13.Внешнее и внутреннее строение хрящевых рыб на примере акул.

Совершенная, обтекаемая форма тела в виде торпеды (у большинства видов акул) обеспечивает акулу высокими гидродинамическими характеристиками. Все акулы (кроме скватиновых и воббегонгов) имеют округлое, не сплющенное в направлении спины и брюшины тело, что позволяет развивать в воде значительную скорость. Как вы понимаете, это немаловажно при хищническом способе жизни. Удлиненная овально-коническая передняя часть головы позволяет при движении уменьшать сопротивление среды. А при совершении волнообразных боковых движений телом и хвостом рыба продвигается вперед, отбрасывая воду по бокам туловища.

Но есть и исключения. Акула-молот, названная так из-за своеобразной формы головы, несколько отличается по внешнему виду от основной массы своих сородичей. Ее Т-образная голова немного сжата, а глаза и ноздри расположены на тупых боковых концах. Необычная форма головы не только не мешает акуле, а является удачным инструментом хищной жизни. Такая форма головы помогает акуле-молоту лучше маневрировать во время охоты, а усеянная сверхчувствительными рецепторами нижняя сторона великолепно справляется с задачами поиска добычи.

Некоторые отличия во внешнем виде имеют скватиновые и ковровые акулы, ведущие донный пассивный образ жизни. Эти акулы имеют уплощенное тело, приспособленное для эффективной маскировке на дне или среди водорослей.

У воббегонгов по контуру головы имеются многочисленные кожные выросты в виде бахромы, а окраска спины очень пестрая, что помогает им прекрасно маскироваться среди водорослей.

Скватиновые акулы (акулы-ангелы) имеют плоское, как у скатов тело. Набрасывая на спину рыхлый грунт дна, акулы-ангелы устраивают засаду во время охоты, совершая молниеносный бросок в сторону неосторожной добычи.

Отличный от других акул внешний вид имеет плащеносная акула, которая по форме тела напоминает, скорее угря или даже морскую змею. Плавники этой акулы сдвинуты к хвосту, который выполнен в виде однолопастного весла.

Необычная внешность и у акулы-гоблина.

Покровы тела акулы довольно плотные и жесткие на ощупь из-за специфической чешуи плакоидного типа. Каждая пластинка несет выступающий назад пик. Плотно прилегающая чешуя формирует единый покров, который служит защитой и снижает сопротивляемость воды при передвижении. Как и для большинства организмов, обитающих в водной среде, кожа акул имеет значительное количество слизистых желез. Выделяемая ими слизь помогает акуле развивать большую скорость в водной толще, уменьшая трение. Кроме этого кожа акул богата на пигментные клетки, которые обеспечивают каждому отдельному виду свою окраску.

Чаще всего верхняя часть тела акулы окрашена в темные тона, что является маскировкой при взгляде на рыбу сверху. А брюшная сторона имеет более светлый оттенок, делающей акулу менее заметной на фоне верхней толщи воды и неба.

Шкура акул может быть украшена различными узорами в виде полосам или пятен, что делает их "невидимыми" в зарослях и на фоне каменистого дна.

Плавники

Основная движущая сила акул – это производимые туловищем колебательные движения и хвостовой плавник. Помогают при этом и усовершенствуют движения тела грудные, брюшные и другие плавники. Мощный хвостовой плавник имеет две лопасти. В верхнюю лопасть, которая у многих акул намного длиннее нижней, заходит позвоночник. Хвост служит и локомоторным двигателем, и рулем одновременно. А у лисьих акул удлиненная верхняя лопасть хвостового плавника даже играет роль своеобразного хлыста, с помощью которого акула глушит рыбу, а также помогает развивать большую скорость. У большинства видов акул есть парные грудные, брюшные плавники и два спинных плавника - всем известный "зловещий" первый, расположенный чаще в средней части спины и небольшой второй ближе к хвостовому концу. Анальные плавники, например у колючих или пилоносых акул, могут отсутствовать.

Парные конечности акул способствуют увеличению скорости и маневренности, при этом боковые плавники служат рулями при совершении поворотов, погружений и подъемов. Также парные плавники необходимы для уравновешивания тела при движении и остановке. Спинной плавник, который у многих видов весьма развит, также помогает сохранять равновесие при сложных маневрах, и не дает рыбе опрокинуться на бок, т.е. играет роль стабилизатора.

Но при всех возможностях в передвижении, из-за несовершенства плавникового аппарата, акула не может совершать ход назад.

