Divejādi elpojošas zivis

Divējādi elpojošas zivis: 1- protopters, 2 – amerikāņu zvīņainais, 3 – ragzobis

            Kas pēc sešu mēnešu sausuma perioda Čadas ezers Āfrikā samazinājās par 1/3 un atsedzās dūņainā grunts, vietējie iedzīvotāji devās makšķerēt, ņemot līdzi… kapļus. Tie meklēja nelielus pauguriņus uz grunts, kas pēc izskata atgādina kurmju rakumus, no kurienes izraka mālainas kapsulas ar zivi, kas tajā salocījusies kā matu saspraude.

            Šo zivi sauc par protopteru (Protopterus) un to pieskaita divējādi elpojošo zivju apakšklasei¹ (Dipnoi). Kopā ar žaunām šīm zivīm ir vēl arī 2 plaušas – izskatu izmainījis peldpūslis, caur kapilāriem caurvītām sieniņām veic gāzu apmaiņu.

Divējādi elpojošo zivju arteriālās asinsrites shēma: 1-4 – pirmais līdz ceturtais žaunu pāru arteriālais loks; 5 – muguras aorta; 6 – vēdera aorta; 7 – plaušu artērija; 8 – plaušu vēna.

            Atmosfēras gaisu zivis ieelpo caur muti, paceļoties līdz ūdens virsmai. Sirds priekškambaros ir daļēja šķērssieniņa, kas turpinās arī kuņģī. Venozās asinis no ķermeņa orgāniem, nokļūst labajā sirds priekškambarī un labajā kuņģa maisiņa pusē, bet asinis no plaušām nokļūst sirds kreisajā pusē. Tālāk ar skābekli bagātās asinis no plaušām pamatā nokļūst tajos asinsvados, kas iet cauri plaušām uz galvu un citiem ķermeņa orgāniem, bet asinis no kreisās sirds puses, tāpat iziet cauri plaušām un nokļūst pamatā asinsvados, kas iet uz plaušām. Un lai arī skābekli bagātās un nabadzīgas asinis daļēji sajaucas sava starpā gan sirdī, gan asinsvados, tomēr var teikt, ka divējādi elpojošam zivīm ir divu loku asinsrites sistēmas iezīmes.

            Divējādi elpojošas zivis ir ļoti sena zivju grupa. To atliekas atrod devona perioda paleozoja iegulās. Ilgu laiku divējādi elpojošās zivis bija zināmas tikai pēc pārakmeņojošām paliekām, un tikai 1835. gadā noteica, ka Āfrikā mītošais protopters ir divējādi elpojoša zivs. Kopuma izrādījās, ka līdz mūsu dienām izdzīvojuši 6 šīs grupas pārstāvji: Austrālijas ragzobis no vienas plaušas zivju kārtas, amerikāņu zvīņainā zivs – divu plaušu zivju kārtas pārstāvis un četras Āfrikas Protopterus zivju sugas, arī no divu plaušu zivju kārtas. Tas visas tāpat ka to senči ir saldūdens zivis.

            Austrālijas ragzobis (Neoceratodus forsteri) dzīvo ļoti nelielā teritorijā – Bernet un Meri upes baseinā Austrālijas ziemeļaustrumu daļā. Šī lielā zivs izaug līdz 175cm un sver līdz 10kg. Masīvais ragzobja ķermenis ir no sāniem saspiests un klāts lielām zvīņām, bet gaļīgās pāra spuras atgādina pleznas. Ragzobja krāsojums ir vienveidīgos toņos – no rudi brūna līdz zili pelēkam, vēders gaišs.

Austrālijas ragzobis (Neoceratodus forsteri)

            Šī zivs dzīvo upēs ar lēnu straumi, blīvi aizaugušu grunti un peldošiem ūdensaugiem. Ik pēc 40-50 min. rabzobis uzpeld un ar troksni izelpo gaisu no plaušām – izdodot raksturīgu kunkstošu rukšķošu skaņu, kas labi dzirdama pat no liela attāluma. Veicot ieelpu, zivs atkal nolaižas uz grunts.

            Lielu laika daļu ragzobis pavada dziļu atvaru dibenā, kur guļ uz vēdera vai stāv atspiedies uz savu pleznas viedīgo asti. Meklējot barību – dažādus bezmugurkaulniekus – tas lēni rāpo un dažbrīd arī „staigā”, atspiežoties uz pāra spurām. Peld tas lēni un tikai tad ja to sabiedē, izmantojot savu spēcīgo asti, paradot spēju ātri, strauji kustēties.

