পাঠ ১৩ / ১৪অনুচ্ছেদ ২.৩ (শ্বসনতন্ত্র, বায়ুথলি, ব্যবহারিক: ফুলকা ও পটকা)

ফুলকা, প্রতিস্রোত তন্ত্র ও বায়ুথলিGills, counter-current exchange & swim bladder

এই পাঠের আগে পড়ো (read first): পাঠ ১১ — রুই মাছের বাহ্যিক গঠন, পাখনা ও আঁইশ (ব্যবহারিক), পাঠ ১২ — রুই মাছের হৃৎপিণ্ড ও একচক্রী রক্ত সংবহন

দুটি একই রকম ফুলকা, একই পানি। পার্থক্য শুধু একটাই — একটিতে রক্ত পানির সঙ্গে একই দিকে চলে, অন্যটিতে উল্টো দিকে। কোনটা পানি থেকে বেশি অক্সিজেন টেনে নেবে? আগে অনুমান করো, তারপর দুটো বোতামই চেপে দেখো:

রক্ত কোন দিকে চলবে? (blood direction)

রক্তে O₂ ধরা পড়ল (blood leaves at)50%

পানি থেকে বের হলো (extraction)50%

মডেল: সমান পানি ও রক্ত প্রবাহ, 4 স্থানান্তর একক (transfer units) — illustrative; সংখ্যাগুলো সূত্র থেকে হিসাব করা।

এই ছোট্ট কৌশলটাই মাছকে পানির মতো O₂-গরিব মাধ্যমে বাঁচিয়ে রাখে। এই পাঠে ধাপে ধাপে:

বহিঃশ্বসন ও অন্তঃশ্বসন (external and internal respiration)
ফুলকার গঠন: ফুলকা-খিলান, রেকার, সূত্র, ল্যামেলা (gill arch, raker, filament, lamella)
শ্বাসক্রিয়া কৌশল: মুখগহ্বর-কানকো পাম্প (buccal–opercular pump)
প্রতিস্রোত তন্ত্র (counter-current system)
বায়ুথলি বা পটকা (swim bladder) ও ওয়েবেরিয়ান অস্থিকা (Weberian ossicles)
রুই বনাম মানুষের শ্বসন অঙ্গ
ব্যবহারিক: ফুলকা ও পটকা পর্যবেক্ষণ — তারপর ভার্চুয়াল ল্যাবে নিজে করো

ধাপ ১: শ্বসন — বাইরে আর ভেতরে

শ্বসন (respiration) দুই স্তরের:

বহিঃশ্বসন (external respiration) — পরিবেশ আর রক্তের মধ্যে গ্যাস বিনিময়। রুইয়ে এটা হয় ফুলকায় (gill): পানি থেকে O₂ রক্তে ঢোকে, রক্তের CO₂ পানিতে যায়।
অন্তঃশ্বসন (internal respiration) — রক্ত আর দেহকোষের মধ্যে গ্যাস বিনিময়; তারপর কোষের ভেতরে মাইটোকন্ড্রিয়ায় খাদ্য জারিত হয়ে শক্তি (ATP) তৈরি হয় — একে কোষীয় শ্বসন (cellular respiration) বলে।

দুই ক্ষেত্রেই গ্যাস চলে ব্যাপন (diffusion) দিয়ে — বেশি আংশিক চাপ (partial pressure, $P_{\mathrm{O_2}}$ ) থেকে কম চাপের দিকে। সমস্যা হলো পানিতে O₂ খুব কম: 25 °C-এ বাতাস-সম্পৃক্ত মিঠা পানিতে মাত্র 8.26 mg/L, যেখানে বাতাসে প্রায় 270 mg/L — প্রায় 30 গুণ বেশি। পানি বাতাসের চেয়ে প্রায় 800 গুণ ভারী ও ঘন, তাই টেনে আনাও কষ্টের। তাই মাছের ফুলকাকে অত্যন্ত দক্ষ হতে হয়।

নিজে যাচাই করো

রুইয়ের ফুলকায় পানি আর রক্তের মধ্যে যে গ্যাস বিনিময় হয়, তা কী?

