Строение и некоторые физиологические особенности рыб. Анатомия рыб

Макияж 18.03.2019

Макияж

Главная > Документ

Хвостовой плавник имеет гомоцеркальную форму. Обе его лопасти развиты симметрично. Изменение формы хвостового плавника связано с появлением у костистых рыб плавательного пузыря, с помощью которого происходят вертикальные перемещения рыб из глубины водоема на поверхность и наоборот. Хвостовой плавник при этом не имеет значения.

Плавательный пузырь наполнен газом, объем которого меняется. Когда объем плавательного пузыря увеличивается, увеличивается и объем тела, соответственно уменьшается удельный вес, и рыба всплывает. У некоторых рыб газ поступает в плавательный пузырь через пищевод, с которым плавательный пузырь связан. Эти рыбы называются открытопузырными. У других пузырь не сообщается с окружающей средой. Это – закрытопузырные рыбы. В этом случае в стенках пузыря есть скопления кровеносных сосудов – красное пятно или газовая железа. Эти сосуды то выделяют газ из крови, то поглощают его. Благодаря этому объем пузыря меняется.У костистых рыб пищеварительный тракт дифференцирован в той же степени, что и у хрящевых, но протяженность его больше. При этом в толстой кишке исчезает спиральный клапан. Следовательно, способ увеличения пищеварительной поверхности у хрящевых и костистых рыб различен. От хрящевых рыб они отличаются и строением жабр. У них исчезают межжаберные перегородки. Вместо пяти пар жаберных щелей остается, как правило, лишь одна. Жаберные щели прикрываются, костными жаберными крышками, отсутствующими у хрящевых. В связи с этим появляется более совершенный способ дыхания, в котором принимают участие жаберные крышки. Когда жаберная крышка поднимается, вода из ротоглоточной полости всасывается в боковую жаберную полость. При опускании же крышки вода из боковой жаберной полости выталкивается наружу через наружные жаберные щели. Отличия в кровеносной системе в том, что в сердце отсутствует артериальный конус. Во взрослом состоянии у костных рыб функционируют туловищные почки.Центральная нервная система в целом не отличается от таковой хрящевых рыб, но передний мозг развит менее. В крыше его отсутствует серое вещество, которое сосредоточено на дне желудочков, в полосатых телах. По степени развития органов чувств костистые рыбы не отличаются от хрящевых.Размножение . Семенники и яичники – парные. У самок половых протоков нет, и яичник открывается наружу особым отверстием. У самцов половыми протоками служат каналы, представляющие новообразование, свойственное только костным рыбам. Клоака отсутствует. Оплодотворение наружное. Забота о потомстве выражается в огромном числе откладываемых яиц. Многие яйца гибнут, но остается достаточное их количество для продолжения вида.

Класс Амфибии (Amphibis)

