Рыбы: характеристика и значение
В прошлом блоке мы приступили к изучению хордовых животных: среди них важнейшее место отведено позвоночным. Мы уже рассмотрели круглоротых — наиболее примитивных представителей этой группы. Сегодня же мы узнаем, чем рыбы отличаются от других животных, где живут и какую роль играют в природе и жизни человека.
Систематика
Как вы помните, позвоночные животные включают несколько различных классов. Их обычно делят на две большие категории — бесчелюстные и челюстноротые. Наличие челюсти повлияло на способ питания и изменило весь образ жизни и поведение животных.
Ранее в биологии выделяли класс Рыбы без разделения их на хрящевых и костных рыб. Однако такой подход признан устаревшим, и в современных источниках уже выделяют эти два класса.
Ихтиология — раздел зоологии, изучающий рыб.
Иногда можно встретить общее название «рыбы», которое противопоставляется «четвероногим». В обиходе можно использовать его, говоря об этих животных в целом.
Рыбы: общая характеристика
Большинство рыб — морские (тунец, акула, сельдь, минтай, треска), одни живут на дне или около него, другие — активно перемещаются в толще воды. Пресноводные рыбы (карась, ерш, окунь, плотва) живут как в реках, так и в водоемах со стоячей водой.
Рыбы — это представители челюстноротых позвоночных животных, обитающие исключительно в воде.
Интересно, что рыбы могут менять соленые водоемы на пресные, и наоборот. Например, встречаются рыбы, которые большую часть жизни живут в морях, а размножаются в реках — кета, горбуша, осетр. Таких рыб называют проходными.
Некоторые виды рыб живут на глубоководье и испытывают огромное давление воды, дефицит кислорода и света. Как правило, у них не бывает глаз, а у некоторых видов есть органы свечения. Кожа у таких рыб пористая и пропитана водой для стабилизации давления. Чтобы точно поймать редкую на такой глубине добычу, они имеют большой рот, много зубов и вместительный желудок.
Рыбы едят водоросли, водные растения, моллюсков, червей, насекомых и их личинки. Хищники охотятся на других рыб, лягушек, раков, иногда даже птиц (например, уток). Таким образом, рыбы могут быть как всеядными (карп, лещ), так и растительноядными (толстолобик, карась) и хищниками (щука, окунь). Встречаются также те, кто питаются органическими остатками, и паразиты.
Многие рыбы зимой замедляют метаболизм и опускаются на дно, где пережидают неблагоприятные условия, расходуя накопленные в организме питательные вещества. Есть и виды, которые впадают в спячку. Сом, сазан, лещ плывут на дно к зимовальным ямам. В них особи набиваются буквально как сельди в бочку, обильно окутывают свои тела слизью и спят до весны.
Рыбы — холоднокровные существа, это значит, что температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Получается, что если водоем замерзает, то и рыбы должны стать льдинками? К счастью, этого не происходит, потому что в их крови есть особый белок, который не дает образовываться кристаллам льда, и кровь рыб не замерзает.
Хрящевые и костные рыбы
Как мы упоминали выше, в связи с различиями в строении, размножении и образе жизни рыб разделили на хрящевых и костных. Главное отличие костных рыб от хрящевых — наличие твердого внутреннего скелета, образованного костной или костно-хрящевой тканью. У хрящевых рыб также отсутствуют жаберные крышки и плавательный пузырь.
К хрящевым относятся акулы, скаты и химеры, их в природе не более 1 тыс. видов. Считается, что это более древняя группа рыб, так как они сохранили хрящевой скелет, жаберные щели и др.
Самая многочисленная группа рыб — костные, она составляет более 95% всех современных рыб. Они имеют разнообразный окрас и форму.
Происхождение и эволюция
Изначально рыбы жили только в пресных водоемах, но со временем освоили и соленые воды. Считается, что первые рыбы появились примерно 450 млн лет назад, однако только спустя 100 млн лет они достигли расцвета — до этого господство водной среды было отдано бесчелюстным.
