Pęcherza pławnego lub pęcherz gazowy , wygląda jak cienkościennego torby wypełnione gazem . Jest to narząd ryby kostnej , decyduje o głębokości, na której ryba pływa w wodzie, a tym samym pozwala jej poruszać się na żądanej głębokości , dostosowując swoją gęstość do gęstości wody, w której żyje.
Długo myślano, że w trakcie ewolucji tych dwóch ciał odpowiedników , pływać pęcherz niektórych ryb sarcopterygians powodowało powstawanie płuc prymitywnego którego Lungfish i czworonogów dziedziczone. Kilku biologów i paleontologów kwestionuje tę wersję i twierdzi, że w rzeczywistości to płuca przekształciły się w pęcherz pławny. Rzeczywiście, jest to prawdopodobnie obecny w sposób zbieżny w teleosts i chondrosts , ale nie w podstawnych actinopterygians ( Polyptera , lépisostées ...) ani w żadnej sarcopterygians. Dlatego zasada skąpstwa zakłada ewolucję płuc w kierunku pęcherza pławnego, a nie odwrotnie.
Pęcherz pławny to uchyłek w przełyku . Znajduje się on w jamie brzusznej z ryb pod kręgosłupa .
Ten wewnętrzny woreczek powstaje w wyniku inwazji przełyku podczas embriogenezy . Jest on pierwotnie połączony z przełykiem kanałem pneumatycznym, który albo utrzymuje się w wieku dorosłym (ryby fizostomowe : na przykład karp , śledź , jesiotr, itp.), albo ulega zatarciu u dorosłych (ryby fizjoste : wyewoluowane doskonałokostne ).
Ten worek jest wypełniony tlenem , dwutlenkiem węgla i azotem . Skład mieszanki zmienia się w zależności od gatunku i głębokości. Niektóre ryby pochłaniają powietrze, aby kontrolować objętość gazu, który mają w pęcherzu (pęcherz z gazem fizostomijnym); i odwrotnie, mogą szybko uwolnić gaz z pęcherza pławnego przez ten sam kanał. Inne ryby kontrolują objętość gazu w pęcherzu poprzez procesy fizyczne i chemiczne (pęcherz z gazem fizykoklistycznym). Dlatego pęcherz pławny nie jest wypełniony powietrzem, ale mieszaniną powietrza i gazów wymienianą z krwią ryby. Te wymiany przechodzą przez sieć naczyń krwionośnych, które zaopatrują ścianę pęcherza pławnego.
Ryby żyjące na dnie nie mają pęcherza pławnego. Te rekiny są również ryby bez pęcherza pływać i pływać nie musi zawsze opadają na dno. Ich szkielet jest jednak zbudowany z chrząstki mniej gęstej niż woda, więc mają mniej trudności z utrzymaniem się, niż gdyby były kostne.
Położenie środka masy ryby w stosunku do środka wyporu wpływa na jej stabilność w przepływie wody.
U wielu ryb pęcherz pławny jest wyraźnie przesunięty (w dół) od środka ciężkości ryby, co sprzyja równowadze dynamicznej, która zużywa więcej energii, ale umożliwia bardziej żywe i kontrolowane ruchy. Ryba nie jest biernie „zawieszona” na wewnętrznym spławiku.
O wyporności zerowej mówimy, gdy ryba jest w stanie nieważkości w wodzie. Może wtedy żerować, uciekać przed drapieżnikami, rozmnażać się itp. Gdyby nie mógł utrzymać zerowej pływalności, musiałby zużyć zbyt dużo energii na pływanie, aby utrzymać się na tym samym poziomie głębokości. W ten sposób może pozostać w jednym miejscu prawie bez ruchu płetw.
Ryby mają różne techniki utrzymywania zerowej pływalności. Niektóre usuwają masę kości i mięśni, które są ciężkie do udźwignięcia, a inne używają pęcherza pławnego, aby dostosować poziom, na którym pływają.
Kiedy ryba schodzi w dół, ciśnienie zmniejsza rozmiar jej pęcherza. Gdy ryba wynurza się na powierzchnię, ciśnienie wody spada, gaz rozszerza się i zwiększa się objętość pęcherza ryby.