Амфибии – самый малочисленный класс современных позвоночных. Он включает три отряда: хвостатые (Urodela) – саламандры и тритоны, бесхвостые (Anura) – лягушки, жабы, чесночницы, жерлянки, квакши и др. и безногие (Apoda) – червяги. В трех отрядах насчитывается около 2500 видов.Амфибии – первые позвоночные, вышедшие на сушу и резко изменившие среду обитания. Ведущим фактором, определившим выход амфибий на сушу, видимо, были большие запасы пищи в виде наземных беспозвоночных.На суше все живое зависит прежде всего от содержания воды в окружающей среде, которое меняется по времени суток, временам года и на разных территориях. При этом организм должен быть защищен от опасности иссушения и приспособлен к жизни в меняющихся условиях влажности.Температурные условия обитания на суше так же различны, как и условия влажности. Колебания температуры в разные сезоны года здесь достигают 120 0 С. При этом на суше очень велика не только сезонная, но и суточная амплитуда, могущая доходить в некоторых местах, если учитывать температуру поверхности почвы, до 60 0 С.Жизнь на суше меняет характер передвижения. Изменения эти связаны с тем, что в водной среде не требуется почти никаких усилий для поддержания тела, в то время как с выходом на сушу эти усилия возрастают, поскольку удельный вес тела по закону Архимеда увеличивается во много раз. Кроме того, условия передвижения на суше и в воде отличны потому, что земля не представляет сколько-нибудь ровной поверхности.Подобно другим животным в развитии амфибий ведущую роль играет возникновение новых приспособлений к добыванию пищи. В связи с особенностями влажности среды обитания для наземных позвоночных особое значение имеет перестройка органов дыхания. Жабры не могут здесь функционировать, так как расположены снаружи и легко высыхают. Водная пленка на их поверхности, в которой мог бы раствориться кислород, быстро исчезает, а проникновение нерастворенного кислорода в кровь невозможно. Кроме того, при высыхании жабры спадаются, и площадь их уменьшается. В таком виде они уже не могут обеспечить в организме необходимый уровень газообмена.У амфибий органами дыхания служат легкие. Эти органы расположены внутри тела и благодаря этому защищены от высыхания. Их внутренняя поверхность всегда покрыта водной пленкой, в которой кислород растворяется прежде, чем проникнуть в кровь. Они представлены полыми мешками. У хвостатых амфибий их тонкие стенки напоминают стенки плавательного пузыря, покрытые густой сетью капиллярных сосудов. У бесхвостых легкие сложнее. Их поверхность сильно увеличивается благодаря тому, что стенки легких с внутренней стороны выстланы губчатой тканью. Но и у них поверхность легких недостаточна, чтобы обеспечить газообмен полностью.Воздух проходит в легкие по малодифференцированным проводящим дыхательным путям. Через наружные ноздри он попадает в носовую полость, через внутренние ноздри – хоаны проходит в ротовую полость и далее в трахею, которая особенно коротка у бесхвостых, и легкие.Очень своеобразен механизм вдоха и выдоха амфибий. Он совершается на счет изменения объема ротовой полости. При этом, когда дно ротовой полости опускается, объем ее увеличивается и в нее устремляется воздух, так как образуется разреженное пространство. Когда дно ротовой полости поднимается, хоаны закрываются клапанами, и сжимаемый воздух устремляется в единственное отверстие – гортанную щель, затем в трахею и легкие. Выдох происходит пассивно. Это своеобразный механизм вдоха и выдоха недостаточно эффективен, им легкие амфибий вентилируются слабо. Примитивность системы органов дыхания делает необходимым развитие у амфибий компенсаторных органов дыхания. Главный из них – это кожа.Строение кожи амфибий определяется ее дыхательной функцией.Она всегда голая, лишенная защитных образований, контактирующая с окружающей средой – источником кислорода. В коже много желез, выделяющих слизь, которая обеспечивает ее постоянное увлажнение. Кроме того, в коже есть ядовитые железы, секрет которых препятствует поселению на ней различных микроорганизмом, грибков и т.п. Этот секрет защищает амфибий и от хищников. Для них он не всегда бывает ядовит, но может вызывать сильное жжение слизистой рта, носа, глаз. Кожа амфибий богата кровеносными капиллярами.В связи с изменением органов дыхания произошли важнейшие изменения в строении черепа амфибий. Прежде всего с исчезновением жабр редуцировались также жаберная крышка и жаберные дуги, которые частично превратились в подъязычный скелет, формирующийся за счет низнего элемента подъязычной дуги. Изменение механизма дыхания при переходе от дыхания жабрами к дыханию легкими отразилось на характере соединения висцерального черепа с мозговым. Механизм жаберного дыхания у рыб связан не только с движением жаберной крышки, но также с движением челюстной и подъязычной дуг. В связи с этим челюстная дуга должна обладать способностью не только к хватательным движениям сверху вниз, но и к боковым дыхательным движениям. Выпадение жаберного дыхания делает боковые движения челюстной дуги ненужными. С другой стороны, механизм легочного дыхания, осуществляется при помощи опускания и поднимания дна ротовой полости, требует укрепления точек опоры мускулатура, выполняющей эти движения. Иными словами, возникает необходимость укрепления верхнего отдела челюстной дуги. Это достигается тем, что у амфибий развилась сохраняющаяся у всех наземных позвоночных аутостилия, т.е. верхняя челюсть на всем протяжении срастается с осевым черепом.Действие механизма, осуществляющего вдох у амфибий, оказывается тем эффективнее, чем больше расстояние между задними концами ветвей нижней челюсти. Это достигается все более широким раздвижением задних концов верхних челюстей, к которым причленяется нижняя челюсть. В конечном итоге весь череп приобрел свойственную амфибиям широкую и плоскую форму.Появление легких сопровождается у амфибий перестройкой кровеносной системы. У них кроме большого круга кровообращения появляется еще и малый, или легочный. Он образуется легочной артерией, которая несет кровь от сердца к легким, и легочной веной, по которой артериальная кровь возвращается из легких в левую часть сердца. Легочная артерия развивается виз четверной артериальной жаберной дуги, легочная вена новообразование. От сердца по короткой брюшной аорте кровь попадает не только в легочную артерию, ни и в системные дуги аорты и в сонные артерии, входящие в большой круг кровообращения. По сонным артериям, представляющим преобразование первой артериальной жаберной дуги, кровь поступает к голове. Правая и левая системные дуги аорты (вторая артериальная жаберная дуга), отсылающие артерии к передним конечностям, сливаются в спинную аорту, которая отделяет артерии ко всем органам. От органов венозная кровь по венам, собравшись, в конце концов, в нижнюю и верхнюю полую вену, поступает в правую часть сердца. Передние и задние кардинальные вены во взрослом состоянии сохраняются только у хвостатых амфибий и функционирую вместе с возникшими заново верхней и нижней полыми венами.С появлением легочного круга кровообращения у амфибий в сердце устремляются два потока крови: артериальный от легких и венозный от всех других органов. В сердце амфибий возникает перегородка, которая делит его на правую венозную и левую артериальную часть. Однако перегородка разделяет только предсердия. В желудочке кровь частично смешивается. Своеобразие кровеносной системы амфибий в том, что кожная артерия входит у них в состав малого круга кровообращения, ответвляясь от легочной, а кожная вена включается в большой круг кровообращения, открываясь в верхнюю полую вену. Последнее приводит к тому, что в правое предсердие поступает уже частично смешанная кровь: венозная со всего тела и артериальная от кожи. Это соответствует полному разделению только предсердия перегородкой на правую и левую половину. При нем артериальная кровь, пришедшая от кожи, попадает в большой круг кровообращения.Распределение крови по артериям отчасти регулируется благодаря клапанам, которые находятся в общем артериальном стволе, отходящем от желудочка. В сонные артерии направляется поток артериальной крови, изливающийся из левой части желудочка. В системные дуги аорты попадает смешанная кровь, а в легочные артерии – наиболее венозная из правой части желудочка.Во взрослом состоянии у амфибий так же как и у рыб, функционируют туловищные почки. Они сохранились в связи тем, что амфибии поглощают воду непроизвольно всей поверхностью тела, подчиняясь закону осмоса. Избыток воды, образующийся при этом в теле выводится через почки, т.е. почки имеют осморегуляторную функцию. Она наиболее эффективно обеспечивается особенностями строения туловищной почки, так как относительная поверхность клубочков в ней велика, и вода фильтруется из крови интенсивно, а обратное поглощение воды мало, так как канальцы коротки.Пищеварительная система амфибий по сравнению с рыбами мало изменяется и отличается слабой дифференциацией. Амфибии имеют общую ротоглоточную полость, короткий пищевод, переходящий в сравнительно слабо обособленный желудок. Желудок без резкой границы переходит в кишечник, в котором хорошо отграничена только прямая кишка, открывающаяся в клоаку. Имеется большая печень, поджелудочная железа расположена в первой петле кишечника. Зубы всех амфибий, если они есть, однородны и служат для удержания добычи, которая заглатывается целиком. В ротоглоточную полость у амфибий открываются отсутствующие у рыб слюнные железы, секрет которых смачивает ротовую полость и пищу, но не действует на последнюю химически. Появление слюнных желез типично для наземных позвоночных. По сравнению с рыбами у амфибий прогрессивно развивается язык и, обладая собственной мускулатурой, принимает участие в захватывании пищи.Уровень обмена веществ у амфибий сравнительно невысок. Тепла в теле освобождается мало, и температура тела следует за температурой окружающей среды. Они – хладнокровные или пойкилотермные животные. Пойкилотермность амфибий усугубляется тем, что в связи с кожным дыханием происходит постоянное испарение влаги через кожу, снижающее температуру тела. Поэтому температура тела амфибий непостоянна.С выходом на сушу у позвоночных появляются конечности наземного типа. Наземная конечность состоит из отделов, которые подвижно сочленены между собой и с телом. Это превращает ее в сложный рычаг, при помощи которого можно экономить в силе, выполняя одинаковую работу. Это особенно важно в связи с особенностями передвижения на суше.Передняя конечность амфибий состоит из плеча, двух костей предплечья (лучевой и локтевой) и кисти, слагающейся из запястья, пястья и фалангов пальцев. Задняя конечность представлена бедром, голенью, образованной двумя костями (большой и малой берцовой), и ступней, состоящей из предплюсны, плюсны и фалангов пальцев.Принято считать, что наземные конечности произошли из парных плавников рыб. Это подтверждается характером расположения базальных элементов в парных плавниках кистеперых рыб, указывающих на гомологию их плечу или бедру и предплечью или голени, состоящих из двух элементов.Развитие конечностей сопровождается усложнением строения их поясов. Плечевой пояс, состоящий из парных лопаток, ключиц и коракоидов, составляет кольца, лежащее в толще мускулатуры. Спереди его замыкает грудина. С осевым скелетом плечевой пояс не соединен. Тазовый пояс образован тремя парными элементами: подвздошными и седалищными костями и лобковыми хрящами. Он укреплен на позвоночнике. С развитием наземных конечностей у амфибий происходит дальнейшая дифференциация осевого скелета. Позвонок, с которым сочленен тазовый пояс, имеет отличающуюся форму и размеры и называется крестцовым. Он представляет новый отдел позвоночника, отсутствующий у рыб.Наземная конечность отличается от парных плавников усилением дифференциации мускулатуры, приводящей ее в движение. Больше дифференцируется и туловищная мускулатура, состоящая из сложной системы отдельных мышц. В результате этого сегментация мускулатуры, свойственная рыбам, нарушается, хотя в некоторых брюшных и спинных мышцах она еще остается отчетливой.Конечности амфибий – первых выходцев на сушу еще примитивны. Это выражается в расположении их по отношению к телу. Верхние отделы конечностей составляют прямой угол с продольной осью тела. Тело как бы подвешено между конечностями. Следующий отдел направлен в передней конечности слегка вперед, а задний – назад и, наконец, сама лапка (ступня, кисть) направлена в сторону и вперед.Различие в расположении отделов передней и задней конечности определяется различной их функцией. При передвижении животного передняя конечность тянет тело, а задняя толкает. Органы передвижения амфибий могут совершать медленные однообразные движения, подобные движения парных плавников. Они еще настолько слабы, что поднимают тело над субстратом только в момент движения. В покое тело амфибий лежит на земле. Передвижение при помощи изгибания тела сохраняется только у самых древних хвостатых амфибий. У них совмещается рыбий способ и новый способ передвижения – с помощью конечностей. Наиболее подвижны среди амфибий бесхвостые, которые перемещаются при помощи особых прыжков, не встречающихся ни у кого более. Примитивность конечностей до некоторой степени компенсируется развивающейся подвижностью головы. Так у амфибий появляется шейный позвонок, к которому подвижно причленена голова. Эти животные могут поднимать и опускать голову, но не могут повернуть ее набок. Только приподняв голову, они легко открывают рот, а также совершают дыхательные движения.В наземной среде обитания у амфибий изменяются органы чувств. Исчезает боковая линия, занимающая ведущее положение среди других органов чувств у водных позвоночных. Боковая линия, как правило, функционирует у них только в личиночной стадии. Амфибии, в отличие от рыб, могут видеть на большом расстоянии. Это объясняется тем, что роговица глаза стала сферической, а хрусталик приобрел форму двояковыпуклой линзы. Глаз амфибий защищается от высыхания и механических повреждений веками, появляющимися впервые. Аккомодация, как и у рыб, достигается лишь перемещением хрусталика, однако, не при помощи серповидного отростка, а путем сокращения ресничной мышцы. При сокращении ее хрусталик глаза амфибий несколько выдвигается вперед. Орган слуха приобретает белее сложное строение. Кроме внутреннего уха появляется среднее. Оно представляет полость, отделенную от окружающей среды барабанной перепонкой. В полости среднего уха содержится слуховая косточка – стремечко, которое одним концом соприкасается с барабанной перепонкой, а другим с истонченной стенкой, отделяющей среднее ухо от внутреннего. Полость среднего уха развивается из брызгальца. Связь полости среднего уха с глоткой при помощи евстахиевых труб подтверждает возникновение его из полости жаберной щели. Слуховая косточка – стремечко – есть видоизмененная уменьшившаяся верхняя часть подъязычной дуги, входившая у предков амфибий в состав черепа. Прогрессивно развиваются и органы обоняния. Появление спирально закрученных носовых раковин увеличивает обонятельную поверхность. Хоаны включают органы обоняния в состав проводящих дыхательных путей. Весь воздух, используемы при дыхании, проходит через орган обоняния, что интенсифицирует его функцию. С другой стороны, это проводит к усложнению пути воздуха к органам дыхания. При этом органа обоняния подразделяется на собственно обонятельную область, выстланную обонятельным эпителием, дыхательную, выстланную простым эпителием. В стенах обонятельного органа амфибий развиваются многочисленные железы, увлажняющие его поверхность.Прогрессивные черты в развитии головного мозга амфибий выражаются в том, что серое вещество, состоящее из тел нервных клеток, занимает у них не только дно, но и бока и крышу желудочков, иными словами, у них есть мозговой свод – архипалиум. У амфибий, в отличии от рыб, нарушается значение переднего мозга как органа, иннервирующего преимущественно обонятельную систему, и уменьшается значение среднего мозга как высшей инстанции, формирующей целостные реакции организма. Однако ведущей в организации поведения частью центральной нервной системы остается средний мозг. В связи с малой подвижностью у амфибий слабо развит мозжечок.Размножение. У амфибий имеется пара семенников у самцов и яичников у самок. Подобно древним видам семяпроводами у них служат вольфовы каналы, выполняющие у обоих полов функцию мочеточников, а яйцеводы представлены мюллеровыми каналами. У большинства амфибий оплодотворение наружное и происходит в водной среде. Внутреннее оплодотворение встречается у хвостатых амфибий, у которых сперма выделяется в виде сперматофоров, приклеивающимся к подводным предметам или непосредственно вводящихся в половые пути самки. Яйца амфибий, покрытые слизистыми оболочками, не защищены от высыхания и, как правило, могут развиваться только в водной среде. Водная среда более, чем для яиц, обязательна для личинок амфибий.Для амфибий характерно развитие с превращением – метаморфоз. Выходящая из яиц личинка может питаться не только за счет веществ, запасенных в желтке, но и добывать пищу в окружающей среде, а также активно спасаться от преследований врагов и держаться в наиболее благоприятных местах обитания в смысле температурного и кислородного режима. Личиночная стадия расширяет кормовую базу вида, позволяя наземным обитателям использовать животные и растительные корма в водоемах.Метаморфоз бывает неполным и полным. Первый свойствен хвостатым, второй – бесхвостым. У только что вылупившейся личинки бесхвостых – головастика-части тела еще едва обозначены. Голова отделена от туловища легким перехватом, а задний конец вытянут в коротенький вырост – хвост. Хвост окружен широким плавником, идущим и вдоль спины личинки. Единственное скелетное образование на этой стадии – хорда.Имеющие такое строение личинки не способны еще активно двигаться. Первое время они неподвижно висят на густых оболочках яиц, из которых вышли. На этой стадии развития головастики не могут активно кормиться. Ротовое отверстие у них отсутствует. Они продолжают питаться за счет желтка, который заполняет теперь полость их пищеварительной системы. Кишка заканчивается анальным отверстием. Раннее развитие анального отверстия связано с тем, что в задний отдел кишки открываются протоки выделительных органов – головных почек.У только что вышедшего из яйца головастика дыхание по сравнению с зародышем, находящимся в яйце, значительно активизируется. Это происходит благодаря тому, что незадолго до вылупления у них появляются наружные жабры. Несмотря на то, что на описанной стадии функционируют только наружные жабры, у личинок есть органы дыхания, приходящие им на смены – внутренние жабры, подобные жабрам рыб, и их скелетные образования – жаберные дужки. У только что вылупившегося головастика есть и зачатки легких. Наружные жабры как специальные личиночные органы дыхания представляют видоизменившиеся внутренние жабры, разросшиеся из жаберной полости наружу. Они имеют то преимущество, что могут функционировать значительно раньше того, как появится механизм, нагнетающий воду к внутренним жабрам.В связи с тем, что на первой стадии развития личинки еще активно не отыскивают пищу и мало подвижны, органы чувств у них развиты слабо. На переднем конце головы есть парные ямки – органы обоняния, недоразвитые глаза и зачаток органа слуха в виде слуховых пузырьков, лежащих под кожей по бокам головы. Важнейшее значение в это время имеют органы боковой линии. Головной мозг в основных чертах сформирован, но отличается почти полным отсутствием мозжечка и передних полушарий.Крупные изменения в жизни головастика происходят через некоторое время после вылупления, когда у него прорывается рот и формируется характерный для него ротовой аппарат. Пищеварительный тракт головастика не дифференцирован и абсолютно длиннее, чем у взрослых. После прорыва рта желток всасывается, и головастик начинает самостоятельно питаться и активно двигаться. Прорыв рта позволяет вступить в действие внутренним жабрам, вокруг которых обеспечивается постоянный ток воды, поступающей через рот в глотку и далее через жаберные щели к жабрам и, наконец, в окружающую среду. С развитием внутренних жабр наружное редуцируются. В это время кровеносная система головастика подобна кровеносной системе рыб. Начинают развиваться туловищные почки.Следующий этап развития головастика – появление зачатков передних и задних конечностей. Первые долго скрыты под жаберной крышкой. На стадии появления конечностей у головастика прорываются хоаны и формируются проводящие дыхательные пути, ведущие к тонкостенным сосудистым мешкам – легким. Еще не скоро головастик выйдет на сушу, а система наземных органов дыхания у него уже развита. В единственном до сих пор предсердии появляется перегородка, делящая его на левую и правую части, и формируется малый круг кровообращения. Однако, основная масса крови проходит в это время через жабры и вряд ли можно говорить о функционировании легких на этой стадии. Примерно к концу второго месяца конечности подразделяются на суставы и появляются пальцы. В это время личиночное дыхание существует наряду с легочным. Личиночное развитие приходит к концу. Начинается метаморфоз.Метаморфозом в стогом смысле слова называют те изменения, которые происходят в связи с переменой среды обитания. Эти изменения начинаются с органов пищеварения. Головастик перестает питаться и происходит резорбция кишечника. Затем сбрасывается личиночный ротовой аппарат. Язык, появляющийся незадолго до метаморфоза, растет, увеличиваются размеры печени. Жабры получают все меньше и меньше крови и дегенерируют, а жаберные щели замыкаются. Работа легких соответственно усиливается. Глаза, которые до сих пор были малы и покрыты тонкой коже, становятся выпуклыми. Заканчивается формирование внутреннего и среднего уха, исчезают органы боковой линии. Окончательно развиваются большие полушария мозга, исчезает первичная почка, образуются мюллеров и вольфов каналы, происходит половая дифференцировка. Формируются появившиеся незадолго до метаморфоза пояса конечности, заканчивается окостенение скелета. Постепенно рассасывается и исчезает хвост, ткани которого идут на питание развивающегося организма.У форм с неполным метаморфозом личинки меньше отличаются по строению от взрослого организма. Покидая яйцо, они находятся на более поздней стадии развития. У них отчетливо выражен хвост, окруженный плавником, имеются зачатки передних конечностей и разветвленные перистые наружные жабры. Сначала личинки мало подвижны, но вскоре при плавании у них начинает функционировать не только хвост, но и конечности. На второй день жизни у них прорывается рот.По характеру питания личинки не отличаются от взрослых форм. Они тоже хищники и питаются различными беспозвоночными, но более мелкими. Рот у них ничем не отличается от рта взрослой формы. Длина кишечника равна длине его у взрослых. В связи с характером питания у личинок хвостатых крупные и хорошо развитые глаза, рано начинающие функционировать. Первыми очень рано появляются передние конечности и только, когда у них уже обозначаются пальцы, начинается развитие задних.

