§ 21. Строение и жизнедеятельность рыб

Вопрос. Каковы основные признаки хордовых животных?

Ответ. Для хордовых животных характерны следующие особенности: расположение нервной трубки над осевым скелетом и образование из нее спинного мозга, наличие стержня — хорды, отсутствие кишечника в хвостовом отделе, расположение сердца под пищеварительным трактом.

Вопрос. Какие черты строения свойственны рыбам?

Ответ. 1. Рыбы — водные позвоночные животные. У некоторых рыб (двоякодыщащие, круглоротые, хрящекостные) хорда не исчезает с возрастом.

2. Органы движения — плавники, то есть, собственно, конечности рыб, предназначенные для передвижения в водной среде. Бывают парными и непарными.

3. Тело строится из трех отделов: головы, туловища и хвоста. У большинства рыб оно почти полностью покрыто чешуей.

4. Органами дыхания являются жабры, хотя в этом процессе участвует и плавательный пузырь.

5. Один круг кровообращения, сердце двухкамерное.

6. Холоднокровные животные, температура тела колеблется в зависимости от температуры окружающей воды и может быть очень низкой.

7. Плавательный пузырь — орган, отвечающий за плавучесть. Вырост в передней части кишечника, «надутый» газом. Интересно, что у донных и глубоководных рыб он отсутствует, плавучесть им обеспечивают жир или невысокая плотность тканей тела.

8. Большинство рыб имеет боковую линию — специфический орган, чувствующий вибрацию воды

С. 111

Вспомните! Опишите особенности внешнего строения рыбы.

Ответ. Особенности внешнего строения рыб:

форма тела зависит от условий обитания; у плавающих в толще воды тело обтекаемое, у придонных рыб плоское;

голова не отделена от туловища; шеи нет; жабры — граница между головой и туловищем;

туловище плавно переходит в хвост; анальное отверстие — граница между туловищем и хвостом;

плавники — костные (или хрящевые) лучи, покрытые кожей;

непарные плавники обеспечивают устойчивость тела (спинной, подхвостовой, а хвостовой плавник служит органом движения); парные плавники — рули глубины, участвуют в сохранении равновесия, осуществляют медленное движение назад; они являются прообразом конечностей наземных позвоночных (грудные, соединенные с позвоночником плечевым поясом, и брюшные, не соединенные с позвоночником).

С. 112

Вспомните! Из каких отделов состоит пищеварительная система дождевого червя?

Ответ. У дождевого червя пищеварительная система состоит из хорошо выраженных отделов — глотки, пищевода, зоба — вместилище для пищи, мускульного желудка, средней и задней кишок.

Вспомните! Каково строение кровеносной системы насекомых?

Ответ. Кровеносная система насекомых незамкнута, т.е. часть своего пути кровь проходит не по специальным сосудам, а в полости тела. Центральным органом является сердце, или спинной сосуд, лежащий в верхней части полости брюшка и подразделенный на ряд однородных пульсирующих камер. Сердце переходит в аорту, которая, направляясь вперед, открывается в полость головы. Далее кровь распространяется в полости тела за счет работы сердца и сокращения диафрагм, заходя в сосуды конечностей, антенн и крыльев. В камеры сердца кровь всасывается через отверстия в боковых стенках. Кровь насекомых называют гемолимфой. Она обычно не окрашена и не содержит гемоглобина или аналогичных акцепторов кислорода, доставляемого непосредственно трахейной системой. Гемолимфа выполняет транспорт питательных веществ и экскретов, а также функции иммунитета.

С. 113

Вспомните! При помощи каких чувств и органов чувств мы воспринимаем мир вокруг нас?

Ответ. При помощи чувств — зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса, мышечного чувства, равновесия мы воспринимаем мир вокруг нас. У нас имеются для этого — глаза (орган зрения), уши (орган слуха), нос (орган обоняния), язык (орган вкуса), вестибулярный аппарат (орган равновесия), кожные подушечки (орган осязания).

Вспомните! Как вы думаете, слышат ли рыбы?

Ответ. Рыбы слышат. Отличный слух достигается за счет того, что внутреннее ухо соединено с плавательным пузырем. При этом внешние вибрации усиливаются пузырем, который играет роль резонатора. И от него поступают к внутреннему уху.