Одним из специфических способов передвижения в толще воды можно выделить у акул и "реактивное движение", которое позволяет акулам передвигаться во время отдыха или на больших глубинах. Заключается оно в том, что при выталкивании с силой воды из жаберных щелей, акула может продвигаться вперед на некоторое расстояние. Такой вид передвижения весьма экономный - акула эффективно дышит, пропуская воду через жабры, а заодно и перемещается в пространстве.

Необычно используют плавники некоторые виды эполетных акул. Они способны передвигаться по дну используя грудные и брюшные плавники, словно ноги. Со стороны такая "шагающая" акула очень напоминает сухопутную ящерицу.

А малютки сигарные акулы способны буквально порхать в толще воды при помощи грудных плавников, совершая ими мелкие и частые колебания, подобно птичкам колибри.

* * *

Внутреннее строение организма акулы

Опорно-двигательный аппарат

Скелет у акул хрящевой, но для повышения опорных свойств он часто кальцинирован в участках, испытывающих наибольшую нагрузку - позвоночник и челюсти. Скелет верхнего пояса конечностей (брюшных плавников) в районе спины разъединен и находится в толще мышц, поэтому эти плавники ограничены в совершении сложных движений.

В мышечных сегментах акул присутствует большее количество миоглобина - дыхательного пигмента, что позволяет, в сравнении с костистыми рыбами, выдерживать большую нагрузку, связанную с постоянным движением.

Дыхательная система

Дышат акулы, как и все рыбы, жабрами, выделяя кислород из воды.

Как и многие хрящевые рыбы, акулы не имеют жаберных крышек, обеспечивающих своими движениями циркуляцию воды сквозь жабры. Это одна из причин, почему многие акулы находятся в постоянном движении. Вода поступает в время перемещения сквозь приоткрытую пасть и удаляется через жаберные щели. Лишь некоторые виды могут позволить себе отдых на дне при условии сильного подводного течения или перекачивая воду сквозь жабры с помощью раздувания щек и вспомогательных органов дыхания - так называемых "брызгалец" ("дыхалец").

Для акул характерно наличие пяти-семи пар жаберных щелей (в зависимости от вида), расположенных по бокам, позади головы. Каждая жаберная щель внутренним краем открывается в глотку, а наружным - на поверхность тела. Жаберные щели разделены широкими межжаберными перегородками, в толще которых залегают хрящевые жаберные дуги, усеянные жаберными тычинками. Мельчайшие капилляры, пронизывающие жаберные тычинки, отбирают кислород у воды, циркулирующей сквозь жабры.

Следует отметить, что некоторые виды акул, особенно донных, способны дышать кожей. Конечно, кожное дыхание не способно удовлетворить потребность организма в кислороде, но некоторую помощь жаберному аппарату оказывает.

Кровеносная система

Благодаря возможности накопления продуктов распада в крови (мочевины), концентрация солей внутренней среды акулы выше, чем в окружающей воде.

Большинство акул являются пойкилотермными (холоднокровными) животными. Температура тела акул соответствует температуре окружающей среды.

Исключениями являются некоторые виды пелагических акул - мако, большая белая, сельдевая, лососевая, голубая и др. Они частично теплокровны и могут иметь температуру тела немного выше, чем температура окружающей среды. Это достигается за счёт интенсивной работы мускулатуры, которая подогревает кровь через особую систему кровеносных сосудов-теплообменников. Сердце акулы имеет две камеры - предсердие и желудочек и располагается в грудном отделе животного, около головы. Оно двигает кровь по жаберной артерии в сосуды, расположенные в жабрах, а оттуда, уже обогащённая, она поступает в другие органы. Кровяное давление, поддерживаемое акульим сердцем недостаточно для полноценного снабжения кислородом её тела. Из-за этого акула должна постоянно помогать своему сердцу мышечными сокращениями (движением), которые стимулируют ток крови. Как видите, движение для акулы, действительно - жизнь.

Пищеварительная система

Важным приспособительным моментом к жизни в водной среде является наличие крупной печени в пищеварительной системе. Печень является своеобразным "складом" питательных веществ, которые поступают туда из пищевода. Кроме того, у печени акул имеется еще несколько важных функций. Крупная (у некоторых акул до 20% всей массы тела) печень способствует удержанию акул на плаву, выполняя функцию плавательного пузыря, который у этих рыб отсутствует.