Средой обитания рыб являются всевозможные водоемы нашей планеты: пруды, озера, реки, моря и океаны.

Рыбы занимают очень обширные территории, во всяком случае, площадь океана превышает 70% земной поверхности. Добавьте к этому то, что наиболее глубокие впадины уходит в океанскую глубь на 11 тысяч метров и станет понятно, какими пространствами владеют рыбы.

Жизнь в воде отличаются крайним многообразием, которое не могло не повлиять на облик рыб, и привело к тому, что форма их тел разнообразна, как и сама подводная жизнь.

На голове у рыб расположены жаберные крылышки, губы и рот, ноздри и глаза. Голова переходит в туловище очень плавно. Начиная от жаберных крылышек и до анального плавника находится туловище, которое заканчивается хвостом.

В качестве органов передвижения рыбам служат плавники. По сути, они представляют собой кожные выросты, которые опираются на костные плавниковые лучи. Наиболее важным для рыб является хвостовой плавник. По бокам туловища, в нижней его части расположены парные брюшные и грудные плавники, которые соответствуют задним и передним конечностям обитающих на земле позвоночных животных. У разных видов рыб парные плавники могут быть расположены по-разному. В верхней части тела рыбы находится спинной плавник, а внизу, рядом с хвостом – анальный. Причем важно отметить, что количество анальных и спинных плавников у рыб может варьироваться.

У большинства рыб по бокам тела расположен орган, который воспринимает течение воды и который называется «боковой линией». Благодаря оному, даже слепая рыба способна ловить движущуюся добычу не натыкаясь при этом на препятствия. Видимая часть боковой линии состоит из имеющих отверстия чешуек.

Через эти отверстия в тянущийся вдоль туловища канал проникает вода, где ее воспринимают проходящие по каналу окончания нервных клеток. Боковая линия у рыб может быть сплошной, прерывистой или отсутствовать вовсе.

Функции плавников у рыб

Благодаря наличию плавников, рыбы способны перемещаться и удерживать равновесие в воде. Если рыба будет лишена плавников, она просто перевернется брюхом вверх, поскольку центр тяжести рыбы расположен в ее спинной части.

Спинной и анальный плавники обеспечивают рыбам устойчивое положение тела, а хвостовой плавник почти у всех рыб является своеобразным движителем.

Что касается парных плавников (брюшных и грудных), то они выполняют в основном стабилизирующую функцию, поскольку обеспечивают во время неподвижности рыбы равновесное положение тела. С помощью этих плавников рыба может принять нужное ей положение тела. Кроме этого они являются несущими плоскостями во время движения рыбы, и выполняют функцию руля. Что до грудных плавников, то это своеобразные маленький моторчик, с помощью которого рыба перемещается во время медленного плавания. Брюшные плавники в основном используются для поддержания равновесия.

