Переход третий: Дыхание - что это такое?

Все живые существа на нашей планете дышат. Дыхание - это поглощение кислорода. Поступая с кровью в органы тела животного или в клетки растений, кислород вступает в реакцию с частью органического вещества живого существа. В результате этой реакции выделяется энергия, которая идет на те или иные жизненные процессы. В ходе дыхания из организма выводится углекислый газ, который действует как яд на животное и растение, и поэтому должен быть удален.

Значит, чтобы изучить процессы дыхания водных животных, нам прежде всего необходимо изучить некоторые физические данные этих двух газов, физические процессы их растворения в воде.

В 1 л воздуха содержится 210 см³ кислорода; в 1 л воды 7-10 см³ кислорода. Отсюда ясно, что водные организмы должны быть приспособлены к жизни при пониженном потреблении кислорода. Действительно караси, лини, карпы, барбусы могут жить в воде, содержащей кислорода всего 0,3 см³ в 1 л.

Но многие рыбы более чувствительны к недостатку в воде этого живительного газа. Критическим для всех пресноводных рыб признано содержание в 1 л воды 2 см³ кислорода при 25°С. Чем выше температура воды, тем меньше кислорода остается в ней. Поэтому рыбы, способные перенести недостаток кислорода в воде аквариума при 18 - 20°С, могут внезапно погибнуть при повышении температуры на 2 - 4° (одна из причин гибели рыб "по непонятной причине").

Мы уже говорили ранее, что многие отечественные рыбы не могут приспособиться к жизни в теплой воде аквариума. Так, осетровые требуют около 3 см³ кислорода на 1 л воды, температура которой около 10° С. При повышении температуры с 5 до 15° у молоди осетров и у язей частота вздохов повышается, повышается и потребление кислорода. Но за пределами 15°С частота вздохов повышается, а количество захваченного кислорода за один вздох уменьшается. Наконец, происходит нарушение координации в действиях организма: клетки снабжаются кислородом все медленнее, и углекислый газ из них удаляется все хуже. Наступает угнетенное состояние и затем смерть.

Это важно помнить, когда мы приобретаем новую рыбу или стремимся поселить рыб из природных водоемов в аквариум. В первом случае надо знать, при какой температуре рыбки жили на прежнем месте, во втором случае надо постепенно приучать речных рыб к теплой и мало насыщенной кислородом воде аквариумов.

То же самое происходит и с растениями. Животные нормально дышат лишь в определенной температурной зоне. Растения более пластичны. Но у них взаимосвязаны три процесса - дыхание, ход окислительных процессов в тканях и "питание" при наличии света. При высокой температуре (около 25°С) у водных растений происходит усиленное дыхание и активные окислительные процессы. Если аквариум хорошо освещен, то растения и "питаются" активно (процесс, сходный с питанием у животных, проходит у растений лишь на свету). Но если при высокой температуре света мало, у растений нарушается координация между окислительными и восстановительными процессами и они начинают погибать. Поэтому зимой, в темное время года, лучше держать растения при температуре 18°С чем при 25°С или же дополнительно освещать их электрическими лампами.

Как же попадают газы в воду? В природе молекулы газа попадают в воду через поверхность воды. У водоемов, как правило, эта поверхность большая, а глубина их невелика. Легкое волнение и ветерок вызывают перемешивание молекул воздуха с водой, причем растворимость кислорода в воде значительно большая, чем азота. Соотношение этих газов в воздухе 1:4, а в воде 1:2. Верхние, насыщенные кислородом слои воды постоянно в движении, и постепенно вся толща воды насыщается этим газом.

А теперь посмотрим на аквариум: какое несоответствие между толщей воды и площадью поверхности! Ни волны, ни ветерок не рябят водную гладь. Да еще аквариум закрыт крышкой!

Естественно, что механически в аквариум попадает гораздо меньше кислорода, чем в природный водоем. Значит, надо так управлять нашим прибором, чтобы кислорода в воде оказалось достаточно. Существует два способа внесения кислорода в наш искусственный водоем.