Kiedy pęcherz ryby zmienia swój rozmiar, zmienia się również objętość ryby. Ciśnienie zmniejsza jego objętość, co oznacza, że wzrasta jego średnia gęstość i maleje wyporność. Kiedy ryba wynurza się, zmniejsza się jej średnia gęstość i zwiększa się jej wyporność.
Na głębokości 2000 m, ciśnienie wody zredukowane pęcherza 1/200 y jego objętości do powierzchni. Gaz zawarty w pęcherzu jest 200 razy gęstszy, a wyporność jest prawie zerowa. Jednak ryby mogą ewoluować na głębokości dwa razy większej, podczas gdy gaz, który pęcherz wywiera ciśnienie ponad tonę/cm 2 , równoważy ciśnienie wody.
NadąćWzdęcie występuje, gdy ryba zbyt szybko wynurza się na powierzchnię. Rzeczywiście, istnieje efekt wsteczny: gdy ryba się podnosi, ciśnienie spada; powoduje to napełnienie pęcherza pławnego i zwiększenie wyporu ryb, co sprawia, że wynurzają się one jeszcze szybciej. Jeśli proces zostanie poniesiony, jeśli ryba nie zdoła wystarczająco szybko zmniejszyć objętości pęcherza, może pęknąć, co powoduje śmierć (albo przez krwotok lub przez wyczerpanie koniecznością pływania, aby nie zatonąć).
Często widzimy martwe ryby unoszące się z brzuchami w powietrzu. To pokazuje, że w przypadku tych ryb środek pływania znajduje się poniżej ich środka ciężkości: nie unoszą się one jak sterowiec z masą poniżej, ale raczej jak balanser umieszczony na balonie.
Ta niestabilna dyspozycja wymaga niewielkiego wysiłku trwałej równowagi, ale przyczynia się do zadziwiającej manewrowości ryby, że wystarczy jedno pociągnięcie płetwy, aby zmienić kierunek.
Zbyt szybkie wynurzanie (na przykład w siatce) może zakłócić funkcjonowanie pęcherza pławnego.
Infekcje (wirusowe lub bakteryjne) mogą zakłócać funkcjonowanie pęcherza pławnego, co może mieć poważne konsekwencje dla ryb. Niektóre pasożyty atakują ten narząd na pewnym etapie swojego życia, tak jest w przypadku Anguillicola crassus , pasożyta wprowadzonego do Europy, który przyczynia się do bardzo silnego i szybkiego spadku populacji węgorza europejskiego .
Niektóre ryby, takie jak Ginglymodes, wykorzystują swój pęcherz pławny jako pomocniczy narząd oddychania , dzięki dopływowi krwi do worka. Pełni więc rolę „prymitywnych” płuc , równoległych do skrzeli .
Skurcz o wysokiej częstotliwości mięśni otaczających czaszkową część pęcherza umożliwia wydawanie dźwięków (okrzyki niepokoju, polowania w okresie lęgowym), które wprawiają pęcherz w drgania w 109 z 800 znanych rodzin dorosłych. doskonałokostna ryba . Pęcherz działa jak element wibracyjny (nie jest to płyta rezonansowa, która mogłaby sprawić, że ryby pomyślałyby o ropuchach Porichthys (w) ), jak u Lean , rodziny Triglidae lub piranii czerwonobrzucha, które płaczą podobnie do szczekania.
Obecność i wielkość pęcherza pławnego wpływa na rozchodzenie się dźwięku przez organizmy wodne oraz rodzaj echa (sygnału) zwracanego przez ryby, gdy znajdują się w polu sonaru (echosonda); rozmiar, kształt i objętość pęcherza pławnego jest nawet najważniejszym czynnikiem (w odniesieniu do długości lub zachowania ryb); a „kąt pęcherza pławnego w stosunku do padającej fali dźwiękowej wpływa na amplitudę rozpraszania przy wszystkich częstotliwościach. Pomiary rozpraszania wstecznego od ryb z pęcherzami pławnymi są stosunkowo solidne, gdy stosunek długości ryby do długości fali częstotliwości akustycznej wynosi od 2 do 10. Wraz ze wzrostem tego stosunku amplituda echa w coraz większym stopniu zależy od kształtu pęcherza i osiąga maksimum, gdy ta ostatnia jest prostopadła do czoła fali akustycznej” .
Pęcherze niektórych ryb były kiedyś używane do produkcji wysokiej jakości kleju rybnego .