Форма тела у рыб

Для рыб характерна обтекаемая форма тела. Это является следствием ее образа жизни и среды обитания. Например, у тех рыб, которые приспособлены к длительному и быстрому плаванию в водной толще (например, лосось, треска, сельдь, макрель или тунец) форма тела похожа на торпеду. Хищники, которые практикуют молниеносные броски на очень короткие расстояния (например, сайра, сарган, таймень или ) форма тела стреловидная.

Некоторые виды рыб, которые приспособлены к продолжительному залеганию на дне, такие как камбала или скат, имеют тело плоской формы. Отдельные виды рыб и вовсе имеют причудливые формы тела, которая может напоминать шахматного коня, как это можно увидеть у , чья голова расположена перпендикулярно по отношению к оси тела.

Морской конек населяет практически все морские воды Земли. Его тело как у насекомого заключено панцирь, хвост цепкий как у обезьяны, глаза способны вращаться как у хамелеона, и дополняет картину сумка, наподобие той, какую имеет кенгуру. И хотя эта странная рыбка и может плавать, сохраняя вертикальное положение тела, используя для этого колебания спинного плавника, пловец из нее все-таки никудышный. Свое трубчатое рыльце морской конек использует как «охотничью пипетку»: когда поблизости показывается добыча, конек резко раздувает щеки и втягивает добычу в рот с расстояния в 3-4 сантиметра.

Самой маленькой рыбкой считается филлипинский бычок Пандаку. Длина оного составляет около семи миллиметров. Было даже такое, что модницы носили этого бычка в своих ушах, используя для этого сделанные из хрусталя серьги-аквариумы.

А вот самой большой рыбой является , длина тела которой порой составляет около пятнадцати метров.

Дополнительные органы у рыб

У рыб некоторых видов, таких как сом или карп, вокруг рта можно увидеть усики. Эти органы выполняют осязательную функцию и используются, также, для определения вкусовых качеств пищи. Многие глубоководные рыбы, такие как фотоблефарон, анчоус, рыбы-топорики и имеют светящиеся органы.

На чешуе у рыб иногда можно встретить защитные шипы, которые могут находиться в разных частях тела. К примеру, тело рыбы-ежа покрыто шипами практически сплошь. Отдельные виды рыб, такие как бородавчатка, морской дракон и , обладают специальными органами нападения и защиты – ядовитыми железами, которые расположены у основания плавниковых лучей и основания шипов.

Покровы тела у рыб

С наружной стороны кожа рыб покрыта тонкими полупрозрачными пластинами – чешуей. Концы чешуи налегают друг на друга, располагаясь подобно черепице. С одной стороны это обеспечивает животному прочную защиту, а с другой – не мешает свободному движению в воде. Образована чешуя специальными клетками кожи. Размер чешуи может быть разным: у она практически микроскопическая, тогда как у индийского усача она составляет несколько сантиметров в диаметре. Чешуя отличается большим разнообразием, как по своей прочности, так и по количеству, составу и ряду других характеристик.

В коже у рыб залегают хроматофоры (пигментные клетки), при расширении которых, пигментные зерна растекаются на значительное пространство, делая окраску тела ярче. Если же хроматофоры сократятся, то пигментные зерна скопятся в центре и большая часть клетки останется неокрашенной, благодаря чему тело рыбы станет бледнее. Когда внутри хроматофоров равномерно распределены пигментные зерна всех цветов, рыба обладает яркой раскраской, а если они собраны в центрах клеток, рыба будет настолько бесцветной, что может даже казаться прозрачной.

Если же по хроматофорам распределены только желтые пигментные зерна, рыба изменит свою окраску на светло-желтую. Все разнообразие окраски рыб, определяется хроматофорами. Особенно это типично для тропических вод. Кроме этого в коже рыб располагаются органы, которые воспринимают химический состав и температуру воды.

Из всего вышесказанного становится ясно, что кожа у рыб выполняет сразу множество функций, среди которых и наружная защита, и защита от механических повреждений, и связь с внешней средой, и коммуникация с сородичами, и облегчение скольжения.

Роль окраски у рыб

У пелагических рыб зачастую имеется темная спинка и брюшко светлого оттенка, например, как у представительницы семейства тресковых рыбы абадехо. У многих рыб обитающих в средних и верхних слоях воды окраска верхней части тела значительно темнее, чем нижней части. Если посмотреть на таких рыб снизу, то ее светлое брюшко не будет выделяться на просвечивающем сквозь толщу воды светлом фоне неба, что маскирует рыбу от подстерегающих ее морских хищников. Точно так же, при взгляде сверху, ее темная спинка сливается с темным фоном морского дна, что защищает не только от хищных морских животных, но и от различных птиц-рыболовов.

Если проанализировать окраску рыб, то можно будет заметить, как с ее помощью происходят подражание и маскировка прочим организмам. Благодаря этому рыба демонстрирует опасность или несъедобность, а также подает сигналы другим рыбам. В брачный период, многие виды рыб склонны приобретать очень яркую окраску, тогда как в остальное время они стараются слиться с окружающей средой или имитировать совершенно другое животное. Нередко такую цветовую маскировку дополняет и форма рыбы.

Внутреннее строение рыб

Костно-мышечная система рыб, как и у наземных животных, состоит из мышц и скелета. В основе скелета лежит состоящий из отдельных позвонков позвоночник и череп. У каждого позвонка имеется утолщенная часть, которая называется телом позвонка, а также нижние и верхние дуги. Вместе, верхние дуги образуют канал, в котором и находится спинной мозг, который защищается от травм дугами. В верхнем направлении от дуг отходят длинные остистые отростки. В туловищной части нижние дуги разомкнуты. В хвостовой части позвоночника нижние дуги образуют канал, внутри которого проходят кровеносные сосуды. Ребра примыкают к боковым отросткам позвонков и выполняют целый ряд функций, в первую очередь защиту внутренних органов, и создание необходимой опоры для мускулатуры туловища. Наиболее мощная мускулатура у рыб находится в области хвоста и спины.

Скелет рыбы включает в себя кости и костные лучи как парных, так и непарных плавников. У непарных плавников скелет состоит из множества крепленных в толще мускулатуры удлиненных косточек. В брюшном поясе находится единая кость. У свободного брюшного плавника скелет состоит из множества длинных косточек.

В скелет головы входит и небольшая черепная коробка. Кости черепа служат защитой для головного мозга, но большую часть скелета головы занимают кости верхних и нижних челюстей, кости жаберного аппарата и глазниц. Говоря о жаберном аппарате, можно отметить в первую очередь жаберные крышки крупного размера. Если жаберные крышки немного приподнять, то под ними можно будет увидеть парные жаберные дуги: левые и правые. На этих дугах размещены жабры.

Что касается мышц, то в головной части их немного они расположены по большей части в районе жаберных крышек, на затылке и челюстях.

К скелетным костям прикрепляются обеспечивающие своей работой движение мышцы. Основная часть мышц равномерно расположена в спинной части тела животного. Наиболее развитыми являются мышцы двигающие хвост.

Функции костно-мышечной системы в организме рыб самые различные. Скелет служит защитой для внутренних органов, костные плавниковые лучи защищают рыбу от соперников и хищников, а весь скелет в сочетании с мышцами позволяет этому обитателю вод двигаться и защищаться от столкновений и ударов.

Пищеварительная система у рыб

Начинается пищеварительная система крупным ртом, который расположен в передней части головы и вооружен челюстями. Имеются крупные мелкие зубы. Позади ротовой полости находится полость глотки, в которой можно увидеть жаберные щели, которые разделены межжаберными перегородками, на которых расположены жабры. Снаружи жабры прикрываются жаберными крышками. Далее находится пищевод, за которым следует достаточно объемистый желудок. За ним расположена кишка.

Желудок и кишка, используя действие пищеварительных соков, переваривают пищу, причем в желудке действует желудочный сок, а в кишечнике сразу несколько соков, которые выделяют железы стенок кишечника, а также стенки поджелудочной железы. Также участвует в этом процессе и поступающая из печени и желчного пузыря желчь. Переваренная в кишечнике вода и пища всасываются в кровь, а непереваренные остатки через анальное отверстие выбрасываются наружу.

Особым органом, который имеется только у костных рыб, являются плавательный пузырь, который находится под позвоночником в полости тела. Плавательный пузырь возникает в ходе эмбрионального развития в качестве спинного выроста кишечной трубки. Чтобы пузырь был заполнен воздухом, только что появившиеся на свет малек всплывает на поверхность воды и заглатывает воздух в свой пищевод. Спустя некоторое время связь между пищеводом и плавательным пузырем прерывается.

Представляет интерес, то, что некоторые рыбы используют плавательный пузырь в качестве средства, с помощью которого они усиливают издаваемые ими звуки. Правда у некоторых рыб, плавательный пузырь отсутствует. Обычно это те рыбы, которые обитают на дне, а также те, для которых характерны вертикальные быстрые перемещения.

Благодаря плавательному пузырю, рыба не тонет под своей тяжестью. Состоит этот орган из одной или из двух камер и заполняется смесью газов, которая по своему составу близка к воздуху. Объем содержащихся в плавательном пузыре газов может изменяться при поглощении выделении оных через кровеносные сосуды стенок плавательного пузыря, а также при заглатывании воздуха. Таким образом, удельный вес рыбы и объем ее тела и может изменяться в ту или иную сторону. Плавательный пузырь обеспечивает рыбе равновесие между массой ее тела и действующей на нее на определенной глубине выталкивающей силой.

