14

Надкласс рыбы (pisces)

Рыбы являются древними первичноводными позвоночными животными. Это процветающая группа животных. В современной фауне Земли насчитывается около 21 тыс. видов рыб, т.е. практически половина всего видового раз­нообразия современных позвоночных. Они распространены во всех водоемах земного шара, некоторые приспособились жить в периодически мелеющих и даже пересыхающих водоемах (караси, вьюны, двоякодышащие африканские рыбы). Населяют водоемы с разной соленостью (кроме пересоленых), с разной температурой воды, с разным содержанием кислорода. Некоторые виды (карась, линь) выдерживают промерзание водоема, а калифорнийская рыбка ципринодон живет в горячих источниках с температурой около 50^оС. Илистые прыгуны живут в прибрежных тропических водах, охотясь на на­земных насекомых, могут выползать из водоема и могут даже ползать с помощью плавников и хвоста по наклонным стволам деревьев.

Среди рыб есть настоящие гиганты: китовая акула до 20 метров длины и массой до 15 - 20 тонн; скат манта до 7 метров в поперечнике и мас­сой до 3 - 3,5 тонн; белуга (Черное, Азовское, Каспийское море) и калуга (бассейн Амура) достигают 5,5 метров в длину и массы 1,5 тонн; меч-рыба - 4 метра массой до 300кг; голубой тунец - 3 метра и 500 кг. Очень много маленьких рыб: филиппинский бычок - 1,5 см; морская собачка - 1,2 см.

Биологически рыбы стоят на значительно более высокой ступени эволюции, чем круглоротые. Это выражается в более энергичных передвижениях, в активном захватывании найденной пищи, в большом разнообразии общего поведения и реагирования на условия внешней среды и в более разнообразных приспособлениях к ней. Эти биологические особенности, в свою очередь, связаны с более совершенным развитием многих органов, и, в первую очередь, с развитием нервной системы, органов чувств, скелета.

По образу жизни всё многообразие рыб можно объединить в разные экологические группы:

По месту обитания:

а) пресноводные;

б) морские;

в) проходные (живут в морской воде, а размножаются в пресной или наоборот); г) полупроходные (живут в приустьевых участках рек, а для размножения заходят в низовья рек);

д) солоноватоводные (живут в морях вблизи устьев рек)

е) обитатели приливно-отливной зоны;

ж) обитатели толщи воды;

з) придонные обитатели.

По характеру питания и способу ее добывания:

а) активные охотники, хищники, ведущие поиски пищи в широком пространстве; у них очень развита мускулатура и органы чувств;

б) растительноядные;

в) полифаги;

г) мирные пастбищники-кочевники, питаю­щиеся планктоном (планктофаги);

д) мирные донники - бентофаги;

е) подкарауливатели (засадчики)-преследователи и др.

Рис.11. Экологические группы рыб по месту обитания в водоеме.

Рыбы имеют огромное значение в общей экономике природы как основные потребители создающейся в воде растительной массы и низших животных, существующих за счет этого растительного вещества. Рыбы продуцируют хозяйственно ценные продукты (мясо, жир и др.) за счет биомассы рек, морей и океанов, пока непосредственно не вовлеченной в хозяйственный оборот.

В наше время рыбы вместе с головоногими моллюсками и китообразными господствуют в водных биоценозах, являясь конечными потребителями в цепях питания.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К ВОДНОЙ СРЕДЕ.

При всем многообразии рыб все они имеют очень сходное внешнее строение тела, так как обитают в одинаковой среде - водной. Эта среда характеризуется определенными физическими свойствами: большая плотность, действие архимедовой силы на объекты, погруженные в нее, осве­щенность только в самых верхних слоях, стабильность температуры, кислород только в растворенном состоянии и в небольших количествах.