ধাপ ২: ফুলকার গঠন

রুইয়ের মাথার দুই পাশে কানকোর (operculum) নিচে একটি করে ফুলকা প্রকোষ্ঠ (branchial chamber)। প্রতিটি প্রকোষ্ঠে:

4টি ফুলকা — দুই পাশ মিলে 4 জোড়া। প্রতিটি ফুলকা একটি বাঁকা ফুলকা-খিলানের (gill arch) ওপর বসানো।
খিলানগুলোর মাঝে ও দুই প্রান্তে 5টি ফুলকা-ছিদ্র (gill slit) — দুই পাশে 5 জোড়া। এগুলো গলবিল (pharynx) থেকে ফুলকা প্রকোষ্ঠে খোলে।
খিলানের ভেতরের (গলবিলের) দিকে কাঁটার মতো ফুলকা-রেকার (gill raker) — খাদ্যকণা ছাঁকে, সূত্রগুলো রক্ষা করে।
খিলানের বাইরের দিকে দুই সারি নরম লাল ফুলকা-সূত্র (gill filament)। এক সারি = হেমিব্রাঙ্ক (hemibranch); খিলান + দুই সারি = হলোব্রাঙ্ক (holobranch)। রুইয়ের 4টি ফুলকাই হলোব্রাঙ্ক।
প্রতিটি সূত্রের দুই পৃষ্ঠে সারি সারি অতি পাতলা গৌণ ল্যামেলা (secondary lamella) — আসল গ্যাস বিনিময় এখানেই। পানি আর রক্তের দূরত্ব মাত্র কয়েক মাইক্রোমিটার।
রক্ত আসে অন্তর্বাহী ফুলকা ধমনী (afferent branchial artery) দিয়ে, O₂ নিয়ে ফেরে বহির্বাহী ফুলকা ধমনী (efferent branchial artery) দিয়ে (পাঠ ১২)।
কানকোর ভেতরের পৃষ্ঠে ছোট সিউডোব্রাঙ্ক (pseudobranch) — কার্পে এটি টিস্যুর নিচে ঢাকা, গ্রন্থির মতো; শ্বসনে এর ভূমিকা নেই বললেই চলে (এতে আসে O₂-যুক্ত রক্ত, যা চোখের দিকে যায়)।

একটি ফুলকার যেকোনো অংশে ট্যাপ করো (0/7)

নীল রেখা = অন্তর্বাহী (O₂-হীন), লাল রেখা = বহির্বাহী (O₂-যুক্ত)। ডানের বাক্সে একটি সূত্রের পৃষ্ঠ বড় করে দেখানো — পানি বাম থেকে ডানে, ল্যামেলার ভেতরে রক্ত ডান থেকে বামে।

পরিচ্ছন্ন রেখাচিত্র, স্কেল অনুযায়ী নয় (schematic)। আসল সূত্র কয়েক মিলিমিটার লম্বা; প্রতি পৃষ্ঠে মিলিমিটারে প্রায় 10–40টি ল্যামেলা (illustrative)।

নিজে যাচাই করো

হলোব্রাঙ্ক (holobranch) কাকে বলে?

ধাপ ৩: শ্বাসক্রিয়া কৌশল — দুই পাম্প

ফুলকার ওপর দিয়ে পানি টানে দুটি পাম্প: মুখগহ্বর (buccal cavity) — চাপ দেওয়ার পাম্প, আর কানকো গহ্বর (opercular cavity) — টেনে নেওয়ার পাম্প। দুই জায়গায় দুটি একমুখী কপাটিকা: মুখের ভেতরে পাতলা মুখের কপাটিকা (oral valve), আর কানকোর কিনারে ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা (branchiostegal membrane)। নিচে দুই দশা চেপে দেখো:

