Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности.

Просмотреть видео 

https://www.youtube.com/watch?v=JxWQwYgCUqQ&t=1s

Рыбы — водные позвоночные животные. Они широко распространены по планете, обитают в пресных и солёных водоёмах, заселяя всю толщу от поверхности до глубин. Известно более 35 тыс. видов рыб.

Рыб изучает раздел зоологии — ихтиология (от др.-греч. ichthys [ихтис] — «рыба» и logos [логос] — «учение, наука»).

Традиционно рыб рассматривают как надкласс позвоночных, включающий два класса — Хрящевые рыбы (акулы, скаты, химеры) и Костные рыбы (остальные представители рыб). В настоящее время существуют альтернативные классификации этой группы животных, основанные на молекулярно-генетических методах определения эволюционного родства организмов.

Внешнее строение рыб

Большинство рыб имеют обтекаемую форму тела, они хорошие пловцы. 

Тело состоит из головы, туловища и хвоста. У костных рыб голова с боков закрыта жаберными крышками, которые защищают жабры и обеспечивают движение воды в жаберной полости. 

Тело покрыто кожей с чешуёй. У некоторых видов чешуя отсутствует частично или полностью. Главная функция чешуи — механическая защита тела. Кожа покрыта слизью, имеющей антибактериальные и противогрибковые свойства.

Рис. 1. Чешуя костной рыбы 

Узнать больше: чешуя рыб

Органы движения — плавники. Есть непарные (спинной, анальный и хвостовой) и парные (грудные и брюшные) плавники. Парные плавники соответствуют передним и задним конечностям наземных позвоночных. Большинство рыб движутся благодаря работе хвостового плавника и изгибов тела. Спинной и анальный плавники обеспечивают устойчивость тела, а парные плавники отвечают за повороты и торможения.

Рис. 2. Внешнее строение костной рыбы 

Внутреннее строение рыб

В скелете рыб можно выделить осевой скелет и скелет плавников. 

Осевой скелет включает позвоночник, рёбра и скелет головы. 

Позвоночник рыб состоит из отдельных позвонков, между которыми находится хрящевая прослойка. Верхние дуги позвонков формируют позвоночный канал, который защищает спинной мозг. 

Позвоночник делится на два отдела: туловищный и хвостовой. У туловищных позвонков по бокам есть рёберные отростки, к которым прикрепляются рёбра. В хвостовых позвонках кроме верхней есть нижняя дуга, которая защищает проходящий в ней крупный кровеносный сосуд — брюшную аорту. От дуг позвонков отходят заострённые остистые отростки, к которым прикрепляются мышцы, изгибающие тело.

Рис. 3. Строение позвонков костных рыб

Скелет головы состоит из черепной коробки (мозгового черепа), челюстных костей и жаберных дуг. Верхнечелюстные кости у рыб не срастаются с черепной коробкой, поэтому рыбы могут вытягивать челюсти, очень широко раскрывать рот и изменять объём ротовой полости: это позволяет им заглатывать крупную добычу. 

Скелет непарных плавников состоит из тонких длинных косточек, залегающих в толще мускулатуры, и прикреплённых к ним лучей, выступающих наружу. Скелет парных плавников у разных групп рыб имеет заметные различия, но в любом случае в нём выделяют скелет пояса конечности (он служит опорой конечности) и скелет свободной конечности. У костных рыб пояс передних конечностей (грудных плавников) соединяется с задним отделом мозгового черепа. Пояс задних конечностей (брюшных плавников) образован двумя сросшимися костями и залегает свободно в толще мышц. К поясам конечностей через мелкие основные косточки прикрепляются лучи плавников.

Рис. 4. Скелет костной рыбы: фиолетовым выделен скелет пояса передних конечностей и грудных плавников, розовым — скелет пояса задних конечностей и брюшных плавников, голубым — осевой скелет и скелет непарных плавников

Скелетная мускулатура состоит из поперечнополосатых мышц. Мускулатура туловища и хвоста имеет преимущественно метамерное строение и состоит из W-образных мышечных сегментов. Работа этих мышц заключается в изгибании тела. Движения конечностей, челюстного аппарата и жаберных крышек осуществляют дифференцированные группы мышц, метамерия в них нарушена. 