Рыбы составляют примерно половину всех живущих на Земле позвоночных, а именно 30–35 тыс. видов. Есть и немалое количество вымерших видов, например, плакодермы и акантоды. В нашей стране можно встретить примерно 3 тыс. видов рыб.
Внешнее строение и покровы тела рыб
Большинство рыб имеет вытянутую обтекаемую форму тела, отделы тела (голова, туловище, хвост) плавно переходят друг в друга. Кожа имеет железы, выделяющие слизь, чтобы снижать сопротивление воды при движении. У некоторых на коже могут быть ядовитые железы. Тело, как правило, покрыто костной чешуей.
Чешуйки расположены подобно черепице на крыше дома: один конец погружен в кожу, а другой лежит поверх другой чешуйки. Это позволяет хорошо защищать тело рыбы от внешних повреждений, при этом не мешает телу изгибаться и двигаться. Чешуя по мере роста особи тоже увеличивается в размерах.
Возможно, вы слышали, что возраст дерева можно определить по количеству колец на спиле. Так и у рыб: если внимательно рассмотреть чешуйки, то можно узнать примерный возраст рыбы. По годовым приростам чешуи можно предположить размер особи на каждом году жизни.
Окрас у рыб разнообразен и всегда обусловлен внешней средой. Спина рыб всегда окрашена темнее, чтобы быть незаметнее на фоне дна при виде сверху, а брюшко — светлее, чтобы быть незаметнее на фоне неба при виде снизу.
Плавники и мышцы
На теле располагаются плавники — конечности рыб. Они нужны для поддержания равновесия тела и осуществления движения (в чем-то похожи на руль). Грудные и брюшные плавники — парные, но есть и непарные, например, хвостовой, анальный (подхвостовой) и один или несколько спинных.
Грудные и брюшные плавники обеспечивают движение рыбы: помогают погружаться и всплывать, делать повороты. Хвостовой плавник «толкает» рыбу, помогая ей двигаться вперед. Спинной и анальный плавники служат поддержанию устойчивости при движении, чтобы рыба не отклонялась от курса.
Под кожей у рыб находятся мышцы, которые прикрепляются к скелету. Преимущественно они имеют метамерное строение, то есть состоят из одинаковых сегментов. Сегменты разделены миосептами — перегородками соединительной ткани. Мышцы условно делят на «быстрые» и «медленные»: первые нужны для резких рывков, вторые — для длительного неторопливого плавания.
Органы чувств рыб
Органы зрения — глаза, расположенные по бокам головы. У большинства глаза четко видят предметы на близком расстоянии. Строение глаз сходно с другими позвоночными, но есть важное отличие. Для фокусировки на объектах позвоночные меняют кривизну хрусталика, а рыбы вместо этого приближают или отдаляют его от сетчатки.
Орган слуха — внутреннее ухо, похожее на лабиринт в задней части черепа. Ушных отверстий и ушных раковин у рыб, конечно, нет. В отличии от бесчерепных, ухо имеет не два, а три полукружных канала. Ухо еще отвечает за равновесие.
У рыб есть ноздри, которые, конечно, не используются для дыхания и почти у всех рыб не соединяются с носоглоткой, как у других позвоночных. В них находятся обонятельные рецепторы. Вкусовые рецепторы расположены в ротовой полости, но могут находиться на жабрах, усиках и даже на поверхности тела.
Зачем рыбам ноздри?
Скрыть
Органы вкуса и обоняния у рыб нужны для ориентирования в окружающей среде. Это, главным образом, позволяет им различать химический состав воды. Например, лосось обитает в морях, но на нерест идет в реки. По запаху и вкусу воды они находят именно те реки, из которых сами вышли, будучи икрой, и плывут туда для размножения.
Боковая линия и электрические органы
Особый орган, помогающий рыбам ощущать движение воды по телу, называется боковая линия. Внешне этот орган выглядит как тонкая линия, идущая от жабр до основания хвоста. Боковая линия улавливает вибрации воды с помощью чувствительных волосков, помогая рыбам ощущать направление и скорость течения, обнаруживать добычу и врагов.
