Рыбам, как и другим животным, для поддержания жизни нужный кислород, который участвует в дыхании. Большая часть кислорода проникает в воду из воздуха. Частично он образуется в воде в результате жизнедеятельности зеленых растений. В холодной пресной воде его растворяется больше, чем в теплой соленой. Наибольшее содержимое кислорода в верхних слоях водной толщи, наименьший — в нижних, а при определенных условиях его может вовсе не быть.
Сколько же кислородов может быть в воде?
На суше количество кислорода достаточно большое и почти всегда стала. Один литр воздуха содержит его около 210 см3. В таком же объеме воды кислорода не больше как 10 см3, то есть в 20 раз меньше, чем в воздухе. Следовательно, рыбы должны все время отыскивать места, где много кислорода
Основным органом газообмена рыб являются жабры, которые у костных рыб содержатся по сторонам председателя под жаберными крышками и имеют вид дуг. От выпуклого края каждой из четырех дуг отходят два ряды пластинчатых выступлений, попарно соединенных жаберных лепестков, свободные концы которых разведены под острым углом. В жаберных лепестках, пронизанных кровеносными сосудами, происходит газообмен между кровью, которая протекает по этим сосудам, и водой. Поверхность жаберных лепестков чрезвычайно большая. Да, у карася массой 10 г она представляет около 17 см2. Площадь дыхательной поверхности жабр зависит от активности и образа жизни рыбы. Например, на каждый грамм массы тела рыбы меча — одной из самых быстрых рыб, которая живет в открытых морских пространствах, приходится 16,7 см2 поверхности жабр, карася, — жителя придонных слоев озер — 1,7 см2, гольца, который держится преимущественно под камнями,— 3,2 см2, щипівки, которая зарывается в придонную почву — 5,1 см2. Поскольку на каждой из лепестков содержится большое количество мельчайших лепесточков, увеличивается дыхательная поверхность жабр. Например, у окуня длиной 16 см и массой 73 г выявлены 1330 жаберных лепестков общей длиной 492 см. На каждом миллиметре содержится 36 лепесточков. Общее количество их превышает 117 тысяч, а площадь представляет 16,4 дм2, в том числе дыхательная поверхность— 11,7 дм2.
Когда рот открыт и закрыты жаберные крышки, вода входит в ротовую полость, проходит между жаберными лепестками в жаберную полость. Это — вдох. Потом рот закрывается, жаберные крышки открываются и вода выходит. Таким образом жаберные лепестки непрерывно омываются водой.
Дыхательный ритм зависит от возраста рыбы, ее подвижности, насыщенности воды газами, температуры воды и ряда других факторов. Форель, например, в проточной воде при температуре 10 °С делает 50-60 дыхательных движений за минуту, меньше подвижный карп — ЗО-40. Во время зимней спячки карпы дышат замедленно — 3-4 раза на минуту; летом, когда они отыскивают еду, количество этих движений увеличивается до 100 за минуту.
При очень малой скорости течения воды рыбы (карповые, окуневые, осетровые, щучьи и др.) усиленно дышат. Работа жаберных крышек (открывание и закрывание) достаточно активна. С увеличением скорости течения воды дыхательный ритм на очень большом течении совсем прекращается. В этом случае рыба стоит в потоке воды спокойно с немного открытым ртом и жаберными крышками. Очевидно, дыхательный ритм обеспечивает омывание жабр свежей водой, когда рыбы находятся в состоянии спокойствия.
В большинстве рыб во время вдоха вода входит через рот и, пройдя между жаберными лепестками, выходит наружу. У скатов жаберные щели возвращены книзу. Когда бы скаты, что большую часть своей жизни проводят лежа на дне, дышали, как большинство рыб, то песок и частицы ила увлекались бы течением воды во время вдоха через рот и во время омывания жабр водой засоряли бы их. Но в них на спинной стороне передней части председателя есть отверстия, что имеют клапаны, которые пропускают воду в одном направлении, — извне внутрь. Во время вдоха вода поступает в ротовую полость, а потом — выходит наружу, предварительно пройдя через жаберный аппарат и жаберные щели. Этот способ дыхания — приспособление к придонному образу жизни.
У некоторых рыб (вьюн, пескарь, голец, щиповка) функцию дыхания может выполнять средняя кишка, а в других (угорь) — кожа. У личинок рыб (мальки, которые вышли из икры) к развитию жабр функцию дыхания выполняют отдельные участки тела, в которых развиты кровеносные сосуды. На первом этапе развития — это участки так называемого желткового пузыря и анального пловца, позже, когда желтковый пузырь рассосется,— участки спинного пловца. С развитием жабр и кровеносных сосудов у личинок рыб сосудистая сетка в спинном пловце заметно уменьшается, іі— И и значение ее как органа дыхание теряется. Для нормальной жизнедеятельности карпа нужно, чтобы на один литр воды приходилось 3-8 см3 кислороду. При его концентрации 2 см2 в литре воды рыба ведет себя беспокойно, выплывает на поверхность и глотает воздух; при концентрации 0,5 см3 карп быстро погибает. Судак и лещ засыпают, когда содержимое кислорода в одном литре воды снижается до 2 см3, а лососю (например, форель) — до 1,5 см3.