Отсутствие плавательного пузыря у акул имеет свои плюсы - они могут без особого ущерба переносить быстрый перепад давлений во время подъема из глубины к поверхности.

Акулы регулярно производят инверсию желудка - выворачивают его через рот наружу в водную среду с целью очищения. Любопытно, что при этом никогда не повреждают желудок своими многочисленными зубами.

* * *

Нервная система акулы

Головной мозг акул хорошо дифференцирован, а из отделов наиболее развиты передний мозг и мозжечок, что позволяет совершать различные сложные движения и отвечать за координацию животного в пространстве. В связи с развитием обоняния, как необходимого средства для ориентирования в водной среде, у акул сильно развиты обонятельные доли головного мозга.

Органы чувств акулы

Для того чтобы успешно существовать и ориентироваться в такой сложной жизненной среде как вода и эффективно добывать пищу, необходимы высокоразвитые органы чувств.

У акул отличное обоняние, позволяющее реагировать на минимальное количество многих веществ в воде.

Зрение у многих акул монохромное, т.е. они способны различать ограниченный спектр цветов, чаще различают лишь контуры тела. При этом акулы реагируют больше на движущие мишени, оставляя без внимания неподвижные. Строение глаза адаптировано к существованию в воде и способу жизни акул. Для предотвращения повреждений при атаках, глаза многих видов акул прикрывают мигательные перепонки, кожные складки или другие устройства.

Как и у большинства рыб, у акул хорошо развита боковая линия - своеобразный орган чувств, который реагирует на механические колебания среды при помощи датчиков-рецепторов, расположенных в кожном покрове.

А ампулы Лоренцини, расположенные на передней части головы и других участках тела, способны улавливать электрические импульсы. Особенно много рецепторов Лоренцини на голове акулы-молот. С помощью этого органа чувств хищница способна выявить свою жертву на значительном расстоянии, и даже чувствовать магнитное поле Земли.

Благодаря особому устройству внутреннего и среднего уха акулы могут воспринимать не только звуковые колебания, доступные человеческому слуху, но и низкочастотные колебания, например перемещение слоев воды.

Обоняние

Акулы обладают чрезвычайно острым обонянием. Передняя часть мозга, отвечающая за обоняние, развита у акул намного больше, чем у других рыб. Ослепленные акулы безошибочно приближаются к тому месту, где в воду опускали куски рыбы, кальмаров или другой корм. В результате опытов, проведенных над черноперой (Carcharhinus melanopterus) и индо-тихоокеанской серой (Carcharhinus menisorrah) акулами, было установлено, что они реагируют на экстракт из рыбы разведенный в воде в пропорции 1:10 млрд.

Некоторых видов акул наделены воздушным обонянием, то есть способны улавливать и дифференцировать запахи в воздухе. Такая способность очень развита у длинноплавниковых океанических акул, что позволяет им раньше соперниц приплывать к источающей "аромат" добыче, поскольку в воздухе запахи распространяются быстрее, чем в воде.

Зрение

Зрение у акул развито не так хорошо, как обоняние. Глаз акулы содержит в сетчатке очень мало фоторецепторов-колбочек, поэтому почти не способен различать цвета и плохо приспособлен для фиксации быстрых движений. Отчасти это компенсируется значительным количеством палочек - клеток, воспринимающих слабый свет. Кроме того, позади сетчатки у многих видов акул находится блестящая серебристая перепонка - тапетум (tapetum lucidum), которая отражает свет прошедший мимо клеток-фоторецепторов, обратно на них и таким образом повышает световую чувствительность глаза акулы, что особенно сказывается на глубине, в темной и мутной воде.

Половая система и размножение

Из-за высокой плодовитости и степени выживания акулы - одна из процветающих групп животных Мирового океана. А внутреннее оплодотворение и самостоятельность рожденных акулят дает больше шансов в сравнении с костными рыбами.

У хрящевых рыб, в том числе и акул, внутреннее оплодотворение. Самец оплодотворяет самку, вводя в ее организм половые продукты механическим путем, при помощи копулятивных органов.

Копулятивные органы самца - пара птеригоподиев, каждый из которых является видоизмененной задней частью брюшного плавника. Во время размножения один из птеригоподиев изгибается вперед, вводится в клоаку самки и выпускает половые продукты в ее яйцевод, где и происходит оплодотворение яиц. Течение беременности и воспроизводство потомства протекает у разных видов акул по-разному.

По способу размножения акулы разделяются на яйцекладущих, яйцеживородящих и живородящих.