У некоторых видов есть рецепторы, которые не только воспринимают электрические поля, но и способны сами генерировать электрический ток. Это помогает лучше ориентироваться в пространстве, охотиться и защищаться. Удар током взрослого электрического угря или ската может привести к сильной травме и даже гибели человека.
Как коровы помогают ловить угрей?
Скрыть
Электрические угри обитают в Южной Америке, особенно их много в притоках Амазонки. Несмотря на опасность удара током, местные жители употребляют их мясо в пищу. В охоте на угрей им помогают коровы.
Стадо коров загоняется в воду, чтобы потревожить угрей. Они начинают хаотично генерировать разряды тока, истощая электрические органы. Рыбы устают и становятся безобидными, тогда охотникам остается лишь зайти в воду и выловить угрей.
Особенности внутреннего строения
Опорно-двигательный аппарат
Внутренний скелет состоит из черепа, позвоночника и плавников. В отличие от других позвоночных, череп рыб включает множество подвижных элементов. Благодаря этому у рыб крайне мобильные челюсти и жаберный аппарат. Челюсти образовались из третьей жаберной дуги, что явилось огромным эволюционным шагом, отделив бесчелюстных от челюстноротых.
Позвоночник состоит из позвонков, между которыми есть подвижная прослойка. Над ним лежит позвоночный канал, который защищает спинной мозг. Позвоночник разделен на туловищный и хвостовой отделы. От позвонков туловища отходят ребра.
Кровеносная и дыхательная системы
Кровеносная система замкнутого типа. Она состоит из двухкамерного сердца и сосудов, имеется один круг кровообращения.
Органами дыхания рыб являются жабры. Она находятся по обе боковые стороны головы и защищены жаберными крышками. Жаберные крышки и ротовое отверстие совершают движения, способствуя нагнетанию воды в ротовую полость и ее выталкиванию через жабры.
Жабры состоят из хрящевой основы (жаберных дуг) и множества лепестков, в воде они распушаются, на суше — слипаются. Лепестки пронизаны огромным количеством капилляров, которые осуществляют газообмен с тканями и органами.
Среди рыб есть группа двоякодышащих животных, которые имеют как жабры, так и «легкие». Конечно, это не те легкие, которые есть у наземных позвоночных. Они представлены парными мешками, заполненными воздухом, по обеим сторонам пищевода.
Пищеварительная и выделительная системы
Пищеварительная система представлена ротовой полостью с зубами, глоткой, пищеводом, желудком, кишечником, анальным отверстием. Слюнных желез нет. Есть пищеварительные железы — печень и поджелудочная железа выделяют ферменты для переваривания пищи.
У многих рыб имеются пилорические придатки — особые выросты в месте перехода желудка в тонкую кишку. Они увеличивают пищеварительную поверхность, а также регулируют кислотность пищи при ее переходе из кислой среды желудка в щелочную среду кишечника.
Плавательный пузырь — орган, возникающий в процессе развития из кишечной трубки. Им обладают не все рыбы: его нет у хрящевых и глубоководных рыб, он не нужен активным пловцам (тунец, макрель). Пузырь представляет собой один или два мешка, заполненных газом. Находится он между кишкой и позвоночником, так скажем, в недрах тела рыбы.
Основная функция плавательного пузыря — регуляция средней плотности тела для улучшения плавучести рыбы. Особь регулирует количество газа внутри пузыря, чтобы снизить расход энергии на удержание тела в воде.
Выделительными органами служат лентовидные почки, расположенные под позвоночником. Также есть особая ректальная железа, которая выводит излишек минеральных соединений из тканей и крови.
Нервная и половая системы
Головной, спинной мозг и нервы составляют нервную систему рыб. Спинной мозг лежит по всей длине позвоночника. От него отходят нервы к другим частям тела.
Головной мозг примитивен и делится на три отдела — передний (включает конечный и промежуточный мозг), средний и задний (включает мост, мозжечок и продолговатый мозг). Наиболее развит средний отдел, который отвечает за равновесие и движение.
