3. Звуки, издаваемые рыбами
До недавнего времени считалось, что рыбы немы, т.е. не издают звуков. Об этом говорит и народная пословица «нем, как рыба». На самом деле рыбы в процессе своей жизнедеятельности издают массу звуков. Звуки, издаваемые рыбой, представляют собой колебания воды или являются результатом движений тела или его частей. Некоторые звуки издаются рыбами при общении.
Все звуки, издаваемые рыбами, в процессе жизнедеятельности можно разделить на четыре основных группы:
1) звуки или колебания, возникающие при плавании;
2) звуки, возникающие или сопровождающие питание;
3) звуки при заглатывании воздуха ртом;
4) звуки при выделении воздуха из плавательной) пузыря.
Спектр звуков, возникающих при движении, колеблется от 20 до 5000 Гц (импульсов/секунду). Эти звуки связаны с турбулентными возмущениями воды. Наиболее характерные звуки рыбы издают при питании, так морской кот издает звук, напоминающий «хруст», сом - «хлопки», речной окунь - шуршание и т.д. Судак при захвате жертвы издает характерные «хлопки», у змееголова охота сопровождается также «хлопками» и «стуками».
Эти звуки имеют гидродинамическую низкочастотную компоненту с максимальной амплитудой в области 100 Гц и высокочастотную компоненту в области 4000 Гц. У мирных рыб (сазан, вобла, лещ и др.) при питании образуются звуки, напоминающие причмокивание, цоканье, хруст и скрежет. Эти звуки возникают при трении челюстных и глоточных зубов, а также при трении жестких плавниковых лучей (касатка-скрипун, спинороги). Некоторые рыбы имеют для издавания звуков специальные барабанные мышцы, которые непосредственно прикрепляются к плавательному пузырю. Они имеют высокую частоту сокращений. С их помощью рыбы издают звуки, напоминающие барабанную дробь частотой от 75 до 2000 Гц. К таким рыбам относятся треска, сом, игла-рыба.
Жаба-рыба, благодаря отверстию в плавательном пузыре издает звуки, напоминающие гудки. Такие рыбы как горбыль, бычок-кругляк издают характерные звуки при нересте, в первом случае они напоминают «стук по дереву», во втором- «кваканье». Карповые и лососевые рыбы используют для дыхания и наполнения плавательного пузыря атмосферный воздух, который, проходя через узкие отверстия, вызывает звуки, напоминающие писк.
Таким образом, рыбы издают много разнообразных звуков, связанных с определенными моментами их жизнедеятельности. Это используют в настоящее время при акустической разведке рыб в промысле; по характерным звукам, издаваемым рыбами в воде можно определить видовую принадлежность и относительное количество рыб.
4. Электрические явления в организме рыб
Электрические явления имеют огромное значение в жизнедеятельности живых организмов. Электрический ток в организме служит для передачи сигналов и приводит в действие отдельные клеточные механизмы. Электрические токи, генерируемые рыбами, позволяют им общаться друг- с другом, а также используются для поиска, локации, нападения и защиты.
-
момент
нанесения раздражения
В
момент действия различают местные
колебания мембранного потенциала (а),
ник потенциала
действия (в-с), отрицательный следовый
потенциал (d)
и положительный следовый
потенциал (е). Пик потенциала действия
представлен восходящей (в) и нисходящей
(с) ветвями. 'Восходящая
часть пика потенциала действия (в)
соответствует уменьшению заряда мембраны
до 0, т.е. возникает разность
потенциалов противоположного знака
деполяризация
(это фаза деполяризации). Нисходящая
ветвь пика (с) соответствует восстановлению
исходного уровня поляризации
(электрического состояния мембраны).
Следовые потенциалы связаны с
восстановительными процессами,
возникающими по
окончании процесса возбуждения.
Продолжительность
потенциала действия составляет 0,1-0,5
мс, при этом фаза
реполяризации
всегда продолжительнее фазы деполяризации,
следовые потенциалы имеют
низкую амплитуду (несколько микровольт)
и более продолжительны, чем потенциал
действия. Рассмотрим
механизм возникновения потенциала
действия. Основная роль в его возникновении
принадлежит ионам натрия.
