Вопросы для самопроверки:

1. Предмет и задачи физиологии рыб и ее связь с другими науками.

2. Методы физиологических исследований.

Тема: 2. Движение. Физиология мышц. План:

1. Понятие о движении рыб

2. Мускулатура и ее физиологическая роль.

3. Звуки, издаваемые рыбами.

4. Электрические явления в организме рыб.

1. Понятие о движении рыб

Механическое движение занимает важное место в жизнедеятельности всех без исключения живых организмов, в том числе и рыб. У рыб встречаются следующие основные формы движения:

1. перемещение в воде, т.е. плавание;

2. прокачка воды через жаберный аппарат;

3. кровообращение, заключающееся в прокачке крови по сосудам, с помощью сердца;

4. проталкивание или движение пищи с помощью кишечника;

5. изменение просвета кровеносных сосудов, что регулирует скорость кровотока ;

6. перемещение пигментных клеток - способствует изменению окраски кожи рыб;

7. сокращение клеток фолликулов яичников рыб при овуляции, в результате чего зрелые половые клетки - овоциты попадают в полость тела рыбы;

8. спазматические сокращения мышц тела, в результате чего происходит выделение половых продуктов (молок и икры) во внешнюю среду ;

9. движение протоплазмы и вакуолей во всех клетках живого организма рыбы;

10. транспорт питательных и газообразных веществ и др.

Как видно из приведенных примеров формы движения в организме рыбы очень разнообразны. Движение в живом организме по существу является жизнью. С прекращением движения прекращается жизнь. Рассмотрим наиболее наглядную форму движения рыб - плавание. Плавает рыба благодаря гребным движениям плавников и волнообразным движениям тела (ундуляция). Рыбы перемещаются в воде, создавая упор, т.е. отталкиваясь от среды, обладающей некоторой плотностью, вязкостью и податливостью. Это особенно наглядно видно на примере работы грудных плавников. При движении плавника назад во время гребка, он максимально расправлен и создает максимальный упор. При движении в обратном направлении, т.е. вперед лучи плавника сведены и создают минимальный тормозящий упор. Одиночный цикл движения плавника подразделяется на 3 фазы: 1) движение вперед, т.е. подготовка гребка; 2) движение назад (гребок) и 3) плавник прижат к телу (рефрактерная фаза). Движение грудных плавников у большинства рыб поочередное (щука, колюшка, судак), но у некоторых видов рыб встречается одновременное (сазан, линь, карась и др.). Скорость плавания при работе одних только плавников незначительна, расход энергии тоже низкий, т.к. в работу включены небольшие участки мускулатуры, в частности мышцы грудного пояса. С помощью плавников рыбы могут перемещаться, как правило, скоростью 1-2 длины тела в секунду (L/c). Коэффициент полезного действия при таком типе плавания достаточно высок. При таком типе плавания, т.е. в котором участвуют как двигатель плавники, туловищно-хвостовая мускулатура напряжена и поддерживает тело в определенной позе.

Наибольшие скорости достигаются рыбами при периодическом, волнообразном (движении) изгибании тела (ундуляция). В данном случае движителем служит вся поверхность тела, за исключением головы. В процессе движения, таким образом, напрягается вся мускулатура туловища и хвоста, которая составляет около 50%, т.е. половину массы тела. Упор при ундуляционном движении создается искривлением тела и движением локомоторной (волнообразующие движения) волны от головы к хвосту. За один цикл рыба могла бы продвинуться на длину тела до теоретического финиша, но благодаря пробуксовке, она проплывает расстояние только до фактического финиша.

Математически скорость движения локомоторной волны (V) по телу рыбы (т.е. расстояние прохождения волны от головы к хвосту за единицу времени) можно выразить следующей формулой: F=f*X т.е. скорость движения локомоторной волны (V) равна произведению длины тела (А.) на частоту ундуляций (взмахов хвоста) (f). А поскольку экспериментально доказано, что длина локомоторной двигательной волны () (расстояние между двумя гребнями) соизмерима, т.е. приблизительно равна длине тела рыбы (L), то формула приобретает следующий вид: V=f*=f*L

Известно, что вода податливая среда и в ней происходит «пробуксовка» движения и теряется часть энергии (30%), поэтому скорость рыбы (V) относительно воды всегда меньше скорости локомоторной волны V, т.е. это выражается следующей формулой: V=0.7 V=0.7f*L

Где:

V - скорость рыбы относительно воды

V- скорость локомоторной волны

f-частота ундуляций

L - длина тела рыбы

Как видно из этой формулы скорость рыбы относительно воды можно вычислить, определив ее длину и частоту ударов хвоста, т.е. чем выше частота ундуляций (т.е. частота ударов хвоста), тем выше скорость рыбы относительно воды. Максимальная частота ундуляций у рыб может достигать 30 Гц, а скорость движения до 22,5 длины тела в секунду, т.е. 40 м/сек или 150 км/ч. Наилучшими пловцами являются пелагические рыбы: меч-рыба, рыба-пила, тунцы, ставриды, скумбрии и др. Неважные пловцы бентофаги, такие как осетровые, угри, камбала и др.