Также боковая линия улавливает звуки.

С. 115

1. Вопрос. Какова роль плавания в жизни рыб?

Ответ. Типичная рыба примерно на 5% тяжелее воды. Если она не будет прилагать усилий, то она опуститься на дно. За счет движения рыбы занимаются поиском пищи, скрываются о хищников. Плавание имеют важное значение при нересте и миграциях рыб.

2. Вопрос. Каковы функции плавательного пузыря и жаберных крышек?

Ответ. Основная функция плавательного пузыря у рыбы — гидростатическая. Он помогает рыбе оставаться на определённой глубине, где вес вытесняемой рыбой воды равен весу самой рыбы. Когда же рыба активно опускается ниже этого уровня, тело её, испытывая большее наружное давление со стороны воды, сжимается, сдавливая плавательный пузырь. При этом вес вытесняемого объёма воды уменьшается и становится меньше веса рыбы и рыба падает вниз. Чем ниже она опускается, тем сильнее становится давление воды, тем больше сдавливается тело рыбы и тем стремительнее продолжается её падение. Наоборот, при всплытии ближе к поверхности газ в плавательном пузыре расширяется и уменьшает удельный вес рыбы, что ещё больше выталкивает рыбу к поверхности. Таким образом, основное назначение плавательного пузыря — обеспечивать нулевую плавучесть в зоне обычного обитания рыбы, где ей не надо тратить энергию на поддержание тела на этой глубине.

Жаберные крышки костных рыб защищают жабры от внешних воздействий, прикрывают жаберные полости и принимают участие в акте дыхания.

3. Вопрос. Чем нервная система рыб отличается от нервной системы ланцетника?

Ответ. Ланцетник — морское животное, ведущее крайне малоподвижный образ жизни и имеющее очень примитивные органы чувств (ни зрительным, ни слуховым аппаратом ланцетник не располагает). Центральная нервная система ланцетника лежит над хордой, не достигая ее переднего конца.

У рыб происходит разделение центральной нервной системы на головной и спинной мозг, который состоит из пяти отделов. У рыб есть характерные для всех позвоночных органы чувств. Ноздри, которые мы можем видеть на голове надо ртом, ведут в орган обоняния — слепо замкнутые обонятельные мешки. Они не связаны с дыханием, как у остальных позвоночных, обитающих в воздушной среде. Орган вкуса состоит из особых чувствительных клеток, различающих вкус, у рыб они находятся не только в ротовой полости, но и на поверхности кожи. Органы зрения — глаза — позволяют большинству рыб видеть лишь на небольшом расстоянии, а вот слышат рыбы хорошо. Орган слуха расположен в костях черепа — он носит название внутреннее ухо и воспринимает звуковые колебания, распространяющиеся в воде. Кроме того, животные могут и сами издавать звуки.

У рыб также имеется особый орган чувств — боковая линия. Это канал, идущий под кожей по обеим сторонам тела. В нём находятся чувствительные клетки воспринимающие электрические разряды в окружающем слое воды. Для рыбы боковая линия — помощник для ориентирования в пространстве.

4. Вопрос. Каковы отличительные особенности дыхательной системы рыб?

Ответ. Дыхательная система рыб, главным образом, состоит из жабр. Они располагаются на жаберных дугах. Также неотъемлемой составляющей частью таких рыб являются жаберные щели. Они прикрыты одноименной крышкой, которая предназначена для того, чтобы рыба могла дышать даже в обездвиженном состоянии. Некоторые представители надкласса костных могут дышать через кожный покров. А вот те, которые обитают непосредственно под поверхностью воды, и при этом никогда глубоко не опускаются, наоборот, захватывают воздух своими жабрами из атмосферы, а не из водной среды.

5. Вопрос. Как осуществляется размножение рыб?

Ответ. Размножение рыб происходит в период нереста: самки вымётывают в воду икру (икринки — это яйцеклетки), а самцы поливают её содержимым молок. Молоки — это «пакеты» с мужскими половыми клетками (сперматозоидами) и окружающей их жидкостью. Оплодотворение у рыб наружное.

Из икринки развивается личинка, а из неё — маленькая рыба, малёк. Для некоторых рыб (аквариумные рыбки меченосцы и гуппи, а также акулы) характерно живорождение: икринки развиваются в теле самки, а в воду вымётываются мальки.

