Milleks on ujumispõis kalade puhul kasulik?

Ujumispõis on hüdrostaatiline organ, mida leidub paljudel kaladel. See mängib ujuvuse juhtimisel olulist rolli, kuid mitte ainult. Lisaks on kalu, kellel neid pole. See artikkel selgitab kõike selle organi kohta, mida meil, inimestel, pole. Samuti räägime teile strateegiatest, mille on välja töötanud kalad, kellel seda pole.

Mis on ujumispõis?

Ujumispõis on gaasiga täidetud kott, mis asub paljude kalade kehas. Selle struktuur ja koostis võivad liigiti märkimisväärselt erineda, kuid selle funktsioon peamine jääb samaks: võimaldab kalal oma ujuvust kontrollida. See võime on kalade jaoks hädavajalik, kuna see mõjutab otseselt nende võimet vees positsioneerida, energiat säästa ja pääseda erinevatele aladele, et toita, paljuneda või kiskjate eest põgeneda.

Ujumispõie asukoht

Ujumispõis asub üldiselt kala kehas selgroo all ja võib ulatuda suure osa selle pikkusest. Selle täpne asukoht ja struktuur võivad olenevalt liigist ja elupaigast erineda.

Paljudel liikidel on ujupõis jagatud kaks tuba, millest igaüks saab iseseisvalt gaasist täita või tühjendada, võimaldades ujuvuse täpsemat kontrolli. Põie sees olev gaas on peamiselt hapnik, kuid see võib sisaldada ka süsinikdioksiidi ja lämmastikku. Segu koostis varieerub olenevalt liigist ja sügavusest.

See organ tekib embrüogeneesi ajal söögitoru sissetungist. See on peamiselt ühendatud söögitoruga pneumaatilise kanali kaudu, mis kas püsib täiskasvanueas (füsostoomkalad nagu karpkala, heeringas, tuur jne) või hävib täiskasvanutel (füüsikalised kalad, nagu arenenud teleostid).

Ujumispõie toimimine

Ujumispõis töötab lihtsal, kuid tõhusal põhimõttel: reguleerides sees sisalduva gaasi kogust, saab kala muuta oma tihedus võrreldes ümbritseva vee omaga, võimaldades sellel ilma pingutuseta teatud sügavusel tõusta, langeda või rippuma jääda.

Vähendades põies gaaside hulka, muutes selle vee suhtes suuremaks ja vähem tihedaks, tõusevad kalad üles. Vastupidi, laskumiseks väljutavad nad gaasi, muutes põie väiksemaks ja suurendades nende tihedust.

Gaasi reguleerimine ujupõies toimub peamiselt kahel viisil: difusiooni teel läbi põie seina verestaeglane protsess, mis sobib peenteks ja pikaajalisteks kohandamiseks või spetsiaalse struktuuri kaudu, mida nimetatakse “ductus pneumaticus“, mis ühendab põie söögitoruga, võimaldades kiiret gaasivahetust väljapoole, mis on praktiline ujuvuse kiireks reguleerimiseks.

Ujumispõis on ka hea juhtimisorgan

Lisaks oma olulisele rollile ujuvuse reguleerimisel võib kalade ujupõis sekkuda teatud kalade, näiteks Ginglymodeside, hingamisse. See mängib “primitiivsete” kopsude rolli, toimides paralleelselt lõpustega.

Ujumispõis võib olla ka resonantskamber helide tekitamiseks ja vastuvõtmiseks. See ujumispõie akustiline funktsioon tõstab esile kalade evolutsioonilise kohanemise keerukuse ja mitmekesisuse nende veekeskkonnaga.

See funktsioon sõltub põie suutlikkusest vibreerima vastuseks välisrõhu muutustele või spetsiifilistele lihaskontraktsioonidele. Kui kalad tõmbavad kokku ujumispõie külge või selle lähedal olevad lihased, võivad nad helitugevust moduleerida ja seeläbi tekitada vibratsiooni, mis levib läbi vee helilainetena.

Suhtlemine ja taju

Ujumispõie tekitatavaid helisid kasutatakse mitmesuguste sotsiaalsete ja käitumuslike funktsioonide jaoks, nagu kurameerimine sigimisperioodil, territoriaalsus, isendi tuvastamine rühmas ja isegi häiremehhanismina, mis annab märku kiskjate olemasolust.

Ujumispõie tundlikkus helilainete suhtes muudab selle elundiks vastuvõtt, võimaldades kaladel tuvastada teiste organismide tekitatud helisid. See akustiline võime aitab kaasa kuulmistundele, mille arendamine on seda olulisem, et nähtavus on piiratud.

Kohanemised süvamere kaladel

Süvamere kalad, nt blobfish, eksponeerida kohandusi elamiseks kõrgsurvekeskkonnas, kus valgust peaaegu polegi. Need liigid, kellel sageli puudub ujupõis, peavad oma ujuvuse reguleerimiseks kasutama muid mehhanisme. Blobfish kasutab seega a želatiinne viljaliha, vähem tihe kui vesi, et säilitada ujuvus ilma ujumise ajal energiat kulutamata. Kuigi need kalad ei saa ujumispõie akustilisest funktsioonist kasu, on nad oma keskkonna tajumiseks välja töötanud muid sensoorseid viise, näiteks tundlikud andurid looma küljes, mis tuvastavad vee vibratsiooni või suurenenud survetundlikkus.

Muud kalad, millel pole ujupõit, hõlmavad raid ja haid, kõhreliste kalade (Chondrichthyes) rühma liikmed. Nende kalade üks peamisi omadusi on nende luustik, mis on oluliselt vähem tihe kui kondise kala oma. Selline tiheduse erinevus vähendab looma üldist kaalu, aidates osaliselt kompenseerida ujupõie puudumist. Sellest kohanemisest üksi aga neutraalse ujuvuse tagamiseks ei piisa.

Raid ja haid kasutavad oma uimed aktiivselt sügavuse muutmiseks ja pinnal püsimiseks. Näiteks haid kasutavad oma võimsaid rinnauimesid, et “libiseda” läbi vee, tekitades tõstejõudu, mis takistab neil uppumast. Reguleerides oma uimede liikumise nurka ja jõudu, saavad nad liikuda üles, alla või teatud sügavusel stabiliseeruda. Laiade tiibadetaoliste rinnauimedega astelraid kasutavad sarnast põhimõtet, “lendavad” laineliste liigutustega läbi vee.

Samuti tutvustavad nad a suur õlirikas maks. Need õlid on vähem tihedad kui vesi, mis aitab kaasa üldisele ujuvusele. Mõnel hail võib maks hõivata kuni 25% kogu kehamassist, mängides otsustavat rolli nende ujuvuse reguleerimisel. Reguleerides nende õlide koostist, saavad haid muuta oma kehatihedust, mis aitab neil end erinevatel sügavustel ilma pideva ujumispingutuseta säilitada.

Lisaks nendele füsioloogilistele kohanemistele võivad mõned haid ujuvuse suurendamiseks pinnalt õhku ahmida ja seda kõhus hoida. Seda strateegiat kasutavad peamiselt haid, kes veedavad palju aega madalas sügavuses.

Seega on ujupõis üks võimalikest arendustest merede asustamiseks, kuid pole ainus lahendus, mille loodus on kalade merekeskkonnas ellujäämiseks välja töötanud.

Autor: Laetitia Cochet – avaldatud 22.03.2024 Mageveekalad Merekalad