Рис. 5. Мускулатура рыбы 

Пищеварительный тракт начинается ротовым отверстием, ведущим в ротовую полость и далее — в глотку, пищевод, желудок, тонкую кишку и заднюю кишку, которая открывается наружу анальным отверстием. 

Челюстные кости обычно несут недифференцированные зубы. Иногда зубы есть также на жаберных дугах, костях черепной коробки и в глотке. 

Слюнных желёз нет, в тонкую кишку открываются протоки печени и поджелудочной железы. 

Рис. 6. Конические зубы на челюстях пираньи

Плавательный пузырь рыб представляет собой камеру или две соединённые друг с другом камеры, заполненные газом, и располагается между позвоночником и кишкой. Плавательный пузырь обеспечивает рыбе плавучесть: изменяя объём пузыря, рыба регулирует среднюю плотность тела. Когда плотность тела равна плотности окружающей воды, рыбе не нужно расходовать энергию на удержание тела на определённой глубине. 

Плавательный пузырь есть не у всех: он отсутствует у акул, донных и глубоководных рыб, активных пловцов (скумбрия, макрель, тунец).

Кровеносная система замкнутая. Сердце двухкамерное, состоит из предсердия и желудочка.

У рыб один круг кровообращения.

Артерии (от др.-греч. aеr [аэр] — «воздух» и tereо [тэрео] — «содержу») — сосуды, несущие кровь от сердца.

Вены (от лат. vena [вена] — «кровеносный сосуд») — сосуды, несущие кровь к сердцу. 

Артериальная кровь богата кислородом, венозная кровь бедна кислородом и насыщена углекислым газом.

Из предсердия венозная кровь выталкивается в желудочек, а из него — в брюшную аорту. Обратному току крови препятствуют сердечные клапаны. Брюшная аорта приносит кровь к жабрам. Там аорта распадается на сеть капилляров, в которых происходит газообмен и насыщение крови кислородом. После выхода из жабр капилляры собираются в спинную аорту, по ней и её разветвлениям артериальная кровь разносится по тканям и органам, где через стенки капилляров вновь происходит газообмен. Насыщенная углекислым газом кровь собирается в вены и по ним попадает в предсердие.

Рис. 7. Кровеносная система рыбы. Стрелками показано направление движения крови в сосудах и сердце

Органы дыхания рыб — жабры, тонкостенные выросты, которые образуются в процессе эмбрионального развития в жаберных щелях глотки. У костных рыб жабры защищены жаберными крышками, у других отверстия жаберных щелей открываются наружу.

Жабры состоят из элементов скелета (хрящевых жаберных дуг) и жаберных лепестков, в которых под тонким эпителием находится сильно разветвлённая капиллярная сеть. В ротоглоточной полости рыб вода постоянно сменяется благодаря движению жаберных крышек: она поступает через ротовое отверстие, проходит между жаберными дугами, омывает жаберные лепестки и выходит наружу из-под жаберных крышек. Постоянный приток свежей воды обеспечивает интенсивный газообмен.

Рис. 8. Движение воды в ротоглоточной полости рыбы при дыхании

На внутренней стороне жаберных дуг, напротив жаберных лепестков, находятся жаберные тычинки. Они защищают жабры от загрязнения, задерживая частички, попавшие в ротоглоточную полость вместе с водой. У рыб, питающихся планктоном или детритом, жаберные тычинки фильтруют пищевые частицы и развиты особенно сильно.

Рис. 9. Жабры лосося: видна первая жаберная дуга с красными жаберными лепестками и редкими жаберными тычинками

 .

Дополнительно к жабрам некоторые рыбы могут использовать для дыхания другие органы. Двоякодышащие рыбы имеют «лёгкие» — парные пузыри, которые открываются на брюшной стороне пищевода; в них сохраняется проглоченный увлажнённый воздух. Лабиринтовые рыбы могут дышать воздухом с помощью особого лабиринтового органа — складчатой наджаберной полости.