Многие рыбы, направляясь к местам нереста, преодолевают огромное расстояние. Так поступают дальневосточные лососи, осетры Каспийского моря. Это явление носит название миграции, а таких рыб называют проходными.

Выполни задания

Задание. Подготовьте доклад или сообщение об органах чувств у рыб.

Ответ. К органам чувств рыбы относятся: зрение, слух, боковая линия, электрорецепция, обоняние, вкус и осязание.

Орган зрения

Зрение — один из основных органов чувств у рыб. Глаз состоит из округлой формы хрусталика, имеющего твердую структуру. Находится вблизи роговицы и позволяет видеть на расстояние до 5м в состоянии покоя, максимальное зрение достигает 10 — 14м.

Хрусталик улавливает множество световых лучей, позволяя видеть в нескольких направлениях. Часто глаз имеет возвышенное положение, таким образом, в него попадают прямые лучи света, косые, а также сверху, снизу, с боков. Это значительно расширяет поле зрения рыб: в вертикальной плоскости до 150°, а в горизонтальной — до 170°.

Зрение монокулярное — правый и левый глаз получает отдельное изображение. Глаз состоит из трех оболочек: склера (ограждает от механических повреждений), сосудистой (поставляет питательные вещества), и ретинальной (обеспечивает световосприятие и цветоощущение за счет системы палочек и колбочек).

Орган слуха

Слуховой аппарат (внутреннее ухо или лабиринт) расположен в задней части черепной коробки, включает два отделения: верхний овальный и круглый нижний мешочки. В овальном мешочке расположены три полукружных канала — это орган равновесия, внутри лабиринта течет эндолимфа, с помощью выводного протока соединяется у хрящевых рыб с окружающей средой, у костных — заканчивается слепо.

Орган слуха у рыб

Орган слуха у рыб совмещен с органом равновесия

Внутреннее ухо делится на три камеры, в каждой находится отолит (часть вестибулярного аппарата, который реагирует на механическое раздражение). Внутри уха заканчивается слуховой нерв, образуя волосковые клетки (рецепторы), при изменении положения тела раздражаются эндолимфой полукружных каналов и помогают сохранять равновесие.

Восприятие звуков осуществляется за счет нижней части лабиринта — круглого мешочка. Рыбы способны улавливать звуки в диапазоне 5Гц — 15кГц. К слуховому аппарату относятся боковая линия (позволяет услышать низкочастотные звуки) и плавательный пузырь (выступает как резонатор, соединён с внутренним ухом посредством Веберового аппарата, состоящего из 4 косточек).

Рыбы близорукие животные, передвигаются часто в мутной воде, с плохим освещением, некоторые особи обитают в морских глубинах, куда свет не достает вовсе. Какие же органы чувств и как позволяют ориентироваться в воде при таких условиях?

Боковая линия

Прежде всего — это боковая линия — основной орган чувств у рыб. Представляет собой канал, который идет под кожей вдоль всего тела, в области головы разветвляется, образуя сложную сеть. Имеет отверстия, через которые связывается с окружающей средой. Внутри расположены чувствительные почки (рецепторные клетки), которые воспринимают малейшие изменения вокруг.

Так они могут определять направление течения, ориентироваться на местности ночью, ощущать движение других рыб, как в стае, так и приближающихся к ним хищников. Боковая линия оснащена механорецепторами, они помогают водным жителям уворачиваться от подводных камней, инородных предметов, даже при плохой видимости.

Боковая линия может быть полной (располагается от головы до хвостовой части), неполной, а может быть вовсе заменена на другие развитые нервные окончания. При травмировании боковой линии рыба уже не сможет долго существовать, что свидетельствует о важности данного органа.

Боковая линия рыб

Электрорецепция — орган чувств хрящевых рыб и некоторых костистых (электрический сом). Акулы и скаты ощущают электрические поля с помощью ампул Лоренцини — небольшие капсулы заполненные слизистым содержимым и выстланы специфическими чувствительными клетками, находятся в области головы и сообщаются с поверхностью кожи при помощи тонкой трубки.

Очень восприимчивы и способны ощущать слабые электрические поля (реакция возникает при напряжении в 0,001 мКв/м).