মুখগহ্বরের চাপ (buccal pressure)বাইরের চেয়ে কম

কানকো গহ্বরের চাপ (opercular)মুখগহ্বরের চেয়েও কম

প্রশ্বাস (inspiration): মুখ খোলে, মুখগহ্বরের মেঝে নামে → মুখগহ্বরের চাপ বাইরের চেয়ে কমে, পানি ঢোকে। কানকোর গহ্বরও প্রসারিত হয়, কিন্তু ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা দেহে সেঁটে থাকে — তাই পানি পেছন দিয়ে ঢুকতে পারে না, ফুলকার ওপর দিয়ে টেনে নেওয়া হয়।

পাশ থেকে দেখা সরল রেখাচিত্র (schematic)। দুই পাম্প: মুখগহ্বর চাপ দেয় (force pump), কানকো গহ্বর টানে (suction pump) — Hughes 1960।

প্রশ্বাস (inspiration): মুখ খোলে, মুখগহ্বরের মেঝে নামে → চাপ কমে, পানি ঢোকে। ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা বন্ধ থাকে।
নিঃশ্বাস (expiration): মুখ বন্ধ, মুখের কপাটিকা বন্ধ; মেঝে ওঠে → পানি ফুলকা পার হয়ে কানকো গহ্বরে; পর্দা খুলে পানি বেরিয়ে যায়।

গুরুত্বপূর্ণ কথা: প্রায় পুরো চক্রেই কানকো গহ্বরের চাপ মুখগহ্বরের চেয়ে কম থাকে, তাই ফুলকার ওপর পানি চলে একমুখী (unidirectional) — সামনে থেকে পেছনে। ফুসফুসের মতো একই পথে আসা-যাওয়া (tidal) নয়। দ্রুত সাঁতারের সময় অনেক মাছ মুখ খুলে রেখেই পানি চালায় — র‍্যাম ভেন্টিলেশন (ram ventilation)।

নিজে যাচাই করো

প্রশ্বাসের সময় ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা বন্ধ থাকে কেন?

ধাপ ৪: প্রতিস্রোত তন্ত্র

ল্যামেলার ভেতরে রক্ত চলে পানির উল্টো দিকে — এটাই প্রতিস্রোত তন্ত্র (counter-current system)। কেন এত কাজের, নিচে সাদা দাগগুলোতে ট্যাপ করে প্রতিটি বিন্দুতে পানি আর রক্তের পার্থক্য দেখো; একবার একই দিক, একবার উল্টো দিক বেছে:

রক্ত কোন দিকে চলবে? (blood direction)

সাদা দাগগুলোতে ট্যাপ করো — সেখানে পানি আর রক্তের O₂ পার্থক্য (gradient) কত?

রক্তে O₂ ধরা পড়ল (blood leaves at)50%

পানি থেকে বের হলো (extraction)50%

সহস্রোতে (con-current) তাজা পানি মেলে O₂-হীন রক্তের সঙ্গে — শুরুতে পার্থক্য বিশাল, কিন্তু দ্রুত দুটো মাঝামাঝি মানে মিলে যায়। তারপর আর পার্থক্য নেই, বিনিময় থেমে যায়।
প্রতিস্রোতে (counter-current) বেরোনোর মুখে রক্ত মেলে একেবারে তাজা পানির সঙ্গে। পথের প্রতিটি বিন্দুতে রক্তের পাশের পানিতে রক্তের চেয়ে একটু বেশি O₂ থাকে — পুরো পথে প্রায় সমান পার্থক্য (gradient), তাই O₂ সারাক্ষণ রক্তে ঢোকে।

একটা সহজ মডেলে (দুই স্রোতের প্রবাহ-ক্ষমতা সমান, $N$ = স্থানান্তর একক, transfer units — ল্যামেলার ক্ষেত্রফলের সঙ্গে বাড়ে):

E_{\text{counter}} = \frac{N}{1+N} \qquad E_{\text{con}} = \frac{1 - e^{-2N}}{2} < \frac{1}{2}

$N = 4$ হলে প্রতিস্রোতে $E = 4/5 = 80\%$ , কিন্তু সহস্রোতে $N$ যত বড়ই হোক $E$ কখনো 50% ছাড়ায় না। আসল টেলিওস্ট মাছ পানির O₂-এর প্রায় 70–85% বের করে নেয় (Randall 1970) — মানুষ শ্বাসের বাতাস থেকে নেয় মাত্র প্রায় 25%।

নিজে যাচাই করো

সহস্রোতে ফুলকা যত লম্বাই করা হোক, সমান প্রবাহে পানির O₂-এর 50%-এর বেশি রক্তে যায় না কেন?

