Как иглобрюхи и рыбы-ежи раздуваются

Иглобрюхи и родственные им рыбы-ежи увеличивают объём тела, быстро набирая воду в растяжимый желудок. Это защитное изменение формы, а не заполнение лёгких: рыба остаётся водным животным и получает кислород другим способом. В процессе участвуют ротовая полость, мышцы, внутреннее пространство тела и кожа. Внешний шарообразный силуэт не показывает, как распределяются давление и работа этих частей.

Воду нужно переместить внутрь

Раздувание не происходит от простого прикосновения воды к поверхности кожи. Жидкость нужно набрать и провести в растягивающуюся внутреннюю полость. Поэтому важно рассматривать последовательность движений, а не только итоговую округлую форму.

В исследовании одной из рыб-ежей одновременно измеряли давление в ротовой полости и электрическую активность мышц во время раздувания. Учёные различали участки расширения и сжатия полости. При расширении давление могло становиться ниже окружающего, а при сжатии — выше него.

Повышенное давление было теснее связано с силой активности сжимающих мышц. Для пониженного давления объяснение оказалось сложнее: значение имели и размер ротового отверстия, и скорость расширения полости. Этот результат показывает, почему работу такого насоса нельзя описать одной универсальной мышцей или единственным числом давления. Разные участки цикла решают разные механические задачи.

Желудок и кожа допускают изменение объёма

Анатомическая работа с длинноиглой рыбой-ежом показала особенности её сильно растяжимого желудка. В обычном состоянии он образует многочисленные складки; при заполнении занимает доступное внутреннее пространство. У этого вида желудок утратил пищеварительную функцию и специализирован для раздувания. Такой вывод относится к исследованной рыбе-ежу, а не означает одинакового устройства пищеварения у каждого аквариумного тетрадона.

Её кожа тоже имеет особую механику. Волокна коллагена — прочного белка соединительной ткани — первоначально расположены волнисто. Поэтому начальное растяжение требует сравнительно небольшой силы. При большем растяжении волокна начинают непосредственно воспринимать нагрузку, и кожа становится значительно жёстче.

Вода внутри и натянутая кожа снаружи создают опору для поднятых игл рыбы-ежа. Но иглы и мелкие кожные шипики разных рыб нельзя считать одинаковой деталью. Умение раздуваться объединяет сходный защитный результат, сохраняя различия внешнего строения.

Раздутая рыба продолжает получать кислород

Долгое время предполагали, что раздувание сопровождается прекращением поглощения кислорода жабрами, а кожа компенсирует эту остановку. Проверка у небольшого морского иглобрюха с тёмными седловидными полосами дала другой результат. В раздутом состоянии поглощение кислорода сохранялось и заметно увеличивалось относительно покоя.

Вклад кожи оказался незначительным, поэтому основным местом получения кислорода оставались жабры. Это важное различие между внешним впечатлением и измеренной работой организма. Расширенное тело само по себе не доказывает остановку дыхания, а отсутствие заметных обычных движений не заменяет измерения.

После возвращения обычной формы обмен веществ не сразу возвращался к исходному состоянию. Авторы предположили участие процессов, которые обеспечивают энергию без непосредственного использования кислорода, во время предшествующей активности и набора воды. Это объяснение затрат, а не единый обязательный срок восстановления любой рыбы.

Какие выводы можно переносить между видами

Работы о мышечном насосе, коже и дыхании изучали разных представителей этой группы. Их результаты складываются в понятное объяснение раздувания, но не дают оснований приписывать каждой рыбе все измеренные детали. Особенно важно различать крупные иглы рыбы-ежа и наружность небольшого иглобрюха.

Изменение размера и изменение дыхания оценивают по разным признакам. Размер корпуса характеризует наружную форму, но не количество поглощённого кислорода. Даже заметное уменьшение тела после раздувания не сообщает само по себе, завершилось ли восстановление обмена веществ.

На обычном изображении нераздутой рыбы можно рассмотреть рисунок тела, глаз и плавники. Складки желудка, внутреннее давление и поглощение кислорода там не видны. Для ответа на вопрос о раздувании учёные сопоставляют наружное изменение с измерениями отдельных систем. Защитный шар — результат согласованной работы, а не доказательство простого «надувания воздухом» или полной остановки дыхания.