Так электрочувствительные рыбы могут выследить жертву, скрытую в песке, благодаря электрическим полям, которые создаются при сокращении мышечных волокон во время дыхания.

Боковая линия и электрочувствительность — это органы чувств характерны только для рыб!

Орган обоняния

Обоняние осуществляется при помощи ресничек, расположенных на поверхности специальных мешочков. Когда рыба чует запах, мешочки начинают двигаться: сужаться и расширятся, улавливая пахучие вещества. Нос включает 4 ноздри, высланные множеством чувствительных клеток.

Своим нюхом легко находят пищу, сородичей, партнера на период нереста. Некоторые особи способны подавать сигналы об опасности выделяя вещества, к которым чувствительны другие рыбы. Считают, что обоняние для водных жителей важнее зрения.

Органы чувств у рыб

Органы вкуса

Вкусовые рецепторы рыб сосредоточены в ротовой полости (ротовые почки), и ротоглотке. У отдельных видов (сом, налим) встречаются в области губ и усов, у сазанов — по всему телу.

Рыбы способны распознавать, как и человек, все вкусовые характеристики: соленое, сладкое, кислое, горькое. С помощью чувствительных рецепторов рыба может отыскать необходимую пищу.

Осязание

Рецепторы осязания расположены у хрящевых рыб на участках тела не покрытых чешуей (брюшная область у скатов). У костистых чувствительные клетки разбросаны по всему телу, основная масса сосредоточена на плавниках, губах — дают возможность ощущать прикосновения.

Особенности органов чувств у костистых и хрящевых

Косные рыбы имеют плавательный пузырь, который воспринимает более широкий диапазон звуков, у хрящевых он отсутствует, также у них идет не полное разделение внутреннего уха на овальный и круглый мешочки.

Цветное зрение свойственно костистым, поскольку в их сетчатке находятся и палочки, и колбочки. Зрительный орган чувств хрящевых включает лишь палочки, которые не способны различать цвета.

У акул очень острый нюх, намного больше развита передняя часть мозга (обеспечивает обоняние), чем у других представителей.

Электрические органы — особые органы хрящевых рыб (скатов). Используются для защиты, нападения на жертву, при этом генерируются разряды мощностью до 600В. Могут выступать в качестве органа чувств — образуя электрическое поле, скаты улавливают изменения при попадании в него посторонних тел.

Задание. Подготовьте презентацию «Рыбы нашего края» или «Аквариумное и декоративное рыбоводство».

Ответ.

Обсуди с товарищами

Задание. Какие особенности строения рыбы могут свидетельствовать о её активном образе жизни?

Ответ. К таковым особенностям строения можно отнести:

Форма тела — обтекаемая, торпедообразная, вытянутая. Такая форма тела характерна для большинства рыб и дает возможность максимально уменьшить силу трения во время движения. Однако, есть и другие формы тела. Это связано с особыми способами передвижения или местообитания рыб.

Слизь и чешуя (бывает её отсутствие) — такой покров тела обеспечивает максимальное скольжение в воде при передвижении.

Боковая линия — особое приспособление на теле у рыбы. Позволяет ощущать направление течения воды и некоторые электромагнитные импульсы.

Плавники — особые приспособления для передвижения рыбы. Примитивный аналог конечностей, у кистеперых рыб мясистые, сильно выражены. Позволяют именно плавать. Размер и форма различны.

У некоторых рыб есть особое приспособление — воздушный пузырь. Этот орган позволяет регулировать глубину погружения рыбы. Характерен не для всех рыб.

Жаберные крышки — так же особый орган для защиты внешнего органа дыхания рыбы — жабр. Есть не у всех, у некоторых рыб жабры защищают жаберные щели.

Выскажи мнение

Задание. Количество откладываемых рыбой икринок зависит от того, как рыба заботится о своём потомстве.

Ответ. Забота о потомстве сводится обычно к обеспечению сохранности икры. Она либо откладывается в месте, наиболее недоступном для хищников, либо, по возможности, оберегается от них родителями.

Большинство рыб абсолютно не заботится о судьбе своего будущего потомства. Они откладывают икру и покидают место нереста, а некоторые виды рыб и вовсе способны размножаться только лишь один раз и вскоре после этого погибают. При этом икринок выметывается несколько тысяч.