ধাপ ৫: বায়ুথলি বা পটকা

রুইয়ের দেহগহ্বরের ওপরের দিকে, মেরুদণ্ডের ঠিক নিচে, সাদা চকচকে থলি — বায়ুথলি বা পটকা (swim bladder)।

রুই (কার্প জাতীয়) মাছের বায়ুথলি দুই প্রকোষ্ঠের; পশ্চাৎ প্রকোষ্ঠ থেকে ন্যুমাটিক নালি অন্ননালিতে খোলে — তাই এরা ফাইসোস্টোমাস (physostomous)। অগ্র প্রকোষ্ঠের সঙ্গে ছোট চারটি অস্থিকা অন্তঃকর্ণ যুক্ত করে। সরল রেখাচিত্র, স্কেল অনুযায়ী নয়।

দুই প্রকোষ্ঠ: সামনের ছোট অগ্র প্রকোষ্ঠ (anterior chamber) আর পেছনের লম্বা পশ্চাৎ প্রকোষ্ঠ (posterior chamber), মাঝে সরু সংযোগ।
প্রাচীর দুই স্তরের: বাইরে শক্ত, তন্তুময় টিউনিকা এক্সটার্না (tunica externa), ভেতরে পাতলা টিউনিকা ইন্টার্না (tunica interna)।
পশ্চাৎ প্রকোষ্ঠ থেকে ন্যুমাটিক নালি (pneumatic duct) অন্ননালিতে (oesophagus) খোলে। যে মাছের এই নালি খোলা থাকে তারা ফাইসোস্টোমাস (physostomous) — রুই, কাতলা, মৃগেল, কার্প। যাদের নালি বন্ধ (পার্চ, ভেটকি জাতীয়) তারা ফাইসোক্লিস্টাস (physoclistous)।
গ্যাস আসে মূলত পৃষ্ঠে উঠে গেলা বাতাস থেকে, তাই এতে N₂ সবচেয়ে বেশি (প্রায় 80–90%), O₂ কম ও ওঠানামা করে (প্রায় 5–20%), CO₂ সামান্য — সংখ্যাগুলো illustrative (Fänge 1953; Pelster 2011)।

কাজ:

প্লবতা (buoyancy) — মাছের দেহকলার ঘনত্ব প্রায় 1.07 g/mL, মিঠা পানির 0.998 g/mL। গ্যাসের ভাগ $f$ হলে গড় ঘনত্ব পানির সমান হয় যখন $f = 1 - \rho_{\text{water}}/\rho_{\text{tissue}} = 1 - 0.998/1.07 \approx 0.067$ — অর্থাৎ দেহ-আয়তনের প্রায় 7% গ্যাস থাকলে মাছ বিনা পরিশ্রমে ভেসে থাকে। গভীরে চাপ বাড়ে (প্রতি মিটারে প্রায় 9.8 kPa), বয়েলের সূত্র (Boyle’s law) অনুযায়ী গ্যাস চুপসে যায়: 10 m গভীরে আয়তন প্রায় অর্ধেক।
শ্রবণ (hearing) — অগ্র প্রকোষ্ঠ শব্দতরঙ্গে কাঁপে; চারটি ছোট ওয়েবেরিয়ান অস্থিকা (ট্রাইপাস tripus → ইন্টারক্যালারিয়াম intercalarium → স্ক্যাফিয়াম scaphium → ক্লসট্রাম claustrum) কম্পন অন্তঃকর্ণে পৌঁছে দেয়। এগুলো সামনের কয়েকটি কশেরুকার রূপান্তরিত অংশ; কার্প ও মাগুর-জাতীয় মাছের (Ostariophysi) বৈশিষ্ট্য।
শব্দ তৈরি (sound production) — কিছু মাছ পটকার গায়ের পেশি কাঁপিয়ে বা ন্যুমাটিক নালি দিয়ে গ্যাস ছেড়ে শব্দ করে।

রুই বাতাস-শ্বাসী নয়; তার পটকা শ্বসন অঙ্গ নয়। (শিং, মাগুর, শোল-এর মতো মাছের আলাদা অতিরিক্ত শ্বসন অঙ্গ আছে।)

নিজে যাচাই করো

রুইকে ফাইসোস্টোমাস (physostomous) মাছ বলা হয় কেন?