            Sausuma sezona, kad upes izžūst, ragzobis pārceļas uz dziļām bedrēm, kur ūdens saglabājas visilgāk. Kad saulē uzkarsētā ūdenī, faktiski bez skābekļa mirst zivis, kā rezultāta pūstot ūdens paliek par smirdīgu zampu, ragzobis pateicoties savai plaušu elpošanai izdzīvo. Ja ūdens izžūst pilnībā, šī zivs tomēr mirst, jo atšķirība no saviem Āfrikas un Dienvidamerikas radiniekiem nevar doties guļā.

            Ragzobju nārsts notiek lietus sezonas laikā, kad upes ir ūdeņu pārbagātas un ūdens ir labi aerēts. Lielus, 6-7mm diametrā, ikrus zivs iznērš uz peldošiem augiem. Pēc 10-12 dienām izšķiļas mazuļi, kuri līdz dzeltenuma maisiņa uzsūkšanas brīdim guļ uz grunts pa retam nopeldot nelielus attālumus. Pēc 14 dienam no izšķilšanās brīža, mazuļiem sāk veidoties krūšu spuras un no šī mirkļa, iespējams, sāk funkcionēt plaušas.

            Ragzobim ir garšīga gaļa un to ir viegli noķert, līdz ar to zivju populācija ir strauji samazinājusies. Šobrīd ragzobjus sargā un mēģina tos aklimatizēt citās Austrālijas ūdenstilpnēs.

            Ar ragzobjiem saistīta viena no slavenākām zooloģijas mistifikācijām. 1872. gada augustā Brisbeinas muzeja direktors aizbrauca uz Austrālijas ziemeļaustrumu daļu. Vienreiz viņam paziņoja, ka par godu viņam izgatavos īpašas brokastis, kurām iezemietes noķēris retu zivi – aptuveni 8-10 jūdzes no nometnes vietas. Un tiešam direktors ieraudzīja savada izskata zivi: gars masīvs ķermenis klāts zvīņām, spuras ka pleznas, bet purns atgādināja pīles knābi. Zinātnieks uzskicēja šo dīvaino radījumu, un atgriežoties no ceļojuma, skices nodeva F.De Kastelnau – vadošajam Austrālijas ihtiologam. Kastelnau nevilcinoties pēc zīmējuma aprakstīja jaunu zivju sugu - Ompax spatuloides. Tam sekoja vētrainas diskusijas par jaunas sugas radniecību un tās vietu klasifikācijas sistēmā. Strīdiem bija daudz iemeslu, jo Ompax spatuloides apraksta bija daudz neskaidrību un nebija ne vārda par zivs anatomiju. Centieni iegūt jauno sugu bija neveiksmīgi. Uzradās skeptiķi, kas apgalvoja, ka šāda zivs neeksistē. Tomēr mistiskais Ompax spatuloides turpmakos 60 gadus tika pieminēts visos Austrālijas faunas aprakstos. Šī mīkla atrisinajas negaidīti – 1930. gadā „Sidnejas biļetenā” parādījās anonīma autora raksts. Raksta informēja, ka ar lādzīgo Brisbejas muzeja direktoru ir izspēlēts joks, jo pasniegtais Ompax bija pagatavots no zuša aizmugurējas daļas, kefalas ķermeņa un galvas, ragzobja krūšu spurām un pīļknābja purna. No virsas šis radījums tika veiksmīgi nomaskēts ar ragzobja zvīņām…

Protopterus annectens

            Āfrikas divējādi elpojošām zivīm – protopteriem – ir diegveida spuru pāri. Lielakais no 4 veidiem ir lielais protopters (Protopterus aethiopicus), kura garums var būt līdz 1.5m, kamēr parastā protoptera (P.amphibius) garums ir 30cm.

            Šīs zivis peld izliecot ķermeni līdzīgi kā čūskas vai zuši, bet pa grunti tas pārvietojas ar spurām līdzīgi kā to dara tritoni. Spuru āda ir neskaitāmas garšas kārpiņas – kā tikko spura pieskaras ēdamam prieksmetam, zivs pagriežas un sakampj medījumu. Ik pēc laika protopteri paceļas līdz ūdens virsmai un caur nāsīm² ieelpo gaisu.

