77. Сравнительная характеристика адаптаций лучеперых рыб и земноводных к жизни в водной среде.

Параметры водной среды

Характеристика

Сходные адаптации рыб и земноводных

Различные адаптации рыб и земноводных

Плотность

Плотность воды примерно в 1000 раз больше плотности воздуха.

Водные организмы сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивление, что приводило к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается у представителей различных групп организмов, обитающих в воде (и рыб, и земноводных) Высокая плотность воды способствует также тому, что в ней хорошо распространяются механические колебания (вибрации). Звук распространяется в воде быстрее, чем в воздухе. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов. Ориентация на звук развита у гидробионтов в целом лучше, чем зрительная. Земноводные, как и рыбы, размножаются в воде. Их яйца имеют сходное строение.  

Приспособленность рыб к жизни в воде проявляется, прежде всего, в обтекаемой форме тела, создающей наименьшее сопротивление при движении. Этому способствует покров из чешуи, покрытой слизью. Хвостовой плавник как орган движения и грудные, брюшные плавники обеспечивают превосходную маневренность рыб. У амфибий сильные задние конечности приспособлены для движения в воде и на суше. Обтекаемая форма тела для движения в воде. Перепонки на лапах.   С хорошим распространением звука в водной среде связано отсутствие среднего и наружного уха у рыб. Наряду с системой среднее –внутреннее ухо, обеспечивающей слух в наземно-воздушной среде у земноводных сохраняются и механизмы слуха в воде. Звукопроводимость тела амфибий, подобно рыбам, близка к водной среде, что позволяет принимать звуки прямо на мембрану овального окна.   Ряд видов рыб улавливает даже колебания очень низкой частоты (инфразвуки), возникающие при изменении ритма волн, и заблаговременно спускается перед штормом из поверхностных слоев в более глубокие.   Многие рыбы, сами издают звуки (с помощью плавательного пузыря, глоточных зубов, челюстей, лучей грудных плавников и другими способами). Звуковая сигнализация служит чаще всего для внутривидовых взаимоотношений например, для ориентации в стае, привлечения особей другого пола, и особенно развита у обитателей мутных вод и больших глубин, живущих в темноте.   Боковая линия рыб и личинок земноводных позволяет уверенно ориентироваться даже в мутной воде, не натыкаясь на препятствия.   Ряд рыб отыскивает пищу и ориентируется при помощи эхолокации - восприятия отраженных звуковых волн. Многие воспринимают отраженные электрические импульсы, производя при плавании разряды разной частоты. Известно около 300 видов рыб, способных генерировать электричество и использовать его для ориентации и сигнализации. Ряд рыб использует электрические поля также для защиты и нападения.  

Давление

Давлениевозрастает с глубиной примерно в среднем на 1 атмосферу на каждые 10 м.  

Плавательный пузырь рыб играет роль гидростатического органа, позволяя поддерживать плотность тела на различной глубине. Некоторые виды рыб, распространенные на разных глубинах, переносят давление от нескольких до сотен атмосфер. Амфибии к этому не способны.  

Кислородный режим  

Коэффициент диффузии кислорода в воде примерно в 320 тыс. раз ниже, чем в воздухе, а общее содержание его не превышает 10 мл в 1 литре воды, это в 21 раз ниже, чем в атмосфере. С повышением температуры и солености воды концентрация в ней кислорода понижается.

Органы дыхания, жабры у рыб и личинок земноводных а также взрослых сиреновых,и протеевых, обеспечивают организм кислородом в условиях низкого содержания кислорода

Солевой режим  

– пресные – до 1 г/л; – солоноватые – 1 – 25 г/л; – морской солености – 26 – 50 г/л; – рассолы – более 50 г/л.  

Поддержание водного баланса гидробионтов имеет свою специфику. Если для наземных животных и растений наиболее важно обеспечение организма водой в условиях ее дефицита, то для гидробионтов не менее существенно поддержание определенного количества воды в теле при ее избытке в окружающей среде. Излишнее количество воды в клетках приводит к изменению в них осмотического давления и нарушению важнейших жизненных функций. Рыбы относятся к гомойосмотическим видам, сохраняя постоянное осмотическое давление в теле независимо от концентрации солей в воде.  

Обезвоживанию в соленой воде у рыб препятствуют непроницаемые для воды покровы. Удаление солей у морских рыб также происходит через жаберные лепестки. Амфибии не могут жить в соленой воде. Это обусловлено гипотоничностью тканевых растворов и крови амфибий по отношению к морской воде и большой проницаемостью их кожи. Яйцо амфибий, помимо того, по характеру своей осморегуляции не может развиваться в гипертонической среде, т. е. в соленых водоемах.   Наиболее древний способ, свойственный всем водным животным - восприятие химизма среды. Хеморецепторы многих рыб обладают чрезвычайной чувствительностью. В тысячекилометровых миграциях, которые характерны для многих видов рыб, они ориентируются в основном по запахам, с поразительной точностью находя места нерестилищ или нагула. Развитое обоняние рыб позволяет обнаруживать добычу на больших расстояниях (например, акулам).  

Температурный режим водоемов  

Более устойчив, чем на суше. Это связано с физическими свойствами воды, прежде всего высокой удельной теплоемкостью, благодаря которой получение или отдача значительного количества тепла не вызывает слишком резких изменений температуры. Амплитуда годовых колебаний температуры в верхних слоях океана не более 10-15 ⁰ С

Особенностью земноводных, общей с рыбами, следует считать их пойкилотермность, т. е. непостоянство температуры тела.  

Световой режим водоемов

Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе. Часть падающих на поверхность водоема лучей отражается в воздушную среду.  

Жизнь в постоянных сумерках или во мраке сильно ограничивает возможности зрительной ориентации гидробионтов. В связи с быстрым затуханием световых лучей в воде даже обладатели хорошо развитых органов зрения ориентируются при их помощи лишь на близком расстоянии.  

У амфибий глаз более дальнозоркий на суше. При погружении в воду он приобретает черты близорукого (увеличивается кривизна хрусталика, уплощается роговица)