Ocena brak

Jak pływają ryby?

Autor /Trek Dodano /31.01.2012

Ryby należą do pierwszych kręgowców, które pojawiły się na świecie. Przez miliony lat wykształcały przystosowania do warunków, w których żyją. Doskonale poradziły sobie z trudnościami, jakie stwarza pływanie pod powierzchnią wody. Poruszają się w swym wodnym środowisku z gracją, optymalnie wykorzystując energię ruchów.

Ryby żyją w bardzo dogodnych warunkach. Woda, którą zamieszkują, nie tylko dostar­cza im pokarmu i tlenu, lecz także podtrzy­muje ich ciała dzięki sile wyporu i czyni pozornie lżejszymi, niż są w istocie. Woda chłodzi także ciało ryby, co pozwala utrzymać jej mięśnie we właściwej temperaturze pracy. Wszystko to spra­wia, że ruchy ryb są płynne i wydajne, a niektóre gatunki biją, zapierające dech w piersiach, rekor­dy szybkości i wytrzymałości.

Fale ciała
Woda jest stosunkowo gęstą substancją - ma gęs­tość porównywalną do gęstości ciała ryby, która w niej się porusza. Dlatego ośrodek ten stawia sto­sunkowo duży opór. Obiekty o opływowym kształ­cie mogą się jednak poruszać w wodzie z łatwo­ścią. Można to sprawdzić, przeprowadzając prosty eksperyment. Machamy szybko w wodzie szeroko rozłożoną dłonią, a następnie robimy to samo, ukła­dając dłoń równolegle do kierunku ruchu. W pierw­szym przypadku wysiłek wkładany w ruch jest o wiele większy niż w drugim. W swej technice pływania większość gatunków ryb wykorzystuje to zjawisko. Ryby są albo płaskie, jak ludzka dłoń, albo mają kształt wrzecionowaty, tak że prześli­zguje się w wodzie z łatwością tylko w jednym kie­runku: do przodu.
Kiedy ryba wygina swe ciało, ruch ten popycha ją do przodu, a nie na boki, wzdłuż linii najmniej­szego oporu. Ciało ryby regularnie faluje i zwie­rzę płynie naprzód. Każda fala przesuwa się od gło­wy do ogona i spotyka się z oporem wody. Niektóre ryby o wydłużonym kształcie, takie jak na przy­kład węgorze, poruszają się wyłącznie według tej zasady i pływają wyginając wężowato ciało. Jednak większość gatunków rozwinęło kilka udoskonaleń.
Najważniejszym spośród nich jest płetwa ogo­nowa. Prawie wszystkie gatunki ryb posiadają sze­roki, spłaszczony ogon, który w wodzie działa jak łopatka turbiny. U typowej ryby, takiej jak na przy­kład pstrąg, główną funkcją tego narządu jest wzmocnienie efektu falowania ciała. Największa część siły popychającej ciało ryby do przodu może być wytwarzana ruchami ogona.

Prędkość i wytrzymałość
Istnieją dwa rodzaje mięśni: białe i czerwone. U większości gatunków wielkie bloki mięśniowe, które otaczają rybi kręgosłup, są utworzone z tak zwanych mięśni białych (nazwa ma związek z ogra­niczonym przepływem krwi przez te mięśnie). Dobry przepływ niosącej tlen krwi nie jest koniecz­ny, ponieważ mięśnie białe są napędzane przez węglowodan zwany glikogenem, który jest zamie­niany w energię bez obecności tlenu.
Ilość wyzwolonej w tym procesie energii może być tak wielka, że jej nadmiar staje się problemem. Podczas rozkładu glikogenu powstaje kwas mle­kowy, który blokuje mięśnie i uniemożliwia ich pracę. Wobec tego kwas mlekowy musi być usu­nięty z mięśni w drodze utlenienia - procesu powol­nego i bolesnego.
Z tego powodu rybie białe mięśnie są używane tylko w szybkich pogoniach za ofiarą lub w czasie ucieczki przed drapieżnikami. Kiedy ryba pływa spokojnie i równo, główną część pracy potrzebnej do wprawienia jej ciała w ruch wykonują, ułożone w cieńszą warstwę mięśnie czerwone, które pra­cują całkowicie odmiennie niż mięśnie białe.
Mięśnie czerwone zawdzięczają swą barwę in­tensywnemu dopływowi krwi. Krew niesie cukrow­ce, tłuszcze i tlen, które w mięśniach reagują ze sobą i wytwarzają energię. Ilość wyprodukowanej energii jest umiarkowana lecz stała; produkty szko­dliwe są odbierane i mięsień nigdy się nie męczy. Tak długo jak ryba pobiera pokarm i pochłania tlen, może się ona poruszać. Zapewnia jej to ciągły prze­pływ wody przez skrzela, umożliwiający zwierzę­ciu oddychanie.

