- •9. Воздействие на рыб электрического поля. Использование реакции рыб на электрическое поле в рыбном хозяйстве.
- •10. Классификация экологических групп в зависимости от мест обитания
- •11. Структура вида и формы внутривидовых связей у рыб.
- •12. Понятие о фаунистических комплексах. Основные формы межвидовых отношений у рыб.
- •13.Миграции рыб и их классификация. Миграционные циклы рыб. Причины миграций проходных рыб.
- •14. Влияние абиотических и биотических факторов на миграции рыб.
- •15. Сезонные миграции и их приспособительное значение. Практическое значение изучения миграций рыб.
- •16. Суточные миграции и их приспособительное значение. Практическое значение для рыболовства.
- •17. Стратегия питания рыб. Классификация экологических групп рыб по характеру питания.
- •18. Спектр питания. Избирательность питания рыб. Возрастная, сезонная, суточная, географическая изменчивость питания.
- •19. Интенсивность питания рыб. Суточный и годовой рационы.
- •20.Классификация стратегии размножения рыб.
- •21. Способы размножения рыб. Моно- и поли цикличность у рыб. Экологические группы рыб по времени нереста, их избирательное значение.
- •22.Влияение абиотических факторов на сроки и характер нереста. Единовременное и порционное икрометание рыб. Половой диморфизм. Зависимость плодовитости рыб от стратегии размножения.
- •23. Основные закономерности роста рыб как пойкилотермных животных. Возраст наступление половой зрелости и его зависимость от различных факторов.
- •24. Продолжительность жизни и размеры рыб. Практическое значение изучения роста и возраста рыб.
- •25. Взаимоотношения рыб с простейшими, кишечнополостными, червями, моллюсками, ракообразными, птицами, морскими млекопитающими.
Особенности строения рыб как водного животного.
Рыбы приспособились к самым разным условиям водоемов – сильное разнообразие форм, поведение, развитие органов.
Вместе с тем у них есть общие особенности, связанные с дыханием, движением, питанием и т.д.
Плавучесть.
Плотность воды в 700 раз больше плотности воздуха и это определяет положение рыб и их движение.
В целом плотность тела рыбы больше плотности воды – плавучесть достигается выравниванием плоскости тела по отношению к плотности воды. При нейтральной плавучести затраты энергии минимальны.
Специальные органы для изменения плавучести – гидростатические (плавательный пузырь) – этот орган не эффективен на большой глубине (т.к. большое давление (на 10 м увеличивается на 1 атмосферу)). На глубинах более 7000 м у рыб нет плавательного пузыря – увеличивается количество жира, снижение массы костей, увеличение доли воды в тканях.
Отрицательную плавучесть имеют:
А) большинство придонных рыб (скорпеновые, бычковые, собачковые, камболовые)
Б) быстроплавающие пелагические хищники ( некоторые тунцы, скумбрии)
При высокой скорости плавательный пузырь приводит к увелечению объема тела и лобового сопротивления.
В) хрящевые рыбы (акулы и скаты).
Кроме плавательных пузырей плавучесть повышать могут:
- жировые накопления. (у акул и скатов до 75% печени – жир)
- у гоностомных рыб вместо плавательного пузыря есть жировой поплавок.
- у глубоководных рыб наблюдается обводнение тканей, но в ущерб прочности костей и упругости мышц.
На рыб, которые живут на дне – ничего не давит!!!
Многообразие форм тела и типы движения рыб.
Основные типы движения рыб:
- плавание
- ползание
-полет
Плавание.
Латеральное изгибание тела – от головы к хвосту двигается мускульная «локомоторная волна».
а) Синусоидная (угревидный)
- боковые колебания всего тела
- чем больше длина, тем больше его изгиб, длина волны
- скорость невелика
- движение экономическое
- роль хвостового плавника незначительна
- спинной и анальный плавники выполняют пассивную локомоторную функцию
Характерна форма – угревидная, лентовидная, макруровидная.