ধাপ ৬: রুই বনাম মানুষের শ্বসন অঙ্গ

বৈশিষ্ট্য	রুই	মানুষ
শ্বসন অঙ্গ	ফুলকা (gills), 4 জোড়া	ফুসফুস (lungs), 1 জোড়া
মাধ্যম	পানি — O₂ ≈ 8 mg/L	বাতাস — O₂ ≈ 270 mg/L
বিনিময় পৃষ্ঠ	গৌণ ল্যামেলা	বায়ুথলি (alveoli)
প্রবাহ	একমুখী (unidirectional)	আসা-যাওয়া একই পথে (tidal)
বিনিময় কৌশল	প্রতিস্রোত (counter-current)	অ্যালভিওলাসে মিশ্র বাতাস (pool)
পাম্প	মুখগহ্বর ও কানকো গহ্বর	মধ্যচ্ছদা ও পর্শুকার পেশি (diaphragm, intercostals)
আবরণ	কানকো (operculum)	পাঁজর (rib cage)
মাধ্যম থেকে O₂ গ্রহণ	≈ 70–85%	≈ 25%
বায়ুথলি / পটকা	প্লবতা ও শ্রবণে কাজ করে	— (অ্যালভিওলাস আলাদা জিনিস)

নিজে যাচাই করো

মানুষের চেয়ে মাছের শ্বসন অঙ্গ মাধ্যম থেকে শতকরা বেশি O₂ নেয় — মূল কারণ কী?

ধাপ ৭: ব্যবহারিক — ফুলকা ও পটকা পর্যবেক্ষণ

ফুলকা প্রদর্শন: ব্যবচ্ছেদ ট্রেতে মাছের বাম পাশ ওপরে রাখো। ফরসেপ দিয়ে কানকো তুলে কাঁচি দিয়ে কিনারা ধরে কানকো কেটে সরাও — 4টি লাল ফুলকা ও তাদের মাঝের ফাঁক (ফুলকা-ছিদ্র) দেখা যাবে। একটি ফুলকা খিলানসহ কেটে পেট্রিডিশে পানিতে রাখো; আতশ কাচে (hand lens) খিলান, রেকার ও দুই সারি সূত্র দেখো। চিহ্নিত চিত্র আঁকো।

পটকা প্রদর্শন: মাছ চিত করে পায়ুর সামনে থেকে গলা পর্যন্ত অঙ্কীয় মধ্যরেখা বরাবর কাটো; দেহপ্রাচীর দুই পাশে পিন দিয়ে আটকাও। পৌষ্টিকনালি আলতো করে একপাশে সরালে মেরুদণ্ডের নিচে সাদা, চকচকে দুই-প্রকোষ্ঠের পটকা দেখা যাবে; পশ্চাৎ প্রকোষ্ঠ থেকে সরু ন্যুমাটিক নালি অন্ননালির দিকে গেছে।

এবার নিজে করে দেখো

তিনটি অংশ: প্রতিস্রোত বিনিময় — পানি ও রক্তের প্রবাহ, ল্যামেলার দৈর্ঘ্য আর পানির O₂ বদলে দেখো কখন ≥ 80% ধরা পড়ে, আর সহস্রোত কেন 50%-এ আটকে যায়; বায়ুথলি ও ভাসা — গভীরতা বদলাও, পৃষ্ঠে উঠে বাতাস গেলো, 2 m-এ মাছকে স্থির ভাসাও; ব্যবচ্ছেদ — ফুলকা ও ছিদ্র গোনো, ওয়েবেরিয়ান অস্থিকার নাম শেখো। ফলাফল খাতায় লেখো।