Жаберный аппарат у рыб

В качестве скелетной опоры жаберного аппарата, рыбам служат четыре пары расположенных в вертикальной плоскости жаберных дуг, к которым прикрепляются жаберные пластины. Состоят они из похожих на бахрому жаберных лепестков.

Внутри жаберных лепестков проходят кровеносные сосуды, которые разветвляются на капилляры. Через стенки капилляров происходит газообмен: из воды поглощается кислород, и обратно выделяется углекислый газ. Благодаря сокращению мускулатуры глотки, а также благодаря движениям жаберных крышек, вода продвигается между жаберных лепестков, которые обладают жаберными тычинками, которые оберегают нежные мягкие жабры от засорения оных частичками пищи.

Кровеносная система у рыб

Схематично, кровеносная система рыб может быть изображена как состоящий из сосудов замкнутый круг. Главным органом этой системы является двухкамерное, состоящее из предсердия и желудочка сердце, которое обеспечивает циркуляцию крови по организму животного. Перемещаясь по сосудам, кровь обеспечивает газообмен, а также перенос питательных веществ в организме, и некоторых других веществ.

У рыб кровеносная система включает один круг кровообращения. Сердце направляет кровь в жабры, где она обогащается кислородом. Такая насыщенная кислородом кровь называется артериальной, и разносится по телу, распространяя кислород по клеткам. Одновременно с этим она насыщается углекислым газом (иными словами становится венозной) после чего кровь возвращается обратно в сердце. Следует напомнить, что у всех позвоночных, отходящие от сердца сосуды называются артериями, тогда как возвращающиеся к нему — венами.

Органы выделения у рыб ответственны за выведение из организма конечных продуктов обмена веществ, фильтрацию крови и выведение из организма воды. Представлены они парными почками, которые расположены вдоль позвоночника мочеточниками. Некоторые рыбы обладают мочевым пузырем.

В почках происходит извлечение из кровеносных сосудов лишней жидкости, вредных продуктов обмена и солей. По мочеточникам моча поступает в мочевой пузырь, откуда ударяется наружу. Во вне мочевыделительный канал открывается отверстием, которое расположено чуть позади анального отверстия.

Через эти органы рыба удаляет избыток солей, воды и вредных для организма продуктов обмена веществ.

Обмен веществ у рыб

Обменом веществ называется совокупность происходящих в организме химических процессов. Основой обмена веществ у любого организма является построение органических веществ и их распад. Когда в организм рыбы вместе с пищей поступают сложные органические вещества, они в процессе переваривания преобразовываются в менее сложные, которые, всасываясь в кровь, разносятся по клеткам организма. Там из них образуются требующиеся организму белки, углеводы и жиры. Конечно же, на это затрачивается выделяющаяся при дыхании энергия. Одновременно с этим множество веществ в клетках распадаются на мочевину, углекислый газ и воду. Следовательно, обмен веществ представляет собой совокупность процесса построения и распада веществ.

Интенсивность, с которой происходит обмен веществ в организме рыбы, зависит от температуры ее тела. Поскольку рыбы являются животными с переменной температурой тела, то есть холоднокровными, то и температура их тел находится в непосредственной близости к температуре окружающей среды. Как правило, температура тела рыб не превышает температуру окружающей среды более чем на один градус. Правда у некоторых рыб, например у тунцовых разница может составлять около десяти градусов.

Нервная система рыб

За слаженность работы всех органов и систем организма отвечает нервная система. Также она обеспечивает реакцию организма на те или иные изменения в окружающей среде. Состоит она из центральной нервной системы (спинного и головного мозга) и периферической нервной системы (отходящих от головного и спинного мозга ответвлений). Состоит головной мозг рыбы из пяти отделов: переднего, который включает зрительные доли, среднего, промежуточного, мозжечка и продолговатого мозга. У всех ведущих активный образ жизни пелагических рыб, мозжечок и зрительные доли достаточно крупные, поскольку им нужна тонкая координация и хорошее зрение. Продолговатый мозг у рыб переходит в спинной мозг, заканчивающийся в хвостовом отделе позвоночника.

С помощью нервной системы организм рыбы отвечает на раздражения. Данные реакции называются рефлексами, которые можно поделить на условные рефлексы и безусловные. Последние еще называют врожденными рефлексами. Безусловные рефлексы у всех относящихся к одному виду животных проявляются одинаково, тогда как условные рефлексы индивидуальны и вырабатываются в течение жизни конкретной рыбы.

Органы чувств у рыб

Органы чувств рыб развиты очень хорошо. Глаза способны четко распознавать предметы на близком расстоянии и различать цвета. Звуки рыбы воспринимают через расположенное внутри черепа внутреннее ухо, а через ноздри распознают запахи. В полости рта, коже губ и усиков, расположены органы вкуса, которые позволяют рыбам различать соленое, кислое и сладкое. Боковая же линия благодаря расположенным в ней чувствительным клеткам чутко реагирует на изменение в давлении воды и передает в головной мозг соответствующие сигналы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

К непарным плавникам относятся спинной, анальный и хвостовой.

Спинной и анальный плавники выполняют функцию стабилизаторов, оказывают сопротивление боковому смещению тела при работе хвоста.

Большой спинной плавник парусников при резких поворотах действует как руль, сильно повышая маневренность рыбы при преследовании добычи. Спинной и анальный плавники у некоторых рыб выступают в качестве движителей, сообщающих рыбам поступательное движение (рис. 15).

Рисунок 15 – Форма ундулирующих плавников у различных рыб:

1 – морской конек; 2 – солнечник; 3 – рыба-луна; 4 – кузовок; 5 – морская игла; 6 – камбала; 7 – электрический угорь.

В основе локомоции при помощи ундулирующих движений плавников лежат волнообразные движения пластинки плавника, обусловленные последовательными поперечными отклонениями лучей. Такой способ движения обычно свойствен рыбам с небольшой длиной тела, неспособным изгибать корпус, – кузовки, рыба-луна. Только за счет ундуляции спинного плавника передвигаются морские коньки и морские иглы. Такие рыбы, как камбалообразные и солнечникообразные, наряду с ундулирующими движениями спинного и анального плавников плавают, латерально изгибая тело.

Рисунок 16 – Топография пассивной локомоторной функции непарных плавников у различных рыб:

1 – угорь; 2 – треска; 3 – ставрида; 4 – тунец.

У медленноплавающих рыб с угревидной формой тела спинной и анальный плавники, сливаясь с хвостовым, образуют в функциональном смысле единый окаймляющий тело плавник, несут пассивную локомоторную функцию, так как основная работа приходится на корпус тела. У быстро двигающихся рыб с увеличением скорости движения локомоторная функция концентрируется в заднем отделе корпуса и на задних частях спинного и анального плавников. Увеличение скорости ведет к потере локомоторной функции спинным и анальным плавниками, редукции задних их отделов, передние же отделы выполняют функции, не имеющие отношения к локомоции (рис. 16).

У быстроплавающих скомброидных рыб спинной плавник при движении укладывается в желобок, проходящий вдоль спины.

Сельдеобразные, сарганообразные и другие рыбы имеют один спинной плавник. У высокоорганизованных отрядов костистых рыб (окунеобразные, кефалеобразные), как правило, два спинных плавника. Первый состоит из колючих лучей, которые придают ему определенную поперечную устойчивость. Этих рыб называют колючеперыми. У трескообразных три спинных плавника. У большинства рыб только один анальный плавник, а у трескоподобных рыб их два.

Спинной и анальный плавники у ряда рыб отсутствуют. Например, спинного плавника нет у электрического угря, локомоторным ундулирующим аппаратом которого служит сильно развитый анальный плавник; нет его и у скатов-хвостоколов. Анального плавника не имеют скаты и акулы отряда Squaliformes.

Рисунок 17 – Видоизмененный первый спинной плавник у рыбы-прилипалы (1 ) и удильщика (2 ).

Спинной плавник может видоизменяться (рис. 17). Так, у рыбы-прилипалы первый спинной плавник переместился на голову и превратился в присасывательный диск. Он как бы поделен перегородками на ряд самостоятельно действующих более маленьких, а потому относительно более мощных присосок. Перегородки гомологичны лучам первого спинного плавника, они могут отгибаться назад, принимая почти горизонтальное положение, или выпрямляться. За счет их движения и создается эффект присасывания. У удильщикообразных первые разъединенные друг от друга лучи первого спинного плавника превратились в удочку (ilicium). У колюшек спинной плавник имеет вид обособленных колючек, выполняющих защитную функцию. У рыб-курков рода Balistes первый луч спинного плавника имеет замковую систему. Он выпрямляется и фиксируется неподвижно. Вывести его из такого положения можно нажатием третьего колючего луча спинного плавника. С помощью этого луча и колючих лучей брюшных плавников рыба при опасности укрывается в расщелины, фиксируя тело в полу и потолке убежища.

У некоторых акул задние удлиненные лопасти спинных плавников создают определенную подъемную силу. Аналогичная, но более существенная, поддерживающая сила создается анальным плавником с длинным основанием, например, у сомовых рыб.

Хвостовой плавник выступает как главный движитель особенно при скомброидном типе движения, являясь силой, сообщающей рыбе поступательное движение вперед. Он обеспечивает высокую маневренность рыб при поворотах. Выделяют несколько форм хвостового плавника (рис. 18).