Б) Скомброидный (скубревидный)
- боковые колебания задней части тела (иногда только хвоста)
- передняя часть тела рассекает воду
- высокая частота колебаний хвостового плавника
- эффективная работа хвостового плавника в зоне завихреней
Характерная форма – веретеновидная, торпедовидная.
За счет движения плавников.
А) Ундулирующие (волнообразное) движение плавников (последовательное отклонение лучей)
Характерная форма – угревидная, игловидная, сжатая дорзовентрально. У скатов ундулируют только края.
Б) машущие движения (добавочное при медленном плавании) Лопасть плавника не изгибается, а отводится.
Ползание.
Опираясь на плавники – илистый прыгун
Нетопырь – группа рыб.
Полет.
Летучие рыбы :
- дальность полета – 200-400 м.
- высота до 18 м,
- продолжительность – 15-30 сек.
- скорость в воде 35 км/ч,
- скорость в воздухе 70 км /ч
Функция – защита.
Представитель – Клинобрюхие (Gastropelecidae)
Сопротивление формы – различное динамическое давление на передний и задний конец тела. Причина – вихри. Определяется формой тела.
Сопротивление трения – трение потока о поверхность тела. При турбулентном выше. Определяется характером поверхности тела.
Индуктивное сопротивление – обусловлено формой тела.
Плавники рыб: строение, функции, видоизменения.
Парные плавники.
Грудные плавники. Находятся позади жаберных щелей рыб. У акул и осетровых они располагаются в горизонтальной плоскости, появляется вращательный момент, который стремится повернуть голову вниз. У костистых рыб, они расположены вертикально и могут совершать гребные движения вперед и назад.
Функция – движение малого хода, позволяющие точно маневрировать при поиске корма.
Грудные плавники у скатов выполняют функцию главных движетелей при плавании.
Видоизменения. Плавники очень разнообразны по форме и размерам.
- У летучих рыб длина лучей может составлять 81% длины тела.
- У морских петухов три первых луча преобразованы в пальцевидные выросты.
- У удильщиков плавники с мясистым основанием - быстрое перемещение и закапывание.
- У илистых прыгунов имеется мускулатура, напоминающая локтевой сустав – позволяет изгибать плавники, передвигаться и прыгать.
- У морских окуней – широкие веерообразные. При потоке воды они способны подниматься вверх, как вертолет.
2) Брюшные плавники. Функция равновесия, поэтому располагаются в центре тяжести тела рыбы.
А) Абдоминальное положение. Центр тяжести на брюхе. Малоорганизованные рыбы с некомпактным расположением внутренних органов (сельдеобразные, карпообразные).
Б) Торакальное положение. У высокоорганизованных рыб. Брюшные плавники располагаются в передней части тела (окунеобразные).
В) Югулярное положение. Брюшные плавники могут располагаться на горле, впереди грудных. Характерно для Большеголовых рыб с компактным расположением органов (звездочеты, нототеневые, собачковые).
Видоизменения.
- присасывательная воронка (бычковые).
- присасывательный диск (пинагор, слизняковые)
- колючки (корюшки)
- у некоторых хрящевых рыб последние лучи преобразованы в птеригоподии – совокупительные органы.
Непарные плавники.
Спинной и анальный. Плавники выполняют функцию стабилизаторов, оказывают сопротивление боковому смещению тела при работе хвоста.
- у рыб с небольшой длиной тела, неспособным изгибать тела, плавники выполняют волнообразные движения, последовательное отклонение лучей – ундиляция.
- у угревидных, плавники сливаются с хвостовым, и их локомоторная функция – пассивна.
- у быстроплавающих скоброидных рыб спинной плавник укладывается в желобок.
Первый спинной плавник состоит обычно из колючих лучей, которые придают ему поперечную устойчивость.
Плавники отсутствуют у электрического угря.
Видоизменения.
- присоска на голове ( рыба прилипала).
- первые лучи в виде удочки (удильщики)
- Колючки (колюшки).
2) хвостовой плавник. Функция – главный движитель. Он обеспечивает высокую маневренность рыб при поворотах.