Первый способ - механический. Воду продувают мелкораспыленной струей воздуха. Приборы, необходимые для этого, можно приобрести и даже изготовить самому. Простейший аэратор (насыщение воды воздухом называется аэрацией) изготовляют из футбольной камеры, резиновой трубки, пульверизаторов, тройничка и распылителя. Если нет в продаже распылителей, можно заменить их сухой палочкой от бузины. Накачав пульверизатором камеру до диаметра 30 - 35 см с помощью винтов-регуляторов пускают тонкую струю мелких пузырьков воздуха через всю толщу воды: распылитель должен быть недалеко от дна. На маленький аквариум такой аэратор дает равномерную струю в течение 12 - 15 часов. Более мощным будет аэратор, где камеру от мяча заменит автомобильная камера, а пульверизатор - автомобильный насос. Практичнее всего электроаэраторы, с ними мы познакомимся ниже.

Чего же мы достигнем, аэрируя воду? Прежде всего - кругового движения воды в вертикальной плоскости. Нижние слои устремятся вверх и насытятся у поверхности кислородом. Верхние опустятся вниз и создадут условия, пригодные для нормального дыхания около дна. Хотя большая часть пузырьков устремляется к поверхности, они при движении в толще воды создают дополнительное соприкосновение воды с воздухом. Чем мельче пузырьки, тем больше эта поверхность, тем больше насыщается вода кислородом. Наконец, лопаясь на поверхности воды, пузырьки создают микродождик: крохотные капельки воды устремляются вниз, увлекая за собой молекулы воздуха.

Различные виды распылителей воздуха

Кроме механического насыщения воды воздухом, существует и другой способ - биологический. Известно, что водные растения на свету поглощают углекислый газ, а выделяют кислород. Таким образом, у водных растений одновременно идет два несвязанных процесса: один беспрерывный и ночью и днем - дыхание, т. е. поглощение кислорода и выделение углекислого газа; другой - только на свету, нечто вроде "питания" - поглощение углекислого газа и выделение кислорода. А если представить себе эти процессы одновременно, чего будет больше в итоге выделено: углекислого газа или кислорода?

Это опять зависит от управления прибором-аквариумом. При ярком освещении будет больше кислорода, при тусклом наоборот. Значит, хорошо освещенные водные растения поглощают из воды аквариума углекислоту и насыщают ее кислородом. Дыхание у водных животных осуществляется двумя путями: поверхностью тела без особых органов или с помощью специальных органов. У рыб органом дыхания являются жаберные листочки. Рот и жаберные крышки рыб действуют как меха: ротовая полость всасывает воду, которая затем выбрасывается через жаберные щели. Частота дыхательных движений у разных рыб различна. У подвижных жаберные крышки двигаются замедленно: двигаясь в воде, рыбы тем самым создают дополнительный ток воды. У донных частота движения обычно выше. По частоте движения можно определить состояние рыб. Если все рыбки дышат усиленно, в воде либо мало кислорода, либо температура ее близка к верхней границе зоны. Если же рыбки тяжело захватывают верхние слои воды, все время плавая около поверхности под углом 45°, значит они находятся в угнетенном состоянии, надо срочно освежить воду, насытить ее кислородом.

Правда, как мы увидим из последующих глав, у многих аквариумных рыб есть приспособления, позволяющие им усваивать воздух непосредственно из атмосферы. Таких рыб содержать в аквариуме проще. Но для большинства рыб атмосфера - враждебная среда. Это особенно важно знать. Ведь часто приходится переносить рыб по воздуху из одного водоема в другой. Как это делать?

Из баночки в аквариум рыбок следует пересаживать, опустив закрытую банку с ними в воду аквариума. Когда через 15 - 20 мин температура воды в банке сравняется с температурой воды аквариума, рыб можно выпустить "на волю". А вот из одного аквариума в другой рыб переносят... Рукой? Нет, это делать нельзя!

Простейший самодельный аэратор. Когда вода перельется, бутыли меняют местами

Ловля рыбы с помощью стеклянного 'сачка'

Горячая и сухая кожа руки обожжет тело рыбки, слизь, покрывающая и защищающая его, прилипнет к руке, а на обожженных местах могут образоваться ранки. Сачком? Но это тоже несовершенный способ. Дело в том, что оказавшись на воздухе, рыба обязательно сделает один или несколько глотков. А при заглатывании сухого воздуха нежные жаберные листочки подсыхают. Да и этого мало. При заглатывании воздуха в крови и мышцах рыб почти мгновенно увеличивается количество особого химического вещества - молочной кислоты. Ученые определили: даже через 30 минут после погружения в воду у рыб оставалось повышенное содержание этой кислоты. Такое нарушение обмена веществ может привести к заболеванию и гибели рыб. Поэтому в последнее время для переноса рыб стали использовать особые стеклянные воронки, в которых рыбки совсем не соприкасаются с воздушной средой.