Siła płetw
Płetwy u ryb takich jak pstrąg i makrela są wyko­rzystywane jako stery i stabilizatory, jednak u nie­których gatunków przekształciły się one w organy napędowe. Wolno pływające ryby często „wiosłu­ją" płetwami piersiowymi; niektóre gatunki, takie jak na przykład kostera, której ciało jest pokryte płytkami kostnymi i której przekrój poprzeczny jest niemal kwadratowy, a więc mało opływowy, nie potrafią zdobyć się na nic więcej. U płaszczek, takich jak manta, płetwy piersiowe powiększyły się, przybierając kształt skrzydeł, których wy machy posuwają rybę do przodu w bardzo podobny sposób jak skrzydła u ptaka. Sposób ten jest tak efek­tywny, że ogony większości płaszczek stały się cienkie i nie odgrywają roli napędu.
Długie płetwy piersiowe rekinów są właśnie jak skrzydła, lecz pełnią inną funkcję. Ciało rekina ma większą gęstość niż otaczająca woda, tak więc rekin mógłby utonąć. Rekin pokonuje tę trudność pły­wając z płetwami piersiowymi rozłożonymi sze­roko jak skrzydła odrzutowca. Płetwy jego mają taki sam profil jak skrzydła samolotu, tak więc pły­nąc do przodu, rekin unosi się ku górze - w kie­runku przeciwnym do zwrotu siły grawitacji.
Płetwa ogonowa szybko pływającej ryby, takiej jak na przykład włócznik, jest podobnie wyprofilowana, toteż kiedy ryba nią macha, wzbudza siły „ciągnące" ciało od przodu i popychające z tyłu. Efekt tej kombinacji jest tak silny, że włócznik może pływać cały dzień z prędkością ok. 50 km/godz., a na krótkich dystansach osiągać prędkość do 100 kilometrów na godzinę, czyli tak szybko jak moto­rówki z silnikami o bardzo dużej mocy.
Osiągnięcie takich prędkości nie byłoby możli­we, gdyby ryba nie miała opływowego kształtu. A włócznik jest doskonale opływowy. Jego oczy, płetwy i pokrywy skrzelowe są wyprofilowane tak, jak części odrzutowca, a ponieważ pruje do przo­du jak rakieta, jego wydłużony pysk rozcina gęstą wodę, umożliwiając gładkoskóremu ciału prze­ślizgiwanie się w wodzie prawie bez wywoływania fali. Im szybciej ryba płynie, tym więcej wody ob­mywa jej skrzela i tym więcej tlenu dostaje się do krwi, aby mógł on być wykorzystany do procesów uwalniania energii. Mechanizm ten jest tak wydaj­ny, że w porównaniu z nim sposoby oddychania zwierząt lądowych wydają się być prymitywne i wymagające zbyt wielkiego wysiłku.
Niewiele ryb może równać się prędkością pły­wania z włócznikiem, jednak większość gatunków osiąga podobną wydajność ruchu. Nawet znana „złota rybka" potrafi płynąć do przodu w akwa­rium tylko dzięki wymachom ogona. Obserwując sposoby pływania ryb można dojść do wniosku, że spośród wszystkich organizmów na Ziemi ryby poruszają się najefektywniej.

■ Niektóre ryby płastugowate poruszają się dzięki sile odrzutu, nabierając wody do pyska i wypuszczając ją pod ciśnieniem przez skrzela.
■ Pławikoniki (koniki morskie) poruszają się w wodzie wymachując swymi małymi płetwami grzbietowymi. Jest to ich jedyny organ napędowy.
■ Większość ryb kościstych może regulo­wać swoją siłę wyporu napełniając gazem pęcherze pławne, które są narządami hyd­rostatycznymi. Dzięki temu ryba może stać bez ruchu w wodzie na dowolnie wybranej głębokości.
■ Niektóre gady lądowe wykorzystują po­dobną do rybiej technikę poruszania się, aby przesuwać się w sypkim piasku. Należy do nich scynk aptekarski - gatunek jasz­czurki beznogiej, która „pływa" w piasku wyginając swe ciało na boki, tak jak to robi węgorz.

Podobne prace

Do góry