А) протоцеркальный (равнолопастной) – имеет вид каймы, поддерживается тонкими хрящевыми лучами. Конец хорды входит в центральную часть и делит плавник на две равные половины. (круглоротые, личиночные стадии).
Б) Дифицеркальный – симметричный внешне и внутренне. Позвоночник расположен в середине равных лопастей (саргановые, тресковые).
В) Гетероцеркальный (неравнолопастной) – Верхняя лопасть разрастается в конец позвоночника, изгибаясь, заходит в нее (хрящевые рыбы).
По соотношению размеров лопастей плавники делятся на:
А) эпибатные – верхняя лопасть длиннее (акулы).
Б) Гипобатные – верхняя лопасть короче (летучие рыбы, чехонь)
В) Изобатные – равные ( сельдь, тунец).
Такое деление связано с особенностями обтекания тела.
- у быстроплавающих рыб хвостовой плавник может иметь полулунную форму, или вильчатую, так как у них большое вихреобразование в ходе движения.
- у медленноплавающих плавник – усеченный, закругленный, так как вихреобразования практически нет.
3) Жировой плавник. Располагается позади спинного, и представляет собой складку кожи без лучей (лососи, хариусовые, корюшковые).
4) Дополнительные плавнички. Состоят из нескольких лучей. Функция – гасители вихрей и увеличение скорости рыбы (скомбродные, макрелещуковые).
По бокам хвостового стебля могут располагаться кили акулы, рыба-меч, ставрида, скубрия). Функция – снижение сгибаемости и уменьшение вихреобразования.
Чешуя рыб: типы, строение, видоизменения, особенности роста.
Три типа.
Плакоидная (акулы, скаты).
Называется кожными зубами. Состоит из лежащей в коже пластинки и сидящего на ней шипа, покрытого эмалью. Острие шипа выдвигается через эпидермис наружу. Основа чешуи – дентрит – органическое вещество с солями кальция. Расположение – диаганальные ряды. Каждая чешуя лежит отдельно от другой.
Космоидная чешуя – слившееся сильно измененная плакоидная. Состоит из слоев – поверхностный, с зубчиками и порами; губчато-костного; костно-губчатого; нижнего , состоящих из костных пластинок.
Ганоидная ( Панцирникообразные, остатки у осетровых).
Возникла из космоидной. Состоит из костной ромбической формы пластинки с боковым крючковидным выступом, благодаря которому она соединяется с другой пластинкой. Образуется плотный панцирь. Сверху чешуя покрыта дентритоподобным веществом – ганоином.
Фулькры – видоизмененная ганоидная чешуя – седловидные образования, располагаются по внешней грани плавников панцирных щук и многоперов, а у осетровых – по внешней грани верхней лопасти хвостового плавника.
Костная.
Видоизмененная ганоидная чешуя. Имеет вид тонких округлых пластинок, лежащих в кожных кармашках – один ее конец закруглен, другой свободно налегает на соседнюю чешую.
Появление такое чешуи способствовало уменьшению массы, развитию боковой подвижности.
Расположение – черепицообразное.
Чешуя состоит из основной костной пластинки, состоящей из параллельных волокон и гиалодентинового слоя. Гиалодентиновый слой – концентрически расположенные склериты.
Рост чешуи происходит за счет образования нижнего подстилающего слоя большего диаметра. Рост замедляется осенью и зимой. Интенсивен – весна и лето.
Костная чешуя бывает 2-ух видов:
А) Циклоидная – с гладким задним краем. Свойственна низкоорганизованным рыбам (сельдь, щука)
Б) Ктеноидная – с шипиками (ктении). Они видны лишь при увеличении. Свойственна высокоорганизованным (окунь, камбала).
Размер связан со способом передвижения рыбы.
- при угревидном, скоброидном типе, мелкая чешуя, так как они сильно изгибают тело. А у муреновых она и вовсе исчезает.
- у рыб с высоким телом – чешуя крупнее.
У малоподвижных – наиболее крупная чешуя (карпы).