Главный орган выделительной системы рыб — туловищные почки. В выделении также принимают участие жабры. Основные продукты азотистого обмена рыб — это растворимые в воде вещества (аммиак и мочевина).

Узнать больше: туловищные почки

Рис. 10. Системы органов рыбы 

Нервная система состоит из головного и спинного мозга. 

 Головной мозг имеет пять отделов: конечный, промежуточный, средний, задний (мост и мозжечок) и продолговатый. Передний мозг обрабатывает информацию, которая поступает от органов обоняния. Мозжечок обеспечивает координацию движений, поддержание равновесия, мышечную деятельность, он связан с рецепторами органов боковой линии. Наиболее развит средний мозг: здесь обрабатываются сигналы, идущие от органов зрения и равновесия, и находятся центры связи с мозжечком. 

Спинной мозг проходит внутри нервных дуг позвонков по всей длине позвоночника рыбы. Он сегментирован: в каждом позвонке от участка спинного мозга отходят нервы.

Рис. 11. Нервная система рыбы

Органы чувств хорошо развиты. 

На переднем конце конечного мозга расположены обонятельные луковицы, которые получают сигналы от обонятельных рецепторов. У рыб есть ноздри, ведущие в слепо замкнутые обонятельные камеры, стенки которых покрыты этими рецепторами. В отличие от других позвоночных, ноздри рыб не соединяются с глоткой (исключение — двоякодышащие рыбы). Многие рыбы, особенно хищники, виды с сумеречной активностью, виды, живущие в темноте или в мутной воде, обладают очень тонким обонянием. 

Вкусовые рецепторы расположены не только в ротовой полости, но и на других участках тела — усиках, жабрах, плавниках.

Глаза рыб устроены так же, как глаза других позвоночных, но для фокусировки (аккомодации) изменяется не форма хрусталика, а его положение: хрусталик приближается к сетчатке или отдаляется от неё. Многие рыбы обладают цветовым зрением.

Орган слуха и равновесия — внутреннее ухо. Это парный орган, расположенный в задней части черепной коробки. Ушных отверстий и ушных раковин у рыб нет.

У рыб развита боковая линия — особый орган, передающий информацию о перемещении воды по поверхности тела. Боковая линия представляет собой погружённые в кожу каналы, тянущиеся по бокам тела. Через отверстия в чешуйках, расположенных над каналом, боковая линия сообщается с внешней средой. В стенках канала находятся рецепторные волосовидные клетки. Колебание воды отгибает волоски и создаёт нервные импульсы. Улавливая эти колебания, рыба чувствует волны, течения, рельеф дна, движущиеся объекты (врагов или добычу). Это позволяет рыбам ориентироваться в мутной воде и темноте (ночью или в глубинах океана).

Рис. 12. Схема строения боковой линии рыбы 

Размножение и развитие

Большинство рыб раздельнополы. У некоторых развит половой диморфизм.

Рис. 13. Половой диморфизм у живородящей гамбузии: слева — самка, справа — самец  

Половые железы парные: у самок — яичники, где развиваются яйцеклетки (икринки), у самцов — семенники, в них развиваются многочисленные сперматозоиды. Протоками половые железы соединяются с половым отверстием. 

Оплодотворение, как правило, наружное. У хрящевых и некоторых костных рыб оплодотворение внутреннее.

Выбрасывание икры и семенной жидкости в воду называют нерестом. Большинство рыб откладывают икру в тех же водоёмах, где живут сами, выбирая места, подходящие для развития потомства. Некоторые рыбы — их называют проходными — мигрируют к месту нереста из морей в реки или из рек в моря (большинство лососёвых и осетровых). Во время нерестового похода рыбы преодолевают сотни километров. У некоторых видов особи после нереста погибают, то есть размножаются только раз в жизни. 

Рис. 14. Икринки лосося

Вышедшие из икры мальки сначала питаются за счёт желтка, затем мельчайшим кормом — одноклеточными водорослями и простейшими. Обычно мальки растут сравнительно быстро, с возрастом меняется их рацион.

Рис. 15. Развитие рыбы

Прочитать параграф 32 и 33 

Ответить на вопросы ст. 150