Ewolucja i funkcje pęcherza pławnego, Notatki z Biologia

Pobierz Ewolucja i funkcje pęcherza pławnego i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity!

Ewolucja i funkcje pęcherza pławnego

Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela

Pęcherz pławny to powstały z przełyku workowaty narząd hydrostatyczny ryb położony nad przewodem pokarmowym. Pełni różne funkcje – m.in. równoważy ciśnienie hydrostatyczne i zmniejsza ciężar właściwy ciała ryby, co pozwala jej utrzymywać się w bezruchu na różnych głębokościach.

Twoje cele

Omówisz funkcje pęcherza pławnego. Wyjaśnisz, czym jest narząd Webera. Porównasz budowę pęcherza pławnego u różnych gatunków ryb.

Pęcherz pławny nie występuje u ryb chrzęstnoszkieletowych. U ryb kostnoszkieletowych pełni wiele funkcji: u niektórych gatunków jest wykorzystywany do wydawania dźwięków, u innych służy jako rezonator. Na zdjęciu pstrąg źródlany ( Salvelinus fonnalis). Źródło: Derek Ramsey, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.5.

Ewolucja i funkcje pęcherza pławnego

Uważa się, że pierwotnie pęcherz pławny umożliwiał rybom oddychanie tlenem atmosferycznym.

Pęcherz pławny pełni głównie funkcję hydrostatyczną. Zmniejsza ciężar właściwy ciała, co pozwala rybom na swobodne unoszenie się w wodzie pomimo ciężkiego szkieletu. Umożliwia również poruszanie się w płaszczyźnie pionowej, wypełniając się gazami w ilości zależnej od głębokości. U większości gatunków pęcherz pławny wypełniony jest mieszaniną gazów – głównie tlenu, dwutlenku węgla i azotu.

[bold]FUNKCJE [br]PĘCHERZA [br] PŁAWNEGO[/bold]{value=40} Funkcja [br]hydrostatyczna{value=30} Zmniejszanie [br]ciężaru [br]właściwego [br]ryby i regulacja[br]poziomu zanurzenia{value=25} Funkcja [br]narządu [br]oddechowego{value=30} Służy [br]do oddychania [br]powietrzem [br]atmosferycznym{value=25} Odbiór [br]fal [br]dźwiękowych{value=30} Receptor bodźców[br] mechanicznych{value=30} Zmiany ciśnienia[br] hydrostatycznego wody[br] zmieniają stan napięcia[br] ścian pęcherza, co[br] odbierają zakończenia[br] nerwowe{value=30} Wydawanie[br]dźwięków{value=30} Odbieranie dźwięków{value=30} Pełni funkcję rezonatora, [br]pośrednicząc w [br]przenoszeniu sygnałów [br]dźwiękowych w postaci[br]drgań ścian pęcherza[br] ze środowiska [br] przez aparat Webera do[br] błędnika{value=30}

Mechanizm działania pęcherza pławnego. Źródło: Wikimedia Commons, Turbotronbabyjesus9000, licencja: CC BY-SA 4.0.

U ryb dwudysznych pęcherz pławny pełni funkcję narządu oddechowego do oddychania powietrzem atmosferycznym. Może on służyć także do wydawania dźwięków lub odbioru fal dźwiękowych. Zakres odbieranych wrażeń słuchowych zwiększany jest przez narząd (aparat) Webera.

Aparat (aparat) Webera

Aparat Webera wspomaga narząd słuchu spotykany u niektórych ryb (np. karpiowatych i sumowatych). Utworzony jest z kostnych połączeń między pęcherzem pławnym a błędnikiem błoniastym (właściwym narządem słuchu). Służy do przekazywania drgań pęcherza pławnego wywoływanych przez dźwięki wysokiej częstotliwości do ucha wewnętrznego.

Budowa pęcherza pławnego u różnych gatunków ryb

Pęcherz pławny jest cienkościennym błoniastym workiem o zróżnicowanej budowie u różnych gatunków ryb.