Слой гуанина на внутренней стороне чешуи придает ей серебристый цвет.
Наружная поверхность чешуи покрыта слоем эпидермиса. Под ним располагается соединительная ткань с пигментными клетками.
На теле некоторых рыб могут быть бугорки. Бугорки – разрастание эпидермиса. Сверху он покрыт роговым веществом. Жемчужная сыпь. Развивается в период размножения. Позже – исчезает.
Так же могут быть щитки, костные пластинки. Функция – защита. Сливаясь – возникает панцирь (колюшки, морские иглы, кузовки, морские лисички).
Влияние температуры на рыб. Водно – солевой обмен круглоротых и рыб. Отношение рыб к раствроренным в воде газам. Заморы и их причины.
Рыбы – пойкилотермные животные. Пределы обитания от -2 до 42 С.
Делятся на стенотермные и эвритермные. Холодолюбивые (тресковые, нототеневые) и теплолюбивые (тунцы, летучие рыбы).
Температура:
- определяет распределение и распространение рыб в водоемах.
- оказывает воздействие на ряд процессов в организме рыб.
- интенсивность обмена веществ.
- скорость пищеварения.
- скорость развития.
- темп роста.
- начало нереста.
- формирование ряда признаков ( лучи, позвонки)
- сезонную ритмику жизнедеятельности.
Степень и характер влияния температуры измеряется в онтогенезе и по сезонам!
Соленость.
- Гомоосмотичность – постоянство состава внутренней среды организма в воде с разной соленостью.
- Гипертоники – хрящевые, пресноводные костистые рыбы и пресноводные миноги. Вода постоянно удаляется.
- Гипотоники – морские костистые рыбы и морские миноги. Вода задерживается. Соли выводятся.
- Изотоники – миксины.
Соленость воздействует на:
- распространение рыб,
- рост,
- развитие икры ( больше 10 промилле губительно для икры леща, сазана),
- формирование ряда признаков противоположно температуре.
Растворенные в воде газы.
Наибольшее значение имеет кислород.
Оксифиллы – 7-11 мгО2/л (лососи, гольяны)
Рыбы, требующие большого количества кислорода 5-7 мгО2/л (хариус, голавль)
Рыбы, требующие небольшого количества кислорода 2-4 мгО2/л (плотва, щука, окунь)
Оксифоды – 0,5 мгО2/л (карась, линь, сазан).
Потребность в кислороде зависит от возврата, сезона и температуры воды.
Молодь более требовательна к концентрации и колебаниям, чем взрослые особи.
Чем выше температура, тем меньше растворенного кислорода.
Заморы.
Заморы – гибель рыб из-за снижения концентрации кислорода.
Бывают:
- Летние – в мелких, сильно-заросших водоемах, при высокой температуре, в предутренние часы (т.к. ночью нет фотосинтеза)
- Зимнее – в водоемах не глубоких, покрытых толстым льдом, снегом.
Влияние на рыб течений, приливов и отливов, вертикальной циркуляции воды.
Течения
- распространение,
- миграция личинок и икры,
- миграция,
- косвенное значение (проявляется в перемещении вод, богатых органическими веществами, где их мало – там имеют биологическое значение).
Вертикальная циркуляция (Аппвелинг).
Обогащается биогенными веществами и формируется зона повышенной биологической продуктивности.
Приливы и отливы.
- Прямое воздействие связано с перемещением рыб, В приспособлением рыб оставаться в этой зоне ( присоски, покровы, форма тела).
- Косвенное влияние – в постоянном перемещении вод в прибрежные зоны и насыщение биогенными веществами.
Роль света в жизни рыб. Деление рыб на группы по отношению к свету. Реакция рыб на электрический свет и ее использование в рыболовстве.
Значение света:
- поведение,
- суточная ритмика,
- обмен веществ,
- созревание половых продуктов.
У глубоководных редуцируется органы зрения, следовательно – свет значения не имеет.
Условия освещенности и их изменения.