ফুলকা ও বায়ুথলি ল্যাব (gill counter-current)

Counter-current exchange, swim-bladder buoyancy, dissection

↗

পানি থেকে O₂ বের (extraction)67%

রক্ত ভরল (blood loading)67%

প্রতি লিটার পানি থেকে5.51 mg O₂

পানির প্রবাহ (water flow): ×1

রক্তের প্রবাহ (blood flow): ×1

ল্যামেলার দৈর্ঘ্য (lamella length): 2

পানির O₂ (water O₂): 8.26 mg/L

প্রবাহ ও দৈর্ঘ্য আপেক্ষিক একক (relative, illustrative); দৈর্ঘ্য 1 = 1 স্থানান্তর একক যখন প্রবাহ ×1। শতাংশগুলো exchanger সূত্র থেকে হিসাব (Piiper & Scheid 1984); পানির O₂ শতাংশ বদলায় না, শুধু মোট পরিমাণ বদলায়। দ্রবণীয়তা: USGS।

পর্যবেক্ষণ খাতা (observation notebook)

বিনিময় বা বায়ুথলি অংশে “খাতায় লেখো” চাপো — সেটিং আর ফলাফল এখানে জমা হবে।

চ্যালেঞ্জ (challenges)

0/6

প্রতিস্রোতে পানি থেকে ≥ 80% O₂ বের করো, আর রক্তও ≥ 80% ভরাও (67%)
সহস্রোতে (con-current) সমান প্রবাহে ল্যামেলা সবচেয়ে লম্বা করো — 50% ছাড়ায়?
2 m গভীরতায় মাছটিকে পাখনা ছাড়াই স্থির ভাসাও (hover at 2 m)
6 m বা তার বেশি গভীরে গিয়ে দেখো — তারপর বলো, ফাইসোস্টোম মাছ গ্যাস ফেরত পায় কীভাবে?
ব্যবচ্ছেদে এক পাশের ফুলকা ও ফুলকা-ছিদ্র গোনো (0/9)
পটকা থেকে কান পর্যন্ত অস্থিকাগুলোর নাম বের করো (0/4)

বই পড়ার সময় সাবধান

“পটকায় যে গ্যাস রয়েছে তার অধিকাংশই O₂ … সামান্য N₂ ও CO₂” (পৃ. 77, সারসংক্ষেপ 10, MCQ 13): ভুল। রুইয়ের মতো ফাইসোস্টোমাস কার্পের পটকার গ্যাস আসে মূলত গেলা বাতাস থেকে, তাই N₂ প্রধান (প্রায় 80–90%, illustrative), O₂ কম ও পরিবর্তনশীল (Fänge 1953; Pelster 2011)। MCQ 13-এর উত্তর (তিনটি গ্যাসই থাকে) ঠিক আছে।
“অগ্র প্রকোষ্ঠে রেটিয়া মিরাবিলিয়া দিয়ে গ্যাস ক্ষরণ, পশ্চাৎ প্রকোষ্ঠে শোষণ” (পৃ. 77): গ্যাস গ্রন্থি-রেটে মিরাবিলি আর আলাদা শোষণ কক্ষের (oval) ব্যবস্থা মূলত ফাইসোক্লিস্ট মাছের। কার্পে রেটে খুব ছোট, গ্যাস গ্রন্থি থাকলে পশ্চাৎ প্রকোষ্ঠের প্রাচীরে; পটকা ভরে মূলত বাতাস গিলে, খালি করে ন্যুমাটিক নালি দিয়ে।
“ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা এবং পটকা শ্বসনে কিছু সহায়তা করে” (পৃ. 76): রুই বাতাস-শ্বাসী মাছ নয়। ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা শুধু কপাটিকার কাজ করে (পানি প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ), আর পটকা প্লবতা ও শ্রবণের অঙ্গ — গ্যাস বিনিময়ের অঙ্গ নয়। অতিরিক্ত শ্বসন অঙ্গ আছে শিং, মাগুর, শোল-এর মতো মাছে।
“রক্তে সর্বোচ্চ অক্সিজেন (৮০%) গ্রহণ” (পৃ. 76): মোটামুটি ঠিক — আসল টেলিওস্টে পানির O₂-এর প্রায় 70–85% বের হয় (Randall 1970)। মনে রেখো, সমান প্রবাহে সহস্রোত হলে এটা 50%-এর বেশি হতো না।

