Жабры обеспечивают обмен газами между организмом и водой. Кислород диффундирует через тонкую влажную поверхность в кровь или другую транспортную жидкость, а углекислый газ движется в обратном направлении. Животное использует растворённый молекулярный кислород, а не расщепляет молекулы воды.[1]
Как устроена дыхательная поверхность
Многочисленные тонкие выросты увеличивают площадь обмена. Вода должна обновляться возле них: движение создают реснички, работа ротового и жаберного аппарата или перемещение самого животного. У многих рыб встречные потоки воды и крови позволяют поддерживать разность концентраций вдоль значительной части поверхности.[1]
Жабры разных групп животных возникали независимо и устроены неодинаково. Рыба, двустворчатый моллюск и личинка водного насекомого не имеют одного общего типа дыхательного аппарата. У некоторых моллюсков жаберные структуры также участвуют в улавливании пищевых частиц; у рыб они связаны и с обменом ионов.
Почему кислорода может не хватать
Содержание кислорода определяется температурой, солёностью, обменом с атмосферой, фотосинтезом и дыханием. В тёплой воде его равновесная растворимость ниже, чем в холодной, а потребность животных при потеплении часто возрастает. Расход кислорода при разложении органики способен дополнительно ухудшить условия.[2][3]
Поэтому одинаковое измеренное содержание кислорода может иметь разное значение для разных видов и стадий развития. Учащённые дыхательные движения служат поводом проверить среду, но сами по себе не устанавливают причину: возможны также повреждение жабр, паразиты и действие загрязнителей.[2]
Как оценивать условия
Условный пример: дневная проба показывает достаточное содержание кислорода, а перед рассветом наблюдается его снижение. Фотосинтез ночью прекращается, дыхание продолжается; разовая дневная проба способна пропустить неблагоприятный период. Для объяснения нужны суточные измерения и сведения о температуре.[2][3]
При обследовании водоёма сопоставляют концентрацию в мг/л, насыщение в процентах и глубину отбора. Общее число жаберных животных не заменяет определения видов: их требования к кислороду различаются.