Рисунок 18 – Формы хвостового плавника:

1 – протоцнркальная; 2 – гетероцеркальная; 3 – гомоцеркальная; 4 – дифицеркальная.

Протоцеркальный, т. е. первично равнолопастный, имеет вид каймы, поддерживается тонкими хрящевыми лучами. Конец хорды входит в центральную часть и делит плавник на две равные половины. Это самый древний тип плавника, свойствен круглоротым и личиночным стадиям рыб.

Дифицеркальный – симметричный внешне и внутренне. Позвоночник расположен в середине равных лопастей. Он присущ некоторым двоякодышащим и кистеперым. Из костистых рыб такой плавник имеется у саргановых и тресковых.

Гетероцеркальный, или несимметричный, неравнолопастной. Верхняя лопасть разрастается, и конец позвоночника, изгибаясь, входит в нее. Этот тип плавника характерен для многих хрящевых рыб и хрящевых ганоидов.

Гомоцеркальный, или ложносимметричный. Этот плавник внешне можно отнести к равнолопастным, но осевой скелет распределен в лопастях неодинаково: последний позвонок (уростиль) заходит в верхнюю лопасть. Этот тип плавника широко распространен и характерен для большинства костистых рыб.

По соотношению размеров верхней и нижней лопастей хвостовые плавники могут быть эпи- , гипо- и изобатными (церкальными). При эпибатном (эпицеркальном) типе верхняя лопасть длиннее (акулы, осетровые); при гипобатном (гипоцеркальном) верхняя лопасть короче (летучие рыбы, чехонь), при изобатном (изоцеркальном) обе лопасти имеют одинаковую длину (сельди, тунцы) (рис. 19). Деление хвостового плавника на две лопасти связано с особенностями обтекания тела рыбы встречными токами воды. Известно, что вокруг движущейся рыбы образуется слой трения – слой воды, которому движущимся телом сообщается некоторая дополнительная скорость. При развитии рыбой скорости возможны отрыв пограничного слоя воды от поверхности тела рыбы и образование зоны вихрей. При симметричном (относительно его продольной оси) теле рыбы возникающая сзади зона вихрей более или менее симметрична относительно этой оси. При этом для выхода из зоны вихрей и слоя трения лопасти хвостового плавника удлиняются в равной мере – изобатность, изоцеркия (см. рис. 19, а). При асимметричном теле: выпуклая спина и уплощенная брюшная сторона (акулы, осетры), зона вихрей и слой трения сдвинуты вверх относительно продольной оси тела, поэтому в большей степени удлиняется верхняя лопасть – эпибатность, эпицеркия (см. рис. 19, б). При наличии у рыб более выпуклой брюшной и прямой спинной поверхностей (чехонь) удлиняется: нижняя лопасть хвостового плавника, так как зона вихрей и слой трения более развиты с нижней стороны тела – гипобатность, гипоцеркция (см. рис. 19, в). Чем выше скорость движения, тем интенсивнее процесс вихреобразования и толще слой трения и тем сильнее развиты лопасти хвостового плавника, концы которого должны выходить за пределы зоны вихрей и слоя трения, что обеспечивает высокие скорости. У быстроплавающих рыб хвостовой плавник имеет либо полулунную форму – короткий с хорошо развитыми серповидно вытянутыми лопастями (скомброидные), либо вильчатую – выемка хвоста идет почти до основания тела рыбы (ставридовые, сельдевые). У малоподвижных рыб, при медленном движении которых процессы вихреобразования почти не имеют места, лопасти хвостового плавника обычно короткие – выемчатый хвостовой плавник (сазан, окунь) либо не дифференцирован совсем – закругленный (налим), усеченный (солнечники, рыбы-бабочки), заостренный (капитанские горбыли).

Рисунок 19 – Схема расположения лопастей хвостового плавника относительно зоны вихрей и слоя трения при разной форме тела:

а – при симметричном профиле (изоцеркия); б – при более выпуклом контуре профиля (эпицеркия); в – при более выпуклом нижнем контуре профиля (гипоцеркия). Зона вихрей и слой трения заштриховано.

Величина лопастей хвостового плавника, как правило, связана с высотой тела рыбы. Чем выше тело, тем длиннее лопасти хвостового плавника.

Кроме основных плавников на теле рыб могут быть дополнительные плавнички. К ним относится жировой плавник (pinna adiposa), расположенный позади спинного плавника над анальным и представляющий собой складку кожи без лучей. Он характерен для рыб семейств Лососевые, Корюшковые, Хариусовые, Харациновые и некоторых сомовидных. На хвостовом стебле у ряда быстроплавающих рыб за спинным и анальным плавниками нередко находятся маленькие плавнички, состоящие из нескольких лучей.

Рисунок 20 – Кили на хвостовом стебле у рыб:

а – у сельдевой акулы; б – у скумбрии.

Они выполняют функцию гасителей завихрений, образующихся при движении рыбы, что способствует увеличению скорости рыбы (скомброидные, макрелещуковые). На хвостовом плавнике сельдей и сардин располагаются удлиненные чешуи (alae), выполняющие функцию обтекателей. По бокам хвостового стебля у акул, ставридовых, скумбриевых, рыбы-меча располагаются боковые кили, которые способствуют уменьшению боковой сгибаемости хвостового стебля, что улучшает локомоторную функцию хвостового плавника. Кроме того, боковые кили служат горизонтальными стабилизаторами и уменьшают вихреобразование при плавании рыбы (рис. 20).

Материал и оборудование. Набор фиксированных рыб – 30-40 видов. Таблицы: Положение брюшных плавников; Модификации плавников; Типы хвостового плавника; схема положения хвостового плавника различной формы относительно зоны вихрей. Инструменты: препаровальные иглы, пинцет, ванночка (по одному набору на 2-3 студентов).

Задание. При выполнении работы нужно рассмотреть на всех видах рыб набора: парные и непарные плавники, ветвистые и неветвистые, а также членистые и нечленистые лучи плавников, положение грудных плавников и три положения брюшных плавников. Найти рыб, не имеющих парных плавников; с видоизмененными парными плавниками; с одним, двумя и тремя спинными плавщиками; с одним и двумя анальными плавниками, а также рыб, не имеющих анального плавника; с видоизмененными непарными плавниками. Определить все типы и формы хвостового плавника.

Составить формулы спинного и анального плавников для видов рыб, указанных преподавателем, и перечислить виды рыб, имеющиеся в наборе, с различными формами хвостового плавника.

Зарисовать ветвистые и неветвистые, членистые и нечленистые лучи плавников; рыб с тремя положениями брюшных плавников; хвостовые плавники рыб различной формы.

Плавники рыб бывают парные и непарные. К парным принадлежат грудные Р (pinnapectoralis) и брюшныеV(pinnaventralis); к непарным – спиннойD(pinnadorsalis), анальный А (pinnaanalis) и хвостовой С (pinnacaudalis). Наружный скелет плавников костистых рыб состоит из лучей, которые могут бытьветвистыми иневетвистыми . Верхняя часть ветвистых лучей разделена на отдельные лучики и имеет вид кисточки (ветвистая). Они мягкие и расположены ближе к каудальному концу плавника. Неветвистые лучи лежат ближе к переднему краю плавника и могут быть разделены на две группы: членистые и нечленистые (колючие).Членистые лучи разделены по длине на отдельные членики, они мягкие и могут гнуться.Нечленистые – твердые, с острой вершиной, жесткие, могут быть гладкими и зазубренными (рис. 10).

Рисунок 10 – Лучи плавников:

1 – неветвистый членистый; 2 – ветвистый; 3 – колючий гладкий; 4 – колючий зазубренный.

Число ветвистых и неветвистых лучей в плавниках, особенно в непарных, – важный систематический признак. Лучи просчитываются, и число их записывается. Нечленистые (колючие) обозначаются римскими цифрами, ветвистые – арабскими. На основании просчета лучей составляется формула плавника. Так, судак имеет два спинных плавника. В первом из них 13-15 колючих лучей (у разных особей), во втором 1-3 колючки и 19-23 ветвистых луча. Формула спинного плавника судака имеет следующий вид: DXIII-XV,I-III19-23. В анальном плавнике судака число колючих лучейI-III, ветвистых 11-14. Формула анального плавника судака выглядит так: АII-III11-14.

Парные плавники. Эти плавники есть у всех настоящих рыб. Отсутствие их, например, у муреновых (Muraenidae) – явление вторичное, результат поздней утраты. Круглоротые (Cyclostomata) не имеют парных плавников. Это явление первичное.