ФОРМА ТЕЛА рыб такова, что обладает максимальными гидродинамическими свойствами, позволяющими в наибольшей степени преодолевать сопротивление воды. Эффективность и скорость движения в воде достигается следующими особенностями внешнего строения:

- обтекаемое тело: заостренная передняя часть тела; между головой, туловищем и хвостом нет резких переходов; нет длинных разветвленных выростов тела;

- гладкая кожа, покрытая мелкой чешуей и слизью; свободные края чешуи направлены назад;

- наличие плавников, имеющих широкую поверхность; из них две пары плавников - грудные и брюшные - настоящие конечности.

ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ - жабры, имеющие большую площадь газообмена. Газообмен в жабрах осуществляется путем диффузии кислорода и углекислого газа между водой и кровью. Известно, что в водной среде диффузия кислорода идет примерно в 10000 медленнее, чем в воздухе. Поэтому жабры рыб устроены и работают так, чтобы повысить эффективность диффузии. Эффективность диффузии достигается следующим путем:

- жабры имеют очень большую площадь газообмена (диффузии), благодаря большому количеству жаберных лепестков на каждой жаберной дуге; каждый

жаберный лепесток в свою очередь разветвлен на множество жаберных пластинок; у хороших пловцов площадь газообмена в 10 - 15 раз превышает поверхность тела;

- жаберные пластинки очень тонкостенны, их толщина около 10 микрон;

- в каждой жаберной пластинке имеется большое количество капилляров, стенка которых образована только одним слоем клеток; тонкость стенок жаберных пластинок и капилляров определяет короткий путь диффузии кислорода и углекислого газа;

- через жабры прокачивается большое количество воды благодаря работе "жаберного насоса" у костных рыб и таранной вентиляции - особого способа дыхания, при котором рыба плывет с открытым ртом и открытой жаберной крышкой; таранная вентиляция - преимущественный способ дыхания у хрящевых рыб;

- принцип противотока: направление движения воды через жаберные пластинки и направление движения крови в капиллярах противоположны, что увеличивает полноту газообмена;

- в крови рыб имеется в составе эритроцитов гемоглобин, отчего кровь поглощает кислород в 10 - 20 раз эффективнее, чем вода.

Эффективность извлечения кислорода из воды у рыб гораздо выше, чем у млекопитающих из воздуха. Рыбы извлекают из воды 80 - 90% растворенного кислорода, а млекопитающие - только 20-25% кислорода из вдыхаемого воздуха.

Рыбы, обитающие в условиях постоянной или сезонной нехватки кислорода в воде, могут использовать кислород воздуха. Многие виды просто заглатывают пузырек воздуха. Этот пузырек либо удерживается в ротовой полости, либо проглатывается. Например, у карпа в ротовой полости сильно развиты капиллярные сети, куда поступает кислород из пузырька. Проглоченный пузырек проходит по кишечнику, и из него кислород поступает в капилляры стенки кишки (у вьюнов, гольцов, карасей). Известна группа лабиринтовых рыб, у которых в ротовой полости имеется система складок (лабиринт). Стенки лабиринта обильно снабжены капиллярами, через которые в кровь поступает кислород из заглоченного пузырька воздуха.

Двоякодышащие и кистеперые рыбы имеют одно или два легких, развивающееся как выпячивание пищевода, и ноздри, позволяющие вдохнуть воздух при закрытом рте. Воздух проникает в легкое, а через его стенки в кровь.

Интересны особенности газообмена у антарктических ледяных, или белокровых рыб, не имеющих в крови эритроцитов и гемоглобина. У них эффективно осуществляется диффузия через кожу, т.к. кожа и плавники обильно снабжены капиллярами. Их сердце втрое тяжелее, чем у близких родственников. Живут эти рыбы в антарктических водах, где температура воды около -2^оС. При такой температуре растворимость кислорода значительно выше, чем в теплой воде.

ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ - особый орган костных рыб, позволяющий изменять плотность тела, и тем самым регулировать глубину погружения.

ОКРАСКА ТЕЛА в значительной степени делает рыб невидимыми в воде: вдоль спины кожа более темная, брюшная сторона светлая, серебристая. Сверху рыбу незаметно на фоне темной воды, снизу она сливается с серебристой поверхность воды.