サメはどのように呼吸しますか？

サメは人間の魅力の一部を捉えています。これらの生きている海の化石は、驚くほど幅広い特徴を持っています。サメが泳ぐのをやめると死ぬという信念はほとんど一般的な知識ですが、それは完全に正確ではありません。海のサメは絶え間なく動いていませんが、サメはどのように呼吸しますか？

水中の酸素濃度は、空気中の酸素濃度よりもはるかに低くなっています。鰓を持つ動物は、周囲の水からできるだけ多くの酸素を吸収するための構造的および行動的方法を開発しました。サメは、周囲に完全に適した非常に効果的な呼吸法を進化させました。

サメのえら

サメは、他のすべての魚と同じように、えらを通して呼吸します。えらは、陸上動物の肺と同じ機能を果たす呼吸器です。サメのえらは、フィラメントごとに数千のラメラを持つ数百の羽毛状のフィラメントを含んでいます。ラメラには小さな血管や毛細血管が含まれています。キャピラリーは水から酸素を吸収し、二酸化炭素を放出します。人間の肺には、同じ目的で毛細血管が含まれています。サメは水中の1％酸素濃度の80％を吸収します。人間の肺は、空気中の21％の酸素濃度のわずか25％を吸収します。

ラム換気

サメには5〜7個の鰓アーチがあり、各アーチに1つの鰓スリットがあります。ほとんどの魚は鰓の上に蓋、または覆いを持っています。サメには蓋がありませんが、鰓のアーチに垂直な構造的な鰓篩があります。サメはラム換気を通して呼吸します。ラムの換気は、水がサメのえらの上を流れるときに発生します。サメが前方に泳ぐと、水が口を通り、鰓を越えます。サメの目のすぐ後ろには、追加の鰓スリットまたは水生生物があります。水生生物は水を口に導き、鰓篩は鰓スリットに水を向けます。

サメの循環

サメは2つの部屋を持つ心を持っています。酸素化された血液は、鰓からサメの心臓の心房に移動します。心臓は酸素化された血液を動脈に送り込み、体全体の組織や臓器に到達します。脱酸素化された血液は、静脈を通って心臓の心室に移動します。心室は脱酸素化された血液を鰓毛細血管に送ります。サメの心臓はそれほど強くありません。水の流れはサメの循環系を介して血液を移動させるのに役立ちます。そのため、心臓は血液の流れを維持するために必要なすべての力を提供しません。

ラムジェット原理

サメがより速く泳ぐにつれて、サメの雄羊の換気と循環のプロセス全体がより効率的になります。より速い水泳の間の加速されたプロセスはラムジェット原理と呼ばれます。ラムジェットの原理は、サメが疲れることなく獲物を追いかけるのに役立ちます。サメの血液は、常に水の反対方向に移動する向流で循環します。これは、海からの酸素吸収を最大化するのに役立ちます。

頬側ポンピング

サメは、現在の種が化石記録のはるか昔に発見されたため、生きている化石と呼ばれることがよくあります。現代のサメ種の長い血統にもかかわらず、古代の種はそれらの前に存在していました。最古のサメは、動いていないときに頬ポンプを使って呼吸していました。頬のポンピングは、頬または頬の筋肉を使用して、水を口の中や鰓の上に引き込みます。硬骨魚や、コモリザメ、カスザメ、テンジクザメなどの現代のサメ種は、今でも頬呼吸を使用しています。

ボトムフィーディングサメ

バッカルポンピングを使用できるほとんどのサメはボトムフィーダーです。彼らはしばしば海底に休み、背腹が平らな体をしています。彼らの体は背中に沿って平らで薄いです。頬呼吸するサメは目の後ろに顕著な気門があります。サメが海底の砂に埋もれているとき、気門は水を引き込み、押し戻します。

口腔内およびラム換気

多くのサメは、進化するにつれて、頬のポンピングに必要な物理的構造を徐々に失っていきました。大きくて速いサメの気門は、なめらかな現代の捕食者に進化するにつれて縮小し、姿を消しました。ラム換気は、頬側呼吸よりもエネルギー効率が高くなります。サメが泳ぐときの水の流れは、口に水を汲み上げるよりも少ないエネルギーを使用します。ほとんどの現代のサメ種は、頬側ポンピングとラム換気を交互に行うことができます。シロワニは海底で獲物を狩り、水の中を泳ぐため、呼吸法を頻繁に切り替えます。

ラムベンチレーターを義務付ける

一部のサメは必須のラムベンチレーターです。彼らは頬のポンピングを通して呼吸する能力を完全に失いました。 400種の既知のサメのうち約24種は、必須のラムベンチレーターです。これらのサメは継続的に泳ぎ、泳げない場合は溺れます。ホオジロザメ、マコ、ネズミザメ、ジンベイザメは、雄羊の換気を通してのみ呼吸します。彼らの気門はほとんど見えず、偉大な白にはもう気門がありません。

サメはどのように休むのですか？

科学者たちは、義務的な雄羊の換気を通してのみ呼吸するサメは、溺れることなく休むために水の特徴を利用していると信じています。気温、塩分、時間帯は海水の酸素濃度に影響を与えます。科学者たちは、1970年代に、眠っているサメの洞窟で動かないサンゴ礁のサメを発見しました。ペレスメジロザメは、強制的なラム換気で呼吸します。科学者たちは、洞窟の水に非常に高濃度の酸素が含まれているため、サンゴ礁のサメが静止していると理論付けました。

危険にさらされているサメ

サメには驚くべき適応能力があります。彼らの呼吸法は、彼らの食習慣と環境に独特に適しています。頂点捕食者はラムベンチレーターを義務付ける傾向がありますが、ボトムフィーダーは頬側ポンプメカニズムが十分に発達しています。サメは種として、地球の長い歴史の中で2つの大量絶滅イベントを生き延びました。残念ながら、現代はサメの対処メカニズムを限界までテストしています。不法なヒレは、ヒレなしでは泳げないため、サメを無力に溺死させます。漁網も泳ぐ能力を妨げます。世界中に規制されていない動物園や水族館を持つ非合法な組織は、輸送中の無知と無能さによって何千ものサメを殺しました。