Органы половой системы — это парные семенники у самцов и парные яичники у самок. В яичниках формируются яйца (икринки), в семенниках созревают сперматозоиды. Как правило, самка выметывает в воду икру, а самец — сперму (ее называют моло́ки), так происходит наружное оплодотворение. Забота о потомстве развита у единичных видов.
У рыб часто наблюдается половой диморфизм, внешние различия между женской и мужской особями. Большинство рыб раздельнополы, но есть и гермафродиты (например, рыбы из семейства окунеобразных и губанообразных). Интересно, что такие виды часть жизни функционируют как мужская особь, а часть — как женская.
Особь может менять пол несколько раз в жизни под влиянием многих факторов. При этом случаи самооплодотворения редки, чаще всего рыбы идут на нерест согласно текущему полу на данный момент жизни.
Миграция к месту спаривания очень истощает рыб, потому что во время пути они не питаются. Например, содержание жира в организме лосося падает с обычных 10% до < 1%. Рыбы могут проходить огромные расстояния, например, кета преодолевает 1200 км по реке Амур, а чавыча — до 4 тыс км по реке Юкон.
Отдельно отметим такие формы размножения рыб, как яйцеживорождение и живорождение, когда происходит внутреннее оплодотворение. В первом случае яйца развиваются внутри организма матери, используя питательные ресурсы икринки, а в конце мальки немедленно покидают ее тело. Наиболее известные виды — аквариумные гуппи и меченосцы.
Живорождение характерно для акул, скатов, карпозубых: в результате внутреннего оплодотворения образуется зародыш, который получает питательные вещества от матери, а не из запасов икринки.
Значение рыб в природе и жизни человека
Рыбы являются полноценными участниками различных пищевых цепей. Они регулируют численность видов, на которых охотятся, и сами являются кормом для многих водных животных, птиц и зверей.
В жизни человека рыба играет большую промысловую роль. Издревле рыба и икра была ценным пищевым продуктом, источником белка и составляла весомую часть рациона человека. По примерным подсчетам сейчас в мире вылавливают около 5 млн особей ежедневно. Конечно, такой интенсивный вылов нарушает баланс водной экосистемы.
Рыбий жир, получаемый из печени рыб, — продукт, используемый как источник витамина D. Побочные продукты рыболовства также идут впрок. Например, рыбная мука (перемолотые отходы при разделке рыбы) используется при изготовлении кормов для животных, плавники и плавательный пузырь — для производства клея.
Некоторые виды рыб ядовиты (фугу, скорпена), другие являются промежуточными хозяевами паразитов (гельминты в речной рыбе карповых пород), третьи — могут напасть на человека (пираньи, акулы).
Также широко распространены рыбоводство и аквариумистика. Многие люди увлекаются разведением рыб в аквариумах в декоративных целях. Рыбоводство, разведение рыб в неволе, помогает восстанавливать находящиеся под угрозой вымирания виды.
Существуют рыбоводные заводы, где в искусственных условиях проводят оплодотворение икры и выращивание мальков. Когда из икры выходят молодые рыбки, им дают подрасти и затем выпускают в естественные водоемы, либо перевозят в новые места обитания.
В нашей стране и других местах во многих водоемах организовано промышленное выращивание рыб для пищевых целей. Карп, форель, толстолобик, белый амур — рыбы, которые чаще всего выращиваются на таких фермах.
Часто задаваемые вопросы
У хрящевых рыб нет костной ткани в организме, нет жаберных крышек и плавательного пузыря.
Большая часть икры, личинок и мальков погибает из-за хищников и неблагоприятных условий. Лишь небольшая часть потомства выживает, поэтому большинство рыб и откладывает очень много икры. Если рыба дает мало икринок, то забота о потомстве проявляется сильнее.
Нет. Дельфины и киты — китообразные млекопитающие. Они не обладают признаками рыб: у них нет жабр и чешуи, они не мечут икру, а рождают живых детенышей, вскармливая их молоком.
Хотите оставить комментарий?
Войти