ঘরে বসে পরীক্ষা

ক) বাজারের মাছে ফুলকা ও পটকা (মাছ আগে থেকেই মৃত): কানকো তুলে 4টি ফুলকা-খিলান গোনো; খিলানের ভেতরের দিকের সাদা রেকার আর বাইরের লাল সূত্র (লাল = রক্ত) দেখো। মাছ কাটার সময় সাদা দুই-প্রকোষ্ঠের পটকাটি খোঁজো, আলতো চেপে দেখো দুই প্রকোষ্ঠের মাঝে গ্যাস যাওয়া-আসা করে।

খ) কার্টেজিয়ান ডুবুরি (Cartesian diver) — পটকার মডেল: একটি প্লাস্টিকের বোতল পানিতে কানায় কানায় ভরো। কলমের ঢাকনা বা ভাঁজ করা স্ট্র-এর মুখে একটু ক্লে/চুইংগাম লাগিয়ে ভেতরে সামান্য বাতাস রেখে এমনভাবে ভাসাও যেন সবে ভাসে। ঢাকনা আটকে বোতল চাপো — চাপে ভেতরের বাতাস ছোট হয়, “মাছ” ডুবে যায়; ছেড়ে দিলে আবার ওঠে। গভীরে মাছের পটকার ঠিক এটাই হয় (বয়েলের সূত্র)।

ছুরি বড়দের সাহায্যে ব্যবহার করো। কাঁচা মাছ ধরার পর সাবান দিয়ে হাত ধোও। কোনো জীবিত প্রাণীর ওপর পরীক্ষা করবে না।

পরীক্ষার প্রস্তুতি

১. হলোব্রাঙ্ক ও হেমিব্রাঙ্কের পার্থক্য লেখো। রুইয়ের ফুলকা কোন ধরনের?

উত্তর দেখো

ফুলকা-খিলানের এক পাশে এক সারি ফুলকা-সূত্র থাকলে তা হেমিব্রাঙ্ক (অর্ধ-ফুলকা); খিলানের দুই পাশে দুই সারি সূত্র (অর্থাৎ দুটি হেমিব্রাঙ্ক) থাকলে তা হলোব্রাঙ্ক (সম্পূর্ণ ফুলকা)। রুইয়ের প্রতি পাশের 4টি ফুলকাই হলোব্রাঙ্ক — মোট 4 জোড়া হলোব্রাঙ্ক।

২. রুই মাছের শ্বাসক্রিয়া কৌশল বর্ণনা করো।

উত্তর দেখো

প্রশ্বাস: মুখ খোলে, মুখের কপাটিকা খোলা; মুখগহ্বরের মেঝে নামায় চাপ কমে, পানি ঢোকে। কানকো গহ্বরও প্রসারিত হয় কিন্তু ব্রাঙ্কিওস্টেগাল পর্দা বন্ধ থাকে, তাই পানি ফুলকার ওপর দিয়ে টানা হয়। নিঃশ্বাস: মুখ বন্ধ হয়, মুখের কপাটিকা পানি ফিরতে দেয় না; মেঝে ওঠায় চাপ বাড়ে, পানি ফুলকা-ছিদ্র দিয়ে ফুলকার ল্যামেলার ফাঁক পেরিয়ে কানকো গহ্বরে যায়; কানকো ভেতরে চাপে, পর্দা খোলে, পানি বেরিয়ে যায়। পানি একমুখী চলে; ল্যামেলায় প্রতিস্রোতে গ্যাস বিনিময় হয়।

৩. প্রতিস্রোত তন্ত্র কী? এটি মাছের জন্য গুরুত্বপূর্ণ কেন?