Некоторые виды рыб, обычно те, у которых икры гораздо меньше, тщательно оберегают её. Так, у самок колюшек одним из критериев при выборе самца является соответствующее требованиям безопасности гнездо для потомства, которое он соорудит.

Не менее интересно заботятся о своём потомстве рыбы тилапии. Выметанную икру самка вынашивает в своей пасти, именно там соблюдается необходимый для икры температурный режим. После того, как потомство появляется на свет, она постоянно находится рядом с ними. При возникновении опасности для мальков самка открывает рот и они, заплывая туда, спасаются от угрожающих им, но не матери, хищников.

Работа с текстом

Задание. Пользуясь текстом § 21 и рис. 109, выпишите названия основных отделов скелета рыбы.

Ответ. Основные отделы скелета рыб: череп, позвоночник, ребра, скелет конечностей (плавников).

Проводим исследование

Лабораторная работа. Изучение внешнего строения и передвижения рыб

Цель: изучить особенности внешнего строения и способы передвижения рыб. Материалы и оборудование: аквариумные рыбки, лупа, стеклянные палочки, корм для рыб, банка с водой.

Ход работы

1. Рассмотрите внешний вид рыбы, оцените её размеры, форму, окраску.

Ответ. Рыбы — гуппи, размеры рыб от 1,5 до 6 см. форма тела вытянутая, обтекаемая. Окраска серо — перламутровая с различными оттенками.

2. Определите, как окрашена рыба на брюшной и спинной сторонах. Объясните результат сравнения.

Ответ. У рыб спинка темная, а брюшко светлое. Темная окраска спины делает их мало заметными на фоне дна при рассматривании сверху, блестящая серебристая окраска боков и брюшка делает рыбу незаметной на фоне светлого неба или солнечного блика при рассмотрении снизу. Рыбы могут менять свою окраску в зависимости от цвета субстрата. Окраска делает рыбу малозаметной на фоне места обитания.

3. Найдите отделы тела, определите их границы.

Ответ. Отделы тела: голова, граница на конце жаберных крышек; туловище и хвост (хвостовой плавник).

4. Рассмотрите голову рыбы. Какие органы на ней расположены (глаза, ноздри, боковая линия)?

Ответ. На голове рыбы расположены глаза, рот, ноздри, жаберные крышки.

5. Рассмотрите чешую рыбы. Все ли чешуйки одинаковые? Как они расположены?

Ответ. Тело рыб большей частью покрыто твердыми и плотными чешуями, которые сидят в складках кожи, а свободными концами налегают друг на друга, точно черепица на крыше. Чешуйки разрастаются вместе с ростом рыбы, и на просвете мы можем увидеть концентрические линии, напоминающие годичные кольца на срезах дерева. По наростам концентрических полос можно определить возраст чешуи, а вместе с тем и возраст самой рыбы. Дополнительно чешуя покрыта слизью. та слизистая пленка способствует уменьшению трения при плавании, и благодаря своим бактерицидным свойствам, препятствует проникновению в кожу бактерий, т.к. кожа рыб проницаема для воды и некоторых растворенных в ней веществ.

6. Рассмотрите плавники рыбы. Отметьте среди них парные и непарные. Как работают плавники во время движения?

Ответ. Парные — грудные и брюшные плавники и непарные — спинной, хвостовой, анальный выполняют разные функции.

Так, Спиной и анальный плавники помогают телу рыбы сохранять при движении равновесие. Хвостовой обеспечивает движение вперед, анальный придает устойчивость при движении.

Брюшные и грудные плавники обеспечивает горизонтальное положение, повороты, погружение и всплытие рыбы к поверхности,.

7. Постучите стеклянной палочкой по стенке аквариума. Как рыба реагирует?

Ответ. Рыбы поднимаются в поверхности, так как у них выработался условный рефлекс на кормление (постукивание палочкой сопровождается кормлением рыбы).

8. Зарисуйте в рабочую тетрадь внешний вид рыбы, подпишите её части. Сделайте вывод о том, какие особенности строения тела связаны с водным образом жизни.

Ответ.

Вывод: с водным образом жизни связаны обтекаемая форма тела, кожа покрыта чешуей, поверх которой выделяется слизь, имеются органы передвижения плавники, органы чувств, специфический из которых — боковая линия, глаза располагаются по бокам головы, .