- Прозрачность/ загрязненность
При хорошей освещенности глаза у рыб развиты нормально. С увелечением глубины и уменьшением освещенности размеры глаз увеличиваются, особенно у полуглубоководных (морские окуни) и мезопелагических (светящиеся анчоусы), там организмы способны улавливать слабый свет, возникает телескопические глаза.
Размер глаза зависит и от роли зрения в жизни рыбы. У придонных рыб, обитающих в мутных, заилистых водах, глаза не играют большой роли, поэтому они маленькие (сом, усач). У пелагических, кроме батипелагических, глаза развиты хорошо.
Группы рыб по реакции на свет ( по П.Г.Борисову)
Рыбы, привлекаемые светом (Каспийские кильки, хамса, верховка)
Рыбы, входящие в зону только при наличии пищи (Сельдь, сарган)
Инертные к свету (судак, сазан)
Избегающие свет (сом, угорь)
Реакция на свет изменяется в онтогенезе (процесс индивидуального развития). Молодь всех видов избегает свет, а в дальнейшем преобразовывается в различные группы.
Гипотезы фотореакций рыб.
Ж. Леб – франц физиолог нач 20 в – реакции на свет безусловно рефлекторная. Он выяснил, что при попадании света в левый глаз, происходит возбуждение правых мышц, и наоборот.
В. Франц – немец ученый – реакция условно рефлекторная и обусловлена экологически.
Гипотезы были недостаточны.
С.Г. Зусеер – русская ученая – реакция условная, а иногда и безусловная на пищу
В.Р. Протасков – две фазы – экологическая и физиологическая.
Реакцию рыб на свет используют в практических целях, а так же для ловли рыб.
Для привлечения рыб используют источник света разного цвета – 7 цветов. (для сайры – синий, чтоб собрать рыбу, а красный, чтоб удержать ее)
Мелких рыб иногда ловят с помощью рыбо-насоса.
Роль звуковых полей в жизни рыб. Звуковая ориентация рыб.
Хрящевые рыбы слышат в диапазоне 100 – 2500 Гц, костные рыбы 5 – 13000 Гц, причем от 5 до 25 боковой линией, а выше – лабиринтом.
В ходе скорость звука в 4,5 раза выше, а поглащение в 1000 раз меньше.
У человека диапазон – 13000 – 22000.
Значение звука.
- привлечение особей одного вида.
- коммуникации.
- локации.
- сигнал опасности.
Звуки:
специфические (специальными органами, издаются специально ( плав пузырь, челюстные зубы, барабанные мышцы)).
А) Агрессивные и оборонительные сигналы (угроза, опасность, предупреждение)
Б) Нерестовые (призыв самки, опознавательные, стимуляционные)
Не специфические – не произвольно издаются.
А) ориентированные (питание, драки, ранение, нерестовые игры).
Звуки носят характер щелчков, скрежетов, постукивания.
Акустические приемы в рыболовстве и аквакультуре.
В промышленном рыболовстве используют звуки китов – горбачей, чтобы испугать стаи сельди.
Эхолоты – фиксируют отраженный от рыб сигнал.
9. Воздействие на рыб электрического поля. Использование реакции рыб на электрическое поле в рыбном хозяйстве.
Рыбы имеют слабые электрические поля. Некоторые рыбы могут генерировать очень сильные поля. Поэтому выделяют группу электрических рыб, к которым относят рыб имеющих специальные электрические органы.
Реакцию рыб на электрическое поле используют в устройстве рыбозаградителей на гидротехнических устройствах.
Реакция рыб на действие электрического тока:
-ориентировочное (первичная пороговая) – вздрагивание от воздействия слабого электрического поля на рецепторы в коже.
-оборонительная (беспокойство) – попытки уйти, ось тела параллельна силовым линиям.
-анодная – плывёт головой к аноду.
-шоковая ( гальванонаркоз, электронаркоз ) – в крови образуется ацетил холин, который действует как наркотик.