উত্তর দেখো

ফুলকার গৌণ ল্যামেলায় রক্ত পানির বিপরীত দিকে প্রবাহিত হয় — এটাই প্রতিস্রোত তন্ত্র। ফলে ল্যামেলার প্রতিটি বিন্দুতে রক্তের পাশের পানিতে রক্তের চেয়ে বেশি O₂ থাকে; পুরো পথে ঘনত্ব-পার্থক্য বজায় থাকে, রক্ত প্রায় ঢোকা পানির সমান O₂ নিয়ে বের হয়। পানির O₂-এর 70–85% রক্তে যায়; সমান প্রবাহে সহস্রোত হলে সর্বোচ্চ 50% যেত। পানিতে O₂ বাতাসের প্রায় 30 ভাগের 1 ভাগ বলে এই দক্ষতা মাছের বেঁচে থাকার জন্য জরুরি।

৪. (গাণিতিক) মাছের দেহকলার ঘনত্ব 1.07 g/mL, পুকুরের পানি 0.998 g/mL। মাছকে ভাসমান রাখতে পটকায় দেহ-আয়তনের কত শতাংশ গ্যাস লাগবে? মাছটি পৃষ্ঠ থেকে 10 m নামলে (চাপ 101.3 → 199.2 kPa) সেই গ্যাসের আয়তন কত হবে?

উত্তর দেখো

$f = 1 - 0.998/1.07 = 0.067$ → প্রায় 6.7% (≈ 7%)। বয়েলের সূত্রে $V_2 = V_1 \times 101.3/199.2 = 0.51\,V_1$ — গ্যাস প্রায় অর্ধেক, তাই মাছ ভারী হয়ে ডুবতে চায়। ফাইসোস্টোম রুই পৃষ্ঠে উঠে বাতাস গিলে আবার পটকা ভরে।

৫. ফাইসোস্টোমাস ও ফাইসোক্লিস্টাস মাছের পার্থক্য লেখো। পটকার তিনটি কাজ লেখো।

উত্তর দেখো

ফাইসোস্টোমাস: পটকা ন্যুমাটিক নালি দিয়ে অন্ননালির সঙ্গে যুক্ত; বাতাস গিলে পটকা ভরে ও নালি দিয়ে গ্যাস ছাড়ে (রুই, কাতলা, কার্প)। ফাইসোক্লিস্টাস: নালি নেই (পরিণত অবস্থায় বন্ধ); গ্যাস গ্রন্থি ও রেটে মিরাবিলি দিয়ে রক্ত থেকে গ্যাস ক্ষরণ, আর ওভাল নামের অংশ দিয়ে শোষণ (পার্চ, ভেটকি)। কাজ: (ক) প্লবতা — নির্দিষ্ট গভীরতায় বিনা পরিশ্রমে ভেসে থাকা; (খ) শ্রবণ — ওয়েবেরিয়ান অস্থিকার মাধ্যমে কম্পন অন্তঃকর্ণে পাঠানো; (গ) কিছু মাছে শব্দ তৈরি।

৬. (MCQ) ওয়েবেরিয়ান অস্থিকা কোন দুটি অঙ্গকে যুক্ত করে? (ক) ফুলকা ও হৃৎপিণ্ড (খ) পটকা ও অন্তঃকর্ণ (গ) অন্ননালি ও পটকা (ঘ) মুখগহ্বর ও কানকো। আর রুইয়ের পটকার গ্যাসে কোনটি সবচেয়ে বেশি? (ক) O₂ (খ) CO₂ (গ) N₂ (ঘ) H₂

উত্তর দেখো

প্রথমটি (খ) — পটকার অগ্র প্রকোষ্ঠ থেকে ট্রাইপাস, ইন্টারক্যালারিয়াম, স্ক্যাফিয়াম, ক্লসট্রাম হয়ে অন্তঃকর্ণ। দ্বিতীয়টি (গ) N₂ — গ্যাস আসে গেলা বাতাস থেকে। বইয়ে লেখা “অধিকাংশই O₂” — এটি ভুল। (অন্ননালি ও পটকা যুক্ত করে ন্যুমাটিক নালি, অস্থিকা নয়।)