Основные типы движения рыб.

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). В эмбриональном периоде у всех рыб плавательный пузырь соединен с кишечником тонкой трубкой, и первоначальное наполнение пузыря воздухом совершается через кишечник. Взрослых рыб по связи плавательного пузыря с кишечником разделяют на две группы. У открытопузырных трубка остается полой, так что связь пузыря с кишечником сохраняется в течение всей жизни и рыбы, заглатывая воздух, могут заполнять им пузырь. Это осетровые и низкоорганизованные костистые – лососевые, сельдевые, карповые. У закрытопузырных проток, соединяющий пузырь с кишечником, замыкается и пузырь оказывается изолированным от кишечника (все окуневые и пучкожаберные рыбы – колюшка, судак, окунь, морской конёк и др.)

Таким образом, после того как в первые дни жизни у личинок всех рыб плавательный пузырь наполняется воздухом в результате заглатывания его ртом, регуляция содержания газов в пузыре совершается у открытопузырных рыб путем периодических заглатываний воздуха, а у закрытопузырных – секрецией газов стенками пузыря. Газовая секреция у открытопузырных рыб развита слабо. Кроме гидростатической плавательный пузырь выполняет ряд добавочных функций: барорецептора, добавочного органа дыхания, резонатора звуков, звукоиздающего органа.

2. Скелет и мышечная система, электрические органы рыб и их биологическое значение.

Скелет у большей части рыб двоякий: наружный – защитный (чешуя) и внутренний опорный. Внутренний скелет состоит из осевого скелета, скелета головы (черепной коробки, предохраняющей головной мозг и связанной с жаберным и челюстным аппаратом) , скелета грудного (плечевого) и тазового поясов и плавников – парных и непарных.

Осевой скелет может быть представлен хордой или позвоночником. У круглоротых, осетровых и двоякодышащих хорда сохраняется в течение всей жизни. У всех остальных рыб хорда имеется на ранних этапах развития, а у взрослых заменяется позвоночником, состоящим из позвонков. Черепная коробка соединена с позвоночником неподвижно. Шеи у рыб нет. Это вызывается спецификой образа жизни и среды обитания необходимостью разрезать головой воду. В процессе эволюции происходило усложнение и окостенение скелета. У круглоротых хорда тянется от задней части черепа до хвоста в виде цельного несегментированного тяжа, состоящего из хрящевыхи соединительнотканных элементов (спинная струна) к которому сверху плотно прилегают хрящевые позвоночные дуги. Хорда осетровых также ещё не дифференцирована. У пластиножаберных (акуловых) рыб охрящевевшая оболочка хорды образует амфицельные (двояковогнутые) позвонки.

Хрящевые рыбы (акулы, скаты) имеют уже хрящевой череп, образованный сросшимися мозговыми капсулами, челюсти, вооруженные зубами. Челюстной аппарат соединяется с черепом. У осетровых, кроме того, возникает ряд кожных накладных костей, прикрывающих череп сверху, и настоящих костей, ограждающих череп снизу. Высшие костистые рыбы в эмбриональном периоде проходят все эти этапы: сначала у них закладывается и развивается хрящевой череп, позднее происходит окостенение его, причем наряду с замещающими костями возникают и покровные. В черепе костистых рыб выделяют два отдела: мозговой (осевой) и висцеральный.

Мышечная система рыбы состоит из мускул туловища, головы и плавников. Внутренние органы имеют свою мускулатуру. Как и у всех позвоночных, мышечная система рыб связана со скелетом, с нервной системой (к каждому мышечному волокну подходит нервное волокно, и каждая мышца иннервируется нервом). Кроме нервов, в соединительнотканной прослойке мышц имеются кровеносные и лимфатические сосуды.

Наиболее крупные мышцы рыб — большие тяжи, проходящие вдоль тела от головы до хвоста (большая боковая мышца — m. lateralis magnus). Мышцы головы регулируют движения челюстного и жаберного аппаратов. Плавники имеют свою мускулатуру, которая обычно сильно расчленена, что позволяет рыбе виртуозно управлять своими плавниками.

За годы эволюции мышцы рыбы выработали оптимальный с точки зрения водной динамики рыбы баланс: основная масса мышц у большинства рыб находится в спинной части, что позволяет ей хорошо маневрировать в воде. Работа этих мышц координируется спинным мозгом и мозжечком.

У рыб есть поперечно-полосатые и гладкие мышцы. Поперечно-полосатые — это скелетные мышцы тела (туловищные) и мышцы сердца. Туловищные мышцы обычно быстро и сильно сокращаются. Гладкие мышцы состоят из более коротких и параллельных волокон.

Волокна и мышцы делят на красные и белые, различающиеся цветом, составом: красные мышцы содержат больше жира, белые — влаги и белка. На цвет влияет наличие миоглобина — белка, быстро связывающего кислород. Белые мышцы работают при быстром движении, бросках, при медленном — красные. Преобладание красных или белых волокон (мышц) зависит от подвижности рыб: у «спринтеров» почти исключительно белые волокна. Но все же у рыб преобладают белые мышцы. У некоторых видов их доля достигает 96.3%.

У рыб существуют и так называемые электрические органы, которые, по сути, являются видоизмененными мышцами. Эти органы развиваются из зачатков поперечно - полосатой мускулатуры. Они находятся по бокам тела и состоят из большого количества мышечных пластинок (у электрического угря их около 6000), видоизмененных в электрические пластинки, «проложенные» соединительной тканью. Нижняя часть пластинки заряжена отрицательно, верхняя положительно. Разряды идут от сигнала продолговатого мозга.

Электрические органы находятся в разных частях тела рыбы, например у ската морской лисицы — на хвосте, у электрического сома на боках.

Создавая электрический ток и улавливая силовые линии, искаженные предметами, находящимися на пути рыбы, они ориентируются в воде, обнаруживают препятствия или добычу с нескольких метров, даже в непрозрачной воде. В таких условиях органы зрения рыбы не работают.

По наличию и мощи электрических органов рыбы делятся на три категории:

1. Сильно электрические виды: имеют крупные электрические органы, генерирующие разряды от 20 до 600 В. Применяют их для нападения и обороны: электрический угорь, электрический скат, электрический сом.

2. Слабоэлектрические виды: имеют небольшие электрические органы, генерирующие разряды напряжением менее 17 В. Применяют их для ориентации в воде и сигнализации об опасности своим сородичам: многие мормириды, гимнотиды, некоторые скаты.

3. Неэлектрические виды: не имеют специализированных органов, но обладают электрической активностью. Генерируемые ими разряды имеют длину в 10–15 м в морской воде и до 2 м в пресной. Применяют их для локации, ориентации, сигнализации: ставрида, атерина, окунь и др.