            Protopteri dzīvo Centrālajā Āfrikā, upēs un ezeros, kuras tek cauri purvainām vietām, kas regulāri applūst un izžūst. Ūdens tilpnei izžūstot, kad ūdens līmenis krītas līdz 5-10cm, protopteri sāk rakt alas. Zivis paņem grunti mutē un izmet uz augšu caur žaunu spraugām. Izrokot vertikālu eju, protopteri tas gala veido paplašinājumu, kurā izvietojas saliecoties līkuma ar galvu uz augšu. Kamēr ūdens vēl nav izžuvis, zivs ik pa brīdim paceļas līdz ūdens virsmai, lai ieelpotu. Kad ūdens līmenis sasniedz grunts dūņu virsējo mitro slāni, daļa dūņu iebirst ala un to noslēdz. Pēc tam protopterus vairs alu nepamet. Kamēr dūņu korķis eja vel nav izžuvis, zivs to ar purnu baksta, noblīvējot to no apakšas un piepaceļot kā vāciņu. Izžūstot šāds vāciņš ir pietiekami porains un laiž cauri pietiekami daudz gaisa, lai uzturētu guļošas zivs dzīvību. Kad vāciņš ir izžuvis, ūdens alā paliek staipīga no protoptera izdalīto gļotu pārpilnības. Žūstot gruntij ūdens līmenis alā samazinās un beigās vertikāla eja paliek par gaisa kameru, bet zivs sastingst saliekusies paplašinājumā. Tai apkārt veidojas blīvi ādai piegulošs gļotu kokons, kura augšēja daļā ir šaura eja, caur kuru gaiss piekļūst zivs galvai. Šādā stāvoklī protopters gaida nākamo lietus sezonu, kura iestāsies pēc 6-9 mēnešiem. Laboratorijas apstākļos protopterus turēja guļā ilgāk par 4 gadiem un eksperimenta beigas zivis veiksmīgi pamodās.

Dūņās ieracies protopters

            Guļas laikā protopteram strauji samazinās vielmaiņas intensitāte, bet tomēr zivs 6 mēnešu laikā zaudē 20% no sākotnējās masas. Tā kā organisms enerģiju galvenokārt iegūst nevis sadalot taukus, bet gan muskuļu audus, tad zivs ķermenī uzkrājas slāpekļa apmaiņas produkti. Aktīvā perioda laikā tas izvada galvenokārt amonjaka veidā, bet guļas laikā amonjaks pārtop mazāk toksiskā urīnvielā, kuras daudzums audos guļas beigās ir 1-2% no zivs kopējās masas. Mehānismi stabilai organisma pastāvēšanai pie tik augstas urīnvielas koncentrācijas vel nav noskaidroti.

            Ūdenim atgriežoties ūdenstilpnēs lietus sezonās laikā, grunts pakāpeniski izmirkst, ūdens piepilda gaisa kameru un protopters, pārraujot kokonu, sāk periodiski izbāzt galvu un ieelpot atmosfēras gaisu. Kad ūdens jau nosedzis tilpnes dibenu, protopters pamet alu. Drīz vien urīnvielas tiek izvadītas caur žaunām un aknām.

Lielā protoptera mazulis

            Pēc mēneša, kad zivs pametusi alu, protopteriem iestājas nārsta laiks. Šajā laika tēviņš uz grunts starp augiem rok speciālu nārsta alu, kurā ievilina vienu vai vairākas mātītes, katra no tam iznērš ~5000 3-4mm lielus ikrus. Pēc 7-9 dienām izšķiļas mazuļi ar lieliem dzeltenuma maisiņiem un 4 pāriem ārēju zarotu žaunu. Ar specialu cementēšanas dziedzeri mazuļi nostiprinās uz alas sieniņām.

            Pēc 3-4 nedēļām dzeltenu maiss ir uzsūcies un mazuļi sāk aktīvi peldēt, baroties un pamet alu. Šajā laika tie zaudē vienu ārējo žaunu pāri, atlikušie 2 vai 3 žaunu pāri var saglabāties vēl vairākus mēnešus. Jaunajam protopteram 3 ārējie žaunu pāri saglabājas, līdz tas nav sasniedzi pieaugušas zivs izmērus.

            Pametot nārsta alu, mazuļi kādu laiku peld tai cieši blakus un pie mazākām aizdomām par briesmām, ātri paslēpjas atpakaļ alā. Visu šo laiku tēviņš atrodas pie alas un to aktīvi aizsargā, uzbrūkot pat cilvēkiem.

            Tumšais protopterus (P.dolloi) sastopams Kongo un Ogoves upju baseinā, dzīvo purvainās vietas, kur pazemes ūdeņu slānis saglabājas arī sausuma periodā. Kad virsējie ūdens slāņi vasarā izgaro, šī zivs, tāpat ka tās radinieki, ierokas grunts dūņās, līdz pat šķidrajam dūņu slanim vai pazemes ūdeņu līmenim. Tur iekārtojies tumšais protopters pārcieš sausuma sezonu, neveidojot kokonu un ik pa laikam paceļoties līdz virsmai ieelpot svaigu gaisu.