Wydzielanie gazów następuje pod wpływem wytwarzania kwasu mlekowego z glikogenu znajdującego się w gruczole gazowym. Zakwaszając krew – wzmaga on rozkład wodorowęglanów na dwutlenek węgla, który jest uwalniany do pęcherza pławnego, oraz odłącza tlen z hemoglobiny, także wydzielany do pęcherza. Obecność kwasu mlekowego obniża rozpuszczalność azotu w osoczu krwi, który również zostaje oddany do pęcherza pławnego.

Więcej informacji na temat mechanizmu przeciwprądowego znajdziesz w lekcji Przeciwprądowe wymienniki ciepła u zwierząt homeotermicznych.

Ciekawostka

Przedstawiciel rodziny kulbinowatych – Bairdiella chrysoura. Źródło: Wikimedia Commons, Laboratorium NOAA/NMFS/SEFSC Pascagoula, domena publiczna.

Pęcherz pławny kulbinowatych (Sciaenidae) z rzędu okoniokształtnych służy do produkcji kleju rybnego, a w Chinach uważany jest za przysmak.

Słownik

błędnik błoniasty

element narządów słuchu i równowagi u kręgowców

dwudyszne

Dipnoi; podgromada ryb mięśniopłetwych (Sarcopterygii), dział ryb kostnych. Ryby te w okresie suszy oddychają głównie pęcherzem pławnym, pełniącym funkcję płuc (ich skrzela są częściowo zredukowane). Badania morfologiczne i embriologiczne

dwudysznych oraz spokrewnionych z nimi trzonopłetwych mają duże znaczenie dla poznania ewolucyjnych dróg kręgowców

sieć dziwna (cudowna)

specyficzny układ naczyń włosowatych układu krążenia, w którym naczynia włosowate powstałe z tętnicy lub żyły ponownie łączą się w naczynie tego samego typu, z jakiego powstały. Poprzeplatane sieci cudowne tętnicze i żylne tworzą często układy wymienników przeciwprądowych, wspomagające mechanizmy termoregulacyjne (m.in. w mięśniach szybko pływających ryb – makreli, tuńczyków) oraz regulacji stężenia i składu gazów w pęcherzach pławnych ryb

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Zaznacz wszystkie główne funkcje pęcherza pławnego.

Wydawanie głosu

Regulacja ciężaru właściwego ryby

Odbieranie bodźców elektromagnetycznych

Regulacja szybkości oddychania wewnątrzkomórkowego

Odbiór fal dźwiękowych

Regulacja zmiany ciśnienia osmotycznego

Oddychanie powietrzem atmosferycznym

Regulacja tętna

Ćwiczenie 2

Wskaż zdania prawdziwe i fałszywe.

Prawda Fałsz Wszystkie ryby mają pęcherz pławny. Główną funkcją pęcherza pławnego u większości ryb jest funkcja hydrostatyczna. U ryb dwudysznych pęcherz pławny jest narządem służącym do oddychania powietrzem atmosferycznym. U większości gatunków pęcherz pławny jest wypełniony jedynie tlenem.

Ćwiczenie 3

Przyporządkuj odpowiedniej rodzinie ryb – okoniowatym i karpiowatym – właściwe opisy.

Okoniowate (Perciformes)

Karpiowate (Cyprinidae)

Pęcherz pławny otwarty

Pęcherz pławny zamknięty

Pęcherz ma połączenie z przełykiem

Dwie komory pęcherza

Pęcherz nie ma połączenia z przełykiem

Jedna komora pęcherza

Ćwiczenie 6

Uzupełnij tekst poprawnymi sformułowaniami.

Pęcherz pławny powstaje w rozwoju embrionalnym jako uchyłek. W ścianie pęcherza pławnego u wielu ryb występuje. Jest to narząd wyspecjalizowany w wydzielaniu gazów do i zapobiegający wchłanianiu ich do .