При действия
раздражителя проницаемость мембранной
клетки для ионов натрия
возрастает в
500 раз. В связи с этим ионы натрия из
внеклеточного пространства
устремляется
в клетку, что приводит к перезарядке
клеточной мембраны. Наружная
поверхность клеточной мембраны заряжается
отрицательно по отношению к внутренней
(деполяризация).
Восстановление исходного уровня
мембранного потенциала
(реполяризация)
осуществляется за счет резкого снижения
проницаемости мембраны для ионов
натрия и активного их переноса из
цитоплазмы клетки в окружающую среду.
Таким
образом, возникновение биопотенциалов
является функцией биологической
мембраны, обладающей избирательной
проницательностью. Величина мембранного
потенциала
действия обусловлена ионной асимметрией
в системе клетка-среда. Сложение
потенциалов действия отдельных
клеток вызывает возникновение
биотоков.
Для обнаружения тока действия или
биотока, необходимо один электрод
приложить
к невозбужденному участку ткани, другой
к возбужденному и присоединить их к
осциллографу, т.e.
регистрирующему прибору. Запись
биотоков работающей мускулатуры
называется электромиограммой. Биотоки
можно зарегистрировать при плавании
рыб, дыхательных движениях. Запись
работы
сердца называется электрокардиограммой.
Запись
биотоков сетчатки глаза (ретина)
называется ретинограммой. Запись
биотоков головного мозга называется
энцефалограммой. Следует
отметить, что биотоки возникают при
работе всех органов и тканей у всей
животных,
но только у рыб имеются специальные
органы, генерирующие электрический
ток.
По
величине генерации биотоков рыб условно
разделяют на три группы:
1) сильноэлектрические рыбы
2) слабоэлектрические рыбы
3) неэлектрические рыбы
Сильноэлектрические рыбы (электрический угорь, электрический сом, электрические скаты, американский звездочет) имеют хорошо развитые электрические органы, создающие электрические поля выше 20В. Расположение электрических органов у различных электрических видов рыб разнообразно: на голове, (электрический скат, американский звездочет),на всем теле(электрический сом, электрический угорь), на хвостовом стебле (нильский слоник). Строение электрических органов. Электрические органы представляют собой видоизмененные мышечные волокна, состоящие из клеток плоской формы. Каждую клетку покрывает спиральная оболочка электролемма. Сторона пластинки, к которой подходят нервные окончания, называется лицевой. Она гладкая и пронизана нервными канальцами. Другая сторона пластинки - губчатая, морщинистая, в ней располагаются кровеносные сосуды и ядра клеток. Неровная губчатая поверхность пластинки при возбуждении является электроотрицательной по отношению к лицевой поверхности. Между двумя этими поверхностями образуется разность потенциалов 90-150 мВ. Таким образом, разряд электрического органа имеет всегда определенное направление.
Пластинки в электрических органах пресноводных рыб расположены по принципу последовательного соединения, что увеличивает общий потенциал разряда или напряжения. Это характерно для рыб, обитающих в пресной воде, т.к. пресная вода обладает меньшей электропроводностью, то более целесообразно по такому проводнику передача тока высокого напряжения. У морских рыб столбики из клеток расположены по принципу параллельного соединения, что ведет к увеличению суммарного заряда, т.е. к увеличению силы тока. Это целесообразно, т.к. морская вода обладает большой электропроводностью, в связи с тем, что в ней содержится большое количество солей. У сильноэлектрических рыб электрические поля используются для нападения и защиты.
Слабоэлектрические рыбы имеют специальные органы, создающие поля до 17 вольт, которые используются для локации и связи. К этой группе рыб относятся нильская щука и нильский длиннорыл, обитающие в мутных водах, где другие органы чувств не эффективны. Неэлектрические рыбы не имеют специальных электрических органов, но они, тем не менее, способны воспринимать и перерабатывать электрическую информацию.