыба задыхается.

Однако существуют особые виды рыб, которые могут дышать под водой намного легче остальных. Их назвали лабиринтовыми (ползуновидными) в честь запутанных органов, похожих на легкие, которые имеют множество лабиринтных отсеков. Эти органы помогают разным видам рыб, в том числе петушкам, гурами и райским рыбкам, дышать воздухом, как это делают люди.

Миллионы лет эти рыбы и их предки жили в водах с очень низким содержанием кислорода. Сегодня лабиринтовые виды способны свободно вынырнуть на поверхность и использовать запутанные органы для освежающего глотка воздуха. Так, они могут часами выживать вне воды.

━━━━━

Анастасия Дегтярева