Jego działanie jest możliwe dzięki istnieniu , czyli specjalnego układu. W odróżnieniu od innych części ciała, w których naczynia , tutaj naczynia. Przeplatanie się powstałych sieci umożliwia stworzenie wymienników , które wspomagają wiele mechanizmów w ciele ryby, m.in. i regulację składu gazów pęcherza pławnego.

chrzęstnoszkieletowych otwartego ściany tchawicy tętnicze przechodzą w żylne promieniopłetwych ściany przełyku krwi wnętrza pęcherza termoregulację

gazowych zamkniętego tętnicze przechodzą w tętnicze, a żylne w żylne

gruczoł gazowy przeciwprądowych naczyń włosowatych sieci dziwnej

naczyń powietrznych

Ćwiczenie 7

„Jednym z (…) objawów jest charakterystyczna deformacja kształtu ciała wskutek obrzęku brzucha, na przestrzeni między odbytem a płetwami brzusznymi. Sekcja ryb wykazuje chroniczny stan zapalny pęcherza pławnego, przy czym w większości przypadków druga komora pęcherza jest zgrubiała i bezpowietrzna. W jamie ciała występuje wtedy duża cienkościenna torbiel, ciągnąca się od pierwszej komory pęcherza pod nerkę i obejmując następnie komorę tylną, przebiega dalej ku tyłowi i dołowi. (…) Przy wytwarzaniu się torbieli wypełnionej gazem punkt ciężkości ryby zostaje przemieszczony ku dołowi. Powstaje wtedy trudność w utrzymaniu normalnego położenia ciała. Chore ryby przyjmują - często na długi okres czasu niejako ,,pozycję do góry brzuchem”, dopiero po spłoszeniu uciekają”.

Przeanalizuj powyższy tekst i określ, czy miejsce położenia pęcherza pławnego w ciele ryby ma wpływ na jego funkcję. Odpowiedź uzasadnij.

Źródło: F. Markiewicz, Zakaźne schorzenie pęcherza pławnego karpi, [w:] „Medycyna Weterynaryjna”, 1966, nr 1, s. 16–17.

Dla nauczyciela

Autor: Anna Juwan

Przedmiot: Biologia

Temat: Ewolucja i funkcje pęcherza pławnego

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym

Podstawa programowa: Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe XI. Funkcjonowanie zwierząt.

1. Podstawowe zasady budowy i funkcjonowania organizmu zwierzęcego. Uczeń:

3. wykazuje związek budowy narządów z pełnioną przez nie funkcją;

2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie.

3. Wymiana gazowa i krążenie. Uczeń: c) podaje przykłady narządów wymiany gazowej, wskazując grupy zwierząt, u których występują,

Kształtowane kompetencje kluczowe:

kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne ( językiem ucznia):

Omówisz funkcje pęcherza pławnego. Wyjaśnisz, czym jest narząd Webera. Porównasz budowę pęcherza pławnego u różnych gatunków ryb.

Strategie nauczania:

konstruktywizm; konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

z użyciem komputera; ćwiczenia interaktywne; analiza grafiki interaktywnej;

analiza tekstu źródłowego; gra dydaktyczna.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przed lekcją:

1. Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia uczniom e‐materiał „Ewolucja i funkcje pęcherza pławnego”. Prosi uczestników zajęć o rozwiązanie ćwiczenia nr 1 z sekcji „Sprawdź się” na podstawie treści w sekcji „Przeczytaj”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy temat lekcji oraz cele zajęć, omawiając lub ustalając razem z uczniami kryteria sukcesu.
2. Rozmowa wprowadzająca. Nauczyciel prosi chętnych/wybranych uczniów o wyjaśnienie, u jakich przykładowych gatunków ryb występuje pęcherz pławny i jakie cechy tego narządu pozwalają mu pełnić jego funkcje.

Faza realizacyjna:

1. Praca z multimedium („Grafika interaktywna”). Nauczyciel wyświetla grafikę interaktywną i wspólnie z uczniami dokonuje jej analizy. Prosi podopiecznych, by opisali mechanizm działania pęcherza pławnego jako narządu hydrostatycznego oraz rezonatora (polecenie nr 1) i wyjaśnili, dlaczego ryby szybko pływające oraz przydenne nie mają pęcherza pławnego (polecenie nr 2). Uczniowie, pracując w parach, formułują wyjaśnienie. Następnie ochotnicy przedstawiają swoje wyjaśnienia na forum klasy, a nauczyciel ocenia ich poprawność.
2. Gra dydaktyczna. Uczniowie dzielą się na zespoły i układają dla innych grup pytania quizowe dotyczące tematu lekcji. Nauczyciel wraz z uczniami określa zasady rywalizacji i punktowania dobrych odpowiedzi (np. gra na czas lub na liczbę