Грудные плавникинаходятся позади жаберных щелей рыб. У акул и осетровых грудные плавники располагаются в горизонтальной плоскости и малоподвижны. У этих рыб выпуклая поверхность спины и уплощенная брюшная сторона тела придают им сходство с профилем крыла самолета и при движении создают подъемную силу. Подобная асимметричность корпуса вызывает появление вращательного момента, стремящегося повернуть, голову рыбы вниз. Грудные плавники и рострум акул и осетровых рыб в функциональном отношении составляют единую систему: направленные под небольшим (8-10°) углом к движению они создают добавочную подъемную силу и нейтрализуют действие вращательного момента (рис. 11). Если акуле удалить грудные плавники, она будет поднимать голову вверх, чтобы удержать тело в горизонтальном положении. У осетровых рыб удаление грудных плавников ничем не компенсируется из-за плохой гибкости тела в вертикальном направлении, которой мешают жучки, поэтому при ампутации грудных плавников рыба опускается на дно и не может подняться. Так как грудные плавники и рострум у акул и у осетровых рыб функционально связаны, сильное развитие рострума, как правило, сопровождается уменьшением размеров грудных плавников и удалением их от передней части тела. Это хорошо заметно у акулы-молота (Sphyrna) и пилоносной акулы (Pristiophorus), рострум которых развит сильно, а грудные плавники невелики, тогда как у морской лисицы (Alopiias) и синей акулы (Prionace) грудные плавники развиты хорошо, а рострум небольшой.

Р
исунок 11 – Схема вертикальных сил, возникающих при поступательном движении акулы или осетровой рыбы в направлении продольной оси тела:

1 – центр тяжести; 2 – центр динамического давления; 3 – сила остаточной массы; V 0 – подъемная сила, создаваемая корпусом; V р – подъемная сила, создаваемая грудными плавниками; V r – подъемная сила, создаваемая рострумом; V v – подъемная сила, создаваемая брюшными плавниками; V с – подъемная сила, создаваемая хвостовым плавником; Изогнутые стрелки показывают действие вращательного момента.

Грудные плавники костистых рыб в отличие от плавников акул и осетровых расположены вертикально и могут совершать гребные движения вперед и назад. Основная функция грудных плавников костистых рыб – движители малого хода, позволяющие точно маневрировать при поисках корма. Грудные плавники вместе с брюшными и хвостовым позволяют сохранять равновесие рыбе при неподвижности. Грудные плавники у скатов, равномерно окаймляющие их тело, выполняют функцию главных движителей при плавании.

Грудные плавники у рыб очень разнообразны как по форме, так и по размерам (рис. 12). У летучих рыб длина лучей может составлять до 81 % длины тела, что позволяет

Р
исунок 12 – Формы грудных плавников рыб:

1 – летучая рыба; 2 – окунь-ползун; 3 – килебрюшка; 4 – кузовок; 5 – морской петух; 6 – морской черт.

рыбам парить в воздухе. У пресноводных рыб килебрюшек из семейства Харациновые увеличенные грудные плавники позволяют рыбе совершать полет, напоминающий полет птиц. У морских петухов (Trigla) первые три луча грудных плавников превратились в пальцевидные выросты, опираясь на которые рыба может передвигаться по дну. У представителей отряда Удильщикообразные (Lophiiformes) грудные плавники с мясистыми основаниями также приспособлены к передвижению по грунту и быстрому закапыванию в него. Передвижение по твердому субстрату с помощью грудных плавников сделало эти плавники очень подвижными. При передвижении по грунту удильщиковые могут опираться как на грудные, так и на брюшные плавники. У сомов родаClariasи морских собачек родаBlenniusгрудные плавники служат дополнительными опорами при змеевидных движениях тела во время перемещения по дну. Своеобразно устроены грудные плавники прыгуновых (Periophthalmidae). Их основания снабжены специальной мускулатурой, позволяющей совершать движения плавника вперед и назад, и имеют изгиб, напоминающий локтевой сустав; под углом к основанию находится сам плавник. Обитая на прибрежных отмелях, прыгуновые с помощью грудных плавников способны не только перемещаться по суше, но и подниматься вверх по стеблям растений, используя при этом хвостовой плавник, которым они обхватывают стебель. С помощью грудных плавников перемещаются по суше и рыбы-ползуны (Anabas). Отталкиваясь хвостом и цепляясь грудными плавниками и шипами жаберной крышки за стебли растений, эти рыбы способны путешествовать от водоема к водоему, проползая сотни метров. У таких придонных, рыб, как каменные окуни (Serranidae), колюшковые (Gasterosteidae), и губановые (Labridae), грудные плавники обычно широкие, закругленные, веерообразные. При их работе волны ундуляции движутся вертикально вниз, рыба оказывается как бы подвешенной в толще воды и может подниматься вверх подобно вертолету. Рыбы отряда Иглобрюхообразные (Tetraodontiformes), морские иглы (Syngnathidae) и коньки (Hyppocampus), имеющие малые жаберные щели (жаберная крышка скрыта под кожей), могут совершать грудными плавниками круговые движения, создавая отток воды от жабр. При ампутации грудных плавников эти рыбы задыхаются.

Брюшные плавникивыполняют главным образом функцию равновесия и поэтому, как правило, располагаются вблизи центра тяжести тела рыбы. Их положение меняется с изменением центра тяжести (рис. 13). У низкоорганизованных рыб (сельдеобразные, карпообразные) брюшные плавники расположены на брюхе за грудными плавниками, занимаяабдоминальное положение. Центр тяжести этих рыб находится на брюхе, что связано с некомпактным положением внутренних органов, занимающих большую полость. У высокоорганизованных рыб брюшные плавники находятся в передней части тела. Такое положение брюшных плавников называетсяторакальным и характерно преимущественно для большинства окунеобразных рыб.

Брюшные плавники могут располагаться впереди грудных – на горле. Такое расположение называется югулярным , и характерно оно для большеголовых рыб с компактным расположением внутренних органов. Югулярное положение брюшных плавников свойственно всем рыбам отряда Трескообразные, а также большеголовым рыбам отряда Окунеобразные: звездочетовым (Uranoscopidae), нототениевым (Nototheniidae), собачковым (Blenniidae) и др. Брюшные плавники отсутствуют у рыб с угревидной и лентовидной формой тела. У ошибневидных (Ophidioidei) рыб, имеющих лентовидно-угревидную форму тела, брюшные плавники находятся на подбородке и выполняют функцию органов осязания.

Р
исунок 13 – Положение брюшных плавников:

1 – абдоминальное; 2 – торакальное; 3 – югулярное.

Брюшные плавники могут видоизменяться. С помощью их некоторые рыбы прикрепляются к грунту (рис. 14), образуя либо присасывательную воронку (бычковые), либо присасывательный диск (пинагоровые, слизняковые). Видоизмененные в колючки брюшные плавники колюшковых несут защитную функцию, а у спинорогов брюшные плавники имеют вид колючего шипа и вместе с колючим лучом спинного плавника являются органом защиты. У самцов хрящевых рыб последние лучи брюшных плавников преобразованы в птеригоподии – совокупительные органы. У акул и осетровых брюшные плавники, как и грудные, выполняют функцию несущих плоскостей, однако их роль при этом меньше, чем грудных, так как они служат для увеличения подъемной силы.

Р
исунок 14 – Видоизменение брюшных плавников:

1 – присасывательная воронка у бычковых; 2 – присасывательный диск у слизняка.

Непарные плавники. Как уже отмечалось выше, к непарным плавникам относятся спинной, анальный и хвостовой.

Спинной и анальныйплавники выполняют функцию стабилизаторов, оказывают сопротивление боковому смещению тела при работе хвоста.

Р
исунок 15 – Форма ундулирующих плавников у различных рыб:

Р
исунок 16 – Топография пассивной локомоторной функции непарных плавников у различных рыб:

1 – угорь; 2 – треска; 3 – ставрида; 4 – тунец.

Р
исунок 17 – Видоизмененный первый спинной плавник у рыбы-прилипалы (1 ) и удильщика (2 ).

Спинной плавник может видоизменяться (рис. 17). Так, у рыбы-прилипалы первый спинной плавник переместился на голову и превратился в присасывательный диск. Он как бы поделен перегородками на ряд самостоятельно действующих более маленьких, а потому относительно более мощных присосок. Перегородки гомологичны лучам первого спинного плавника, они могут отгибаться назад, принимая почти горизонтальное положение, или выпрямляться. За счет их движения и создается эффект присасывания. У удильщикообразных первые разъединенные друг от друга лучи первого спинного плавника превратились в удочку (ilicium). У колюшек спинной плавник имеет вид обособленных колючек, выполняющих защитную функцию. У рыб-курков родаBalistesпервый луч спинного плавника имеет замковую систему. Он выпрямляется и фиксируется неподвижно. Вывести его из такого положения можно нажатием третьего колючего луча спинного плавника. С помощью этого луча и колючих лучей брюшных плавников рыба при опасности укрывается в расщелины, фиксируя тело в полу и потолке убежища.

Хвостовой плавниквыступает как главный движитель особенно при скомброидном типе движения, являясь силой, сообщающей рыбе поступательное движение вперед. Он обеспечивает высокую маневренность рыб при поворотах. Выделяют несколько форм хвостового плавника (рис. 18).

Р
исунок 18 – Формы хвостового плавника:

1 – протоцнркальная; 2 – гетероцеркальная; 3 – гомоцеркальная; 4 – дифицеркальная.

Дифицеркальный– симметричный внешне и внутренне. Позвоночник расположен в середине равных лопастей. Он присущ некоторым двоякодышащим и кистеперым. Из костистых рыб такой плавник имеется у саргановых и тресковых.