            Tumšā protoptera ala sākas ar slīpu eju, kuras paplašināto daļu zivs izmanto arī nārstam. Pēc vietējo makšķernieku stāstiem, šādas alas, ja tās neizjauc plūdi, kalpo zivij 5-10 gadus. Sagatavojot alu nārstam, tēviņš gadu no gada tai apkārt apaudzē dubļu kalniņu, kas var sasniegt 0.5-1m augstumu.

            Protopteri piesaistījuši miga zāļu veidojošo zinātnieku uzmanību. Anglijas un Zviedrijas bioķīmiķi cenšas izdalīt „miega” vielas no dzīvnieku organismiem, kas dodas guļā, tai skaita arī no protopteriem. Kad ekstraktus no aizmigušu zivju smadzenēm ievadīja laboratorijas žurku asinsritē, to temperatūra strauji samazinājās un tās iemiga tik ātri, ka likās, ka tās noģībst. Miegs ilga 18 stundas. Kad žurkas pamodās, nebija nekādu pazīmju, ka tās būtu gulējušas. Ekstrakts no aktīvam protopteru zivīm, žurkām neizraisīja nekādu efektu.

            Amerikāņu zvīņainās zivis (Lepidosiren paradoxa) jeb lepidosirēna – ir divējādi elpojošo zivju pārstāvis, kas mīt Amazones baseinā. Tās garums ir 1.2m. Pāra spuras ir īsas. Dzīvo lepidosirēnas galvenokārt īslaicīgas ūdenstilpnēs, kuras ar ūdeni piepildās tikai lietus sezonas un plūdu laikā un barojas galvenokārt ar dzīvo barību – moluskiem. Iespējams ēd arī augus.

            Kad ūdenstilpne sāk žūt, lepidosirēna gruntī sāk rakt alu, kura paslēpjas tāpat kā protopteri, nobloķējot alas ieeju ar grunts korķi. Šīs zivis kokonu neveido – gulošas zivs ķermeni ieskauj gļotas, kuras mitrina apkārt esošie grunts ūdeņi. Atšķirība no protopteriem, galvenais enerģijas avots guļas laikā ir uzkrātais tauku slānis.

            Pēc plūdu sākšanās pēc 2-3 nedēļām lepidosirēnas sāk nārstu. Tēviņš rok vertikālu alu, dažreiz tā pie gala ieliecas. Dažas alas ir 1.5m garas un 15-20cm platas. Alas galā zivs sanes lapas un zāli, uz kuras mātīte iznērš 6-7mm diametra ikrus. Tēviņs paliek alā un apsarga ikrus un jaunās zivtiņas. Zivs ādas gļotai ir koagulirējošas spējas un tas attīra alas ūdeni no duļķēm. Bez tam šajā laikā uz vēdera spurām attīstās asinsvadiem pārbagāti 5-8cm gari ādas izaugumi. Daži ihtiologi uzskata, ka mazuļu aprūpes laikā lepidosirēnas neizmanto plaušu elpošanu un šie izaugumi kalpo kā papildus ārējās žaunas. Ir arī pretējs viedoklis – paceļoties līdz ūdens virsmai un ieelpojot gaisu, tēviņš atgriežas atpakaļ alā un daļu skābekļa caur asins kapilāriem atdod alā esošajam ūdenim, kurā attīstās ikri un mazuļi. Lai vai kā, bet pēc nārsta beigām šie izaugumi pazūd.

            No ikriem izšķīlušajiem mazuļiem ir 4 pāri spēcīgi sazarotu ārējo žaunu un cementējošs dziedzeris, ar kuru tie nostiprinās pie alas sienas. Aptuveni pēc 1.5 mēneša, kad mazuļi sasniegusi 4-5cm izmēru, tie sāk elpot ar plaušām un ārējās žaunas uzsūcas. Šajā laika mazuļi pamet alu.

            Vietējie iedzīvotāji augstu vērtē lepidosirēnas gaļu un intensīvi makšķerē šīs zivis.

Literatūra

Dzīvnieku dzīve 4. daļa 1. nodaļa. Zivis. – M.: Просвещение, 1971.

Zinātne un dzīve; 1973, Nr.1; 1977, Nr.8.

Наумов Н.П., Карташев Н.Н. Mugurkaulnieku zooloģija 1.d. Zemākās kārtas hordu, bezžokļu dzīvnieki, zivis, abinieki: biologa rokasgrāmata. – M.: Высшая школа, 1979.

¹ pēc citiem uzskatiem divējādi elpojošie (Dipneustomorpha) – ir Sarcopterygii virskārta.

² vairumam zivju nāsis nodalītas, bet divējādi elpojošam zivīm tas ir savienotas ar mutes dobumu

Rakstu tulkoja Normunds Griķītis

Raksta autore Т.Н.Петрина no bio.1september.ru