10. Классификация экологических групп в зависимости от мест обитания
В соответствии с местом обитания в водоемах различных типов выделяют следующие биологические группы рыб:
► морские - живут только в соленой воде морей и океанов (пеламида, тунец, скумбрия, анчоус и др.); ► пресноводные - обитают только в пресных водах (карась, щука и др.); ► солоноватоводные - живут в солоноватой воде опресненных участков морей, предустьевых пространств (бычки, речная камбала и др.); ► проходные - в определенные периоды жизни меняют морскую среду на пресноводную или наоборот; при этом морские заходят для нереста в реки, до их верховьев (осетр, белуга, лососевые рода Oncorhynchus), а пресноводные выходят из рек нереститься в море (угорь и др., всего около 130 видов); ► полупроходные - это обитатели опресненных пространств морей, поднимающиеся на нерест невысоко в реки (сазан, лещ, вобла, сом, судак).
По приуроченности к характерным экологическим зонам водоема - пелагиали (толща воды), бентали (придонная зона), литорали (прибрежная зона)-- различают рыб пелагических, бентических и литоральных.
11. Структура вида и формы внутривидовых связей у рыб.
Вид-сообщество организмов, которые свободно скрещиваются и обновляются в результате смерти и рождения. Морфологически стабильны. Обитают на определённом ареале.
Структура вида- наличие в его составе более или менее обособленных группировок, отличающихся морфологическими признаками и\или по образу жизни.
Вид м\б:
-монотипическим( без внутрен. разделения на подвиды )
-политипическим( несколько подвидов- полиморфный )
-комплексный( подвиды и экологические формы(голец))
Популяция – совокупность особей одного вида, разновозрастная, занимающая определенный вид и ареал, морфологически и генетически обособленная от других популяций того же вида.
Популяция-это форма существования вида. Эволюция вида связана с эволюцией его популяции, с изм. их генофонда вследствии мутаций и отбора. Любая особь обязательно принадлежит к какой-то популяции. Популяция одного вида отличается: морфологией, темпом роста, плодовитостью, возрастной плодовитостью.
Популяционная структура вида – совокупность всех популяций и характер связи между ними.
Самая простая популяционная структура – виды-эндемики.
Популяционные различия:
-почисленности -ареалу -расположение в центре и по переферии -пересечение в некоторых местах -протяженность, разное направление (С-Ю, В-З )
Структура популяции вида – внутр. структура данной популяции (возрастной, половой, размерн. состав)
Экологические формы – группировки с разной жизненной стратегией.
Сезонные расы- расхождения в годовом цикле. Осетровые, лососевые: яровые, озимые Салака:весенне-, осенненерестующая
Элементарная популяция – одновозрастная, пожизненная группировка рыб сходных по биологическому состоянию. Выделена Лебедевым у хамсы, каспийской кильки и воблы.
Стая – форма социальной структуры вида; характеризуется групповым выполнением основных функций и высокой степенью согласованности действия отдельных особей.
Стая м/б: облегатная (обязательная) – сельдь факультативная ( временная ) – треска
По характеру образования различают: -онтогенетические -сезонные -тактические
По структуре: - с доминированием – иерархическая - без доминирования – квазипотенциальная В зависимости от конкретных условий структура стаи может меняться.
Характеристика стаи: Форма: ходовая, кругового обзора, оборонительная Форма может меняться при изменении поведения.
Скопления – несколько стай или просто некоторое количество рыбы. Распределение скопления – произвольное. По целе образования: нерестовые, миграционные, зимовальные.
Колонии – временные группировки рыб, образуются по разным причинам ( нерест).
Внутривидовые отношения. а)конкуренция внутривидовая: -пищевая (расхождение спектров питания, порционный нерест) -пространственная (нерестилища, убежища, местообитания)
б) каннибализм внутривидовой
в) паразитизм внутривидовой – удильщик
Формы коммуникативных связей -групповой эффект- большая двигательная активность в группе -электрорецепция (в стае) – чувствуют поле стаи -агрессивно-оборонительное поведение – охрана своего места обитания -межполовые – не размножение, особенное поведение