По соотношению размеров верхней и нижней лопастей хвостовые плавники могут быть эпи- ,гипо- иизобатными (церкальными). При эпибатном (эпицеркальном) типе верхняя лопасть длиннее (акулы, осетровые); при гипобатном (гипоцеркальном) верхняя лопасть короче (летучие рыбы, чехонь), при изобатном (изоцеркальном) обе лопасти имеют одинаковую длину (сельди, тунцы) (рис. 19). Деление хвостового плавника на две лопасти связано с особенностями обтекания тела рыбы встречными токами воды. Известно, что вокруг движущейся рыбы образуется слой трения – слой воды, которому движущимся телом сообщается некоторая дополнительная скорость. При развитии рыбой скорости возможны отрыв пограничного слоя воды от поверхности тела рыбы и образование зоны вихрей. При симметричном (относительно его продольной оси) теле рыбы возникающая сзади зона вихрей более или менее симметрична относительно этой оси. При этом для выхода из зоны вихрей и слоя трения лопасти хвостового плавника удлиняются в равной мере – изобатность, изоцеркия (см. рис. 19, а). При асимметричном теле: выпуклая спина и уплощенная брюшная сторона (акулы, осетры), зона вихрей и слой трения сдвинуты вверх относительно продольной оси тела, поэтому в большей степени удлиняется верхняя лопасть – эпибатность, эпицеркия (см. рис. 19, б). При наличии у рыб более выпуклой брюшной и прямой спинной поверхностей (чехонь) удлиняется: нижняя лопасть хвостового плавника, так как зона вихрей и слой трения более развиты с нижней стороны тела – гипобатность, гипоцеркция (см. рис. 19, в). Чем выше скорость движения, тем интенсивнее процесс вихреобразования и толще слой трения и тем сильнее развиты лопасти хвостового плавника, концы которого должны выходить за пределы зоны вихрей и слоя трения, что обеспечивает высокие скорости. У быстроплавающих рыб хвостовой плавник имеет либо полулунную форму – короткий с хорошо развитыми серповидно вытянутыми лопастями (скомброидные), либо вильчатую – выемка хвоста идет почти до основания тела рыбы (ставридовые, сельдевые). У малоподвижных рыб, при медленном движении которых процессы вихреобразования почти не имеют места, лопасти хвостового плавника обычно короткие – выемчатый хвостовой плавник (сазан, окунь) либо не дифференцирован совсем – закругленный (налим), усеченный (солнечники, рыбы-бабочки), заостренный (капитанские горбыли).

Р
исунок 19 – Схема расположения лопастей хвостового плавника относительно зоны вихрей и слоя трения при разной форме тела:

Кроме основных плавников на теле рыб могут быть дополнительные плавнички. К ним относится жировой плавник (pinnaadiposa), расположенный позади спинного плавника над анальным и представляющий собой складку кожи без лучей. Он характерен для рыб семейств Лососевые, Корюшковые, Хариусовые, Харациновые и некоторых сомовидных. На хвостовом стебле у ряда быстроплавающих рыб за спинным и анальным плавниками нередко находятся маленькие плавнички, состоящие из нескольких лучей.

Рисунок 20 – Кили на хвостовом стебле у рыб:

а – у сельдевой акулы; б – у скумбрии.

Вопросы для самопроверки:

Какие плавники входят в группу парных, непарных? Дать их латинские обозначения.

У каких рыб есть жировой плавник?

Какие типы лучей плавников можно выделить и чем они отличаются?

Где расположены грудные плавники рыб?

Где расположены брюшные плавники рыб и от чего зависит их положение?

Привести примеры рыб с видоизмененными грудными, брюшными и спинными плавниками.

У каких рыб нет брюшных и грудных плавников?

Каковы функции парных плавников?

Какую роль играют спинной и анальный плавники рыб?

Какие типы строения хвостового плавника выделяют у рыб?

Что такое эпибатный, гиобатный, изобатами хвостовой плавники?

· Туловищный и хвостовой отделы тела рыб снабжены плавниками, благодаря которым рыба способна двигаться и удерживать равновесие. Лишенная плавников, она переворачивается брюшком вверх, поскольку центр тяжести помещается в спинной части.

· Плавники – это кожистые выросты, опирающиеся на костные плавниковые лучи. Различают парные плавники, соответствующие конечностям высших позвоночных, и непарные (вертикальные).

· Парные плавники – это грудные (p. pectoralis – Р) и брюшные (p. ventralis – V). Грудные плавники наиболее развиты у летающихрыб (позволяют им пролетать до 800 м) или ползающих по суше тропических Periophthalmys. Брюшные плавники сильно варьируют по положению: они могут смещаться вниз и вперед, под грудные (окунь) или даже на глотку (тресковые), превращаться в присоску (бычки, пинагор).

· Грудные и брюшные плавники выполняют функцию стабилизаторов, несущих плоскостей, рулей, иногда органов движения. С их помощью рыба поддерживает тело в нужном положении: при удалении их рыба плавает наклонно (в сторону удаленных плавников), а при перерезке грудных – хвостом вверх.

· Непарные плавники представлены спинным p. dorsalis – D, анальным p. analis – А и хвостовым p. caudalis – С.

· Количество спинных плавников варьирует (у карпа – 1, у судака –2, у трески – 3). У скумбриевых за двумя спинными и анальным плавниками находятся многочисленные маленькие добавочные плавнички. У некоторых рыб может быть не один, а два анальных плавника. Так же варьируют функции плавников. У рыбы-прилипало спинной плавник превращен в присоску, а у рыбы-парусника, достигая высоты 1,5 м и возвышаясь над водой, служит парусом. Непарные плавники обеспечивают устойчивость тела.

· Хвостовой плавник у подавляющего большинства рыб выполняет роль движителя, помогающего им плавать. Некоторые рыбы этого плавника не имеют (скаты).

· Форма хвостового плавника также связана с образом жизни рыбы.

· Неравнолопастный (гетероцеркальный) хвост большей частью сочетается с нижним ртом (акулы, осетровые).

· У летающих рыб сильнее развивается нижняя часть хвоста, и это помогает им выпрыгивать из воды. (У некоторых глубоководных рыб нижняя лопасть хвостового плавника больше длины тела.)

· Форма хвостового плавника связывается и со скоростью плавания: у наилучших пловцов – тунцов – хвост полулунный; медленнее плавает сельдь, имеющая вилообразный хвост; ещё медленнее –сазан, судак, лосось, обладающие выемчатым хвостом; у малоподвижного налима хвост округленный и т. д.

· У некоторых рыб (лососевые, корюшковые, хариусовые, косатковые, кошачьи сомы) позади спинного есть жировой плавник (adiposa), не имеющий костной опоры.

· В количестве и положении плавников возможны вариации. Парных плавников нет у круглоротых (миноги, миксины). Змеевидная форма тела обычно сопровождается потерей брюшных плавников (Anguillidae), а иногда и грудных (Muraenidae).

· При определении видовой принадлежности рыб особенно важен подсчет количества лучей в спинном (D) и анальном (А) плавниках, так как у костистых оно соответствует числу позвонков на определённом участке тела.

· Форма тела и его частей обусловливают возможность передвижения рыб (способы, скорости и т. д.). Взаимодействие формы тела (обтекаемой, сплющенной или иной), размеров, формы и расположения плавников позволяет рыбе наилучшим образом использовать гидродинамические силы, возникающие при движении. У хороших пловцов (акулы, осетровые) подъемная сила увеличивается за счет выпуклой спинной и уплощенной брюшной поверхности тела, грудных плавников и рыла, направленных под углом к движению. Движения хвоста и хвостового плавника перемещают тело впереди изменяют направление движения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

· Различия в форме тела и образе жизни рыб привели к их различиям в способах движения. Основные из них таковы:

· 1. Движение при помощи боковых колебательных изгибов всего тела. Скорость движения невелика. Таким способом передвигаются придонные рыбы, имеющие удлиненное тело (угри, вьюны).

· 2. Движение при помощи частых боковых колебательных движений задней части тела. Передняя часть тела рассекает воду, задняя является движителем. Рыбы имеют компактное тело и мощный хвостовой стебель. К этой группе относится большинство рыб.

· Важная роль в обеспечении движения в водной толще принадлежит специальному гидростатическому органу – плавательному пузырю.

· У круглоротых и пластиножаберных (миноги, акулы) плавательного пузыря нет. Он появляется у более высокоорганизованных рыб.

· У костистых рыб, как правило, плавательный пузырь лежит в полости тела под позвоночником и почками над кишечником. Это однокамерный или двухкамерный орган, наполненный газами. Не имеют плавательного пузыря некоторые глубоководные рыбы, многие камбалы, а также рыбы, быстро меняющие глубину плавания (тунцы, скумбрии).

Статьи и публикации:

Активный транспорт
В последнее время достигнуты большие успехи в изучении активного транспорта, представляющего наибольший интерес из всех видов трансмембранного движения веществ. Особенностью активного транспорта является перенос молекул вещества через мем...

Размножается туфелька
Бесполым и половым способом. При бесполом размножении тело туфельки вытягивается в длину, по экватору появляется перетяжка, которая делит клетку пополам. Повторяется 1-2 раза в сутки, а через несколько поколений бесполого размножения смен...

Концепция вида
Практические стандарты вида (по Завадскому): 1) Морфологический монотипический стандарт (чистота «типа», т. е. отсутствие подразделений (varietas и пр.) и неделимость). Им пользовались на заре систематики, а впоследствии «дробители», жор...